Prof
Prof.dr. Aleksandar Kneevi
Doc.dr. Azrudin HusikaKVALITET ZRAKA1. RAZVOJ PROBLEMATIKE
ZAGAIVANJA ZRAKA
Problematika zagaivanja zraka postoji koliko i
industrijalizacija. Istorijski gledano ona ima tri karakteristine
faze:
lokalno zagaivanje produktima nepotpunog sagorijevanja,
karakteristino za period 1870. 1970.,
regionalno (razmjera kontinenata) zagaivanje kiselim gasovima,
karakteristino za period 1950. 2000., te
globalno (svjetsko) zagaivanje staklenikim gasovima, kao i
gasovima koji stanjuju ozonski sloj, posebno karakteristino za
period nakon 1990.-e godine.
Koritenje uglja, a zatim i drugih foslinih goriva osnov je
industrijske (bolje rei: energetske) revolucije, ali i osnovni
uzorok zagaivanja zraka, pa i okoline, uopte. Problematika
zagaivanja zraka prvo se pojavljuje na lokalnom nivou u pojedinim
gradovima sa intenzivnim koritenjem uglja. Pored korisne energije,
proizvodi energetske konverzije uglja bili su najkarakteristiniji
produkti nepotpunog sagorijevanja: ugljen monoksid, a, vrste estice
(letei pepeo), te sumpordioksid. Prisustvo ai u atmosferi gradova
pogodovalo je stvaranju magle, a magla je ometala zagrijavanje tla
i stvaranje usponskog strujanja zraka, ime bi se prizemni slojevi
atmosfere grada ventilirali, te dolazi do stvaranja smoga (engl.
smoke(dim) + fog(magla)). Ukoliko se stabilna atmosfera zadravala
due od tri dana uzastopno, radilo se o pojavama epizoda pojaane
zagaenosti zraka (poznato London 1950. 55., Sarajevo 1965. 70.).
Tada se u mnogim sredinama poduzimaju mjere za smanjenje
zagaivanja, u prvom redu kroz poboljanje efikasnosti sagorijevanja
(ovim se ne samo smanjuje zagaivanje zraka, nego se smanjuje i
potronja goriva), kroz uvoenje reonskog i daljinskog grijanja,
uvoenje u potrebu goriva sa niim sadrajem sumpora. Ove mjere se
realizuju i u Sarajevu (u periodu 1968. 1978. poboljanje
efikasnosti sagorijevanja i zamjena uglja sa visokim sadrajem
sumpora ugljem sa manjim sadrajem sumpora, a od 1978. uvodi se u
upotrebu zemni gas, koji ne sadri sumpor, a moe sagorijevati gotovo
bez prisustva ai).
Dok se emisija ai i ugljenmonoksida mogla jednostavno otkloniti
(i to uz trokove koji su se amortizovali za nekoliko dana ili
nekoliko mjeseci), emisija sumpordioksida, koja je rasla porastom
potronje energije, nije se mogla jednostavno (sa prihvatljivim
trokovima) otkloniti. Problem se rjeavao primjenom prirodnih
mehanizama samoienja atmosfere, koji se pojaavaju izborom povoljne
lokacije postrojenja i izgradnjom (dovoljno) visokog dimnjaka. Tako
se postie lokalno razblaavanje dimnih gasova (znaajno zbog
sumpordioksida), a u irim razmjerama vri spiranje SO2 na tlo (suha
depozicija ili u obliku kiselih kia). Poznato pravilo poteklo iz
Velike Britanije bilo je: Rjeenje zagaivanja je razrjeenje
(Solution of pollution is dilution). Meutim, poluivot
sumpordioksida je oko sedam dana i za to vrijeme vazdune mase koje
sadre znaajne koliine SO2 mogu da preu hiljade kilometara. Emisija
SO2 raste, tako da je 1980. godine svjetska emisija ovog polutanta
iznosila 120,000.000 tona godinje, upravo kolika je bila je i
njegova prirodna emisija. Meutim, dok je prirodna emisija SO2
rasporeena po cijeloj planeti, emisija porijeklom od ovjekove
aktivnosti bila je kocentrisana na Evropu i Sjevernu Ameriku, te
neto manje Aziju (Kina). Uz sumpordioksid, pojavljuje se, i djeluje
zajedno s njim jo jedan gas koji sa kiom daje kiselinu - azotni
oksidi. Mjerom visokih dimnjaka pojedine zemlje su rjeavale svoje
probleme, da bi kiselim kiama (vrlo esto sa pH vrijednosti koja
odgovara kiselosti sireta), zagaivale druge zemlje, unitavajui im
ume, smanjujui prinos od poljoprivrede i pojaavajui koroziju
izgraenog (metali), odnosno razjedanje graevina, posebno
istorijskih (sazidane od krenjaka). Posebno je bilo znaajno
zagaivanje Skandinavije iz Velike Britanije, te veeg dijela Evope
iz DDR, SSR i Poljske, socijalistikih zemalja sa vrlo ekstenzivnom
energetikom. Predhodna Jugoslavija je do 1990.godine bila neto
uvoznik, da bi te godine postala neto izvoznik sumpornih spojeva.
Zahvaljujui meunarodnoj saradnji i, saglasno tome, poduzetim
akcijama, svetska emisija SO2 od 1980. godine opada.
Glavni produkt sagorijevanja foslinih goriva je ugljendioksid.
Njegova emisija je srazmjerna koliini energije koja se eli dobiti
sagorijevanjem karbona. Sadraj ugljendioksida u atmosferi iznosi
oko 0,03%, a ak gotovo 100 puta vea koncentracija ne bi bila tetna
za ovjeka i ivotinje, a biljke bi upravo uivale u takvoj ponudi
njihovog glavnog prehrambenog artikla. Stoga se CO2 ne smatra
zagaujuom materijom. Meutim, ovaj gas, kao i ostali tro- i
vieatomni gasovi izazivaju klimatske promjene. Problem koji se
nagovjetavao u devetoj, ve je oigledno doivljen u posljednjoj
deceniji prolog vijeka. Tro- i vieatomni gasovi vraaju na zemljinu
povrinu dio infracrvenog zraenja, sunevu energiju koju zemlja vraa
u svemir. Prosjena temperatura na planeti Zemlja je 15oC, a da u
atmosferi nema CO2 ona bi bila 18oC, tj. ak za 33oC nia. Porast CO2
u atmosferi koji se opaa u drugoj polovini prolog vijeka, sa
ubrzanijim porastom krajem tog vijeka, dovodi do poveanja prosjene
temperature na Zemlji, mijenjajui klimu (na nekim dijelovima
Planete, prosjena temperatura opada, na nekim raste, mijenja se
reim padavina ). Do klimatskih promjena dolazi i zbog promjene
namjene prostora (smanjuju se povrine pod umama rezervoarom
ugljika, mijenja se boja tla). Problem je globalan, jer je ciklus
CO2 u atmosferi oko 10 godina. Ova pojava prijeti da izazove
znaajne posljedice prvo po ekosisteme, a time i na privrede
pojedinih drava. Ljudska civilizacija dolazi pred njen, do sada
najvei, okolinski problem, za koga jo nema potpunog rjeenja ni na
papiru (sl.1).
Zrak je komponenta geobiosfere neophodna za gotovo sve procese
koji se u njoj odvijaju, a prvenstveno za postojanje i razvoj ivog
svijeta. Danas je ovjekova tehnika aktivnost nezamisliva bez
koritenja zraka, bilo da se radi o dobijanju energije
sagorijevanjem, bilo u mnogobrojnim procesima industrijske
proizvodnje. Kod sagorijevanja atmosferski zrak se koristi kao
oksidaciono sredstvo, i pri tome, s obzirom na dati kvalitet
fosilnih goriva i tip loita nastaju mnogobrojni produkti
sagorijevanja koji se emituju u atmosferu. Kod tehnolokih postupaka
zrak se koristi kao radni fluid, a zatim djelimino oien vraa u
atmosferu. Dio sirovina, poluproizvoda ili proizvoda nekontrolisano
naputa proces i odlazi u atmosferu.
Fizike i hemijske karakteristike zraka su uslovljene nivoima na
kojima dolazi do ravnotee meu procesima koji se odvijaju u
atmosferi. Tako npr. temperatura vazduha je uslovljena ravnoteom
izmeu primanja i odavanja toplote. Atmosfera je u mogunosti da
primi i preradi i zagaujue materije antropogenog porijekla. Meutim,
ukoliko se na pojedinim dijelovima Zemlje emituju zagaujue materije
u tolikim koliinama da ravnoteni nivo zagaivanja i kondicioniranja
dostigne takvu visinu koncentracija zagaujuih materija koje su
tetne za ovjeji organizam i ukoliko se emituju materije za koje u
prirodi ne postoji mehanizam razgradnje dolazi do pojave
zagaivanja.
Zagaivanje zraka je proces isputanja u atmosferu tetnih,
opasnih, toksinih i radioaktivnih gasova ili estica, uglavnom kao
posljedica ovjekovih aktivnosti. Kada se u strunoj i naunoj
literaturi koristi termin zagaivanje zraka tada se obino misli na
zagaivanje koje nastaje kao posljedica ljudskih aktivnosti. Osnovni
izvori zagaivanja zraka su:
spaljivanje fosilnih goriva i njihovih derivata za potrebe
vrenja rada i grijanja,
tehnoloki procesi,
sagorijevanje goriva u motorima sa unutranjim sagorijevanjem
i
spaljivanje otpada.
2. NIVOI PROBLEMATIKE ZAGAIVANJA ZRAKA
Kod razmatranja strategije ouvanja istoe zraka vano je
problematiku podijeliti u vie razliitih nivoa. U rijetkoj
literaturi gdje se ovako neto zagovara naznauje se da je mogue
izvriti podjelu na tri do est nivoa. Svaki od nivoa je definisan
prostornim i vremenskim razmjerama, karakteristinim veliinama
emisije i zagaenosti zraka, manifestacijama i djelovanjem zagaenog
zraka, te odgovarajuim mjerama (tehnikim i drugim) zatite zraka od
zagaivanja. Podjela na nivoe omoguava lake sagledavanje
problematike i razradu strategije ouvanja istoe zraka. Smatra se da
mnogi nesporazumi nastaju meu strunjacima zbog posmatranja iste
problematike sa razliitih nivoa.
U tabeli 1. su definisane vremenske i prostorne razmjere
pojedinih nivoa kao i karakteristine veliine emisija osnovnih
zagaujuih materija. Svaki nivo je okarakterisan sa dva reda veliina
veom emisijom od prethodnog nivoa. Date su i karakteristine
koncentracije istih polutanata po nivoima. Kao to se vidi one
opadaju to je vii nivo razmatranja.
Izvori emisija se razlikuju po nivoima; na lokalnom i
regionalnom nivou to su grijanje stanova, ustanova i industrija i
saobraaj, dok su na nacionalnom i globalnom nivou emisije iz snanih
izvora (velika industrijska postrojenja i termoelektrane), kao i
emisija iz povrinskih izvora (gradovi), odnosno emisija pojedinih
drava i kontinenata. Emisija zagaujuih materija od saobraaja je od
znaaja samo na lokalnom nivou.
Zavisno od nivoa razliiti su i pojavni oblici zagaivanja zraka -
od neposrednih na lokalnom nivou do posrednih (preko vode, tla i
hrane) na globalnom nivou. Srazmjerno tome, razliiti su mogui tetni
efekti po pojedinim nivoima.
U tabeli 1. su prikazani i odgovarajui nivoi regulisanja i mjere
za ouvanje istoe zraka - mjere razvojne politike, prostornog i
urbanistikog planiranja, kao i tehnike mjere za ouvanje istoe
zraka. Iz ovog posljednjeg bloka se vidi sva kompleksnost ove
problematike, tj. vidi se da ova problematika sve dublje zadire u
strategiju drutvenog i privrednog razvoja zemlje to se ide na vii
nivo. Tehnike mjere za zatitu zraka raznovrsne su na niim nivoima,
a na viim se ogledaju samo u ograniavanju emisije u okviru
asimilacionih sposobnosti atmosfere, odnosno cijele planete.
Posmatrajui na viim nivoima, problematika ouvanja istoe zraka i
politika razvoja tijesno se povezuju, to i jeste jedini ispravni
put usaglaavanja konflikta izmeu razvoja i istoe zraka.
