ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΡΑΓΙΩΡΓΟΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ, ΑΜ :

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ-ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟΓΡΑΦΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΣΤΟΝ ΕΛΛΑΔΙΚΟ ΧΩΡΟ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΡΑΓΙΩΡΓΟΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΟΣ, ΑΜ : ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΦΛΟΚΑ ΕΛΕΝΑ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΑΘΗΝΑ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2017

2 .. Αφειρώνεται στους γονείς μου και στα αδερφια μου 2 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

3 ΣΥΝΟΨΗ Αρχικά η παρούσα εργασία εκπονήθηκε προκειμένου να συλλεχθούν δεδομένα αέριων ρύπων από σημειακές πηγές εκπομπών. Οι πηγές αυτές αφορούσαν βιομηχανικές μονάδες του ευρύτερου ελλαδικού χώρου. Τα δεδομένα αυτά είναι απαραίτητα για το λογισμικό αέριας ρύπανσης που χρησιμοποιεί το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η ερευνητική του δραστηριότητα. Στη συνέχεια η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε βασίστηκε στην απογραφή δεδομένων με τη μέθοδο προγράμματος excel. Οι πηγές δεδομένων προέρχονταν από μελέτες έγκρισης περιβαλλοντικών όρων του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Κλιματικής Αλλαγής. Επιπλέον ομαδοποιήθηκαν οι πληροφορίες με βάσει το είδος της βιομηχανίας,το όνομα της εκάστοτε βιομηχανικής μονάδας, την ισχύ,το είδος καυσίμου που καταναλώνει προκειμένου να παράγει έργο και το φορτίο ενέργειας που είναι απαραίτητο για την λειτουργία της. Από την ομαδοποίηση παρατηρήθηκε ότι η πλειονότητα των επιχειρήσεων είχε εγκατεστημένη -κινητήρια ισχύ και δευτερευόντως θερμική ισχύ. Τέλος οι βασικοί ρύποι που παράγονται κατά την λειτουργία των βιομηχανιών είναι κυρίως οι CO,CO2,NOx και SO2. 3 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

4 Περιεχόμενα ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ Δομή και έκταση της ατμόσφαιρας Ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα στην κατώτερη ατμόσφαιρα και ρύποι Εκπομπές ρύπων στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον Μέθοδος απογραφής αερίων ρύπων Νομοθετικό πλαίσιο στην Ελλάδα Ατμοσφαιρική ρύπανση Διοξείδιο του άνθρακα Μονοξείδιο του άνθρακα Οξείδια του αζώτου (NO2, NO) Όζον Αιωρούμενα σωματίδια ιοξείδιο του θείου Μη μεθανιούχοι υδρογονάνθρακες (NMVOCs) Μόλυβδος(Pb) Υδρογονάνθρακες Πηγές εκπομπών 38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ Διαδικασία απογραφής Είδη βιομηχανικών μονάδων κατά την απογραφή Χρονική διάρκεια απογραφής-είδος ρύπων και περιοχών που καταγράφηκαν 42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ Αποτελέσματα απογραφής 43 4 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

5 4.2 Συζήτηση 132 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΕΜΠΤΟ Συμπεράσματα αποτελεσμάτων 137 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

6 6 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο άνθρωπος στην πορεία της εξέλιξής του και στον αγώνα για επιβίωση και για ένα καλύτερο μέλλον κατόρθωσε να παράγει γνώσεις και να δημιουργεί συνεχώς νέες συνθήκες ανάπτυξης. Ανάμεσα στους σημαντικούς σταθμούς ανάπτυξης του ανθρωπίνου γένους ιδιαίτερη θέση κατέχει η βιομηχανική ανάπτυξη η οποία δημιούργησε τις προϋποθέσεις για μια βαθιά αλλαγή στις συνθήκες διαβίωσης των ανθρώπων. Η επιτυχία όμως της βιομηχανικής ανάπτυξης άρχισε σιγά σιγά να επιφέρει και πολλά αρνητικά φαινόμενα τα περισσότερα από τα οποία αναφέρονται στο περιβάλλον. Έτσι, επιδράσεις και μεταβολές στις οικολογικές ισορροπίες που ξεπέρασαν τα όρια των φυσικών διακυμάνσεων προκάλεσαν και προκαλούν σημαντικές διαταραχές στα διάφορα οικοσυστήματα. Αυτό έγινε αντιληπτό όταν ποτάμια και λίμνες νεκρώθηκαν, όταν δηλητηριώδη νέφη σκέπασαν μεγαλουπόλεις και όταν δάση και μεγάλες θαλάσσιες περιοχές γέμισαν από νεκρά πουλιά και ψάρια. Παράλληλα άρχισε να διαφαίνεται και ο κίνδυνος από την καταστροφή του στρατοσφαιρικού όζοντος και την ταυτόχρονη εμφάνιση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Στον άνθρωπο οι επιπτώσεις ήταν άμεσες προκαλώντας σοβαρά προβλήματα υγείας όπως: Ασθένειες αναπνευστικού συστήματος, καρδιοαγγειολογικές ασθένειες, επιδείνωση υπάρχουσας ασθένειας, δημιουργία κακοηθών όγκων, ανωμαλίες της όρασης κακή εκτίμηση χώρου και χρόνου, αναισθησία,κ.ά Ουσιαστικά κάθε πρόσθετη ουσία πάνω από μια ορισμένη περιεκτικότητα στον αέρα στο νερό στο έδαφος ή στα τρόφιμα που απειλεί την υγεία των ανθρώπων και των έμβιων οργανισμών ονομάζεται ρύπος και η διαδικασία ονομάζεται ρύπανση.οι περισσότεροι ρύποι είναι στερεά, υγρά ή αέρια υποπροϊόντα ή απόβλητα που παράγονται,όταν ένας πόρος εξορύσσεται,δέχεται επεξεργασία,μετατρέπεται σε προϊόντα ή χρησιμοποιείται. Η ρύπανση επίσης μπορεί να πάρει τη μορφή ανεπιθύμητων μορφών ενέργειας,όπως θερμότητα,θόρυβος ή ακτινοβολία. Πηγή ρύπανσης ονομάζεται κάθε εστία η οποία με τις εκπομπές της προκαλεί ρύπανση στο περιβάλλον. Στη παρούσα εργασία γίνεται λόγος κυρίως για την ατμοσφαιρική ρύπανση από σημειακές πηγές και συγκεκριμένα από βιομηχανικές εκπομπές. Στην κατηγορία αυτή εντάσσονται όλες οι μορφές ρύπανσης που οφείλονται σε αέριες χημικές ουσίες. Η εκπομπή επομένως 7 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

8 μονοξειδίου του άνθρακα,οξειδίων του αζώτου και κάθε άλλης αέριας ένωσης χαρακτηρίζεται ως αέρια ρύπανση. Οι σημαντικότερες δραστηριότητες εκπομπής αέριων ρύπων από σημειακές πηγές βιομηχανικών εγκαταστάσεων περιλαμβάνουν την Παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος συμπαραγωγή και τηλεθέρμανση, τη καύση εμπορική, τη βιομηχανική καύση, τις βιομηχανικές διεργασίες που δεν περιλαμβάνουν καύση, την εξόρυξη και διάθεση ορυκτών καυσίμων, τη χρήση διαλυτών, την επεξεργασία και διάθεση αποβλήτων και τη Γεωργία και Κτηνοτροφία. Το πρόβλημα της διαχείρισης των βιομηχανικών εκπομπών είναι πολυδιάστατο και γι' αυτό το λόγο χρειάζεται μια ολοκληρωμένη πολιτική προκειμένου να περιοριστούν οι επιπτώσεις στον άνθρωπο και κατ επέκταση στον ευρύτερο περιβάλλον. Επομένως αναγκαία είναι χρήση ενός λεπτομερούς μοντέλου καταγραφής βιομηχανικών ρύπων προκειμένου να προσεγγίζονται πιο ρεαλιστικά τα φυσικά φαινόμενα και να εκφράζεται καλύτερα η πραγματική κατάσταση των εκπομπών. Παράλληλα η διασπορά των αέριων ρύπων σε ευρύτερες της προέλευσής τους περιοχές κάτω από την επίδραση των ατμοσφαιρικών συνθηκών καθιστά αναγκαία μεταξύ των άλλων και τη γνώση της ακριβούς θέσης των πηγών εκπομπής ρύπων,γεγονός που απαιτεί λεπτομερή γεωγραφική ανάλυση. Κατά συνέπεια για να είναι αποδοτική μια περιβαλλοντική διαχείριση σε περιφερειακή κλίμακα πρέπει να ξεκινά από απογραφές εκπομπών χωρικά προσδιορισμένες. Η υλοποίηση της γεωγραφικής ανάλυσης των εκπομπών, λόγω της ποικιλομορφίας των πηγών (ως προς την έκταση,τη χωροθέτηση,τη διεργασία) και του μεγάλου αριθμού τους,της ανομοιόμορφης έκτασης των γεωγραφικών περιοχών της χώρας και της δυσκολίας να υπάρχει ακριβής χωροθέτηση των πηγών αερίων ρύπων σε κάθε περιοχή, απαιτεί μεγάλο αριθμό χωρικών, ενεργειακών, δημογραφικών,κοινωνικών και άλλων σχετικών πληροφοριών. Τέλος η απογραφή των εκπομπών των πηγών ρύπανσης οφείλει να εντάσσεται σε ένα συνολικό σύστημα απογραφής (emissions inventory) που θα καλύπτει όλες τις πηγές ρύπανσης με ενιαίο τρόπο,με οικονομία στην αποθήκευση και επεξεργασία της πληροφορίας,με χρησιμοποίηση του ίδιου περιβάλλοντος λογισμικού το οποίο θα εξασφαλίζει συμβατότητα,διαφάνεια και συγκρισιμότητα των εκπομπών στο μέγιστο δυνατό βαθμό. Μόνον έτσι καθίσταται δυνατή η εξυπηρέτηση των αναγκών σε εκτιμήσεις εκπομπών,ανάγκες που εκτείνονται από μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων, μέχρι προσομοιώσεις της ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος και υποστήριξη λήψης μέτρων αντιρρύπανσης. 8 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