Tabela 1. Nivoi problematike ouvanja istoe zrakaNIVO
PROBLEMATIKE
veliinalokalniregionalninacionalniglobalni
RAZMJERE
horizontalne (km)
vertikalne (km)
vremenskedo 1
do 0,1
sati do dani10
1
dani - mjeseci100
10
godine1000
100
decenije
ZNAAJNE EMISIJE (t/god)
sumpor dioksid
vrste estice
azotni oksidi
ugljen monoksid
ugljen dioksiddo 102do 102do 102do
102-102-104102-104102-104102-105-104-106104-106104-106105-106105-108106-108106-108106-108106-108108-1010
ZNAAJNE KONCENTRACIJE (mg/m3)
sumpor dioksid
vrste estice
azotni oksidi
ugljen monoksid
ugljen dioksid
0,1 - 1
0,1 - 1
0,1 - 1
10-100
-0,1 - 1
0,1 - 1
0,1 - 1
1-10
-0,01-0,1
0,01-0,1
0,01
0,1-1
-
0,001-0,01
0,001-0,01
0,001-0,01
0,1
630
ZNAAJNI IZVORI EMISIJEgrijanje ustanova, ustanova i
industrije;
saobraajemisija iz industrija, toplana i termoelektrana; emisija
iz povrinskih izvora - gradovaemisija pojedinih drava ili
kontinenata
MANIFESTACIJEmaksimalne prizemne koncentracije iz niskih
izvoramaksimalne prizemne koncentracije iz visokih izvoradepozicija
emitovanih materija - odlazak u vodu i tlo; uee u lancu ishrane
MOGUI TETNI EFEKTIdjelovanje na zdravlje; korozija materijala;
promjene percepcije, slike, zvuka i ukusauticaj na vremenska
stanjadjelovanje na biljke i ivotinje;
djelovanje na ovjeka kroz hranuklimatske promjene, druge
dugotrajne posljedice u pojedinim podrujima planete
NIVOI REGULISANJA
MJERE RAZVOJNE POLITIKE PROSTORNOG I URBANISTIKOG
PLANIRANJAmikrolokacija;
zatitna odstojanja oko saobraajnica i industrijskih
postrojenjausmjeravanje goriva, sistemi grijanja, gustina emisije
podrujakvalitet proizvoda;
uvoz tehnologija;
politika meunarodne podjele radaprostorni raspored izvora
emisije-
TEHNIKE MJERE ZA OUVANJE ISTOE ZRAKA
sumpor dioksid
vrste estice
azotni oksidi
ugljen monoksid
ugljen dioksidizbor vrste goriva
ogranienje emisije iz niskih izvora
ogranienje emisije iz motornih vozila
ogranienje emisije iz motornih vozila
-parametri dimnjaka
ogranienje emisije iz visokih izvora
ogranienje zagaenosti tekim metalima
ogranienje emisije iz industrije i termoelektrana
ogranienje emisije iz malih loita i industrije
-ogranienje emisije
ogranienje emisije
ogranienje emisije
-
uspostavljanje ravnotee izmeu produkcije CO2 i O2ogranienje
emisije
ogranienje emisije
ogranienje emisije
-
uspostavljanje ravnotee izmeu produkcije CO2 i O2
U ovom radu prihvata se korisnost identifikacije etiri razliita
nivoa problematike istoe zraka - lokalni, regionalni, dravni i
globalni. 1. Lokalni nivo
Zagaenost zraka potie od produkata nepotpunog sagorijevanja iz
malih loita i pogona. Postoji vei broj manjih izvora. tetni efekti
su izraeni samo na podruju emisije ili neposredno uz to
podruje.
2. Nacionalni nivo
Visoka nacionalna emisija kiselih gasova SO2 i NOx iz velikih
izvora kao to su termoelektrane, rafinerije, eljezare itd. djeluje
na ire podruje drave, cijelu dravu ili pak ima i prekogranini
efekat. Na ovom nivou se ne zagauje samo zrak nego i tlo i voda.
Ovaj nivo posmatranja je u ovom radu podijeljen na dva podnivoa
koji se odnose na dijelove drave i cijelu dravu
3. Globalni nivo
Promjene kvaliteta zraka su posljedica pomjeranja ravnotenog
stanja izmeu procesa emitovanja zagaujuih materija i procesa
samoienja atmosfere. Ovaj nivo se takoe moe podijeliti na podnivoa
koji se odnose na kontinente i cijelu planetu.
3. TROPOSFERSKO ZAGAIVANJE ZRAKA
Troposfersko zagaivanje zraka se odnosi na prva dva nivoa
zagaivanja zraka. Za zagaujue materije kao i za ostale materije u
prirodi, karakteristino je ciklino kretanje. To kretanje je
okarakterisano stalnim emitovanjem materija sa litosfere i iz
hidrosfere u atmosferu i isto tako njihovim neprekidnim vraanjem iz
atmosfere na tlo i hidrosferu. Uzroci ove izmjene materija su
prirodni i antropogeni.
Prirodno kruenje materija u zraku se odlikuje:
emitovanjem materija od strane ivih bia (disanje), te
truljenje,
emitovanjem materija iz drugih prirodnih procesa (vulkanske
erupcije, eolske erozije, umski poari itd.),
kondicioniranjem od strane biljaka (asimilacija) i
kondicioniranjem kroz druge procese (hemijska transformacija
polutanata i njihovo uklanjanje iz atmosfere).
Slika 2. Prikaz lanca zagaivanja, rasprostiranja i
djelovanja
zagaujuih materija u atmosferi
Antropogeni tok materija ima dvije osnovne komponente
(sl.2):
1. zagaivanje kroz transformaciju energije sagorijevanjem
fosilnih goriva,
2. emitovanje gasova koji su uestvovali u tehnolokim procesima
i
3. ienje otpadnih gasova.
Brzina prirodnog kondicioniranja zraka je srazmjerna
koncentraciji date "zagaujue" materije i drugim uslovima pri kojim
se ovaj proces odvija. Ovi uslovi su duina trajanja rasprostiranja,
meteoroloki uslovi (brzina vjetra i turbulencija atmosfere, koliina
solarne radijacije) kao i koncentracija drugih primjesa u
atmosferi. Stoga su procesi unoenja materija u atmosferu i
kondicioniranje zraka uvijek u dinamikoj ravnotei, a ravnoteni nivo
se uspostavlja na odreenoj visini koncentracije date materije u
zraku, pri emu je ovaj nivo utoliko vii to je emisija vea i uslovi
kondicioniranja slabiji. Odreivanje eljene visine koncentracije
zagaujuih materija u datom podruju, a to znai i regulisanje
zagaivanja (prirodnog i tehnikog), kao i odreivanja eljene koliine
zagaujuih materija koje e depozicijom ui u tlo i litosferu naziva
se Upravljanje kvalitetom zraka. U cilju lakeg izuavanja
problematike razlikuju se sljedee faze problematike upravljanja
kvalitetom zraka:
proizvodnja i emitovanje zagaujuih materija,
rasprostiranje zagaujuih materija (transmisija),
kondicioniranje atmosfere - uklanjanje zagaujuih materija
(depozicija) i njihov odlazak u tlo i hidrosferu i
pojava zagaenog zraka u datom podruju i unos zagaujuih materija
u receptore (imisija)
3.1. Emisija zagaujuih materija
Emisija je izbacivanje iz izvora u atmosferu materija koje u
odreenim koncentracijama mogu biti tetne za ljude, biljke i
ivotinje, te dobra stvorena prirodnim putem i radom ovjeka. Ove
materije se, stoga, nazivaju zagaujue materije. Emisije se mogu
podijeliti na dvije grupe:1. Prirodne emisije
1.1. Vulkanske erupcije
1.2. umski poari
1.3. Eolska erozija
1.4. Truljenje i slini procesi
1.5. Disanje ivotinja i fotosinteza
2. Emisije antropogenog porijekla
2.1. Emisije zbog transformacije energije
2.2. Emisije usljed tehnolokih procesa
Emisija antropogenog porijekla je posljedica procesa kojim se
nastoji unaprijediti ovjekova ivotna sredina. Zagaujue materije
koje se emituju mogu biti vrste, tene ili gasovite. Ima ih vie
hiljada, ali se prate samo one najznaajnije. odnosno
reprezentativne. U smislu ovog rada najznaajnije zagaujue materije
su vrste estice, sumpor dioksid (SO2), azotni oksidi (NOx), ugljen
monoksid (CO), ugljen dioksid (CO2).
Sumporni oksidi nastaju oksidacijom sumpora iz goriva pri
njegovom sagorijevanju. Manji dio sumpora se vezuje za pepeo i
ljaku a vei dio odlazi u atmosferu u obliku SO2.
vrste estice su letei koks (nesagorjeli ugalj) i letei pepeo
koji bivaju dimnim gasovima izneseni iz loita. Kada se govori o
vrstim esticama valja imati na umu da su one obino formirane tako
da na svojoj povrini imaju slojeve metala olova, cinka, vanadija,
selena koji su veoma opasni.
a, nesagorjeli ugljovodonici i ugljen monoksid su produkti
nepotpunog sagorijevanja goriva u loitu (nedostatak prostora za
sagorijevanje, nedostatak zraka, naglo hlaenje plamena itd.)
Azotni oksidi nastaju oksidacijom azota iz zraka i azota iz
goriva.
Prema veliini izvora i nainu emitovanja razlikuju se:
1. povrinski izvori: vei broj manjih izvora na datoj povrini
2. takasti izvori: pojedinani izvori sa veom emisijom (ne
postoji precizna granica da bi se odredilo koji e izvor na datoj
povrini biti takast),
3. linijski izvori: saobraaj na cestama sa velikim prometom
Razlikuju se:
kontrolisana emisija (zagaujue materije naputaju izvor
zagaivanja kroz cijevi ili dimnjake)
nekontrolisana emisija (zagaujue materije naputaju objekat kroz
prirubnike spojeve i druga mjesta brtvljenja, emisije sa haldita,
pretovara, presipnih mjesta itd.)
Zagaivanje se definie karakteristikom emisije:
mjesto emitovanja: koordinate izvora, nadmorska i relativna
visina izvora (dimnjaka),
uslovi emitovanja: koliina dimnog gasa, temperatura i izlazna
brzina,
reim emitovanja (trajanje emitovanja u danu, sedmici i godini)
i
zagaujue materije: vrste i koliine emitovanih zagaujuih
materija
Emisija zagaujuih materija srazmjerna je masi goriva, masi
sirovina koje prouzrokuju emisiju, odnosno masi proizvoda pri ijoj
je proizvodnji dolo do emisije. Ova srazmjernost se naziva
koeficijent emisije, a njegova dimenzija slijedi iz gornje
definicije emisije. Ukoliko se emisija odreuje mjerenjem, tada se
ona definie proizvodom mase ili zapremine izlazeih gasova i masene
ili zapreminske koncentracije zagaujuih materija.
Zagaivanje zraka od spaljivanja gorivaJedan od uslova za
prihvatljivost gradnje i pogona termoelektrana je njihov oekivani
ili ostvareni uticaj na okolinu. Danas je ekoloka svijest ljudi
veoma razvijena te se uticaj termoenergetskih postrojenja na
okolinu ponekad stavlja ak i ispred njihove ekonomske i energetske
vrijednosti. Termoelektrane na fosilna goriva su postrojenja u
kojim se toplotna energija dobijena sagorijevanjem fosilnih goriva
transformie u elektrinu energiju. Unutar postrojenja termoelektrane
toplotna energija se proizvodi u parnim kotlovima ili loitima
gasnih turbina. Kada se radi o uticaju na okolinu presudan je
uticaj dijela termoelektrane koji proizvodi pokretaku silu za
elektrini generator. Optereenje okoline zbog rada elektrinog dijela
je zanemarivo ili veoma maleno.
Najznaajniji okolinski aspekt rada termoelektrana na fosilna
goriva su emisije u zrak. Osnovni izvor emisija u zrak iz
termoelektrana na fosilna goriva je proces sagorijevanja u loitu
kotla. U procesu sagorijevanja osim toplotne energije nastaju kao
nusprodukt dimni gasovi. U strukturi dimnih gasova preovladavaju
vodena para i ugljen dioksid CO2. Zavisno od vrste upotrijebljenog
goriva i tehnologije sagorijevanja u dimnim gasovima se u veoj ili
manjoj koliini nalaze jo i vrste estice, SOx, NOx, CO, CO2, HCl,
HF, organska jedinjenja, teki metali. Vei dio vrstih estica,
sumpornih i azotnih oksida se izdvaja iz dimnih gasova dok se samo
manji dio istih, zavisno od efikasnosti opreme za ienje dimnih
gasova, emituje u okolinu.
Osim gore pomenutih emisija iz dimnjaka termoelektrane, takoe,
mogu emitovati polutante i iz drugih izvora. Emisije vrstih estica
se mogu pojaviti i u procesima skladitenja, transporta i obrade
goriva, kao i u procesima otpreme i deponovanja vrstog otpada.
Meutim, red veliine emisija iz ovih procesa je nekoliko puta manji
od reda veliine emisije koja potie od procesa sagorijevanja, tako
da kada se govori o emisijama u zrak iz termoelektrana obino se
misli na emisiju iz kotla.
U najveem broju sluajeva energenti potrebni za rad energetskih
postrojenja nisu raspoloivi u formi koja omoguava neposredno
koritenje. Potrebno ih je izvaditi iz zemlje, oistiti i preraditi u
prikladan oblik, te transportovati do postrojenja. Svaka od faza
pripreme energenta vezana je za utroak energije, a neke od faza i
za nastajanje otpadnih tvari. Osim toga, za gradnju energetskog
postrojenja treba utroiti znatnu koliinu graevinskog materijala i
zauzeti odreenu povrinu zemljita. Proizvodnja graevinskog
materijala trai utroak energije, a proizvodnja cementa i elika
dodatno optereuje okolinu emisijom gasova i praine u atmosferu. To
je takoe element uticaja na okolinu kojeg treba vezati uz
termoelektranu i njezinu proizvodnju elektrine energije. Cijeli
kompleks veoma razliitih aktivnosti i tehnolokih zahvata koje treba
primjeniti kod gradnje i pogona termoelektrane kao i kod dobivanja,
prerade i transporta energenta potrebnog za pogon, u literaturi je
poznat kao energijski lanac. Kada se govori o uticaju
termoelektrane na okolinu tada se misli na uticaj na okolinu svih
elemenata energijskog lanca. Bez obzira to uticaj na okolinu dijela
energijskog lanca prije termoelektrane nije zanemariv on je, kada
je rije o termoelektranama na fosilna goriva, mnogo manji u odnosu
na emisije tokom pogona pa se esto i ne uzima u obzir.Atmosferske
emisije iz loita na ugalj su posljedica procesa sagorijevanja uglja
u loitu kotla i u velikoj mjeri zavise od vrste upotrijebljenog
uglja. Prije upotrebe ugalj se u mlinovima melje u sitnu ugljenu
prainu i pomijean sa zrakom odvodi u loite gdje se vri njegovo
sagorijevanje u letu. Od svih vrsta ugljeva koji se koriste u
termoelektranama na ugalj najvie se upotrebljava kameni ugalj, a
rjee mrki ugalj.
Termoenergetska postrojenja na ugalj emituju u atmosferu dimne
gasove koji sadre vrste estice i gasove nastale u procesu
sagorijevanja uglja. Kada se radi o gasovima nastalim u procesu
sagorijevanja uglja dominantan je sadraj CO2 i H2O, a zavisno od
sadraja sumpora u gorivu i temperature sagorijevanja javljaju se i
sumpor dioksid SO2 i azotni oksidi NO i NO2 (obino oznaavani kao
NOx). Vei dio vrstih estica, kao i sumpornih i azotnih oksida se
izdvaja u postrojenjima za preiavanje dimnih gasova, a manji dio se
emituje u okolinu i prouzrokuje tetu za zdravlje ljudi i njihove
ivotne sredine. Djelovanje na okolinu je zavisno od prizemne
koncentracije polutanata.
Proizvodi sagorijevanja uglja se, nakon djeliminog ienja,
isputaju u atmosferu. U okviru analize uticaja pogona
termoelektrana na okolinu neophodno je odrediti koliinu i vrstu
isputenih proizvoda sagorijevanja, jer je to osnova za sve daljnje
ekoloke studije i zakljuke.
Uticaji lokalnog karaktera termoenergetskih postrojenja na
fosilna goriva su vezani za promjenu mikroklime i za uticaje na
zdravlje lokalnog stanovnitva i to uglavnom zbog povienih
koncentracija polutanata u prizemnim slojevima atmosfere.
Regionalni uticaji su, pak, vezani za pojave zakiseljavanja,
fotooksidacije, eutrofikacije i pojavu povienih koncentracija
prizemnog ozona, dok su globalni uticaji vezani za problem emisije
staklenikih gasova. Uticaji na okolinu termoenergetskih postrojenja
se najee sagledavaju kroz sljedea podruja uticaja koja se vezuju za
atmosferske emisije:
lokalni uticaji zbog povienih koncentracija polutanata u
prizemnoj atmosferi
(SOx, NOx, vrste estice, metali), poviene koncentracije
fotooksidativnih gasova i smoga (NOx, O3,), problem zakiseljavanja
tla i voda, problem eutrofikacije (NOx, NH3) i problem promjene
klime na globalnom nivou zbog poviene koncentracije staklenikih
gasova (CO2).
Ogranienja emisija u zrak pojedinih polutanata mogue je
propisati, bilo kao ogranienja ukupne emisije pojedinog polutanta
(obino u tonama po godini), bilo kao emisijske standarde kroz
masene koncentracije polutanata u ukupnoj zapremini isputenih
gasova (obino u mg tetne tvari po m3 izduvnih gasova). Veina
zemalja uvela je granine vrijednosti emisija zavisno od vrste
postrojenja (novo ili postojee), veliine postrojenja i goriva koje
se koristi.
Atmosferske emisije sumpor dioksida
Sumpor dioksid je jedan od produkata sagorijevanja uglja.
Emisije sumpornih oksida zavise, prije svega, od sadraja sumpora u
uglju, sastava pepela i temperature sagorijevanja. Zavisno od
sastava pepela i temperature sagorijevanja jedan dio sumpora iz
goriva se emituje u atmosferu kao SO2 (1 do 5% SO2 u atmosferi
dalje oksidira u SO3), a preostali dio se vee za pepeo stvarajui
sulfate. Koliina sumpora koja se vee za pepeo zavisi od sadraja
alkalnih supstanci prisutnih u uglju (prije svih CaO). Dakle,
veliki sadraj alkalnih supstanci u uglju uzrokuje da se manje
sumpora iz goriva pretvori u gasoviti SOx.
Nastajanje SO2 u loitima termoelektrana na ugalj se ne moe
izbjei. Postoje tri naina smanjenja emisije SO2. Prvi nain je
koritenje goriva s niskim sadrajem sumpora ili smanjenje sadraja
sumpora u gorivu. Drugi nain je primjena savremenih tehnologija
sagorijevanja bilo poveanjem efikasnosti sagorijevanja ili
primjenom naprednih tehnologija za sagorijevanje uglja. Trei nain,
i za sada najee koriteni, je odsumporavanje dimnih gasova prije
emitovanja u atmosferu.
Atmosferske emisije azotnih oksida
Koliina NOx u dimnim gasovima zavisi od sadraja azota u gorivu,
koliine kiseonika za sagorijevanja i temperature. Azotni oksidi
nastaju u loitu na tri naina:
1. NOx koji nastaje oksidacijom azota koji se nalazi u
gorivu.
2. Termiki NOx koji nastaje oksidacijom azota iz zraka za
sagorijevanje. Koliina ovog NOx zavisi najvie od temperature
sagorijevanja. to su temperature sagorijevanja vie, to je vee i
nastajanje NOx (kod temperatura preko 1300(C nastajanje NOx na ovaj
nain znaajno raste).
3. Trenutni NOx se stvara iz azota koji se nalazi u zraku koji
se dovodi za sagorijevanje, a u prisustvu slobodnih radikala
ugljovodonika. Nastaje kad je smjesa dovoljno bogata gorivom i kod
niih temperatura. Budui da su temperature u loitu relativno visoke
koncentracija slobodnih radikala ugljovodonika je vrlo mala, pa na
ovaj nain ne dolazi do stvaranja znaajnijih koliina NOx.
Dvije su glavne tehnologije koje se primjenjuju s ciljem
smanjenja emisije NOx. Prva grupa tehnologija su primarne mjere
koje se odnose na izmjene procesa sagorijevanja, a ukljuuju
stupnjevano sagorijevanje i sagorijevanje s niskom emisijom NOx (s
vikom ili bez vika zraka) te naknadno sagorijevanje gasa i
uglja.
Drugi pristup reduciranju emisije NOx temelji se na uklanjanju
NOx iz dimnih gasova (denitrifikacija) to ukljuuje selektivnu
katalitiku redukciju (SCR), selektivnu nekatalitiku redukciju
(SNCR) i kombinovano uklanjanje SO2 i NOx. Tehnologije za
uklanjanje NOx nakon sagorijevanja poele su se primjenjivati u
zemljama koje imaju vrlo stroge propise u pogledu emisija, jer
primarne mjere nisu bile dovoljne da zadovolje ove propise.
Atmosferske emisije vrstih estica
Tokom procesa sagorijevanja uglja nesagorene mineralne supstance
tvore pepeo. Dio pepela se isputa kroz dno loita. Dio estica pepela
koje su noene strujom dimnih gasova su poznate pod nazivom letei
pepeo. estice pepela se openito oznaavaju sa "PM", "PM10", "PM2,5"
(to znai estice ekvivalentnog prenika 10 mikrometara ili manje, 2,5
mikrometara ili manje).
Koliina i karakteristike leteeg pepela i raspodjela veliina
estica pepela zavisi od mineralne tvari u uglju, sistemu
sagorijevanja i uslovima rada kotla. Mineralni sastav i koliina
ugljenika u leteem pepelu odreuju koliinu, specifini otpor i
kohezivnost leteeg pepela. Tehnologija sagorijevanja uglavnom
odreuje raspodjelu veliina estica i time konanu emisiju estica.
Emisije vrstih estica se mogu smanjiti preventivnim mjerama kao
i ienjem dimnih gasova prije isputanja u atmosferu. Mjere za
uklanjanje vrstih estica iz dimnih gasova su dugi niz godina u
primjeni i bile su prve mjere smanjenja emisija u okolinu iz
termoenergetskih postrojenja. Preventivne mjere su esto trokovno
efikasnije od ienja dimnih gasova. U preventivne mjere spadaju
poboljanje efikasnosti rada postrojenja, dobro odravanje, izbor
goriva, ienje goriva i izbor tehnologije sagorijevanja. Poboljanjem
efikasnosti sagorijevanja koliina leteeg pepela i produkata
nepotpunog sagorijevanja moe se znatno smanjiti. Emisija vrstih
estica u zrak moe se takoe znatno smanjiti izborom goriva sa manjim
sadrajem pepela. Meutim, izbor goriva je veoma esto odreen mogunou
dobave i cijenom.
3.2. Rasprostiranje zagaujuih materija
Nakon naputanja izvora emisije dolazi do rasprostiranja
zagaujuih materija, pri emu dolazi do razblaenja koncentracija. Dva
su osnovna mehanizma rasprostiranja zagaujuih materija:
konvekcija
difuzija
Konvekcija predstavlja razblaavanje usljed puhanja svjeeg zraka
(vjetar), a difuzija mijeanje zagaenog i svjeeg zraka usljed pojave
vrtloga u atmosferi. U optem sluaju uvijek su prisutna oba vida
rasprostiranja, ali su mogui sluajevi da nema vjetra (tiina), kao i
to da je turbulencija dosta slaba. Za rasprostiranje je od znaaja i
nain emitovanja. Kod dobro projektovanih dimnjaka dolazi do
nadvienja dimne struje zbog dinamikog i statikog uzgona.
Efekti nadvienja mogu biti smanjeni ukoliko temperatura zraka
raste sa visinom (tada atmosferski uzgon djeluje ka povrini Zemlje)
temperaturna inverzija. Jasno je da je to je efektivna visina
dimnjaka vea, to je dui i put rasprostiranja zagaujuih materija dok
one ne dospiju do zemlje, te e i razrjeenje biti vee, a prizemne
koncentracije manje. Meutim, u tom sluaju zagaujue materije se
rasprostiru na velike udaljenosti, na svom putu one doivljavaju
hemijske transformacije tvorei nove spojeve, njihove koncentracije
se sabiraju iz vie izvora, a na kraju dospijevaju na tlo i u vodu,
djelujui na taj nain na ljude, objekte i ivi svijet u cjelini. Dok
se upotrebom visokih dimnjaka eliminie opasnost od vrnih
kratkotrajnih koncentracija, s druge strane se javljaju posljedice
dugotrajnog djelovanja zagaujuih materija u malim koncentracijama.
Sloeni mehanizam transporta i inerakcije moe uzrokovati znaajno
poveanje sekundarnih produkata na lokacijama znatno udaljenim od
samog izvora.
Vidi se da na rasprostiranje zagaujuih materija utiu:
nain gradnje (visina dimnjaka i njegov popreni presjek)
lokacija (odabiranje mjesta sa datim orolokim i meteorolokim
parametrima)
meteoroloki uslovi podruja (strujanje, visinski temperaturni
gradijent).
Za potrebe razvoja i koritenja modela raznoenja zagaujuih
materija od znaaja su, uz definisanje karakteristika emisija,
odgovarajui meteoroloki podaci lokacije. Meteoroloki elementi veoma
utiu na nain i intenzitet prenoenja polutanata u atmosferi. Neki
karakteristini oblici topografije imaju jasno izraen uticaj na
meteroloke elemente, a preko njih i na prostornu raspodjelu
aerozagaenja. Npr. kotline imaju osobinu da se u njima zadrava
hladan i stabilan zrak sa vrlo slabim turbulentnim kretanjem i
malim brzinama vjetra. Ako se u takvoj sredini nalazi izvor
zagaenja, zagaujue materije nee biti transportovane, ve e se samo
sporo difuzno iriti. Istraivanja difuzije u problemu izbaenih
dimnih gasova u7kazuju na bitnu ulogu stabilnosti prizemnih slojeva
atmosfere. Stabilnost kao posebno svojstvo atmosfere , bez obzira
na druge meteoroloke parametre, omoguava slabiju ili jau difuziju
dimnih gasova. Kriteriji stabilnosti atmosfere se kreu od labilne
atmosfere kada je difuzija gasova izrazito velika, pa do
najstabilnije atmosfere kada je difuzija gasova neznatna. Prelaznom
stanju izmeu ova dva ekstrema odgovara niz sluajeva. Primjer
sluajeva izrazito stabilne atmosfere predstavlja pojava tzv.
inverzije temperature kada dolazi do stvaranja inverzionog sloja
zraka (postojanje toplijeg zraka iznad prizemnog hladnog), pa je
irenje navie blokirano.
3.3. Depozicija procesi uklanjanja zagaujuih materija iz
zraka
Rije je o procesima iji je rezultat smanjenje koncentracije
zagaujuih materija njihovim uklanjanjem iz atmosfere (prelazak na
tlo ili hidrosferu). Ovo uklanjanje se moe ostvariti putem fizikih
procesa ili hemijskih reakcija.