9 Κύριος σκοπός της εργασίας είναι η συλλογή περιβαλλοντικών δεδομένων από βιομηχανικές εγκαταστάσεις του λεκανοπεδίου της Αττικής προκειμένου να καλυφθεί ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών δραστηριοτήτων, ανά βιομηχανικό κλάδο και ανά γεωγραφική θέση για τα έτη 2004 έως και Έτσι παράλληλα μπορούν να ικανοποιηθούν και ανάγκες όπως είναι η ύπαρξη ακριβών και ομαδοποιημένων αποτελεσμάτων με βάση τις συντεταγμένες και το είδος των ρύπων κάθε βιομηχανικής επιχείρησης, η παρακολούθηση των περιβαλλοντικών όρων η οποία αποτελεί μέρος της διαδικασίας αδειοδότησης των βιομηχανικών εγκαταστάσεων στην Ελλάδα καθώς και η διαμόρφωση ενός εργαλείου που θα ενισχύσει την ευαισθητοποίηση του κοινού σχετικά με την ρύπανση του περιβάλλοντος και την ενημέρωση του σχετικά με τις εκπομπές από βιομηχανικές πηγές (Gargoulas et al., 2002). Η εργασία πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, με την επίβλεψη της Δρ. Βασιλικής Ασημακοπούλου, Ερευνήτριας Β'. 9 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ:ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ 2.1 Δομή και έκταση της ατμόσφαιρας Η ατμόσφαιρα είναι ένα κολλοειδές μέσο που περιβάλει τη Γη και συγκρατείται σε αυτή με τη βαρύτητα. Έτσι έχει τη μεγαλύτερη πυκνότητα της στο έδαφος και βαθμιαία καθώς αυξάνεται η απόσταση της από τη Γη, γίνεται πιο αραιή, μέχρι να μην είναι δυνατό, να διαχωριστεί τελικά από το διαπλανητικό αέριο. Καθώς κάποιος απομακρύνεται από την επιφάνεια της Γης διασχίζει διάφορες περιοχές με εντελώς διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Η θερμοκρασία του αέρα από το έδαφος μέχρι κάποιο ύψος ( 15km ) ελαττώνεται συνεχώς με ρυθμό ο οποίος μεταβάλλεται με το χρόνο και τον τόπο. Η περιοχή αυτή που περιέχει τα 4/5 της μάζας της ατμόσφαιρας και ονομάζεται τροπόσφαιρα. Στη περιοχή αυτή υπάρχουν φαινόμενα που επιδρούν στον άνθρωπο. Σε κάποιο σημείο η θερμοκρασία παύει να μεγαλώνει ή μένει σταθερή για λίγο διάστημα. Η περιοχή αυτή ονομάζεται τροπόπαυση. Η επόμενη περιοχή χαρακτηρίζεται από βαθμιαία αύξηση της θερμοκρασίας που φθάνει στους 0 ⁰C στο ύψος των 50 μέτρων. Η περιοχή αυτή ονομάζεται στρατόσφαιρα και το ανώτερο όριο ονομάζεται στρατόσφαιρα Πάνω από αυτή υπάρχει άλλη μια περιοχή που ονομάζεται μεσόπαυση όπου η θερμοκρασία είναι της τάξης των -100 βαθμών Κελσίου. Τέλος στην επόμενη περιοχή η θερμοκρασία αυξάνεται με σταθερό ρυθμό με το ύψος και ονομάζεται 10 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

11 Θερμόσφαιρα. Η μέση κατακόρυφη δομή της θερμοκρασίας στη μέση ατμόσφαιρα δύναται να εξηγηθεί πρακτικά με τους όρους της απορρόφησης και της εκπομπής της ακτινοβολίας Σχήμα 2.1. Δομή της ατμόσφαιρας (Πηγή: Για παράδειγμα η υπέρυθρη εκπομπή των υδρατμών και των νεφών είναι η κύρια αιτία για το ελάχιστο της θερμοκρασίας στην τροπόπαυση ενώ το μέγιστο της θερμοκρασίας στην στρατόπαυση οφείλεται στην απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας από το όζον και τέλος το ελάχιστο της θερμοκρασίας στη μεσόπαυση στη μεγάλη ελάττωση της συγκέντρωσης του όζοντος στο επίπεδο αυτό,το οποίο ελαττώνει ισχυρά την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. (Λαζαρίδης, 2009 ) 2.2 Ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα στη κατώτερη Ατμόσφαιρα και ρύποι Ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα είναι το στρώμα που δημιουργήθηκε λόγω των άμεσων αλληλεπιδράσεων της Γης με την ατμόσφαιρα.βρίσκεται μέσα στην τροπόσφαιρα,ουσιαστικά αποτελεί κομμάτι της και αρχίζει από τα όρια της επιφάνεια της γης μέχρι κάποιο μεταβλητό 11 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

12 ύψος από εκεί και πάνω εκτείνεται η ελεύθερη ατμόσφαιρα. ΤΟ Α.Ο.Σ είναι το στρώμα στο οποίο η ενέργεια μεταφέρεται από την επιφάνεια την ατμόσφαιρα και αντίστροφα με μορφή υδρατμών, θερμότητας και ορμής. Επομένως η κατανόηση του είναι βασική για την κατανόηση της μεγάλης κλίμακας κυκλοφορίας αφ ενός και της ικανότητας της ατμόσφαιρας να διαχέει τους ρύπους αφ ετέρου. Η μεταβλητή που καθορίζει το ύψος του Α.Ο.Σ και παράλληλα σημαντική διαδικασία μεταφοράς είναι η τυρβώδη ροή. Χωρίς αυτή το επιφανειακό στρώμα θα ρυπαίνονταν πάνω από τα όρια ασφάλειας και η ζωή θα γινόταν επικίνδυνη. Ο διασκορπισμός της ρύπανσης επιτυγχάνεται όχι μόνο με σχετικά μικρούς στροβιλισμούς αλλά και με οργανωμένες κυκλοφορίες μεγαλύτερης κλίμακας. Οι ροές μέσης κλίμακας περιλαμβάνουν απόγειες θαλάσσιες αύρες ανέμους κοιλάδων ορέων αναβατικών και καταβατικών ανέμων και κυκλοφορία αστικών θερμονησίδων. Οι κυκλοφορίες αυτές μπορούν να γίνουν αντιληπτές όταν ο ουρανός είναι καθαρός και όταν οι ροές μεγάλης κλίμακας είναι ασθενείς. Αυτά τα χαρακτηριστικά μέσης κλίμακας έχουν 24ωρους κύκλους, ούτως ώστε ο ημερήσιος διανυσματικός άνεμος να είναι μικρός.επομένως η ρύπανση κινείται εμπρός και πίσω κατά το μήκος της περιοχής και αραιώνεται πολύ. Οι περισσότερες πόλεις είναι τοποθετημένες σε ακτές, πλαγιές βουνών ή σε κοιλάδες και έτσι το πεδίο ροής να είναι πολύ πολύπλοκο. Επομένως ένας τρόπος για να δείξει κανείς ότι ο πληθυσμός δημιουργεί ρύπανση είναι να μελετήσει τα επίπεδα ρύπανσης κατά μήκος μίας γραμμής που τέμνει την αστική περιοχή με αρχή την αγροτική περιοχή και διαδοχικά την αγροτική περιοχή, τα προάστια, την πόλη τα προάστια και πάλι την αγροτική περιοχή. Η συγκέντρωση στην αγροτική περιοχή καλείται κατώφλι συγκέντρωσης αναφορικά με την συγκέντρωση στην πόλη. (Δεληγιώργη,2017) 2.3 Εκπομπές ρύπων στο ατμοσφαιρικό περιβάλλον Ατμοσφαιρική Ρύπανση καλείται η παρουσία στην ατμόσφαιρα ρύπων, δηλαδή κάθε είδους ουσιών, θορύβου, ακτινοβολίας ή άλλων μορφών ενέργειας σε ποσότητα, συγκέντρωση ή διάρκεια που μπορούν να προκαλέσουν αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία, στους ζωντανούς οργανισμούς και στα οικοσυστήματα βραχυπρόθεσμα ή μακροπρόθεσμα. Κατά μια έννοια 12 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