U procese uklanjanja spadaju sljedei procesi:
1. suha depozicija - taloenje zagaujuih materija bez prisustva
kie
2. mokra depozicija - depozicija uz prisustvo padavina.
3. mehanizam hemijske transformacije polutanata
O mehanizmima depozicije ovdje nee biti vie rijei, osim to e se
napomenuti da danas postoje metode kojima je mogue proraunom
predvidjeti efekte ovih pojava. Kod depozicije karakteristian je
pojam vrijeme poluraspada. To je vrijeme za koje se, u sluaju da je
emisija jednaka nuli, koncentracija polutanta smanji za jednu
polovinu poetne vrijednosti. Vrijeme poluraspada razliito je za
svaku zagaujuu materiju, a zavisno je prvenstveno od koncentracije
zagaujue materije. Za vrijeme poluraspada vezan je i pojam brzine
depozicije koja je jednaka odnosu visine sloja zagaenog zraka i
vremena poluraspada. Ova brzina je reda veliina 0,5 1 m/s, ali moe
biti i mnogo manja.
Zagaujue materije, u obliku u kojem su bile u atmosferi ili
hemijski izmjenjene, odlazei procesom depozicije na tlo ili
hidrosferu, vre zagaivanje ovih dijelova Zemlje (poveanje kiselosti
zemlje ili jezera, dejstvo na tlo itd.). Depozicija estica se prati
mjerenjem sedimenta, a kod mokre depozicije mjerenjem kiselosti
padavina.
3.4. Kvalitet zraka
Rezultat procesa emisije, rasprostiranja i depozicije materija
iz atmosfere je odreena koncentracija date zagaujue materije u
zraku. S obzirom da se u toku vremena mijenjanju sve ove tri
veliine, a da su one razliite gledano i teritorijalno, to se
kvalitet zraka mijenja i u vremenu i u prostoru.
Vremenska promjena kvaliteta zraka
Promjene emisije u toku vremena, naroito uslova rasprostiranja i
depozicije mogu biti tako velike da vrijednosti zagaenosti zraka
neobino fluktuiraju sa vremenom. Znai vrijednosti zagaenosti zraka
su sluajne veliine. Ocjena kvaliteta zraka nije mogua bez
odgovarajue statistike analize to iziskuje da se praenje vri pomou
dva parametra. Dobar je nain da se skup rezultata mjerenja
zagaenosti zraka uredi, te da se kao mjerilo visoke koncentracije
(kratkotrajno djelovanje) uzme vrijednost visokog percentila, a kao
mjerilo dugotrajnog djelovanja usvoji neka od statistikih veliina
koje definiu srednju vrijednost (npr. aritmetika sredina).
Prostorna raspodjela koncentracija zagaujuih materija
Ukoliko se radi o pojedinanom izvoru emisije, onda e, posmatrano
po visini emitovanja, koncentracija zagaujuih materija, zbog
mehanizma konvekcije i difuzije pri raznoenju, da opada sa
poveanjem udaljenosti od izvora.
Ako se radi o niskom izvoru (npr. automobil) onda e to vaiti i
za prizemne koncentracije (na nivou tla). Meutim, ukoliko se radi o
visokom dimnjaku, profil koncentracije pri tlu e se razlikovati od
profila na efektivnoj visini emitovanja. Poevi od izvora,
koncentracija na tlu e biti jednaka nuli idui niz vjetar sve dok,
ve razrjeena, dimna struja ne dotakne tlo. Tada koncentracija
poinje da raste do maksimalne vrijednosti, a zatim opada. Naravno,
za jedan isti izvor, ova slika se, zavisno od promjene meteorolokih
parametara mijenja npr. mjesto maksimalne koncentracije nekada je
blie, a nekada dalje od izvora. Stoga se, a i zbog toga to postoji
interferencija uticaja veeg broja izvora, vrijednosti koncentracija
sa date povrine (ukoliko ona ima jednu odreenu namjenu)
usrednjavaju.
3.5. Djelovanje zagaenog zraka
S obzirom da se kroz bioloki razvoj ovjek privikao na odreene
koncentracije materija koje uestvuju u razmjeni izmeu tla i
atmosfere jasno je da, uslovno reeno, ne postoje tetne materije
nego samo tetne koncentracije. Izvjesno je da prirodne (fonske)
koncentracije predstavljaju za ivi svijet ekoloki optimum. Meutim,
vana je injenica da rastojanje izmeu ekolokog optimuma i pesimuma,
mada je zavisno od vrste materije, nije tako malo. To znai da izmeu
optimuma i pesimuma postoji itav niz karakteristinih vrijednosti
koncentracija koje izazivaju manje ili vie tetne posljedice po ivi
svijet.
Slika 4. Karakteristini nivoi koncentracija hemijskih primjesa u
atmosferi
Prikaz ovih koncentracija je dat na slici 4. Na toj slici
ekoloki optimum (1) je najnia vrijednost, a ekoloki pesimum (5)
najvia karakteristina vrijednost. Izmeu njih se nalaze
koncentracije koje mogu podnijeti, bez lako uoljivih posljedica
samo radno sposobne osobe i to samo dio vremena u toku sedmice (4),
kao i znaajno nie koncentracije koje ne izazivaju akutno tetno
dejstvo kod zdravih osoba (koncentracije izmeu nivoa (2) i (3)). U
problematici ivotne sredine znaajan je interval koncentracija izmeu
nivoa (2) i (3). To su koncentracije znatno vie od prirodnih, ali
takve da jo uvijek ne izazivaju bilo kakve tetne posljedice na
ovjeka u toku cijelog ivota (2), odnosno ne izazivaju akutno tetno
dejstvo. Slina razmatranja bi se mogla napraviti za biljke i za
ivotinje, s tim to su kod njih karakteristine vrijednosti sa slike
4. znatno nie.
Prema tome, atmosferski zrak u kojeg se emituju zagaujue
materije ne mora da bude zagaen. Zrak se smatra zagaenim samo
ukoliko se dinamika ravnotea izmeu emisije date materije i
samoienja postigne na tako visokom nivou da su njene koncentracije
nie od usvojenih vrijednosti koje se smatraju tetnim i ako se u
atmosferi pojave primjese koje nisu karakteristine za nju i za koje
ne postoji (efikasan) prirodni mehanizam razgradnje i
samoienja.
Prema tome, materije koje su dovele do zagaenog zraka su tada
zagaujue materije, a emisija ovih materija je zagaivanje zraka. Pod
terminom zagaenost zraka smatrala bi se koncentracija zagaujuih
materija u atmosferi datog podruja. Unos ovih materija u ive
organizme, odnosno adsorpcija od strane materijala naziva se
imisija.
Djelovanje navedenih gasova je posljedica fizikalnih i hemijskih
procesa. Uticaj polutanata koji su posljedica emisija iz
termoenergetskih postrojenja se moe grubo podijeliti na uticaj
primarnih polutanata i uticaj sekundarnih polutanata. Primarni
polutanti se emitiraju direktno iz izvora u atmosferu, a sekundarni
se formiraju u atmosferi kao rezultat hemijskih reakcija u kojima
uestvuju primarni polutanti.
Poveane koncentracije nekih supstanci u zraku ugroavaju zdravlje
na razliite naine tako to izazivaju bolesti disajnih organa, upalu
sluzokoe, infekcije, trovanja itd. Posljedice zagaenog zraka na
zdravlje ljudi se dijele na hronine i akutne posljedice. Razlika
izmeu hroninih i akutnih posljedica uticaja kvaliteta zraka na
zdravlje je u vremenskom razdoblju u kojem se posljedice nakon
boravka u zagaenoj okolini pojavljuju.
Precizno utvrivanje zdravstvenih posljedica atmosferskih emisija
trai raspolaganje velikim statistikim uzorkom uz primjenu dueg
vremena posmatranja. Veza izmeu doze i zdravstvenih posljedica
odreuje se na temelju posmatranja odreene grupe stanovnitva kroz
neko vrijeme. Do danas su sa najveom sigurnou ustanovljene
zdravstvene posljedice izlaganja organizma atmosferi s odreenim
sadrajem lebdeih vrstih estica i prizemnog ozona. Uticaj na
zdravlje zavisi od veliine estica. U naelu, to su estice manje, to
dublje prodiru u organizam i ima vei uticaj na zdravlje. Veina
podataka u studijama koje se bave ovom problematikom se odnosi na
estice promjera 10 (m koje su u literaturi poznate pod nazivom
PM10. Manje podataka o uticaju na zdravlje postoji za sitnije
estice. U novije vrijeme dio studija zdravstvenih posljedica
razmatra djelovanje estica promjera oko 2,5 (s oznakom PM2,5).
Zdravstveni uticaj vrstih estica se povezuje s sadrajem
sumpornih i azotnih oksida u atmosferi. Ta jedinjenja se u
atmosferi transformiu u sulfate i nitrate koji djeluju kao aerosoli
odnosno kao suspendovane vrste estice. U nekim studijama se uticaj
SO2 na zdravlje tretira odvojeno od aerosola, meutim prema miljenju
mnogih autora tanijim mjerenjem koncentracije malih vrstih estica
taj se odvojeni uticaj gubi.
Sastojci fotohemijskog smoga tetno djeluju na ljudski organizam
i mogu prouzrokovati oslabljen vid, iritaciju oiju, smanjen
imunitet, podraenost respiratornog trakta, nastajanje ili
intenziviranje postojeih hroninih bolesti plua te ostale
zdravstvene uticaje. Osim toga, ozon kao jaki oksidans izaziva tete
na materijalima i biljkama, te moe smanjiti agronomsku
produktivnost za 5-15%.
Djelovanje kiselih gasova je znaajno i putem tzv. kiselih kia.
Kisele kie (kie ija je pH vrijednost manja od 5,6) nastaju
kondenzacijom pare u oblaku koji sadri sumporne i azotne okside,
ili spiranjem ovih substanci koje se nalaze ispod baze oblaka.
Vrijednost pH u ovm sluaju moe da bude ak ispod 4. One tetno
djeluju na ume, poljoprivredne usjeve, kao i izgraena dobra
(korozija, razgradnja graevina sainjenih od krenjaka ...).
Djelovanje sumpornih oksida u atmosferi
Temeljni uticaj SO2 je posljedica hemijske reakcije tog gasa s
vodom u atmosferi pri emu nastaje sumporasta i sumporna kiselina.
Nastajanje ove druge je uvjetovano i postojanjem u atmosferi
slobodnih radikala +H i -OH i slobodnog kiseonika, koji nastaju
djelovanjem sunevog zraenja. Hemijskim reakcijama slobodnih
radikala i elementarnog kiseonika nastaju vodonikov peroksid (H2O2)
i ozon (O3). Ova jedinjenja reagujui sa sumpornim dioksidom
stvaraju sumpornu kiselinu. Sumporna kiselina je lako topiva u
vodi, te je apsorbuju i otapaju kapljice vode u atmosferi.
Posljedica tih procesa su kisele kie koje tetno djeluju na biljni
svijet.
Jedna od karakteristika SO2 je kratko rezidentno vrijeme tog
gasa u atmosferi (nekoliko dana). Sumporna kiselina je lako topiva
u vodi, pa je atmosfera brzo izluuje kao kiselu kiu. Ako se zna da
je rezidentno vrijeme SO2 u atmosferi samo nekoliko dana tada je
podruje djelovanja kiselih kia ogranieno na zonu od nekoliko
stotina kilometara oko izvora SO2. Uticaj SO2 na okolinu, dakle,
ima lokalni odnosno regionalni karakter.
Djelovanje kiselih kia se moe umanjiti jedino propisivanjem
dozvoljene koncentracije SO2 u dimnim gasovima termoenergetskih
postrojenja. Vano je napomenuti da SO2 poveava refleksiju sunevog
zraenja i time do izvjesne mjere moe kompenzirati efekat staklenika
prouzrokovan djelovanjem staklenikih gasova. Ovaj efekat se naziva
albedo efekat.
Djelovanje azotnih oksida u atmosferi
Azotni oksidi u atmosferi se pojavljuju u tri hemijska
jedinjenja: N2O, NO i NO2. Jedinjenja NO i NO2 se zajednikim imenom
nazivaju NOx. Koncentracija azotnih oksida u atmosferi je relativno
mala, a meu njima daleko preovladava N2O. Od ukupne mase azota u
atmosferi N2 ini 99,99%. Od malog ostatka do 100%, 99% ini N2O a
svega 1% NOx. Rezidentno vrijeme N2O u atmosferi je oko 120 godina.
Glavnina NOx koja se emituje u atmosferu je u obliku NO. To
jedinjenje prelazi u NO2 oksidacijom u atmosferi. Bez obzira na
malu zastupljenost u atmosferi NOx moe imati znaajan uticaj na
okolinu. Taj se uticaj manifestuje na tri naina:
1. nastanak kiselih kia
2. stvaranje ozona u troposferi
3. uticaj na koliinu azota u stratosferi
Djelovanje azotnih oksida na koncentraciju stratosferskog
ozonaSadraj ozona u atmosferi je od bitnog znaaja za bioloke
procese na Zemlji. Najvei dio ozona se nalazi u viim slojevima
atmosfere, tj. u stratosferi. Tamo ozon nastaje spajanjem molekula
O2 sa slobodnim kiseonikom. Slobodni, pak, kiseonik nastaje
disocijacijom molekula O2 pod djelovanjem ultraljubiastog zraenja
(( < 242 nm). Azotni oksidi, zajedno s nekim drugim molekulama
djeluju kao katalizatori u procesu razgradnje ozona. Time azotni
oksidi u stratosferi doprinose smanjenju koncentracije ozona i
izazivaju posljedice koje takvo smanjenje nosi. Stratosferski ozon
je odgovoran za apsorpciju ultraljubiastog zraenja u podruju
talasnih duina 200 - 300 nm.
Djelovanje azotnih oksida na koncentraciju prizemnog ozona
Tokom 1940.-ih godina, nakon prouavanja pojave oteenja
vegetacije u podruju Los Angelesa, zbog tzv. fotohemijskog smoga,
se otkrilo da je glavni uzrok tog oteenja ozon. Ozon i ovdje
nastaje spajanjem molekula kiseonika sa slobodnim atomima
kiseonika. Meutim, slobodni atomi kiseonika ne nastaju
disocijacijom molekula O2 kao u stratosferi nego raspadom molekula
NO2 u troposferi (hemijska reakcija NO2 ( NO + O). Za taj proces
je, takoe, potrebno Sunevo zraenje, ali proces nastaje kod mnogo
veih talasnih duina (( < 410 nm) kakvo dopire do troposfere.
Analize pokazuju da se rekombinacija postojeeg NO u NO2 ne odvija
na raun postojeeg ozona.
U svom djelovanju na promjenu koncentracije ozona u atmosferi
molekule NO2 djeluju, dakle, viestruko: u stratosferi pospjeuju
razgradnju ozona (djeluju kao katalizator hemijskoj reakciji
2O3(3O2), a dijelom je smanjuju zbog hemijske reakcije sa
jedinjenjima hlora, a u troposferi, zbog razgradnje pod djelovanjem
elektromagnetnog zraenja veih talasnih duina, jedan su od uzronika
nastanka prizemnog ozona.
Razgradnja stratosferskog ozona i nastanak prizemnog ozona su
ekoloki tetni. Razgradnja stratosferskog ozona slabi apsorpciju
tetnih ultraljubiastih zraka u stratosferi i omoguava njihov prodor
do povrine Zemlje gdje izazivaju tetne uinke na ivi svijet.
Prizemni ozon je uzrok fotohemijskog smoga i tetan je po
zdravlje.
Uticaj polutanata na ume
Principijelno se moe rei da do izumiranja uma dolazi zbog
djelovanja dva razliita lanca zagaivanja - zraka i zemlje.
1. Kvalitet zraka moe izazvati oteenja asimilacionih organa na
vanjskoj povrini listova. To uzrokuje smanjenje fotosinteze.
Krajnja posljedica je oteenje korijena biljke i usporen rast
biljke.
2. Poveana kiselost u zemlji izaziva oteenje korijena biljke.
Naime, u poetku dolazi do pojaanog rasta biljki zbog nagomilavanja
azota iz zagaenja. Meutim, vrlo brzo slijedi pojaano nagomilavanje
kiselina i tekih metala. Dalje opadanje pH-vrijednosti dovodi do
gubitka hranljivih supstanci i oslabljenog uzimanja magnezijuma i
kalcijuma. Posljedica je oteenje korijena biljke, ope slabljenje
vitalnosti biljke i na kraju odumiranje.
Uticaj polutanata na vegetaciju i poljoprivredne usjeve
Sumporna jedinjenja u malim koncentracijama djeluju ak i
povoljno na raslinje a azotna jedinjenja su sastavni dio vjetakih
ubriva. Tek su vee koncentracije SO2 i NOx tetne zbog izazivanja
kiselih kia i smanjenja pH-vrijednosti zemljita.
Kisele kie su veoma tetne za ume, pogotovo etinarske. Proces
unitavanja uma zbog djelovanja kiselih kia se u literaturi naziva
defolijacija. Indirektno tetno dejstvo azotnih oksida na vegetaciju
se ogleda u nastanku prizemnog ozona koji takoe djeluje veoma tetno
na vegetaciju.
Uticaj polutanata na graevine i spomenike kulture
Uticaj polutanata na graevine je sa dovoljnom preciznou utvren
za SO2, a neto manje pouzdano za NOx, vrste estice i ozon. Uticaj
se ogleda u koroziji metalnih konstrukcija i oteenjima kamenih
skulptura, klesanih ukrasa i boje. Meutim, razdvajanje uzroka
propadanja graevina na uticaj normalnog starenja i na uticaj
dodatnog stepena zagaenja zraka zbog rada termoenergetskih
postrojenja je veoma teko. Prema procjenama naunika tete od uticaja
na graevine zbog rada termoenergetskih postrojenja su bitno manje
od teta za zdravlje ljudi.
Kada su u pitanju termoenergetska postrojenja na ugalj onda se
njihovi uticaji na okolinu razmatraju s obzirom na lokalni,
regionalni i globalni karakter. Uticaji lokalnog karaktera su
vezani za promjenu mikroklime i uticaj na zdravlje lokalnog
stanovnitva i to uglavnom zbog povienih koncentracija zagaujuih
tvari u prizemnim slojevima atmosfere. Rije je o povienim
koncentracijama SO2, NOx, organskih spojeva, vrstih estica i tekih
metala. Uticaji regionalnog karaktera su vezani za pojave
zakiseljavanja, fotooksidacije i eutrofikacije. Globalni uticaj
termoenergetskih postrojenja se sastoji u poviavanju koncentracije
staklenikih gasova.3.6 Elementi strategije zatite zraka od
zagaivanja
Strategija zatite od zagaivanja zraka je nastala tamo gdje i
samo zagaivanje, tj. u industrijski najrazvijenijim zemljama, a
oslanja se na iskustvo dugo preko 100 godina. Osnovni cilj
upravljanja kvalitetom zraka je omoguavanje industrijskog razvoja
uz istovremeno obezbjeenje povoljnih fizikih i hemijskih
karakteristika zraka. U pogledu hemijskih karakteristika zraka, pod
povoljnim karakteristikama se podrazumijeva odreeni optimum izmeu
zahtjeva za to istijim zrakom i zahtjeva za obavljanjem aktivnosti
kojim se zrak zagauje.
Pristup problematici zagaivanja zraka se mijenjao uporedo sa
promjenom problema vezanih za zagaivanje i zagaenost zraka. Praksa
zatite zraka ukazuje na tri generacije zatite zraka. To su:
regulisanje zagaivanja zraka, upravljanje kvalitetom zraka i odrivi
razvoj. Svaka generacija pristupa problematici zagaivanja zraka
sadri u sebi prethodnu generaciju, ali djeluje ire i dublje. Prva
generacija se odlikuje ekolokim, druga tehnolokim, a trea
drutveno-razvojnim pristupom. U treoj generaciji se ponovo
pojavljuje i ekoloki pristup u funkciji razvoja drutva na prirodnim
osnovama.
Regulisanje zagaivanja zraka kao pristup problematici zagaivanja
zraka ima tradiciju dugaku preko 150 godina. Ekolozi i medicinari
su ustanovili uticaje loeg kvaliteta zraka i upozorili na opasnost.
Rezultat je ograniavanje zagaenosti zraka, a da bi se to postiglo,
istovremeno i ograniavanje zagaivanja zraka. Na taj nain stvorena
je prva strategija zatite zraka koja se zasnivala na ograniavanju
zagaivanja i ograniavanju zagaenosti, a to je osnov i savremenog
pristupa.
Upravljanje kvalitetom zraka je iri koncept od koncepta
regulisanja kvaliteta zraka. Ustvari, koncept regulisanja
zagaivanja se proiruje na taj nain to se vri prognoziranje
zagaenosti kod izgradnje novih naselja ili novih postrojenja koja
emituju zagaujue materije. Gradnja je dozvoljena samo ako su
preduzete sve tehniko-tehnoloke mjere da zagaenost bude u
dozvoljenim granicama, kao i to da se koristi savremena tehnologija
koja e omoguiti da zrak bude ist koliko je to tehniki mogue, a ne
koliko je to medicinski dozvoljeno.
Odrivi razvoj postavlja pitanje zbog kakvog zadovoljavanja i
kojih ljudskih potreba se zrak zagauje, a kako je kvalitetan zrak
vri se usklaivanje ljudskih potreba. Usklaivanje se vri u okviru
vie sektora, pri tome ne zaboravljajui primjenu savremenih
tehnolokih mjera, niti osnovni koncept ograniavanja zagaivanja i
zagaenosti.
Regulisanje zagaivanja zraka
Regulisanje zagaivanja zraka kao najstariji pristup daje osnovu
svim kasnijim generacijama pristupa zraku. Ovaj pristup trai
zadovoljenje dva prilino nezavisna uslova: dozvoljene emisije i
dozvoljene zagaenosti. Ove vrijednosti se propisuju dravnom
regulativom. Dozvoljena emisija je vrijednost izvedena iz
tehno-ekonomskih kriterija, tj. da emisija ne bude vea nego to
omoguavaju tehno-ekonomski uslovi drave. Dozvoljena zagaenost
(kvalitet zraka) je vrijednost izvedena iz ekoloko-sanitarnih
krtiterija, tj. iz zahtjeva da kvalitet zraka ne bude ispod
vrijednosti koje se smatraju tetnim, s tim to je prihvaen odreen
rizik po zdravlje kako se ne bi usporio razvoj. Upravljanje
kvalitetom zraka
Upravljanje kvalitetom zraka u sebi sadri kompletan pristup
regulisanja zagaivanja, ali ga proiruje i produbljuje. Ovaj pristup
poveava broj mjera za ogranienje emisije ne samo kroz brojane
vrijednosti koje se odnose na postrojenja, nego i kroz izbor vrste
goriva, izbor tipa i obima proizvodnje, poboljane termike izolacije
zgrada. Osim toga, razvoj sektora koji su povezani sa zagaivanjem
se usmjerava kako bi se emisije smanjivale (racionalizacija
potronje energije, koritenje neugljinih nosilaca energije,
tehnoloki razvoj itd.). Upravljanje kvalitetom je strategija koja
se danas koristi u svijetu. Primjena ove strategije se podupire i
ekonomskim stimulansima i destimulansima, dobrovoljnim sporazumima,
dravnim programima, meunarodnom saradnjom. Vaan element ovog
pristupa je i studija uticaja na kvalitet zraka koja dokazuje da su
pravilno odreeni kapacitet, izabrana tehnologija, ukljuujui i
opremu za preiavanje dimnih gasova, parametri dimnjaka,
lokacija.
Odrivi razvoj
Odrivi razvoj je trea generacija strategije zatite kvaliteta
zraka i predstavlja proirenje i produbljenje pristupa Upravljanja
kvalitetom zraka. Odrivi razvoj se bazira na usaglaavanju potreba,
kako onih egzistencijalnih (kvalitet zraka), tako i onih koje se
zadovoljavaju ljudskim aktivnostima, i to ne samo sadanjih nego i
buduih generacija. Odrivi razvoj ima i svoje alate gdje je
najvaniji Procjena ivotnog ciklusa proizvoda kojom se odreuju
okolinski uticaji u cijelom ivotnom ciklusu proizvoda. Za razliku
od Studije uticaja iji je osnovni cilj bio dokazivanje
zadovoljenosti propisa dozvoljenog zagaivanja i dozvoljene
zagaenosti, osnovni cilj Procjene ivotnog ciklusa proizvoda je
pronalaenje optimalne varijante zadovoljavanja ljudskih potreba
posmatrano i sa ekonomskog i sa okolinskog aspekta. Odrivi razvoj
na taj nain djeluje meusektorski i omoguuje donoenje dugorono
optimalnih rjeenja.
Analogno generacijama zatite kvaliteta zraka, postoje i tri
nivoa mjera za zatitu kvaliteta zraka. Mjere za zatitu kvaliteta
zraka mogu biti sanacione, preventivne i razvojne, i one se odnose
kako na postrojenja tako i na podruja. Na nivou prve i druge
generacije, zatita zraka se regulie zakonima i pravilnicima, tj. na
nivou preventivnih i sanacionih mjera.
3.7. Pokazatelji i standardi u oblasti ouvanja kvaliteta
zraka
Na nivou prve i druge generacije strategije zatite kvaliteta
zraka, odnosno na nivou sanacionih i preventivnih mjera, vaan
elemenat regulisanja kvaliteta zraka je primjena pokazatelja i
standarda.
Tab. 2. Generacije zatite zraka i nivoi
mjerageneracijemjeredokumenti
3. generacijaintegralno planiranjerazvojnestrategija razvoja
2. generacijaprognoziranje i usaglaavanjepreventivnezakon i
pravilnici
1. generacijaogranienjesanacione
Pokazatelji se odnose na emisiju, procese samoienja atmosfere,
kvalitet zraka i tetne posljedice. Pokazatelji emisije su godinja
emisija i koncentracija date zagaujue materije u izlaznim gasovima,
a pokazatelji kvaliteta zraka su prosjene godinje vrijednosti i
neke statistike mjere disperzije. Trendovi su u razvijenim zemljama
da to bude 98. percentil.