13 είναι η προσθήκη κάθε υλικού (μοριακής ή σωματιδιακής φύσης) στην ατμόσφαιρα που μας περιβάλει, η οποία θα έχει σαν αποτέλεσμα τη δηλητηρίαση της ζωής πάνω στον πλανήτη. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να φτάσει σε τέτοια επίπεδα, ώστε να δημιουργηθούν ανεπιθύμητες συνθήκες διαβίωσης. Χαρακτηριστικά παραδείγματα το φωτοχημικό νέφος (ή φωτοχημική αιθαλομίχλη) του Λος Άντζελες και η βιομηχανική αιθαλομίχλη (ή καπνομίχλη) του Λονδίνου. Η βιομηχανική αιθαλομίχλη προκαλείται σχεδόν αποκλειστικά από την κατανάλωση καυσίμων υλών, ειδικά κάρβουνου, σε στάσιμες πηγές όπως είναι οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας και τα χυτήρια. Τα βασικά συστατικά της βιομηχανικής αιθαλομίχλης είναι τα οξείδια του θείου και τα αιωρούμενα σωματίδια και συνδυάζεται συνήθως με υψηλή σχετική υγρασία. Αντίθετα, το φωτοχημικό νέφος που συναντούμε σήμερα σε πολλές πόλεις (μεταξύ των οποίων και η Αθήνα) προκαλείται από εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα, οξειδίων του αζώτου και υδρογονανθράκων τα οποία με την παρουσία του ηλιακού φωτός αντιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας την φωτοχημική αιθαλομίχλη. Αν και υπάρχει συμβολή από στάσιμες πηγές, η φωτοχημική αιθαλομίχλη συνδέεται κυρίως με εκπομπές από τροχοφόρα. Ρύπος όμως μπορεί να είναι και ένα τοξικό αέριο με κάποια μακροχρόνια αποτελέσματα σε ένα οργανισμό που δεν είναι κατ' ανάγκη άμεσα αντιληπτά. Μπορεί ρύπος να είναι ακόμη ένα μη ορατό ραδιενεργό, το οποίο έχει καταστρεπτικά αποτελέσματα στην εξέλιξη της ζωής. Ρύποι επίσης θεωρούνται οποιεσδήποτε ενώσεις είναι δυνατόν να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα, είτε εσκεμμένα είτε διαμέσου κάποιας φυσικής διαδικασίας, και να έχουν έστω και έμμεσα αποτελέσματα, όπως για παράδειγμα, μείωση του οξυγόνου της ατμόσφαιρας ή κάποια άλλη αλλαγή της σύστασης του αέρα. Ένας ατμοσφαιρικός ρύπος δεν είναι απαραίτητα ανθυγιεινός, με την έννοια ότι προκαλεί άμεσα αποτελέσματα στους ζώντες οργανισμούς. Για παράδειγμα η αύξηση των συγκεντρώσεων των θερμοκηπιακών αερίων στην ατμόσφαιρα όπως το CΟ CH N O CFCs O μπορεί να προκαλέσει την ενίσχυση του ήδη υπάρχοντος φαινομένου του θερμοκηπίου πράγμα που μπορεί να συμβάλλει μακροπρόθεσμα στην αλλαγή του κλίματος του πλανήτη με σοβαρές επιδράσεις στους ζώντες οργανισμούς. Επίσης τα CFCs και άλλοι αλογονούχοι υδρογονάνθρακες που καταφέρνουν να φθάσουν στο στρατοσφαιρικό στρώμα του όζοντος που προστατεύει τον πλανήτη μας από την επικίνδυνη για την ζωή υπεριώδη (UV) ακτινοβολία και να το καταστρέψουν αφορούν επίσης το θέμα της 13 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

14 ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Το πρόβλημα λοιπόν είναι ευρύ και αναπόφευκτα ενδιαφέρον. Είναι δε συνεχώς μεταβαλλόμενο και διευρυνόμενο καθόσον η γνώση μας για την έμμεση ή άμεση βλαβερή επίδραση διαφόρων ουσιών στους ζώντες οργανισμούς εμπλουτίζεται συνεχώς. Συνοψίζοντας η βιομηχανία τα τελευταία πενήντα χρόνια έχει κατασκευάσει πάνω από χημικές ενώσεις που καταλήγουν στο περιβάλλον και ορισμένες από αυτές συσσωρεύονται στο ανθρώπινο σώμα. Αέριες εκπομπές διαχέονται στην ατμόσφαιρα και μεταφέρονται με τις αέριες μάζες σε μεγάλες αποστάσεις μακριά από τις πηγές εκπομπής τους. Το μέσο μέσα στο οποίο μεταφέρονται οι αέριοι ρύποι είναι η ατμόσφαιρα και η δυναμική της καθορίζει το χρόνο ζωής τους και την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον και τον άνθρωπο. Πολλές από αυτές τις ανθρωπογενείς χημικές ενώσεις έχουν μεταφερθεί στη βιόσφαιρα και χαρακτηρίζονται ως τοξικές ή δυναμικά επιβλαβείς. Οι χημικές ενώσεις στη αέρια ή σωματιδιακή τους μορφή τους προκαλούν μεταβολές στο περιβάλλον και ακόμη γενικότερα στην κλιματική δυναμική του πλανήτη μας. Στη παρούσα διπλωματική εργασία θα εξετάσουμε αρκετές βιομηχανίες οι οποίες εκπέμπουν βασικούς ανθρωπογενείς ρύπους που ευθύνονται για την κλιματική αλλαγή. (Ζάνης, 2014 ) 2.4 Μέθοδος απογραφής αερίων ρύπων Η κύρια μέθοδος μιας απογραφής αερίων ρύπων ολοκληρώνεται σε τρία βασικά βήματα. (Α) Αφορά στη συλλογή, επεξεργασία και έλεγχο των απαραίτητων δεδομένων δραστηριότητας ανά πηγή εκπομπής. Οι βασικές πηγές δεδομένων είναι η Εθνική Στατιστική Υπηρεσία της Ελλάδας, τα αρμόδια υπουργεία, οργανισμοί και ιδιωτικές επιχειρήσεις Στη περίπτωση μας συλλέξαμε δεδομένα από το Υπουργείο Περιβάλλοντος. Μετά τον έλεγχο των δεδομένων, υπολογίζονται οι εκπομπές αναλυτικά ανά πηγή και στη συνέχεια γίνεται η μετατροπή αυτών στη μορφή που απαιτείται από τους κοινούς πίνακες αναφοράς. (Β) Εξετάζονται οι χρησιμοποιούμενοι συντελεστές εκπομπής καθώς και η συμβατότητα των χρησιμοποιούμενων μεθοδολογιών με όσα προβλέπονται στον Οδηγό Βέλτιστων Πρακτικών του IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). 14 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

15 (Γ) Το τελευταίο βήμα αφορά στον εσωτερικό έλεγχο των κοινών πινάκων αναφοράς και στη σύνταξη της εθνικής έκθεσης απογραφής η οποία αποτελεί αντικείμενο σχολιασμού από τις αρμόδιες δημόσιες υπηρεσίες. Με βάση τα σχόλια αυτά, διαμορφώνεται η τελική έκθεση η οποία υποβάλλεται από το Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. στην Ευρωπαϊκή Επιτροπή αρχικά και στη Γραμματεία της Σύμβασης στη συνέχεια. 2.5 Νομοθετικό πλαίσιο στην Ελλάδα Το πρόβλημα της ρύπανσης του περιβάλλοντος στην Ελλάδα έχει πάρει σοβαρότατες διαστάσεις στις μεγαλουπόλεις και σε ορισμένες βιομηχανικές περιοχές και ενεργειακά κέντρα. Οι πρώτες ενέργειες έγιναν με τον νόμο 360/1976 ο οποίος είχε χαρακτήρα γενικών κατευθυντήριων γραμμών προστασίας περιβάλλοντος και όχι καθοριστικών γραμμών για την απορρύπανση του περιβάλλοντος ή τις υποχρεώσεις αυτών που ρυπαίνουν το περιβάλλον ή ακόμα τις μέγιστες εκπεμπόμενες ποσότητες εκπομπής ρυπαντικών ουσιών. Ο νόμος 360/1976 όριζε ότι προστασία του περιβάλλοντος είναι: H διατήρηση του χαρακτήρα του φυσικού περιβάλλοντος και των διαμορφωθείσων σχέσεων μεταξύ των στοιχείων αυτού ως οικοσυστήματος Η διαφύλαξη αυτού πολιτιστικού περιβάλλοντος ως και των ιστορικών χώρων εντός των οποίων τούτο αναπτυχθεί και άκμασε. Η λελογισμένη ανάπτυξη των φυσικών πόρων και των εν χώρο δραστηριοτήτων προς το σκοπό εναρμονίσεως των εξελίξεων εκδηλώσεων και μεταβολών μεταξύ του φυσικού και του πολιτιστικού περιβάλλοντος και της ποιότητας ζωής των ανθρώπων. Το σύνταγμα της Ελλάδος το 1986 στο άρθρο 24, καθορίζει ότι η προστασία του φυσικού και πολιτιστικού περιβάλλοντος αποτελεί υποχρέωση του κράτους. Σύμφωνα με το άρθρο 10 του συντάγματος οι κατώτατες οριακές τιμές που ακολουθούν αναφέρονται εν γένει σε παραγωγική δυναμικότητα ή σε πραγματική παραγωγή. Όταν στην ίδια εγκατάσταση αναπτύσσονται διάφορες δραστηριότητες υπαγόμενες στην ίδια περιγραφή δραστηριότητας που περιέχει κατώτατο όριο, η δυναμικότητα των δραστηριοτήτων αυτών αθροίζεται. 15 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