Standardi predstavljaju standardizirane pokazatelje i vano je
zapaziti da postoje dvije kategorije standarda: tehnoloki i ekoloki
standardi. Tehnolokim standardima se nastoji osigurati primjena
raspoloivih tehniko-tehnolokih mjera u okvirima ekonomskih
mogunosti, bez obzira na broj izvora, veliinu emisije i ugroenost
prostora. Primjenom ekolokih standarda se nastoji osigurati da
rizik od izvora zagaivanja zraka ne bude vei od onog koji je u
datom drutvu na prostoru date namjene prihvatljiv.
Tehnolo-ekonomnski standardi granine vrijednosti emisije
Ovi standardi predstavljaju standardizovanu vrijednost
koeficijenta emisije, te imaju istu dimenziju kao i koeficijenti
emisije (mg nekog polutanta po m3 dimnih gasova). U praksi ovi
standardi se nazivaju granine vrijednosti emisije (GVE). Granine
vrijednosti emisije su kompromis izmeu zahtjeva za obavljanje
aktivnosti uz to manje trokove i zahtjeva za smanjenje emisije. Ovi
standardi se mijenjaju uporedo s razvojem tehnike i nauke. Stoga se
razlikuju standardi za nova postrojenja (GVEn) i standardi za
postojea postrojenja (GVEp). Svako postrojenje emituje vei broj
polutanata, ali se standardiziraju samo neki; najuticajniji ili
onaj polutant koji reprezentuje i druge polutante, a ponekad samo
oni ija se emisija moe regulisati ili oni iju je emisiju relativno
lako mjeriti.
Sanitarno-ekoloki standardi granine vrijednosti zagaenosti i
depozicije
Kod definisanja standarda dozvoljene zagaenosti (ili standardi
kvaliteta zraka) potrebno je nainiti uslovnu podjelu ovjekove
sredine na ivotnu sredinu i radnu sredinu. Standardi dozvoljene
zagaenosti za radnu sredinu se zovu Maksimalne dozvoljene
koncentracije (MDK) i nisu od naroitog znaaja za problematiku
planiranja kvaliteta zraka u ivotnoj sredini. Standardi dozvoljene
zagaenosti za ivotnu sredinu se nazivaju Granine vrijednosti
zagaenosti ili Granine vrijednosti kvaliteta zraka. Granine
vrijednosti zagaenosti su kompromis izmeu zahtjeva da kvalitet
zraka bude takav da ne postoji nikakav tetni uticaj na ivi svijet i
materijale i zahtjeva za obavljanjem aktivnosti koje zagauju zrak
unutar prihvatljivih trokova poslovanja. Dozvoljena zagaenost u
ivotnoj sredini se regulie graninim vrijednostima zagaenosti (GVZ)
u urbanim i industrijskim podrujima i strogim graninim
vrijednostima zagaenosti (SGVZ) u rekreacionim i posebno zatienim
podrujima.
Vrijednosti GVZ i SGVZ su znatno stroije nego vrijednosti MDK iz
sljedeih razloga: u radnoj sredini se nalaze samo zdravi ljudi 8
sati dnevno, a u ivotnoj sredini se nalaze i djeca, stariji ljudi i
bolesnici - znai osobe znatno osjetljivije na zagaen zrak i to u
duem vremenskom periodu. Prekoraenje GVZ-a ne znai da e zdravlje
ljudi biti ozbiljno ugroeno. Ono e to biti u sluaju znaajnog
prekoraenja GVZ-a. Za takve situacije propisuju se vrijednosti
koncentracija za alarmna stanja Prag upozorenja i alarmnih stanja
predstavljaju visoke vrijednosti koncentracija zagaujuih materija u
atmosferi koje se mogu pojaviti nekoliko dana u godini u sluaju
izuzetno nepovoljnih meteorolokih uslova koji definiu mehanizme
samoienja atmosfere, kaoda je potrebno obavijestiti stanovnitvo
kako osjetljive poplacije ne bi izlazile na ulicu, odnosno, kada je
potrebno poduzeti hitne mjere sniavanja emisija (ogranienje ili
zabrana saobraaja), sniavanje kapaciteta industrije ili prelazak na
alternativne tehnologije, goriva i sirovine.
Standardi SGVZ ne samo da su standardi koji treba da vae za
rekreaciona i posebno zatiena podruja, nego predstavljaju i cilj
kojem treba teiti i u urbanim i industrijskim podrujima. Standardi
SGVZ su priblino dva puta stroiji od standarda GVZ. S obzirom da su
vrijednosti zagaenosti sluajne veliine - u toku odreenog perioda
podloni promjeni emisije, a naroito razliitim uslovima
rasprostiranja - to se svaki od ova dva standarda definie sa po
dvije veliine: prva sa indeksom d (dugotrajna) i druga sa indeksom
k (kratkotrajna).
Jasno je da obje vrste standarda uvijek moraju biti zadovoljene.
Ukoliko se zahtijeva samo potivanje ekolokih standarda izgradnjom
prvih nekoliko postrojenja bila bi dostignuta vrijednost dozvoljene
zagaenosti i dalja gradnja na tom prostoru ne bi bila mogua. Osim
toga, ako je zrak u datom podruju prekomjerno zagaen, tada u
pravnom smislu krivac ne postoji i veoma teko se dolazi do
iznalaenja mjera sanacije. Primjenom ovakve strategije zatite zraka
u podruju koje jo nije optereeno izvorima zagaivanja zraka, vrlo
brzo se popuni kapacitet atmosfere, to biva konica daljem razvoju.
S druge strane, ukoliko se trai samo pridravanje tehnolokih
standarda tada bi se sabiranjem uticaja veeg broja izvora sa
ogranienom emisijom dolo do prekomjerne zagaenosti zraka.
Mada se pokazalo neophodnim pridravanje obaju standarda, u
praksi, zavisno od razliitih okolnosti, jedna ili druga vrsta
standarda ipak ima prednost. U uslovima male emisije zagaujuih
materija nekog podruja od prioritetnog znaaja je potivanje
standarda dozvoljene emisije. U uslovima velike gustine emisije,
odnosno slabog intenziteta ventilacije, gdje su ve dostignute
vrijednosti dozvoljene zagaenosti od primarnog znaaja je
pridravanje standarda dozvoljene zagaenosti zraka. Pridravanje
standarda dozvoljene zagaenosti zraka u ovim uslovima dovodi do
daljih postroavanja standarda dozvoljene emisije, ili to je ee,
utie se izborom lokacije i parametrima dimnjaka na poboljanje
uslova samoienja atmosfere. Davanje prednosti odreenoj vrsti
standarda zavisi i od toga o kojoj se zagaujuoj materiji radi. Kod
vrstih estica, gdje su metode ienja dimnih gasova najrazvijenije i
najjeftinije, a pogotovo kod ai i drugih produkata nepotpunog
sagorijevanja gdje se ogranienjem emisije poveava efikasnost loita,
sigurno je da treba dati prednost primjeni tehnolokih standarda.
Kod sumpor dioksida, gdje najee ne postoje tehno-ekonomske
mogunosti ogranienja emisije, preostaje mogunost regulisanja vrsta
goriva koje se mogu spaljivati (prema sadraju sumpora), odnosno da
se razvoj ostvaruje uz potivanje standarda dozvoljene zagaenosti
zraka.
Strategija ouvanja istoe zraka
Skup aktivnosti oko propisivanja istoe zraka primjenom standarda
naziva se strategijom ouvanja istoe zraka i one se ostvaruju na
nivou druge generacije zatite zraka. Od poznatih strategija zatite
zraka u svijetu poznate su sljedee:
princip najboljih tehnolokih mjera (razvijen u Velikoj
Britaniji) gdje ne postoje brojane vrijednosti ni za standarde
dozvoljene emisije ni za standarde za kvalitet zraka, nego se iste
odreuju na bazi multidisciplinarnog rada strunjaka raznih
specijalnosti za svaki sluaj posebno
princip najboljih tehnolokih mjera (razvijen u Njemakoj, Japanu
i USA) gdje se od postrojenja uvijek trai primjena tehnolokih
standarda na nivou tehno-ekonomskih mogunosti drave
princip maksimalnog koritenja prirodnih sposobnosti samoienja
atmosfere (razvijen u bivem SSSR, a primjenjen u Poljskoj i bivoj
SSR)
princip minimalnih trokova (primjenjen u bivoj SSR kod
odreivanja naina snienja emisije SO2 za 30%) koji se sastoji u
propisivanju snienja emisije kod onih postrojenja gdje su najnii
trokovi snienja po jedinici mase emitovanih polutanata.
princip dozvola-licenci (primjenjuje se u Austriji, vedskoj,
Finskoj) koji predstavlja kombinaciju principa najboljih
raspoloivih mjera i najboljih tehnolokih mjera
U okviru gore navedenih strategija karakteristina su dva
podprincipa koji se mogu koristiti unutar svakog od pet uoenih
principa:
podprincip zoniranja to znai da isti propisi ne zavise za cijelu
zemlju nego se propisuju obaveze primjene stroijih tehnolokih
standarda za neke dijelove drave)
podprincip ekonominog dogovora (razvijen u USA i Njemakoj gdje
je mogue da obavezu snienja emisije jedno postrojenje prenese na
drugo ukoliko se time postiu nii trokovi uz isti efekat na zatitu
zraka
3.8. Monitoring emisija i kvaliteta zraka
Drava i preduzee koje ima uticaj na okolinu upravljaju svojim
aktivnostima koje su u vezi sa okolinom. Upravljanje nije mogue bez
mjerenja, u ovom sluaju mjerenja isputanja u okolinu i efekata koji
su posljedica tog isputanja. Prema tome sastavni dio upravljanja
razvojem drave i preduzea je postojanje Monitoringa sistema praenja
uticaja na okolinu. U situaciji gdje se sistemi tek uspostavljaju,
monitoring se esto svodi samo na mjerenja i prikupljanja hiljada
brojeva koje niko ne koristi. Meutim, monitoring mora biti u slubi
donoenja odluka kako preduzea, tako i drave. Cijeli sistem je
prikazan grafiki sl. 5. Ciklus monitoringa podrazumijeva: (i)
utvrivanje cilja mjerenja, (ii) metoda mjerenja, (iii) naina i
mjesta uzorkovanja, (iv) izbor i odravanje opreme, (v) zaduenja
operatora sistema, (vi) mjerenja, (vii) evaluaciju rezultata
mjerenja i (viii) sastavljanje izvjetaja o rezultatima monitoringa.
S druge strane, kako ovi podaci slue menadmentu preduzea za
upravljanje aktivnostima koje su u vezi sa okolinom, postoji Ciklus
donoenja odluka. Na bazi izvjetaja iz ciklusa monitoringa
sainjavaju se (i) informacije za najvie rukovodstvo. Na bazi
informacija se vre (ii) analize o moguim mjerama za snienje uticaja
na okolinu, te donose potrebne (iii) odluke. Iz odluka slijede (iv)
mjere (programi i planovi), te (v) njihova implementacija. Slijedi
(vi) evaluacija efikasnosti poduzetih mjera koja vri se uz pomo
izvjetaja iz ciklusa monitoringa. Tako je cilj monitoinga da da
podloge za donoenje odluka, kao i da se provjeri efikasnost
poduzetih mjera. Svaka odluka najvieg rukovodstva vezana je za
pitanje trokova. Nikada se ne primjenjuje ni jedna mjera zatite
okoline, gdje bi trokovi zatite bili vei od koristi proizvodnje.
Stoga rukovodstvo vri Kost-benefit analizu moguih mjera za snienje
uticaja na okolinu. Vri simulaciju efekata pojedinih mjera na
okolinu (veliina emisija) i trokova koji su time prouzrokovani.
Podaci te analize kao i podaci izvjetaja monitoringa slue mu za
donoenje odluka.
Na kraju, postoji etvrti karakteristian ciklus to je Ciklus
zakonodavstva. Drava je zakonima utvrdila principe zatite okoline,
a brojane vrijednosti utvruje podzakonskim aktima pravilnicima ili
uredbama. Emisioni standardi (granine vrijednosti emisije) se
propisuju na bazi tehno-ekonomskih uslova, a ne ekoloko-sanitarnih.
Tako rezulati monitoringa mogu da ukau na potrebu snienja emisije.
Meutim, ono moe uslijediti samo ukoliko je cjenovno efikasno. Stoga
su ciklusi monitoringa i kost-benefit analize vezani za ciklus
zakonodavstva (donoenje podzakonskih akata u vezi ograniavanja
emisije). Saglasno razvoju tehnike i sniavanju trokova odgovarajue
opreme, drava povremeno postoava granine vrijednosti emisije na ta
najvie rukovodstvo preduzea treba da rauna.
Osnovni dijelovi monitoringa su:
1. registar izvora zagaivanja (pravnih lica sa podacima o mjestu
i veliini emisije),
2. katastar zagaivanja (teritorijalni pregled veliina
emisije),
3. katastar kvaliteta zraka (teritorijalni prikaz koncentracija
polutanata u prizemnim slojevima atmosfere) i, eventualno
4. katastar teta od djelovanja zagaujuih materija.
Da bi se moglo vriti prognoziranje kvaliteta zraka, potrebno je
raspolagati, tzv. atmosferskim modelom, softverom kojim se na bazi
podataka iz katastra emisije, orografskih i meteorolokih parametara
moe prognozirati kvaliteta zraka za sluaj promjene emisije (unoenje
novog izvora ili sanacija zagaivanja. Da bi rezultati prorauna bili
pouzdaniji, pogodno je da se model kalibrira na bazi postojeih
podataka (emisija, kvalitet zraka).