16 Η Επιτροπή καθορίζει κατευθυντήριες γραμμές σχετικά με: a) τη σχέση μεταξύ των δραστηριοτήτων διαχείρισης αποβλήτων που περιγράφονται στο παρόν παράρτημα και εκείνων που περιγράφονται στα Παραρτήματα I και ΙΙ της οδηγίας 2008/98/ΕΚ και b) την ερμηνεία του όρου «βιομηχανική κλίμακα» όσον αφορά την περιγραφή των δραστηριοτήτων της χημικής βιομηχανίας που αναφέρονται στο παρόν παράρτημα. 1. Ενεργειακές βιομηχανίες Καύση καυσίμων σε εγκαταστάσεις με συνολική ονομαστική θερμική ισχύ 50 MW ή μεγαλύτερη Διύλιση πετρελαίου και αερίου Παραγωγή οπτάνθρακα (κοκ) Αεριοποίηση ή υγροποίηση: άνθρακα και άλλων καυσίμων σε εγκαταστάσεις με συνολική ονομαστική θερμική ισχύ 20 MW ή άνω. 2. Παραγωγή και επεξεργασία μετάλλων Φρύξη ή πυροσυσσωμάτωση μεταλλευμάτων (συμπεριλαμβανομένων και θειούχων μεταλλευμάτων) Παραγωγή χυτοσιδήρου ή χάλυβα (πρωτογενής ή δευτερογενής τήξη), συμπεριλαμβανομένης και της συνεχούς χυτεύσεως, με δυναμικότητα άνω των 2,5 τόνων την ώρα Επεξεργασία σιδηρούχων μετάλλων: έλαση εν θερμώ, ωριαίας δυναμικότητας άνω των 20 τόνων ακατέργαστου χάλυβα, σφυρηλάτηση με σφύρες κρουστικής ενέργειας άνω των 50 kj ανά σφύρα εφόσον η χρησιμοποιούμενη θερμική ισχύς υπερβαίνει τα 20 MW, επίθεση προστατευτικού στρώματος τηγμένου μετάλλου, με ωριαία δυναμικότητα κατεργασίας άνω των δύο τόνων ακατέργαστου χάλυβα. Χυτήρια σιδηρούχων μετάλλων με παραγωγική δυναμικότητα άνω των 20 τόνων ημερησίως. Επεξεργασία μη σιδηρούχων μετάλλων: παραγωγή ακατέργαστων μη σιδηρούχων μετάλλων από μεταλλεύματα, συμπυκνώματα ή δευτερογενείς πρώτες ύλες, με μεταλλουργικές, χημικές ή ηλεκτρολυτικές διεργασίες, τήξη και κραμματοποίηση μη σιδηρούχων μετάλλων, 16 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

17 συμπεριλαμβανομένων των προϊόντων ανάκτησης, και λειτουργία χυτηρίων μη σιδηρούχων μετάλλων με τηκτική δυναμικότητα άνω των 4 τόνων ημερησίως για το μόλυβδο και το κάδμιο ή 20 τόνων ημερησίως για όλα τα άλλα μέταλλα. Επιφανειακή επεξεργασία μετάλλων ή πλαστικών υλικών με ηλεκτρολυτικές ή χημικές διεργασίες, εφόσον ο όγκος των κάδων που χρησιμοποιούνται για την κατεργασία υπερβαίνει τα 30 m3. 3. Βιομηχανία ορυκτών προϊόντων Παραγωγή τσιμέντου, ασβέστου και οξειδίου του μαγνησίου: παραγωγή κλίνκερ τσιμέντου σε περιστροφικές καμίνους παραγωγικής δυναμικότητας άνω των 500 τόνων ημερησίως ή σε άλλες καμίνους παραγωγικής δυναμικότητας άνω των 50 τόνων ημερησίως, παραγωγή ασβέστου σε καμίνους παραγωγικής δυναμικότητας άνω των 50 τόνων ημερησίως Παραγωγή αμιάντου ή κατασκευή προϊόντων με βάση τον αμίαντο. Παραγωγή υάλου, συμπεριλαμβανομένων και ινών υάλου, με τηκτική δυναμικότητα άνω των 20 τόνων ημερησίως. Τήξη ορυκτών υλών, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής ινών από ορυκτές ύλες, με ημερήσια τηκτική δυναμικότητα άνω των 20 τόνων. Παραγωγή κεραμικών προϊόντων με πύρωση, ιδίως δε κεραμιδιών, τούβλων, πυρίμαχων τούβλων, πλακιδίων, πήλινων σκευών ή πορσελάνης παραγωγικής δυναμικότητας άνω των 75 τόνων ημερησίως και/ή δυναμικότητας καμίνου άνω των 4 m3 και πυκνότητας στοιβασίας ανά κάμινο άνω των 300 kg/m3 4. Χημική βιομηχανία Για τους σκοπούς του παρόντος τμήματος, ως παραγωγή κατά την έννοια των κατηγοριών δραστηριοτήτων του παρόντος τμήματος νοείται η παραγωγή, σε βιομηχανική κλίμακα και με χημική ή βιολογική κατεργασία, των ουσιών ή ομάδων ουσιών που αναφέρονται στα σημεία παρακάτω Παραγωγή οργανικών χημικών προϊόντων, όπως: απλών υδρογονανθράκων, (ευθείας αλυσίδας ή κυκλικών, κεκορεσμένων ή ακόρεστων, αλειφατικών ή αρωματικών), οξυγονούχων υδρογονανθράκων, όπως αλκοολών, αλδεϋδών, κετονών, καρβοξυλικών 17 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

18 οξέων, εστέρων και μειγμάτων εστέρων, οξικών ενώσεων, αιθέρων, υπεροξειδίων και εποξειδικών ρητινών, θειούχων υδρογονανθράκων, αζωτούχων υδρογονανθράκων, όπως αμινών, αμιδίων, νιτρωμένων, νιτρωδών ή νιτρικών ενώσεων, νιτριλίων, κυανικών και ισοκυανικών ενώσεων, φωσφορούχων υδρογονανθράκων, αλογονούχων υδρογονανθράκων, οργανομεταλλικών ενώσεων, πλαστικών υλών, (πολυμερών, συνθετικών ινών, ινών με βάση την κυτταρίνη), συνθετικού καουτσούκ, χρωμάτων και χρωστικών υλικών, απορρυπαντικών και τασιενεργών ουσιών. Παραγωγή ανόργανων χημικών προϊόντων, όπως: αερίων, όπως αμμωνίας, χλωρίου ή υδροχλωρίου, φθορίου ή υδροφθορίου, οξειδίων του άνθρακα, θειούχων ενώσεων, οξειδίων του αζώτου, υδρογόνου, διοξειδίου του θείου, καρβονυλοχλωριδίου, οξέων, όπως χρωμικού, υδροφθορικού, φωσφορικού, νιτρικού, υδροχλωρικού, θειϊκού, ατμίζοντος θειϊκού, θειώδους οξέος, βάσεων, όπως υδροξειδίου του αμμωνίου, υδροξειδίου του καλίου, υδροξειδίου του νατρίου, αμετάλλων, μεταλλοξειδίων και άλλων ανόργανων ενώσεων, όπως ανθρακασβεστίου, πυριτίου, ανθρακοπυριτίου. Παραγωγή φωσφορούχων, αζωτούχων ή καλιούχων λιπασμάτων (απλών ή σύνθετων). Παραγωγή φυτοπροστατευτικών προϊόντων ή βιοκτόνων. Παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων συμπεριλαμβανομένων και ενδιαμέσων προϊόντων. Παραγωγή εκρηκτικών υλών. Οι κύριες ρυπαντικές ουσίες στην ατμόσφαιρα είναι: 1. Διοξείδιο του θείου και άλλες ενώσεις του θείου 2. Οξείδια του αζώτου και άλλες ενώσεις του αζώτου 3. Μονοξείδιο του άνθρακα 4. Πτητικές οργανικές ενώσεις 5. Μέταλλα και οι ενώσεις τους 6. Σκόνη συμπεριλαμβανομένων των λεπτών σωματιδίων 7. Αμίαντος (αιωρούμενα σωματίδια και ίνες) 8. Χλώριο και οι ενώσεις του 9. Φθόριο και οι ενώσεις του 10. Αρσενικό και οι ενώσεις του 11. Κυανιούχες ενώσεις 12. Ουσίες και μείγματα που έχουν αποδεδειγμένα ιδιότητες καρκινογόνες, μεταλλαξιογόνες 18 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

19 ή ικανές να βλάψουν την αναπαραγωγή μέσω της ατμόσφαιρας 13. Πολυχλωροδιβενζοδιοξίνες και πολυχλωροδιβενζοφουράνια Οι παγκόσμιες συγκεντρώσεις υποβάθρου μονοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα Όλες οι οριακές τιμές εκπομπών υπολογίζονται σε θερμοκρασία 273,15 K, πίεση 101,3 kpa και αφού διορθωθούν για τους περιεχόμενους στα απαέρια υδρατμούς και η τυπική περιεκτικότητα σε O2 αναχθεί σε 6 % για τα στερεά καύσιμα, σε 3 % για μονάδες καύσης εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών που χρησιμοποιούν υγρά και αέρια καύσιμα και 15 % για αεροστρόβιλους και αεριοκίνητες μηχανές. Πίνακας 2.1 Οριακές τιμές εκπομπών SO2 (mg/nm 3 ) για μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν στερεά ή υγρά καύσιμα εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών Συνολική ονομαστική θερμική ισχύς (MW) Άνθρακας και λιγνίτης και άλλα στερεά καύσιμα Βιομάζα Τύρφη Υγρά καύσιμα > Για τις μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν στερεά καύσιμα, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχαν υποβάλει πλήρη αίτηση χορήγησης άδειας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, και των οποίων η ετήσια λειτουργία δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, ισχύει, για τις εκπομπές SO2, οριακή τιμή 800 mg/nm 3. Για τις μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν υγρά καύσιμα, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχαν υποβάλει πλήρη αίτηση 19 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

20 χορήγησης άδειας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, και των οποίων η ετήσια λειτουργία δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, ισχύει, για τις εκπομπές SO2, οριακή τιμή 850 mg/nm 3, στην περίπτωση μονάδων με συνολική ονομαστική θερμική ισχύ που δεν υπερβαίνει τα 300 MW και 400 mg/nm 3, στην περίπτωση μονάδων με συνολική ονομαστική θερμική ισχύ άνω των 300 MW. Τμήμα της μονάδας καύσης το οποίο απορρίπτει τα απαέριά του μέσω ενός ή χωριστών καπναγωγών εντός κοινής καπνοδόχου και ο αριθμός των ωρών λειτουργίας του δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας ετησίως, ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, μπορεί να υπόκειται στις οριακές τιμές εκπομπών που ορίζονται στα δύο προηγούμενα εδάφια όσον αφορά τη συνολική ονομαστική θερμική ισχύ του συνόλου της μονάδας καύσης. Εν τοιαύτη περιπτώσει, οι εκπομπές από κάθε καπναγωγό παρακολουθούνται χωριστά. Πίνακας 2.2 Οριακές τιμές εκπομπών SO2 (mg/nm 3 ) για μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν αέρια καύσιμα εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών. Γενικά 35 Υγροποιημένο αέριο 5 Αέρια χαμηλής θερμογόνου δύναμης προερχόμενα από οπτανθρακοποιεία Αέρια χαμηλής θερμογόνου δύναμης προερχόμενα από υψικαμίνους Για τις μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν αέρια χαμηλής θερμογόνου δύναμης προερχόμενα από την αεριοποίηση υπολειμμάτων διυλιστηρίων, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχαν υποβάλει πλήρη 20 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

21 αίτηση χορήγησης άδειας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, εφόσον η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, ισχύει οριακή τιμή εκπομπών SO2 800 mg/nm 3. Πίνακας 2.3 Οριακές τιμές εκπομπών NOx (mg/nm 3 ) για μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν στερεά ή υγρά καύσιμα εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανικών. Συνολική ονομαστική θερμική ισχύς (MW) Άνθρακας και λιγνίτης και άλλα στερεά καύσιμα Βιομάζα και τύρφη Υγρά καύσιμα σε περίπτωση καύσης κονιοποιημένου λιγνίτη > Για τις μονάδες καύσης εντός χημικών εγκαταστάσεων που χρησιμοποιούν υγρά υπολείμματα παραγωγής ως μη εμπορικά καύσιμα για ίδια κατανάλωση με συνολική ονομαστική θερμική ισχύ 500 MW το πολύ, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχαν υποβάλει πλήρη αίτηση χορήγησης άδειας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, εφόσον η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, ισχύει οριακή τιμή εκπομπής NOx 450 mg/nm Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

22 Για τις μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν στερεά ή υγρά καύσιμα, συνολικής ονομαστικής θερμικής ισχύος που δεν υπερβαίνει τα 500 MW, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχε υποβάλει πλήρη αίτηση χορήγησης αδείας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, εφόσον η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, και λειτουργούν κατ ανώτατο όριο ώρες λειτουργίας ετησίως ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, ισχύει οριακή τιμή εκπομπών NOx 450 mg/nm3. Για τις μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν στερεά καύσιμα, συνολικής ονομαστικής θερμικής ισχύος άνω των 500 MW, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από την 1η Ιουλίου 1987 και των οποίων η ετήσια λειτουργία δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας, ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, ισχύει οριακή τιμή εκπομπών NOx 450 mg/nm 3. Για τις μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν υγρά καύσιμα, συνολικής ονομαστικής θερμικής ισχύος άνω των 500 MW, οι οποίες έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχαν υποβάλει πλήρη αίτηση χορήγησης αδείας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, εφόσον η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, και των οποίων η ετήσια λειτουργία δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας, ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, ισχύει η οριακή τιμή εκπομπών NOx 400 mg/nm 3. Τμήμα της μονάδας καύσης το οποίο απορρίπτει τα απαέριά του μέσω ενός ή περισσοτέρων χωριστών καπναγωγών εντός κοινής καπνοδόχου και ο αριθμός των ωρών λειτουργίας του δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας ετησίως, ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, μπορεί να υπόκειται στις οριακές τιμές εκπομπών που ορίζονται στα τρία προηγούμενα εδάφια όσον αφορά τη συνολική ονομαστική θερμική ισχύ του συνόλου της μονάδας καύσης. Εν τοιαύτη περιπτώσει, οι εκπομπές από κάθε καπναγωγό παρακολουθούνται χωριστά. Για τους αεροστρόβιλους (συμπεριλαμβανομένων των αεριοστροβίλων συνδυασμένου κύκλου) που χρησιμοποιούν ελαφρά και μεσαία κλάσματα ως υγρά καύσιμα ισχύουν οριακές τιμές εκπομπών NOx 90 mg/nm 3 και CO 100 mg/nm 3. Οι αεροστρόβιλοι έκτακτης ανάγκης που λειτουργούν λιγότερο από 500 ώρες λειτουργίας ετησίως δεν καλύπτονται από τις οριακές τιμές εκπομπών που ορίζονται στο παρόν σημείο. Ο φορέας εκμετάλλευσης των μονάδων αυτών καταγράφει τις ώρες λειτουργίας. 22 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

23 Πίνακας 2.4 Οριακές τιμές εκπομπών NOx (mg/nm 3 ) και CO για τις μονάδες καύσης που τροφοδοτούνται με αέριο. NOx CO Μονάδες καύσης που τροφοδοτούνται με φυσικό αέριο, εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών Μονάδες καύσης που τροφοδοτούνται με αέρια υψικαμίνων, αέρια οπτανθρακοποιείων ή αέρια χαμηλής θερμογόνου δύναμης προερχόμενα από αεριοποίηση υπολειμμάτων διυλιστηρίων, εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών Μονάδες καύσης που τροφοδοτούνται με άλλα αέρια, εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών Αεροστρόβιλοι (συμπεριλαμβανομένων των αεριοστροβίλων συνδυασμένου κύκλου), που χρησιμοποιούν φυσικό αέριο ως καύσιμο Αεροστρόβιλοι (συμπεριλαμβανομένων των αεριοστροβίλων συνδυασμένου κύκλου), που χρησιμοποιούν άλλα αέρια ως καύσιμα Αεριοκίνητες μηχανές Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

24 Για αεροστρόβιλους (συμπεριλαμβανομένων των αεριοστροβίλων συνδυασμένου κύκλου), οι οριακές τιμές εκπομπών NOx και CO που καθορίζονται στον πίνακα του παρόντος σημείου ισχύουν μόνο για λειτουργία με φορτίο άνω του 70 %. Για τους αεροστρόβιλους (συμπεριλαμβανομένων των αεριοστροβίλων συνδυασμένου κύκλου), οι οποίοι έλαβαν άδεια πριν από τις 27 Νοεμβρίου 2002 ή οι φορείς εκμετάλλευσης των οποίων είχαν υποβάλει πλήρη αίτηση χορήγησης άδειας πριν από την εν λόγω ημερομηνία, εφόσον η μονάδα τέθηκε σε λειτουργία το αργότερο στις 27 Νοεμβρίου 2003, και των οποίων η ετήσια λειτουργία δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας, ως κινητός μέσος όρος πενταετίας, ισχύει οριακή τιμή NOx 150mg/Nm 3 όταν τροφοδοτούνται με φυσικό αέριο και 200 mg/nm 3 όταν τροφοδοτούνται με άλλα αέρια ή υγρά καύσιμα. Τμήμα της μονάδας καύσης το οποίο απορρίπτει τα απαέριά του μέσω ενός ή περισσοτέρων χωριστών καπναγωγών εντός κοινής καπνοδόχου και ο αριθμός των ωρών λειτουργίας του δεν υπερβαίνει τις ώρες λειτουργίας ετησίως, ως κινητός μέσος όρος πενταετίας μπορεί να υπόκειται στις οριακές τιμές εκπομπών που ορίζονται στο προηγούμενο εδάφιο όσον αφορά τη συνολική ονομαστική θερμική ισχύ του συνόλου της μονάδας καύσης. Εν τοιαύτη περιπτώσει, οι εκπομπές από τον καπναγωγό παρακολουθούνται χωριστά. Οι αεροστρόβιλοι και οι αεριοκίνητες μηχανές έκτακτης ανάγκης που λειτουργούν λιγότερο από 500 ώρες λειτουργίας ετησίως δεν καλύπτονται από τις οριακές τιμές εκπομπών που ορίζονται στο παρόν σημείο. Ο φορέας εκμετάλλευσης των μονάδων αυτών καταγράφει αυτές τις ώρες λειτουργίας. Πίνακας 2.5 Οριακές τιμέςεκπομπών σκόνης (mg/nm 3 ) για μονάδες καύσης που χρησιμοποιούν στερεά ή υγρά καύσιμα, εξαιρουμένων των αεριοστροβίλων και των αεριοκίνητων μηχανών 24 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

25 Συνολική ονομαστική θερμική ισχύς (MW) Άνθρακας και λιγνίτης και άλλα στερεά καύσιμα Βιομάζα και τύρφη Υγρά καύσιμα > ( Λίστα μονάδων από EPRTR) 25 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