Slika 5. Monitoring u funkciji donoenja i provjere efikasnosti
odluka
Postupak ocjene kvaliteta zraka na bazi uzorkovanja
Kvalitet zraka na nekom podruju moe se ocjeniti (i) mjerenjem,
(ii) proraunom i (iii) kombinovano. Mjerenje i proraun
pretpostavljaju uzimanje uzoraka zraka u vremenu i prostoru, te
statistiku obrada podataka. Proraun pretpostavlja koritenje
matematskih modela difuzije. Najpravilniji pristup je kombinovani:
izvri se proraun kvaliteta zraka primjenom modela difuzije, a zatim
mjerenjem izvri kalibracija modela.
Kada se govori o prvoj metodi, koja je najrasprostranjenija,
vano je saznanje da se kvalitet zraka ne moe odrediti direktnim
mjerenjem, nego uzorkovanjem te obradom rezultata mjerenja. Kako se
radi o uzorkovanju, a imajui posebno na umu da kvalitet zraka
neprekidno osciluje zbog promjena emisije, kao i meteorolokih
uslova, od kojih zavisi rasprostiranje zagaujuih materija, jasno je
da se do rezultata ne moe doi bez statistike obrade. Pri tome je
najvanije saznanje da se nikada nee saznati kakav je kvalitet zraka
(kao to se ni sa jednom drugom vrstom mjerenja ne moe tano utvrditi
mjerena veliina), nego se vri procjena vrijednosti uz nastojanje da
je greka (odstupanje od stvarne vrijednosti) to manja, pri emu se
ne zna tana mjerena vrijednost nego interval u kome se ona nalazi
sa odreenom pouzdanou. Uz pretpostavku da je uzorkovanje vreno
pravilno (izbor mjerne metode i opreme, kalibracija opreme,
strunost u rukovanju opremom, uzimanje uzoraka u pravom trenutku),
postupak statistike obrade ima slijedei tok:
1. Utvrivanje da li uzorci zadovoljavaju statistike zakonitosti:
Rezultati praenja kvaliteta zraka u velikom broju gradova u svijetu
su pokazali da se raspodjela veliina kvaliteta zraka redovno
pokorava kumulativnoj normalno-logaritamskoj raspodjeli; ukoliko to
nije sluaj, slijedi zakljuak ili da je dolo do promjene populacije
(promjene u emisiji u toku mjernog perioda, promjene uslova
emitovanja, ubaeni novi izvori, ), ili da je uzorkovanje vreno
nepravilno. Ukoliko nije uzet dovoljan broj uzoraka za dati sluaj,
kriva ima karakteristinu deformaciju, te ju je mogue korigovati,
ime se smanjuje mjerna nesigurnost.
2. Da bi se mogla vriti statistika analiza, izvri se ureivanje
skupa dobijenih dnevnih vrijednosti. Nakon ega se formira funkcija
raspodjele F mjernih vrijednosti koncentracija c, kao:
gdje je:
q udio izmjerenih vrijednosti koncentracija manjih od cq, u
skupu mjerenih rezultata
cq (q- kvantil; qx100 percentil) vrijednost koncentracije od
koje je manje qx100% izmjerenih vrijednosti
Iz formirane funkcije raspodjele odrede se 95-i percentili
zagaenosti i aritmetika vrijednost koncentracije zagaujuih
materija. Dalje se posebno izdvaja maksimalna izmjerena vrijednost
koncentracije cm za koju je pripadna vrijednost funkcije raspodjele
qm ocjenjivana po obrascu:
gdje je:
n ukupan broj izmjerenih vrijednosti (npr. za n=360;
F(cm)=99,72%)
3. Kada se utvrdi zakonitost (izgled krive), onda se iz nje
odreuju karakteristine vrijednosti (aritmetika sredina, 95-i ili
98-i percentil). Ove vrijednosti je potrebno uporediti sa
odgovarajuim normama za granine vrijednosti zagaenosti (GVZ) koje
se propisuju pojedinano za svaku vrstu zagaujuih materija. Postoji
propis o dugotrajnoj graninoj vrijednosti zagaenosti (GVZd) koji se
odnosi na dugotrajno djelovanje i propis o kratkotrajnoj graninoj
vrijednosti zagaenosti (GVZk) koji se odnosi na kratkotrajno
djelovanje. Poreenjem rezultata statistike obrade sa odgovarajuom
vrijednou GVZ-a dobija se ocjena kvaliteta zraka posmatranog
podruja. Mnogi savremeni mjerni ureaji imaju softver za proraun
statistikih veliina koje definiu kvalitet zraka, ali oni ne vre
provjeru da li se rezultati pokoravaju datoj statistikoj
zakonitosti, tj ovi softveri se mogu koristiti u idealnom sluaju
ukoliko je uzorkovanje vreno pravilno (izbor termina metodom
sluajnih brojeva i u praksi bez odstupanja od tih termina) i
ukoliko je uzet dovoljan broj uzoraka.
Pri ovome je potrebno imati na umu:
vrijeme uzorkovanja moe biti (u cilju poreenja sa graninim
vrijednostima kvaliteta zraka) poluasovno ili 24-asovno. Ukoliko
ureaj uzima uzorak svake tri sekunde, oni se usrednjavaju na period
od pola sata. Nadalje, poluasovne vrijednosti ukoliko je to
potrebno mogu se preraunati na 24-asovne vrijednosti ili ostaviti u
obliku poluasovnih vrijednosti;
vrijeme mjerenja je godina dana (od 1. januara do 31. decembra
kalendarske godine); statistika obrada se vri za taj period, bez
obzira koliko je (pravilnih) uzoraka uzeto; ukoliko se mjeri samo
dio godine, treba rezultate preslikati na godinji period
(poznavajui funkcionalnu statistiku ovisnost) i izvriti procjenu
kvaliteta zraka (na primjer mogue je da se mjerenja vre samo u
januaru i dobiju razliiti podaci u rangu 400 do 800, a statistikom
analizom e se doi do zakljuka da je prosjena godinja vrijednost
bila 250) naravno, to je manji broj uzoraka, posebno ukoliko oni
nisu rasporeeni tokom cijele godine, mjerna nesigurnost je je
via;
vrijeme potrebno za praenje trenda kvaliteta zraka je minimalno
pet godina; ukoliko se mjerenje vri samo godinu dana ne moe se
izvui ni pouzdan podatak o kvalitetu zraka (mogla je to biti
izuzetno povoljna ili izuzetno nepovoljna meteoroloka godina); tek
u periodu od pet godina se moe doi do izvjesnog zakljuka o trendu;
pouzdaniji rezultati se dobiju kroz desetogodinje praenje. Stoga je
bolje vriti mjerenja na manjem broju stanica i manjim brojem
uzoraka, ak i jednostavnim i manje pouzdanim metodama mjerenja, ali
dui period godina, a ne intenzivno godinu dana, a zatim prekinuti
mjerenja. Mjerne stanice za ispitivanje kvaliteta zraka treba da
ispune itav niz zahtjeva da bi njihovi rezultati mjerenja bili
reprezentativni za mjerno podruje koje one pokrivaju. Stanica mora
biti tako locirana da je reprezentativna za podruje koje pokriva i
da daje usporedive podatke sa drugim stanicama u mrei mjerenja.
Stanica je reprezentativna za neko podruje ukoliko dobiveni podaci
odraavaju razine i varijacije u koncentraciji polutabnata na datom
podruju. Da bi stanica bila reprezentativna ne smije biti u blizini
lokalnih izvora zagaivanja zraka, a ulazni otvor stanice mora biti
na sigurnoj udaljenosti od povrina koje apsorbiraju ili adsorbiraju
i od zapreka koje spreavaju cirkulaciju zraka. Da bi stanice neke
mree mjerenja dale meusobno usporedive podatke mora biti
standardizirana visina ulaznog otvora, tip ureaja i metoda
mjerenja. Pri mjerenju oneienja zraka od mobilnih izvora mora i
udaljenost od toka prometa biti precizna obzirom na pad
koncentracije sa udaljenou. Propisuje se postupak rada za osoblje i
metode badarenja mjerne opreme, kao garancija da dobijene cifre
odgovaraju stvarnim vrijednostima. Broj stanica za mjerenje
kvaliteta zraka zavisi od:
- emitera polutanata,
- tipa i koliine polutanata koji se emituju,
- rue vjetrova podruja i
- topografskih uslova.
4. GLOBALNO ZAGAIVANJE
4.1. Zagaivanje staklenikim gasovima
Meu atmosferskim emisijama termoenergetskih postrojenja posebno
mjesto zauzima, zbog njegovog uticaja na globalno stanje atmosfere,
emisija CO2. Taj gas je najznaajniji meu tzv. staklenikim gasovima.
Budui da je CO2 samo jedan od staklenikih gasova, uobiajeno je
emisije iz termoenergetskih postrojenja mjeriti u masi
ekvivalentnog CO2 koji ukljuuje djelovanje na atmosferu svih
staklenikih gasova mjeren ekvivalentnom masom CO2. Kada govorimo o
energetskim postrojenjima vano je napomenuti da stakleniki gasovi
ne nastaju samo sagorijevanjem ugljenika u kotlovima (iako je to
najvaniji nain nastajanja CO2), nego i u procesima vezanim za
dobijanje materijala potrebnog za gradnju objekata, preradu i
transport goriva i odlagalite otpadnog materijala ukljuivo i otpad
koji potie od razgradnje postrojenja nakon isteka njegove ivotne
dobi.
Koliina emitovanog CO2 iz termoenergetskih postrojenja na ugalj
je za odreenu vrstu energenta i efikasnost transformacije toplotne
energije u elektrinu energiju proporcionalna s proizvedenom
energijom. Za termoelektrane na ugalj emisija CO2 iznosi oko 935
g/kWh.
Za razliku od SO2 i NOx ugljen dioksid je nemogue odstraniti iz
dimnih gasova termoenergetskih postrojenja ili ga razgraditi na
sastavne dijelove. Jedini praktian nain smanjenja antropogenih
emisija CO2 iz termoenergetskih postrojenja je smanjivanje koliine
ugljenika koji je podvrgnut procesu oksidacije, tj. smanjenje
potronje fosilnih goriva. Zbog toga kada se govori o koracima za
smanjenje emisije CO2 iz termoenergetskih postrojenja uglavnom se
misli na zamjenu fosilnih goriva drugim energentima. Uticaj
staklenikih gasova na okolinu se manifestuje kroz povienje srednje
temperature atmosfere Zemlje, te s tim u vezi klimatskim promjenama
koje mogu izazvati niz posljedica.
Sunce je izvor energije koja zagrijava Zemlju i njenu atmosferu.
Najvei uticaj na procese u atmosferi, a time i na klimu, ima Sunevo
zraenje koje se velikim dijelom reflektira od gornjih slojeva
atmosfere, oblaka i Zemljine povrine, a manjim dijelom apsorbira u
atmosferi, zatim difuziono raspruje na njenim esticama i dopire do
Zemljine povrine gdje se Sunevo zraenje apsorbira. Atmosfera je
smjesa gasova. Pored gasova ije se koncentracije ne mijenjaju, u
sastavu atmosfere uvijek se nalaze i tri promjenjiva sastojka:
vodena para (H2O), karbon-dioksid (CO2) i ozon (O3). Osobina ovih
gasova je da znatno absorbiraju zraenje Zemlje i Sunca te time
bitno utiu na temperaturni reim atmosfere i Zemlje. U sastavu
atmosfere nalaze se i mnogobrojne vrste i tekue primjese koje lebde
u zraku koje su vjetakog ili prirodnog porijekla. Oko 99% ukupne
atmosferske mase nalazi se u sloju 30-35 km iznad tla, a 50% ukupne
mase u sloju od svega 5 km.
Zraenje dospijelo na povrinu Zemlje djelimino se apsorbira, a
djelomino reflektira. Trenutna zemaljska reflektivnost ili albedo
(odnos izmeu reflektirane energije i ukupnog dotoka) priblino
iznosi 0,3. To znai da od ukupnog dotoka, 340 W/m2, oko 30% ili 100
W/m2 Sunevog zraenja se reflektuje od Zemljine povrine i atmosfere
u svemir, dok oko 70% ili 240 W/m2 prolazi (neometano) kroz
atmosferu i zagrijava povrinu Zemlje Najvei dio apsorbirane
energije Suneva zraenja Zemlja pretvara u toplotu. Tako zagrijana
Zemljina povrina emitira energiju natrag u atmosferu u obliku
elektromagnetnog zraenja i to u infracrvenom podruju spektra
(dugotalasno zraenje talasnih duina do =10 m). Talasna duina i
intenzitet Zemljina dugotalasnog zraenja zavise od temperature
Zemljine povrine. Za razliku od kratkotalasnog zraenja Sunca, koje
atmosfera uglavnom proputa i od njega se vrlo malo zagrijava,
dugotalasno zraenje Zemlje emitirano u atmosferu apsorbuju tro-i
vieatomni gasovi, popularno zvani stakleniki gasovi. Glavni
predstavnici staklenikih gasova su: vodena para, karbon-dioksid,
metan, ozon, dinitrogen-oksigen i CFC spojevi
(hloro-fluoro-karboni). Zbog apsorpcije dugotalasnog zraenja
atmosfera se zagrijava, te zbog svojih niskih temperatura emitira
dugotalasno zraenje velikih talasnih duina = 280 m. Jedan dio tog
zraenja odlazi iz atmosfere u svemir, a drugi dio koji je usmjeren
prema povrini Zemlje vraa energiju zraenja prema tlu (poveavajui
temperaturu zraka) i zove se protuzraenje atmosfere. Dio toplotne
energije troi se i na pretvorbu vode u vodenu paru u atmosferi i na
tlu, a toplota se prenosi i horizontalnim (vjetrovi) i vertikalnim
(konvekcija) strujama zraka, te okeanskim strujama. Na slici 6.
predstavljen je uproteni ematski prikaz efekta staklene bate.