26 2.6 Ατμοσφαιρική ρύπανση Από τι ανθρώπινες δραστηριότητες εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα ένας μεγάλος αριθμός ρύπων. Ανάλογα με την προέλευσή τους οι ρύποι χωρίζονται στις παρακάτω ευρείς κατηγορίες: 1. Πρωτογενείς ρύποι οι οποίοι εκπέμπονται άμεσα από τις πηγές ρύπανσης. Παραδείγματα πρωτογενών ρύπων αποτελούν το διοξείδιο του θείου και το μονοξείδιο του αζώτου. Οι πρωτογενείς ρύποι που συμμετέχουν στη φωτοχημική δημιουργία του όζοντος ονομάζονται πρόδρομοι ρύποι. 2. Οι δευτερογενείς ρύποι σχηματίζονται στην ατμόσφαιρα σαν αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων μεταξύ πρωτογενών ρύπων. Τυπικό παράδειγμα δευτερογενούς ρύπου αποτελεί το όζον. Οι ατμοσφαιρικοί ρύποι που κατά κύριο λόγο απασχολούν τις ανά τον κόσμου υπηρεσίες προστασίας του περιβάλλοντος είναι οι παρακάτω: το διοξείδιο του θείου, το οξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου (κυρίως το διοξείδιο του αζώτου), οι υδρογονάνθρακες (κυρίως το βενζόλιο), το όζον, και τα αιωρούμενα σωματίδια (κυρίως τα PM10 και τα PM2.5) και ο μόλυβδος ( Βαρώτσος,2011) 2.7 Διοξείδιο του άνθρακα Είναι αέριο άχρωμο και σε μικρές συγκεντρώσεις είναι και άοσμο. Σε κανονικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας η πυκνότητα του είναι 1,98 kg/m 3, είναι δηλαδή 1,5 φορά πυκνότερο του αέρα. Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία τροφίμων, τη βιομηχανία πετρελαίου, και τη χημική βιομηχανία. Βρίσκει εφαρμογές σε πολλά καταναλωτικά προϊόντα που απαιτούν πεπιεσμένο αέριο γιατί είναι φθηνό και άφλεκτο, και λόγω του ότι μεταβαίνει από την αέρια φάση στην υγρή σε θερμοκρασία δωματίου και σε χαμηλή, σχετικά, πίεση. Από το ανθρωπογενής CO2 που εκπέμπεται από τα ορυκτά καύσιμα : 50% διαλύεται στους ωκεανούς και απορροφάται από τα επίγεια οικοσυστήματα και το 50% διοχετεύεται στην ατμόσφαιρα. Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) είναι το πιο σημαντικό από τα αέρια που διατηρούν ζεστή την ατμόσφαιρά μας. Δεδομένα από το World Resources Institute δείχνουν 26 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

27 ότι οι ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν προσθέσει στην ατμόσφαιρα 2.3 τρισεκατομμύρια τόνους CO2 τα τελευταία 200 χρόνια. Η μεγαλύτερη απόλυτη αύξηση στις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα παρουσιάστηκε το 2004, όταν μόνο από την κατανάλωση των ορυκτών καυσίμων προστέθηκαν στην ατμόσφαιρα πάνω από 28 εκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα. (Πηγή: WRI, Navigating the numbers, based on data from IEA, EIA, Marland et al, and BP.) Σημαντικός ρύπος για τη δημιουργία όξινης βροχής. Σε υψηλές συγκεντρώσεις βλάπτει ανθρώπους και βλάστηση. Στα παιδιά μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικές ασθένειες. Στους ασθματικούς προκαλεί δυσκολία στην αναπνοή. (Πηγή : Σχήμα 2.2. Μηνιαίες συγκεντρώσεις CO2 Hawai,( Πηγή : NOAA's Mauna Loa Observatory) 27 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

28 2.8 Μονοξείδιο του άνθρακα Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα δηλητηριώδες αέριο που γενικότερα εκλύεται κατά τις ατελείς καύσεις. To μονοξείδιο το άνθρακα βρίσκεται με φυσικές και χημικές διεργασίες, ενώ έχει μέσο χρόνο παραμονής στην ατμόσφαιρα ίσο με 36 μέρες. Ιδιαίτερη σημασία έχουν οι εκπομπές από τις εξατμίσεις των αυτοκινήτων έτσι ώστε σε κλειστούς χώρους στάθμευσης τα επίπεδα του μονοξειδίου του άνθρακα μπορεί να φτάσουν ακόμη και σε θανατηφόρα επίπεδα. Ο καπνός του τσιγάρου και η έντονη κυκλοφοριακή κίνηση είναι κυρίως υπεύθυνα για την έκθεση του ανθρώπου σ' αυτήν την ουσία. Το μονοξείδιο του άνθρακα ευθύνεται για τις περισσότερες χημικές δηλητηριάσεις σε σχέση µε οποιοδήποτε άλλο στοιχείο, κυρίως λόγω της λανθασμένης χρήσης οικιακών συσκευών σε εσωτερικούς χώρους, όπως για παράδειγμα η χρήση κουζίνας υγραερίου για θέρμανση. Η τοξική του δράση οφείλεται στη μεγάλη χημική συγγένεια που έχει με την αιμογλοβίνη (Hb), τη χημική ουσία στα ερυθρά αιμοσφαίρια που μεταφέρει οξυγόνο από τους πνεύμονες στα κύτταρα του σώματος και CO2 από τα κύτταρα στους πνεύμονες. (Πηγή: ) Το CO παρουσία οξειδίων οξειδώνεται προς CO2 και όζον: OH+CO H+CO2 H+O2 HO2 Λόγω αντίδρασης με ΝΟ η ρίζα του υπεροξυδείου δίνει ΝΟ2 το οποίο λόγω φωτόλυσης δίνει ένα ατομικό οξυγόνο και μέσα από την αντίδραση με το οξυγόνο δίνει ένα μόριο όζοντος ΗΟ2+ΝΟ ΟΗ+ΝΟ2 ΝΟ2+hv NO+O O+O2 O3 επομένως έχουμε CO + 2O2 CO2 + O3, ενώ αν δεν υπάρχει επαρκές ΝΟ, το CO καταστρέφει το όζον: 28 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

29 HO+CO CO2+H H+O2+M HO2+M HO2+O3 2O2+OH HO+O3 O2+HO2 CO + O3 CO2 + O2. ( Λαζαρίδης,2010) Το μονοξείδιο του άνθρακα παράγεται κατά την ατελή καύση οργανικής ύλης (βενζίνη, ξύλο, καπνός) και ελευθερώνεται από τις εξατμίσεις, τις καμινάδες καθώς επίσης και τις θερμάστρες που χρησιμοποιούν το ξύλο ως καύσιμη ύλη. Το μονοξείδιο του άνθρακα δεν είναι αέριο του θερμοκηπίου, οξειδώνεται όµως σε διοξείδιο του άνθρακα όπως είδαμε επηρεάζοντας έμμεσα το παγκόσμιο κλίμα. Όπως φαίνεται και στο παρακάτω σχήμα (εικόνα 3) σε διεθνή κλίμακα, οι μεταφορές αποτελούντο 77% των εκπομπών εξωτερικών χώρων και ακολουθούνται από τις βιομηχανικές διαδικασίες (επιφανειακές πηγές, 7%), τις καύσεις ορυκτών καυσίμων για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (5%) και άλλες πηγές (11%). 29 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

30 Σχήμα 2.3 Εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα διεθνή κλίμακα (Πηγή: Οι παγκόσμιες συγκεντρώσεις υποβάθρου μονοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα κυμαίνονται μεταξύ από 0,06mg/m 3 και 14mg/m 3. Σε ευρωπαϊκές πόλεις με κυκλοφοριακό φόρτο η οκτάωρη μέση συγκέντρωση μονοξείδιο του άνθρακα είναι μικρότερη από 20mg/m 3 με μικρές αυξήσεις της τιμής σε 60 mg/m 3. Η συγκέντρωση του μονοξειδίου του άνθρακα εντός των τροχοφόρων είναι μεγαλύτερη από αυτή του ατμοσφαιρικού αέρα. Σε υπόγεια πολυώροφα γκαράζ αυτοκινήτων, τούνελ και άλλους κλειστούς χώρους όπου υπάρχει κίνηση τροχοφόρων τα επίπεδα μονοξειδίου ανέρχονται σε 115kg/m 3 Γιε μερικές ώρες με στιγμιαίες αυξήσεις της συγκέντρωσης. Τέλος ο καπνός του τσιγάρου σε κατοικίες, γραφεία,οχήματα δύναται να αυξήσει την οκτάωρη συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα σε επίπεδα mg/m 3. Πίνακας 2.6 Αναλογία μείγματος μονοξειδίου του άνθρακα σε διάφορες πηγές (Πηγή: phys.lab.auth) 30 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

31 Τοποθεσία Συγκέντρωση CO (ppm) Αστική λεωφόρος, μποτιλιαρισμένη κυκλοφορία > 44 Καπνός τσιγάρου σε εσωτερικό αυτοκινήτου κλειστού > 87 Εσωτερικός, µη αεριζόμενος χώρος στάθμευσης > 100 Τούνελ µε έντονη κυκλοφορία > 200 (µέγιστη ωριαία) 2.9 Οξείδια του αζώτου (NO2, NO) Τα οξείδια του αζώτου είναι ένα σύνολο αέριων ρύπων που παράγονται κατά την ανάφλεξη καύσιμης ύλης καθώς και σε φωτοχημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα. Τα δύο κύρια οξείδια του αζώτου είναι το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ). Αυτά συχνά αναφέρονται ως ΝΟΧ. Προσβάλλουν άμεσα την υγεία και υποβαθμίζουν το περιβάλλον, υποκινώντας παράλληλα την δημιουργία του όζοντος στην επιφάνεια της γης προκαλώντας περαιτέρω βλάβες. Το διοξείδιο του αζώτου, διαλυμένο στο νερό, την οµίχλη, τη βροχή και το χιόνι, μετατρέπεται σε νιτρικό οξύ προκαλώντας οικολογική βλάβη µε τη μορφή όξινης βροχής. Οι αντιδράσεις παραγωγής NO2 είναι οι εξής: Ν2 + Ο2 2ΝΟ 2ΝΟ + Ο2 2ΝΟ2 Το παραγόμενο ΝΟ2 φωτολύεται σε μήκη κύματος λ<380 nm και παράγει ατομικό οξυγόνο, το οποίο στη συνέχεια παράγει όζον, σύμφωνα με τις παρακάτω αντιδράσεις (δημιουργούν τη 31 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

32 φωτοχημική αιθαλομίχλη): NO2 + hv NO + O Ο + Ο2 + Μ Ο3 + Μ Όπως βλέπετε στο παρακάτω διάγραμμα (εικόνα 4) το διοξείδιο του αζώτου παρατηρείται μία σχετική κάμψη των εκπομπών τα τελευταία χρόνια, το μονοξείδιο του αζώτου εκπέμπεται από τα μικρόβια στο χώμα και τα φυτά µε τη διαδικασία της απονιτροποίησης ενώ παράγεται επίσης κατά τις καύσεις ορυκτών καυσίμων (αεροπλάνα, αυτοκίνητα, διυλιστήρια, κλπ) και βιωμαζών και τις φωτοχημικές αντιδράσεις. Η κύρια πηγή διοξειδίου του αζώτου είναι η οξείδωση του μονοξειδίου του αζώτου. Δευτερεύουσες πηγές αποτελούν οι καύσεις ορυκτών καυσίμων και βιομαζών. Πηγές διοξειδίου του αζώτου εσωτερικών χώρων αποτελούν οι συσκευές που λειτουργούν µε αέριο, οι θερμάστρες κηροζίνης, οι θερμάστρες που λειτουργούν µε καύση ξύλων (ξυλόσομπες) και τα τσιγάρα. 32 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

33 Σχήμα 2.4 Διάγραμμα εκπομπών ΝΟ2 συναρτήσει χρονικών περιόδων για Ελλάδα ( Πηγή Πίνακας 2.7 Αναλογία μείγματος οξειδίου του αζώτου σε διάφορες περιοχές Τοποθεσία Συγκέντρωση NOX (ppm) Απόμερη περιοχή Κατοικημένη απόκεντρη περιοχή 0.01 Ε41τήσιος μέσος όρος (Αστικές περιοχές) Ωριαίες Τιμές (Αστικές περιοχές) Σημαντικός ρύπος για τη δημιουργία όξινης βροχής. Σε υψηλές συγκεντρώσεις βλάπτει ανθρώπους και βλάστηση. Στα παιδιά μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικές ασθένειες. Στους ασθματικούς προκαλεί δυσκολία στην αναπνοή. Η μέγιστη συγκέντρωση των οξειδίων αζώτου εμφανίζεται κατά τη διάρκεια περιόδων µε κακό εξαερισμό (χαμηλοί άνεμοι και παρουσία ατμοσφαιρικών αναστροφών) όπου οι ρύποι παγιδεύονται σε ευσταθή στρώματα αέρα. (πηγη: Τέλος, παραθέτουμε τις αντιδράσεις οξείδωσης του ΝΟ σε διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2). Η πρώτη από αυτές είναι: 2ΝΟ + Ο2 2ΝΟ2 Μία αντίδραση οξείδωσης από όζον (η οποία αποτελεί και κύρια καταβόθρα αυτού) είναι η εξής: ΝΟ + Ο3 ΝΟ2 + Ο2 33 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

34 Οξείδωση ΝΟ μπορεί να προκληθεί και από ρίζες υδροϋπεροξειδίου: ΗCΟΟ + ΝΟ ΝΟ2 + ΟΗ Επίσης, οξείδωση ΝΟ προκαλείται και από οργανικές ρίζες: ΝΟ + ROO NO2 RO NO + RCHOO NO2 + RCHO (Μουσιόπουλος, 1997) Όζον Το όζον, το κύριο συστατικό της αιθαλομίχλης (αστικό νέφος), είναι υπεύθυνο για μερικά από τα χειρότερα επεισόδια αέριας ρύπανσης. Στην ανώτερη ατμόσφαιρα, το όζον απορροφά την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία, προστατεύοντας τους ανθρώπους από τον καρκίνο του δέρματος. Η μείωσή του στη στρατόσφαιρα οφείλεται σε ανθρώπινες δραστηριότητες που ενδέχεται να οδηγήσουν σε αύξηση των καρκίνων του δέρματος. Στην κατώτερη ατμόσφαιρα, εκεί όπου αναπνέουν οι άνθρωποι και αναπτύσσονται τα φυτά, το όζον έχει πολύ βλαβερές συνέπειες στη υγεία και παράλληλα προκαλεί σημαντικές βλάβες στα δάση και στις καλλιέργειες. Το όζον παράγεται δευτερογενώς κατά τη φωτοχημική αντίδραση πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs) µε το διοξείδιο του αζώτου. Το όζον απορροφά υπεριώδη ακτινοβολία (170<λ<370nm). Ετσι θα έπρεπε να καταστρέφεται συνέχεια, με αποτέλεσμα η υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία όζον να φθάνει στο έδαφος με επικίνδυνα για τη ζωή αποτελέσματα. Όμως στην ατμόσφαιρα περιέχονται ορισμένα στοιχεία ή ενώσεις που συντηρούν το στρώμα του όζοντος. Σε ότι αφορά τη συγκέντρωση μετριέται με φασματοσκοπικές μεθόδους και εκφράζεται συνήθως σε cm σε κανονικές συνθήκες. Συγκεκριμένα βρέθηκε ότι το συνολικό όζον στη στρατόσφαιρα έχει συγκέντρωση της τάξης των 0,15-0,4 cm σε κανονικές συνθήκες. Οι εκπομπές των ενώσεων που δημιουργούν το όζον στην τροπόσφαιρα ελαττώθηκαν κατά 36% στην ΕΕ-15 μεταξύ του 1990 και του 2004, ως απόρροια κυρίως της εισαγωγής 34 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

35 καταλυτικών μετατροπέων στα αυτοκίνητα. Καθώς το όζον απορροφά ισχυρά την υπεριώδη ακτινοβολία τα ανώτερα στρώματα της οζονόσφαιρας απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος της με συνέπεια να αυξάνεται η θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα και να εμφανίζεται το μέγιστο της θερμοκρασίας στη στρατόπαυση. Ο σχηματισμός και η καταστροφή του όζοντος γίνεται φωτοχημικά και εκφράζεται με τις παρακάτω αντιδράσεις : Δημιουργείται: Ο + Ο2 Ο3 Ο2 + hv (λ<242 nm) Ο + Ο Ο2 + Ο + Μ Ο3 + Μ Καταστρέφεται: Ο3 + hv (λ<1140 nm) Ο2 + Ο Ο3 + Ο Ο2 + Ο2 Από τη θεωρητική μελέτη της κατανομής του όζοντος καθ ύψος συμπεράσματα : προκύπτουν τα εξής 1) Βρίσκεται μικρότερη συγκέντρωση όζοντος στα τροπικά από εκείνη, που προβλέπει η θεωρία και μάλιστα με ψηλότερο μέγιστο 2) Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν, ότι η συγκέντρωση του όζοντος στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη είναι μεγαλύτερη από εκείνη, που βρίσκεται θεωρητικά και συγκεκριμένα με χαμηλότερο μέγιστο. Συμπέρασμα των παραπάνω είναι το γεγονός ότι το όζον σχηματίζεται εντονότερα στα μικρά γεωγραφικά πλάτη και μεταφέρεται κατά το μεσημβρινό προς τα μεγάλα πλάτη, όπου εισέρχεται στην ατμόσφαιρα δια μέσου των συνεχειών του αεροχειμάρου και βαθμιαία φτάνει στο έδαφος και καταστρέφεται. (Βαρώτσος,2008). Εκτός από την ηλικιακή ακτινοβολία το όζον καταστρέφεται από διάφορες ενώσεις οι όποιες λαμβάνουν χώρα στη καθημερινή μας ζωή. Στο παρακάτω σχήμα ( σχήμα2.5(α) ) παρουσιάζεται ένα διάγραμμα που φαίνεται ακριβώς αυτή η επιρροή. 35 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

36 Σχήμα 2.5(α) Επίδραση ενώσεων στη καταστροφή του όζοντος (Πηγή: physlab.auth) Οι εκπομπές των πρόδρομων ενώσεων προέρχονται από αρκετές διαφορετικές πηγές, γεγονός που καθιστά ιδιαίτερα δύσκολο τον έλεγχό τους. Τα VOCs ελευθερώνονται από τα αυτοκίνητα, τους σταθμούς αερίου, τους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, τα στεγνοκαθαριστήρια, τα καταστήματα χρωμάτων, τις χημικές βιομηχανίες, τα διυλιστήρια πετρελαίου και άλλες επιχειρήσεις που χρησιμοποιούν διαλύτες. Τα οξείδια του αζώτου ελευθερώνονται από τα αυτοκίνητα και τις στάσιµες πηγές καύσης (εργοστάσια και εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας). Στον παρακάτω πίνακα (πίνακας 2.8) φαίνεται η αναλογία των πρόδρομων εκπομπών από διάφορες πηγές. Η γενική μορφή ενός καταλυτικού καταστροφικού κύκλου του όζοντος είναι: X + O₃ XO + O₂ XO + O X + O₂ O + O₃ 2O₂ όπου X είναι OH, NO, Cl, ή Br. 36 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

37 Σχήμα 2.5(β) Μέγιστη καθημερινή οκτάωρη τιμή (Πηγή: Πίνακας 2.8 Πηγές οξειδωτικών προδρόμων (Πηγή: physlab.auth) Πηγές Ποσοστό Εκπομπών Πρόδρομων Ενώσεων Μεταφορικά μέσα 39 Στάσιµες πηγές καύσης Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