Svi sloeni procesi u sistemu Sunce-Zemlja nalaze se u dinamikoj
ravnotei. Satelitska posmatranja Zemlje iz svemira pokazuju da
koliina infracrvenog zraenja koje, odlazi u svemir odgovara
efektivnoj temperaturi zraenja od -18oC. Na -18oC oko 240 W/m2
infracrvenog zraenja biva emitovano, to je dovoljno za balans
apsorbovanog solarnog zraenja. Srednja temperatura Zemljine povrine
iznosi oko 15oC, tako da povrina Zemlje emituje oko 390 W/m2 navie.
Nakon procesa apsorpcije i emisije, 240 W/m2 pobjegne u svemir a
ostatak zarobljavaju stakleniki gasovi i oblaci. Prirodni efekat
staklene bate zagrijava Zemljinu povrinu za 33oC i moe se
definisati kao 150 W/m2 infracrvenog Zemljinog zraenja zarobljenog
u predindustrijskoj atmosferi. Svi stakleniki gasovi osim CFC
spojeva se javljaju u prirodi, te, kao to je ve navedeno, zajedno
sainjavaju priblino 1% ukupne atmosfere to je i dovoljno za
prirodni efekat staklene bate (zagrijavanje za 33oC) i ivot na
Zemlji kakav je poznat. U suprotnom, Zemlja bi bila hladno, mrano,
neplodno mjesto slino Marsu.
Sl. 6. Grafiki prikaz efekta staklene bateNivo staklenikih
gasova je odreen preko ravnotee koju uspostavljaju izvori i ponori.
Izvori su procesi ili aktivnosti kojima se oslobaaju u atmosferu
stakleniki gasovi, a ponori su procesi, aktivnosti ili mehanizmi
kojima se iz atmosfere uklanjaju stakleniki gasovi. Ljudske
aktivnosti utiu na nivo staklenikih gasova tako to unose nove
izvore ili tako to naruavaju prirodne ponore.
U principu, globalni energetski bilans je u potpunosti
izbalansiran, ukupna energija koju apsorbuje Zemljina povrina
jednaka je ukupnoj energiji koja se transportuje dalje. Meutim,
energetski bilans je naruen kada se sastav atmosfere promijeni kao
to je npr. antropogena emisija staklenikih gasova. Posljedica
antropogene emisije je promjena temperature. Antropogena emisija
staklenikih gasova mijenja nain apsorbovanja energije u atmosferi.
Ovo se deava nepredvienom brzinom, a rezultat je poznat kao pojaani
efekat staklene bate. Klimatski sistem se mora prilagoditi ovom
rastuem nivou gasova kako bi se odrao globalni energetski bilans u
ravnotei. To znai da se Zemlja mora osloboditi energije u istoj
koliini u kojoj prima energiju od Sunca. Iz razloga to gui pokriva
staklenikih gasova ublaava gubitke energije u svemir klima se mora
na neki nain prilagoditi kako bi se uspostavila ravnotea energije
koja dolazi i energije koja odlazi (uspostavlja ravnoteu na viem
temperaturnom nivou). Ovo prilagoavanje ukljuuje globalno
zagrijavanje Zemljine povrine i niih slojeva atmosfere. Globalno
zagrijavanje je najjednostavniji nain za klimatski sistem da se
oslobodi dodatne energije. Meutim, i najmanji porast temperature
biva praen nizom drugih promjena, kao to su promjene u modelima
oblaka, vjetrova, padavina i sl., to izaziva promjene uslova
razvoja pojedinih ekosistema.
Antropogena emisija staklenikih gasova ve je naruila globalni
energetski bilans za oko 2,5 W/m2, to je priblino 1% solarne
energije koja uspostavlja klimatski sistem. Jedan procenat moda i
ne zvui mnogo, ali kada se uzme u obzir cijela povrina Zemlje, to
je jednako koliini energije sadrane u 1,8 miliona tona nafte svake
minute ili vie od 100 puta trenutne svjetske potronje energije.
Klimatski sistem ne reaguje brzo na poveanu koncetraciju
staklenikih gasova u atmosferi pa iz tog razloga moe se oekivati
promjena klime u budunosti, ak i kada atmosferski nivo ovih gasova
prestane rasti. Postoje dokazi da su klimatske promjene ve
nastupile. Meutim, poznato je da se klima i prirodno mijenja to
oteava sagledavanje stvarnog uticaja poveanog nivoa staklenikih
gasova u atmosferi.
Ono to se sigurno zna je da se klima ve poela prilagoavati na
prole emisije staklenikih gasova kako bi se odrao globalni
energetski bilans u ravnotei. Globalno gledajui, temperatura raste.
Dosadanja mjerenja pokazuju zagrijavanje od 0,6oC, i to od 1860.
godine. Globalno, nivo mora je porastao za oko 10-15 cm u
posljednih 100 godina. Ovaj porast rezultat je, na prvom mjestu,
poveana temperatura koja uzrokuje ekspanziju vode kao i otapanje
leda.
Predvianja regionalnih i sezonskih zagrijavanja uglavnom su
nesigurna, pa i pored toga najvee zagrijavanje predvia se za hladne
sjeverne regije, i to u zimskom periodu. Razlog za to je to snijeg
i led reflektuju Sunevo zraenje, pa manje snijega i leda znai da e
se vie Suneve toplote apsorbovati (misli se na povrinu Zemlje), to
poveava globalno zagrijavanje (pozitivni feedback efekat). Regioni
u unutranjosti bre e se zagrijavati od okeanskih i obalnih zona.
Razlog za to je inercija okeana koja sprjeava zagrijavanje povrine
mora istom brzinom kojom se zagrijava tlo. Veliina ove inercije
zavisi koliko e se zagijavanje prenijeti u dubinu okeana. Kod veine
okeana gornji nivoi vode, do nekoliko stotina metara uopte se ne
mijeaju sa vodom ispod te dubine, tako je za zagrijavane gornjih
nivoa potrebno nekoliko godina dok morske dubine ostaju hladne.
Efekat aerosola izaziva hlaenje pojedinih regija, i to istone
Amerike, istone Evrope i dijelova Kine. Do 2100. godine predvia se
zagrijavanje sjevernih dijelova Kanade i Sibira do 10oC u zimskom
periodu, a manje od 2oC u ljetnom periodu. Pored svega navedenog,
globalno gledajui, moe doi do naruavanja hidrolokog ciklusa to znai
poveanje poplava, sua, padavina, oluja i uragana.
4.2. Zagaivanje substancama koje oteuju ozonski slojKada se
govori o globalnim uticajima na kvalitet zraka treba spomenuti i
supstance koje razgrauju ozonski sloj. Pod ozonskim slojem se
podrazumijeva ozon u troposferi (15 40 km od tla), ija je koliina
tolika, da bi se - kada bi se spustio na povrinu Zemlje - dobio
sloj debljine 2 do 3 milimetra. Ozonski sloj zaustavlja vei dio UV
zraka spektra B i ne dozvoljava im da dou do povrine Zemlje.
Meutim, sedamdesetih godina prolog vijeka ustanovljeno je
stanjivanje (razgradnja) ozonskog sloja i tetno djelovanje
(smanjenje prinosa na kopnu i moru, katarakta oiju, neki oblici
kancerogenih oboljenja koe, smanjenje odbrambenih sposobnosti
organizma na razne bolestiKao krivac za ove promjene identificirane
suvjetake materije koje imaju znaajnu primjenu u industriji
(kulanti u rashladnoj tehnici, upjenjivai u proizvodnji pjenastih
materijala, propelanti u sprejevima, rastvarai u metalnoj i
elektroindustriji, sredstva za gaenje poara, pesticidi). Ovi
kemijski spojevi su stabilni, neotrovni, nezapaljivi i
neeksplozivni, a zajedniko im je to da u sastav ukljuuju jedan ili
vie atoma klora ili drugih halogena i nazivaju se
klorofluorougljikovodici. Kada se nau u stratosferi, pod dejstvom
UV zraka se razgrauju, te atomi klora i drugih halogenih elemenata
u sudaru sa molekulama ozona dovode do njihovog cijepanja dvije
molekule ozona se transformiu u tri molekule kisika. Na taj nain se
smanjuje broj molekula ozona koji tite zemljinu povrinu od
djelovanja UV zraka B spektar. Tehnologije koje koriste supstance
koje ugroavaju ozonski sloj treba zamijeniti tehnologijama koje
koriste druge supstance i proizvodnju i upotrebu ove supstance
iskljuiti to je i obaveza prema Montrealskog protokola i Bekoj
kovenciji Po Montrealskom protokolu razvijene zemlje tu obavezu su
sprovele do 1996. godine, dok zemlje u razvoju treba da iskljue
najvei broj ovih substanci u periodu od 1996 do 2006. godine i to o
troku razvijenih zemalja. U BiH djeluje Ozonska jedinica pri
Ministarsvu vanjske trgovine i ekonomskih odnosa i u toku je
realizacija vie projekata zamjena tehnologija.
4.3. Zatita zraka od globalnih uticaja
Za razliku od stratisferskog zagaivanja gdje osnovu klasine
strategije ini ograniavanje emisije iz postrojenja, kod globalnih
polutanata to nije sluaj. Emisija substanci koje ugroavaju ozonski
sloj se moe jedino smanjiti ukoliko se te substance uopte ne
upotrebljavaju. Slino je i sa ugljendioksidom, osnovnim uzronikom
klimatskih promjena. On je nezaobilazni prosukt sagorijevanja
fosilnih goriva. Bez nastanka CO2 nema ni nastanka toplotne
energije. Prema tome njegova emisija se moe smanjivati jedino
poveanjem energetske efikasnosti (da je potrebna manja koliina
fosilnih goriva za datu potrebu), odnosno, zamjena fosilnih goriva
nekarbonskim gorivima (bio masa, energija sunca i vjetra,
hidroenergija...).
5. MEUNARODNO PRAVO I MEUNARODNA SARADNJA U ZATITI ZRAKADanas je
razvijeno ili je u razvoju niz tehnologija koje mogu smanjiti
emisije u okolinu raznih polutanata, pa je mogue emisije u okolinu
ograniiti na skoro zanemarive koliine. Meutim, kod donoenja
ogranienja u podruju zatite okoline mora se imati na umu da svako
postroenje stvara i dodatne trokove za njegovo provoenje. Tako npr.
donoenje stroijih propisa za emisije iz termoelektrana ima za
posljedicu potrebu za ugradnjom efikasnijih, a time i skupljih
ureaja za kontrolu emisija u okolinu. Jasno je da e time
proizvodnja elektrine energije imati dodatne trokove to znai i viu
cijenu elektrine energije. Kako su trokovi elektrine energije
ukljueni u cijenu svih proizvoda i usluga oni postaju manje
konkurentni u svijetu te je zbog toga kod donoenja propisa o
ogranienjima emisija neophodno voditi rauna o konkretnoj ekonomskoj
situaciji u dravi i propisima u susjednim dravama. Budui da
isputanja u okolinu ne poznaju dravne granice moe se dogoditi da
uvezena oneienja imaju vei uticaj na okolinu nego domaa, pa znatna
ulaganja finansijskih sredstava u kontrolu emisija polutanata mogu
imati mali uinak na zatitu okoline a veliki uticaj na konkurentnost
vlastitih proizvoda i usluga. Zbog toga je izuzetno vano da se
donose meunarodne konvencije o zatiti okoline kako bi propisi bili
to uravnoteeniji, a trokovi zatite okoline to sliniji.
Zakonodavstvo koje regulie mjere zatite okoline od negativnih
uinaka to ih generiu postrojenja za proizvodnju elektrine energije
najee je struktuirano s obzirom na tri glavna prirodna resursa:
zrak, vodu i tlo, pa zatim i na ostala podruja nepoeljnog uticaja.
Isto tako, zakonodavstvo je uglavnom podijeljeno i s obzirom na
tehnologiju, odnosno, vrstu goriva koje se koristi u proizvodnji
elektrine energije. Nuklearna energetika je regulisana samostalnim
zakonodavnim sistemom, izgradnja i pogon hidroelektrana regulisani
su u najveoj mjeri Zakonom o vodama, dok je pogon elektrana na
fosilna goriva ponajvie determinisan Zakonom o zatiti zraka. Pri
tome se uticaji postrojenja za proizvodnju elektrine energije
razmatraju s obzirom na njihov lokalni, regionalni i globalni
karakter.
5.1. Propisi Evropske UnijeDrave lanice Evropske unije