38 Βιομηχανικές δραστηριότητες 22 Μη βιομηχανική χρήση οργανικών διαλυτών 4 Άλλες πηγές Αιωρούμενα σωματίδια Ο όρος αιωρούμενα σωματίδια χρησιμοποιείται για να περιγράψει διάφορες ουσίες που υπάρχουν στον ατμοσφαιρικό αέρα σαν διακριτά σωματίδια άλλοτε σε υγρή και άλλοτε σε στερεή μορφή. Τα αιωρούμενα σωματίδια είναι από τους πιο επικίνδυνους αέριους ρύπους διότι περιέχουν καρκινογόνες ουσίες όπως ο αμίαντος (asbestos) και ο καπνός (tobacco smoke) και παράλληλα επιδεινώνουν τις βλαβερές συνέπειες άλλων αέριων ρύπων (όπως το διοξειδίου του θείου). Τα σωματίδια ποικίλλουν σημαντικά στο μέγεθος, τη σύσταση και την προέλευση τους. Όσον αφορά το μέγεθος τους, τα σωματίδια ποικίλουν από μοριακές διαστάσεις μέχρι και σε σωματίδια ευδιάκριτα με γυμνό μάτι. Όπως βλέπουμε παρακάτω (σχήμα 2.6) στα σωματίδια μπορεί να υπάρχουν ουσιαστικές διαφορές όσον αφορά τη χημική τους σύσταση λόγω των διαφορετικών πηγών εκπομπής και κατά συνέπεια μπορεί να διαφέρουν και οι επιρροές που έχουν κάθε φορά. Τα σωματίδια εξαιτίας της πολυπλοκότητας αλλά και της σημαντικότητας τους κατηγοριοποιούνται με διάφορους τρόπους : 1) Μπορούμε να τα κατηγοριοποιήσουμε σύμφωνα με το τι απαρτίζουν τα δύο κύρια συστατικά των σωματιδίων είναι οι θειικές και οι οργανικές ουσίες. Γενικά η χημική σύσταση των σωματιδίων είναι πολυπαραγοντική και εξαρτάται από τη πηγή δημιουργίας των σωματιδίων καθώς και επίσης από τις διαδικασία σχηματισμού τους. 2) Τρόπος δημιουργίας Υπάρχουν δυο βασικοί τρόποι δημιουργίας. Ο ένας είναι η θραύση σε μικρά τεμάχια στερεάς ή υγρής ύλης και η παράσυρση αυτών από τον αέρα και ο άλλος είναι με συσσώρευση των 38 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

39 μορίων κεκορεσμένων αερίων. Κονιοποίηση του άνθρακα στους λιγνιτικούς σταθμούς και τα εργοστάσια τσιμέντου είναι παραδείγματα σχηματισμού διασκορπισμένης στερεάς φάσης σωματιδίων τα οποία παρασυρόμενα από τον αέρα, αιωρούνται, σχηματίζοντας αεροσωματίδια. Η υποδιαίρεση που κατά κύριο λόγο χρησιμοποιείται είναι αυτή ανάμεσα σε fine (μικρά) και σε coarse (συνηθισμένα) σωματίδια με το όριο μεταξύ των δύο αυτών υποδιαιρέσεων να είναι ευρέως αποδεκτό της τάξης 2.5μm H ορολογία που χρησιμοποιείται για τα δεδομένα που εξετάζουν τη σύσταση του αέρα καθώς επίσης και για το χαρακτηρισμό των εξωτερικών και εσωτερικών χώρων σωματιδίων του αέρα σύμφωνα με τη συγκέντρωση της μάζας τους είναι ο διαχωρισμός σε P.M 2.5 και P.M10. P.M10: Είναι η συγκέντρωση μάζας των σωματιδίων με αεροδυναμική διάμετρο μικρότερη των 10 μm P.M 2.5: Είναι η συγκέντρωση μάζας των σωματιδίων με αεροδυναμική διάμετρο μικρότερη των 2,5 μm (Βαρώτσος,2011) Όπως παρατηρούμε και παρακάτω (σχήμα 2.6) τα σωματίδια στο περιβάλλοντα αέρα είναι σωματίδια που προέρχονται από μίξη μεγάλου αριθμού πηγών: αυτοκίνητα σκόνη,φωτοχημικές διαδικασίες,κοντινές βιομηχανικές περιοχές κτλ 39 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

40 Σχήμα 2.6 Πηγές δημιουργίας αιωρούμενων σωματιδίων (Πηγή: ιοξείδιο του θείου Το διοξείδιο του θείου και μερικά από τα προϊόντα των χημικών του αντιδράσεων, όπως το θειικό άλας, είναι υπεύθυνα για αρκετά από τα χειρότερα επεισόδια αέριας ρύπανσης στον αιώνα µας. Η λέξη αιθαλομίχλη επινοήθηκε για να περιγράψει το μίγμα καπνού και ομίχλης, ένας συνδυασμός διοξειδίου του θείου και αιωρούμενων σωματιδίων προσκολλημένων σε υδάτινες σταγόνες. Το διοξείδιο του θείου εδώ και χιλιάδες χρόνια χρησιμοποιείται ως απολυμαντικό για τα σταφύλια και τα βαρέλια του κρασιού αλλά και ως συντηρητικό, αποχρωματιστικό και εµποτιστικό σταφυλιών, βερίκοκων και άλλων φρούτων και λαχανικών. Οι κυριότερες πηγές διοξειδίου του θείου είναι οι καύσεις ορυκτών καυσίμων και η επεξεργασία ορυκτών μεταλλευμάτων Στον παρακάτω πίνακα (πίνακας 2.9 ) βλέπουμε την αναλογία εκπομπών θειικού οξέος από διάφορες πηγές εκπομπών. Άλλες πηγές περιλαμβάνουν την οξείδωση των διμεθυλοσουλφίδιων, τις ηφαιστειακές εκπομπές και τις εκπομπές της χημικής βιομηχανίας. Επίσης, το SΟ2 ελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της χημικής αντίδρασης ανάμεσα στα (CH3)2S και H2S. Συγκεντρωτικά, οι καύσεις 40 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

41 είναι υπεύθυνες για το 85% των εκπομπών ενώ μόλις 7% οφείλεται στα μέσα μεταφοράς. Πίνακας 2.9 Αναλογία μείγματος θειικού οξέος σε διάφορες (Πηγή:phys.lab.auth) Τοποθεσία Συγκέντρωση (ppm) Απομακρυσμένες περιοχές <0.004 Αστικές περιοχές µε ρύπανση >0.03 Κοντά σε μεγάλες βιομηχανικές πηγέ 0.40 (ηµερήσιαµ.τ.) Κοντά σε μεγάλες βιομηχανικές πηγές (τρίωρη 1.4 µ.τ.) Κοντά σε μεγάλες βιομηχανικές πηγές (ωριαία 2.3 µ.τ.) Το διοξείδιο του θείου είναι η πιο σημαντική ένωση του θείου στην ατμόσφαιρα και οξειδώνεται τόσο στην αέρια όσο και στη σωματιδιακή φάση Το διοξείδιο του θείου είναι αέριο άοσμο σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Στην αέρια φάση έχουμε την αντίδραση το SO2 με το ΟΗ που μπορεί να περιγραφεί ως : OH+SO2 HOSO2+M 41 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

42 HOSO2+O2 HO2+SO3 Το SO3 σχηματίζεται με τους υδρατμούς στην αέρια ή στην υγρή φάση μετά από απορρόφηση από σταγονίδια και δημιουργεί θειικό οξύ ως εξής : SO3+H2O H2SO4 Η συγκέντρωση το SO2 στην ατμόσφαιρα υποδηλώνει και την ρύπανση της και κυμαίνεται σε τιμές κοντά στο 1ppm σε αστικές περιοχές. Τιμές κοντά στο 0,2 ppb σε απομακρυσμένες περιοχές. Συγκεντρωτικές τιμές βλέπουμε στον παραπάνω πίνακα Μη μεθανιούχοι υδρογονάνθρακες (NMVOCs) Οι εκπομπές από NMVOC είναι κυρίως αποτελέσματα εξάτμισης του διαλύτη όπου οι ελαφρύτεροι υδρογονάνθρακες διαφεύγουν στην ατμόσφαιρα. Οι περισσότεροι διαλύτες είναι μέρος ενός τελικού προϊόντος. Τα NMVOC είναι μια πολύ σημαντική συνιστώσα οργανικών εκπομπών πάνω από αστικές περιοχές και σχετίζονται με το φωτοχημικό φαινόμενο. Επίσης είναι το γεγονός ότι η χημική διαλύτες άλλων ουσιών μπορεί να δημιουργήσουν όζον σε επίπεδο εδάφους όπου οι υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος είναι επιζήμιες για την ανθρώπινη υγεία. Μπορεί επίσης να προκαλέσει βλάβη στα οικοδομικά υλικά,τα δάση, τη βλάστηση και τις καλλιέργειες Οι πιο σημαντικές κατηγορίες ενώσεων και οι αντιπροσωπευτικοί διαλύτες είναι Στις αλειφατικες έχουμε τους SBP και το λευκό οινόπνευμα στις αλκοόλες έχουμε την μεθανόλη, βουτανόλη και την αιθανόλη. Σημαντικό είναι το γεγονός ότι σε ευρωπαϊκή κλίμακα η συνεισφορά σε χρίση διαλύτη είναι περίπου το ¼ των συνολικών ανθρωπογενών εκπομπών MNVOC. Κύριες κατηγορίες σε χρήσεις διαλυτών στην Ελλάδα είναι 1) Εφαρμογές βαφής( βιομηχανική χρήση, κατασκευών και κτηρίων) 2) Οικιακή χρήση 3) Απολύμανση μετάλλων 42 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ:

43 4) Στεγνοκαθάρισμα ( Σιδηρόπουλος - Τσιλινγγίρης, 2009) Σχήμα 2.8 Τάσεις εκπομπής NMVOC, ( Πηγή: Μόλυβδος(Pb) Τα τοξικά μέταλλα βηρύλλιο, κάδμιο, υδράργυρος, μόλυβδος και νικέλιο που βρίσκονται στον αέρα σε μορφή αιωρούμενων σωματιδίων αποτελούν πραγματικό κίνδυνο για την δημόσια υγεία. Η Κύρια πηγή του μολύβδου στον αέρα είναι η χρησιμοποίηση της βενζίνης με 43 Διπλωματική Εργασία: Καραγιώργος Ελευθέριος, ΑΜ: