Prometno onesnaževanje evanje ozračja. asist. dr. Matej Ogrin, Oddelek za geografijo, Filozofska fakulteta

Transcript

1 Prometno onesnaževanje evanje ozračja asist. dr. Matej Ogrin, Oddelek za geografijo, Filozofska fakulteta

2 Smog in fotokemični smog Londonski smog Termin smog je leta 1905 uvedel H. A. De Voeux, ko je opisoval meglo in dim v nekaterih mestih v Veliki Britaniji. Termin smog je sestavljen iz besed smoke (=dim) + fog (=megla), v uporabo pa se je razširil jeseni 1911, ko je na konferenci, kjer so razpravljali o kakovosti zraka, De Voeux predstavil poročilo o jeseni 1909 v mestih Edinburgh in Glasgow. Tedaj je zaradi onesnaženosti zraka umrlo več kot 1000 ljudi (Jacobson, 2002). V tistem času je smog predstavljal emisije zaradi izgorevanja premoga in drugih surovin, pri čemer je bil premog namenjen pridobivanju energije, druge surovine pa so bile namenjene proizvodnji kemikalij, zlasti sodin pepel (Na2 CO3(s)), namenjen proizvodnji mila, detergentov, čistil, papirja, stekla in barv. Pri teh procesih so kurili žveplo, kalijev nitrat, natrijev klorid, kalicijev karbonat, v zrak pa so se sproščali saje, žveplova kislina, dušikova kislina, klorovodikova kislina, kalcijev sulfid, vodikov sulfid idr. Danes imenujemo onesnaževanje ozračja, ki je posledica izgorevanja premoga in nekaterih kemičnih snovi, londonski smog (Jacobson, 2002). Londonski smog imenujemo tudi klasičen smog ali kar smog.

3 Fotokemični smog V 20. stoletju je pozornost pritegnilo tudi onesnaževanje zraka v večjih mestih poleti. V tem primeru je šlo za precej bolj trajen sloj onesnaženega zraka nad mestom (kot pri londonskemu smogu), ki je»ležal«oziroma lebdel nad mestom. V prvih desetletjih 20. stoletja je ta sloj povzročala kombinacija neposredno izpuščenega londonskega smoga s kemičnim onesnaževanjem ozračja. Vse skupaj so poimenovali fotokemični smog. Fotokemični smog je smog, ki za svoj nastanek potrebuje poleg prvotnih virov še medsebojno reagiranje izpuščenih snovi pod vplivom svetlobe. Prav svetlobna energija je ključnega pomena za nastanek nekaterih novih snovi, ki sicer ne bi nastale. Dim so povzročale tovarne, kemično onesnaževanje pa je poleg tovarn prihajalo tudi iz prometa. Leta 1903 je bil sloj dima nad Los Angelesom tako debel, da so ljudje mislili, da je sončev mrk. (SCAQMD, 2000) Avtomobilski promet je postopno naraščal in prevzemal vse večji delež onesnaževanja v primerjavi z onesnaževanjem, ki ga je povzročal dim. V Los Angelesu so se razmere konec tridesetih in v začetku štiridesetih let prejšnjega stoletja močno poslabšale. 26. julija 1943 naj bi bila vidljivost v Los Angelesu le 3 ulice naprej.

4 Slika: Opoldanska slika iz Donore/Pennsylvania, 29. oktobra 1948, ob pojavu smrtonosnega smoga (Jacobson 2002, str. 88)

5 Proti fotokemičnemu smogu se danes borimo na več načinov, vendar zelo velikih uspehov (kot npr. pri žveplovem dioksidu) še ne beležimo. Med bolj pogoste ukrepe za zmanjšanje fotokemičnega smoga sodijo uporaba katalizatorjev na vozilih, zmanjšanje gostote osebnega prometa in večja uporaba javnih prometnih sredstev, tehnološke rešitve v smeri manjše porabe goriva, v prihodnosti pa verjetno zamenjava energenta.

6 Promet je pomemben onesnaževalec ozračja in vanj z izgorevanjem fosilnih goriv prispeva naslednja onesnažila (Hoyle, Knowles, 1994): ogljikov dioksid (CO2) ogljikov monoksid (CO) dušikove okside (NOx) ogljikovodiki (CxHx) žveplov dioksid (Pb) svinec (vedno manj) lebdeče delce Izpušne snovi nastanejo pri izgorevanju, ali pa so prisotne že v gorivu. Skupno se v ozračje sprošča okoli 200 različnih snovi, od katerih je povsem neškodljivih razmeroma malo. Ena takih je npr. voda. (Majcen, 2001) Vsa ta onesnažila so škodljiva rastlinam, živalim in ljudem. Ogljikovodik benzen, ki je sestavina bencina je celo rakotvoren. Prometni izpusti pa prispevajo k polovici dnevno vdihanega benzena pri nekadilcih. Svinec prizadane človeške organe, vključno z možgani, torej vpliva tudi na umske sposobnosti, zlasti med otroštvom. Ogljikov dioksid je pomemben toplogredni plin, dušikovi in žveplovi oksidi pa povzročajo kisle padavine (Hoyle, Knowles, 1994). Promet predstavlja tudi znaten delež porabe fosilnih goriv. Tako npr. v ZDA skoraj dve tretjini porabljene nafte odpadeta na promet in v Z Evropi približno ena šestina. (Hoyle, Knowles, 1994) V Veliki Britaniji pa promet povzroča 20 % vseh emisij ogljikovega dioksida in okoli 40 % sestavin kislega dežja.

7 Vsa ta onesnažila so škodljiva rastlinam, živalim in ljudem. Ogljikovodik benzen, ki je sestavina bencina je celo rakotvoren. Prometni izpusti pa prispevajo k polovici dnevno vdihanega benzena pri nekadilcih. Svinec prizadane človeške organe, vključno z možgani, torej vpliva tudi na umske sposobnosti, zlasti med otroštvom. Ogljikov dioksid je pomemben toplogredni plin, dušikovi in žveplovi oksidi pa povzročajo kisle padavine (Hoyle, Knowles, 1994). Promet predstavlja tudi znaten delež porabe fosilnih goriv. Tako npr. v ZDA skoraj dve tretjini porabljene nafte odpadeta na promet in v Z Evropi približno ena šestina (Hoyle, Knowles, 1994). V Veliki Britaniji pa promet povzroča 20 % vseh emisij ogljikovega dioksida in okoli 40 % sestavin kislega dežja.

8 Vpliv prometa na zdravje ljudi Učinki prometa na zdravje ljudi so večplastni in čeprav jih danes vse bolj opredeljujemo kot negativne, je dejstvo, da je z mobilnostjo, ki jo je razvoj prometa močno povečal, v marsičem pridobilo tudi zdravstvo. Pozitiven vpliv prometnega razvoja na zdravstvo in tudi na zdravje ljudi (Toley( in Turton,, 1995): omogoči i dostop do zdravstvene oskrbe, omogoči i dostop do izobraževanja, dostop do območij rekreacije, trgovin, podeželja, elja, socialne oskrbe.

9 Nesporni so negativni učinki u izpustov dušikovega dioksida, ogljikovega monoksida, ogljikovodikov, ozona, svinca, benzena. Negativni so tudi učinki u hrupa, tresenja tal, stresa,... in seveda vplivi prometnih nesreč.. (Toley( in Turton, 1995)

10 Onesnaževanje lokalnih razsežnosti vpliva na zdravje ljudi. Povzroča pljučne in kardiovaskularne bolezni, prispeva k napredovanju nekaterih bolezni kot so npr. bronhitis in rak. Bolj so negativnim učinkom podvrženi otroci, nosečnice, starejši ljudje in ljudje s prsnimi, pljučnimi in srčnimi težavami. Močan sum obstaja tudi pri povezavi prometnih izpustov in otroško astmo, kar potrjujejo podatki sprejemov otrok v bolnišnice v letih v Veliki Britaniji. Ugotovili so povezanost med gostoto prometa in rakom v otroštvu. Policiklični ogljikovodiki povzročajo tumorje; Los Angelesu pa so dobili rezultate študije, da bi zmanjšanje koncentracije ozona na stopnjo lokalne zakonodaje odstranilo vsako leto 107 milijonov glavobolov, 180 milijonov bolečin v grlu in 190 milijonov draženj oči. Zelo previdni in konservativni rezultati Ameriškega pljučnega združenja kažejo, da izpusti vozil povzročijo prezgodnjih smrti Američanov (Toley in Turton, 1995).

11 Svinec: do devetdesetih let obvezen dodatek bencinu, za povečanje oktanskega števila. Več kot 90 % svinca v okolju je bilo posledica prometnih izpustov. Predstavlja veliko zdravstveno tveganje pri izpostavljenosti vsakršni koncentraciji. Povezan je z visokim krvnim pritiskom, poškodbami ledvic in jeter ter z zaostalim razvojem otrok. V ZDA so ugotovili, da izpostavljenost prevelikim koncentracijam povzroča nesposobnost koncentracije, hiperaktivnost in zmanjšan inteligenčni kvocient. Kljub zmanjšanemu onesnaževanju v zadnjih letih, so prsti marsikje onesnažene do te mere, da bodo potrebna stoletja za samoočiščenje. 20 % okolice Londona je tako močno onesnažene, da je neprimerna za pridelovanje hrane. Ruralna področja v Veliki Britaniji pa imajo tudi do 800-krat večje koncentracije kot v s prometom neobremenjenih prsteh na Grenlandiji (Toley in Turton, 1995). Posreden vpliv prometa na zdravje je tudi ta, da je motoriziran promet razlog, da se večina ljudi manj giblje, kar vodi k manj zdravemu načinu življenja, V Evropi je 90 % mestnega prebivalstva izpostavljena prevelikim učinkom prašnih delcev in plinov, ki jih povzroča promet (Otorepec, 2002).

12 Poznamo akutne in kronične posledice povišanih koncentracij, ki so posledica prometnih izpustov. Med akutne učinke sodijo draženje oči, poslabšanje pljučne funkcije in simptomi prizadetosti dihal, npr. kašelj, bolečine v grlu, piskanje in kratka sapa (Otorepec, 2002). Kronični učinki povečujejo pojav kroničnih bolezni, ki jih povzročata žveplov in dušikov dioksid, prav tako pa krajšo življenjsko dobo pri dolgotrajnih izpostavljenostih delcem v zraku (Otorepec, 2002). Po ocenah v Evropi vsako leto zaradi učinkov prometa na zdravje umre ljudi. V državah kot so Avstrija, Francija in Švica, pa letno pripišejo izpostavljenosti onesnaženemu zraku 6 % vseh smrti, kar je dvakrat več kot žrtev prometnih nesreč (Otorepec, 2002).

13 VPLIV PROMETNIH ONESNAŽEVAL NA ZDRAVJE Ogljikov monoksid: je gorljiv, brezbarven, brez vonja in strupen plin. Pojavlja se kot rezultat nepopolnega izgorevanja, zlasti v Otto motorjih. Npr. pri nizkih obratih-v kolonah in pri neogretih motorjih. Glavni vir predstavlja promet. Strupenost ogljikovega monoksida izhaja iz njegove sposobnosti hitre vezave na krvno barvilo hemoglobin, s tem pa prepreči vezavo kisika, ki je ključen za dihanje celic. Afiniteta ogljikovega monoksida do hemoglobina je krat večja kot pri kisiku, res pa je, da je ta vezava reverzibilna, kar pomeni, da ko človek pride na svež zrak, se hitro vzpostavi prvotno stanje. Učinki CO na zdravje človeka so povezani s trajanjem izpostavljenosti in koncentracijo plina, kateri je človek izpostavljen. 2 % karboksi hemoglobina v krvi povzroči zmanjšan občutek za čas, 4,5-5 % karboksi hemoglobina v krvi povzroči psihomotorične motnje in poslabšanje vida, % karboksi hemoglobina povzroči kolaps in nezavest, 60 % karboksi hemoglobina povzroči smrt v eni minuti. Da ne bi presegli praga 2 % karboksi hemoglobina v krvi, koncentracija CO ne bi smela preseči 9-10 ppm. V velikih mestih pa so izmerili že ppm. Znani so primeri, da so imeli povzročitelji prometnih nesreč v krvi veliko karboksi hemoglobina, ki je omamil voznike in zmanjšal njihovo sposobnost pravočasnega reagiranja. Še bolj pa so izpostavljeni vplivom CO kadilci v zaprtih avtomobilih, saj se pri počasnem tlenju cigarete prav tako sprošča CO.

14 Dušikovi oksidi NOx: Pod ime dušikovi oksidi spadata dušikov oksid in dušikov dioksid. Velik del dušikovih oksidov NO takoj po izpustu v ozračje reagira s kisikom v rjavkast plin NO2. V Sloveniji je promet glavni vir dušikovih oksidov in je v letu 2005 prispeval k skupnim izpustom tega plina kar 61 %. Dušik ni pomemben sestavni del goriv, pač pa vstopa v procese izgorevanja iz zraka (78 % zraka je dvoatomni dušik N2); N ); Eno in več letna izpostavljenost koncentraciji 0,1 ppm dušikovega dioksida povzroča a porast pogostnosti bronhitisa in ima negativen vpliv na delovanje pljuč pri otrocih. Osebam s kroničnim nim bronhitisom povzroča a oteženo eno dihanje. Z raziskavami pa skušajo dokazati tudi povezanost dušikovih oksidov s sproščanjem strupenih nitratov v krvi. To naj bi bilo posledica vpliva dušikovih oksidov na hemoglobin, pri čemer naj bi nastajal nitrohemoglobin,, počasno pretvarjanje pa naj bi v kri sproščalo strupene nitrate. Dušikovi oksidi pa so tudi t.i. primarna onesnaževala, evala, kar pomeni, da so vir pri nastajanju fotokemičnega smoga, ki ima številne negativne vplive na okolico in tudi na človeka.

15 Žveplov dioksid SO2 Žveplov dioksid je brezbarven plin s posebnim vonjem. Je strupen, saj ob vdihavanju poškoduje dihalne organe in v njih poškoduje številne majhne migetalke bronhialne sluznice. Naloga teh migetalk je izločanje prašnih delcev. Tako ti delci ostajajo v človeku in obremenjujejo človeka. Poznan je tudi t.i. Kruppov sindrom, ki ga spremlja močan kašelj, težko dihanje in povišana temperatura. Pri maksimalnih koncentracijah 0,16 mg/m3 so ugotovili značilen porast bolezni. Dobro poznan je tudi vpliv žveplovega dioksida na nastanek kislih padavin preko H2SO3 v H2SO4, kar ima številne negativne posledica na zgradbah, biomasi, prsti in zdravju. Emisije žvepla in dušika naj bi povečale število astmatičnih obolenj, ki v nekaterih državah že mejijo na epidemijo. Izpusti žvepla pri prometu ne sodijo med pomembnejše, nekoliko več ga je v izpustih dieselskih motorjev. Večji problem je pomenil v času ogrevanja na premog.

16 Svinec Svinčev tetraetil (Pb(C2H5)4 se je dolgo uporabljal kot dodatek bencinu za zvišanje oktanskega števila za 6-8 oktanskih enot (Zupančič, 1997). Če je oktansko število prenizko, prihaja do t.i. klenkanja v motorju, ki ga povzroča predčasen vžig mešanice. V devetdesetih letih so v Evropski uniji omejili in ustavili dodajanje svinca v bencin, tako da je v Evropi in ZDA prometno onesnaževanje ozračja s svincem vse bolj stvar preteklosti. Vendar pa je svinec izredno trdovratno onesnaževalo. Po izpustu v zrak se hitro usede in v tleh ostane zelo dolgo, tudi več kot 100 let. Prsti, ki so prekomerno onesnažene s svincem, je potrebno odstraniti, saj se kopičenje svinca v biomasi preko rasti rastlin vrši ves čas, dokler je prisoten v prsti. Uporabo neosvinčenega bencina je omogočila tudi uporaba katalizatorjev, ki imajo tudi vpliv na zmanjšanje izpustov NOx, CH in CO. Pri izgorevanju osvinčenega bencina se tvorijo delci svinčevih oksidov. Približno 80 % svinca v gorivu se odvaja v okolje v obliki izpustov. V telo prihaja svinec z onesnaženo hrano in z dihanjem. Svinec zelo škodljivo vpliva na človeški zarodek, mentalni razvoj otrok, delovanje ledvic, jeter in reproduktivni razvoj, prav tako pa vpliva na poslabšanje sinteze hemoglobina in na genetske spremembe. Zelo nevaren je tudi za odraščajoče otroke, saj dokazano zavira razvoj inteligenčnega faktorja oziroma zavira duševni razvoj otroka.

17 Svinec se v krvi zadržuje večinoma v eritrocitih (več kot 90 %), veže pa se tudi na kostno tkivo in v notranje organe, ki vsebujejo maščobno tkivo. Njegovo delovanje naj bi bilo povezano predvsem z blokiranjem delovanja encimov tako, da se funkcija presnove ne more izvršiti. Svinec povzroča tudi krčenje mišic in ožilja. Obstajajo tudi razlike glede na to, kako pridemo v stik s svincem. V kolikor vstopi svinec skozi usta in v želodec (s hrano), se ga resorbira 5-10 %, če pa ga vdihamo, je resorbcija kar 30-50%.

18 Onesnaženost prsti s svincem je nemogoče ugotoviti, če ne poznamo naravne prisotnosti svinca, oziroma, če ne poznamo količine svinca v prsti, ki je posledica naravnih pedogenetskih procesov. Naravna prisotnost svinca v prsti je odvisna od sestave matične podlage, koncentracije v vzorcih različnih prsti pa variirajo od sledi, do 1200 ppm. Povprečna koncentracija znaša med ppm, vsebina svinca pa je odvisna tudi od količine humusa, organskih in glinenih delcev v prsti. Svinec ima valenco 2+, zato lahko nadomesti elemente kot so barij (B), kalij (K), stroncij Sr in tudi kalcij (Ca). Večinoma se svinec zadrži v zgornjih plasteh prsti. V okolju se svinec ne zadržuje dolgo v zraku, pač pa se razmeroma hitro usede na tla. Ceste so dolgo časa predstavljale stalen linijski vir onesnaževanja okolja s svincem. Stopnja tega onesnaževanja je bila odvisna od gostote in strukture prometa, vsebnosti svinca v gorivu, načina vožnje, meteoroloških pojavov,... Lebdeči svinčeni delci se usedejo s suho depozicijo ali s suhim usedanjem delcev večjih od 10µm, manjši delci se usedejo zaradi adhezije, še manjši pa zaradi Brownove difuzije (Zupančič, 1997). Tudi v Sloveniji je ob večjih prometnicah prišlo do onesnaženja tal s svincem. Raziskave so pokazale, da se svinec hitro usede na tla in da je obcestni pas, kjer so učinki svinčenih usedlin povzročili močno onesnaženje, razmeroma ozek. Ob cesti Ljubljana Zagreb so ugotovili, da je pas, kjer vrednosti svinca v prsti presegajo 100 ppm, širok največ do 10 m na eni strani, večinoma pa od 0-5 m (Zupančič, 1997).

19 Ogljikov dioksid Ogljikov dioksid je v naravi pogost plin, saj nastaja pri izgorevanju fosilnih goriv, še bolj pomembno pa je, da je produkt enega najpomembnejših procesov na Zemlji, to je dihanja. V koncentracijah, v katerih se pojavlja v atmosferi, je neškodljiv. Lokalno, ker je težji od zraka, lahko ob večjih virih njegova koncentracija močno naraste. Če se ujame v neprevetrene konkavne oblike (depresijski relief), je lahko tudi smrtno nevaren. Antropogene emisije ogljikovega dioksida z vidika zelo visokih koncentracij niso problematične, saj se večinoma izpušča v zrak še ob prisotnosti drugih plinov v ozračju. Pač pa je ogljikov dioksid najpomembnejši toplogredni plin, kar pomeni, da ima glede na količino emisij, njegovo koncentracijo in njegovo sposobnost zadrževanja dolgovalovnega zemeljskega sevanja, največji delež pri že prisotnih in prihajajočih klimatskih spremembah. Ker se sprošča v ozračje pri vsakem izgorevanju biomase in fosilnih goriv, je njegovo povečanje v atmosferi izključno posledica človeških dejavnosti. Njegovega vpliva se, kljub vse bolj očitnim podnebnim spremembam odločno premalo zavedamo, kar potrjuje tudi sprenevedanje svetovne javnosti in voditeljev držav pri ukrepih glede zmanjšana emisij tega plina.

20 Lahkohlapne organske spojine (VOC) Lahkohlapni ogljikovodiki so spojine, ki sestojijo iz ogljika in vodika, lahko pa so prisotni tudi drugi elementi. V atmosferi se nahajajo kot posledica izgorevanja fosilnih goriv ob nepopolnem izgorevanju. Lahko pridejo v zrak tudi ob izhlapevanju npr. pri pretakanju, prevozu ali skladiščenju goriv. So zelo pomembna sestavina fotokemičnega smoga v mestih, nekatere VOC pa so tudi zelo strupene in povzročajo rakasta obolenja kot npr. benzen. Glavni vir atmosferskega benzena naj bi bil izpust na bencinskih črpalkah. Te hlape bi lahko ujeli s posodami za lovljenje lahkohlapnih ogljikovodikov, ali pa z napravami za odsesovanje plinov. VOC povzročajo respirabilne težave, draženje oči, na nekatere sestavine pa je padel sum, da povzročajo raka in da so mutagene. Benzen se uporablja kot dodatek bencinu za povečanje oktanskega števila. VOC in ogljikovodiki so tudi pomembna sestavina fotokemičnega smoga.

21 OZON (O3) Ozon v prizemni plasti zraka nastaja s kemično reakcijo ob prisotnosti sončne svetlobe (fotokemična reakcija) iz dušikovih oksidov, katerih glavni vir je promet (motorji z notranjim izgorevanjem) in iz lahkohlapnih organskih snovi, ki jih prispevajo industrija, promet, gospodinjstva, bencinske črpalke, kemične čistilnice itd. Snovem, iz katerih nastaja ozon, pravimo predhodniki ozona. Mešanici predhodnikov, kjer v fotokemijskih reakcijah nastaja tudi ozon pa fotokemični smog.

22 Fotostacionarno stanje koncentracije ozona Koncentracija ozona v ozadju je določena na naslednjimi enačbami: NO (g) + O3(g) NO2(g) + O2(g) 1 Enačba 1 nam pokaže, da dušikov oksid v ozračju reagira z ozonom, novo nastala plina sta dušikov dioksid in molekula kisika. NO2(g) + hv NO(g) + O(g) λ <420 nm 2 Reakcija 2 pokaže, da je vir dušikovega oksida v ozadju razpad dušikovega dioksida pod vplivom sončne svetlobe. O(g) + O2(g) M * O3(g) 3 Reakcija 3 pokaže, da se enoatomni kisik ob prisotnosti dodatne molekule veže z molekulo kisika, dobimo ozon. * z M je označena molekula, ki zagotavlja kolizijsko energijo. Lahko je katerakoli molekula, največkrat pa gre za molekulo kisika O2 ali dušika N2. Mešalno razmerje v ozadju za ozon je precej večje kot mešalno razmerje pri dušikovem oksidu ali dušikovem dioksidu. Ker je mešalno razmerje dušikovega oksida manjše od mešalnega razmerja pri ozonu, reakcija 1 ne razgradi vsega ozona v ozračju ozadja. V urbanih območjih pa je dušikovega oksida dovolj, tako da je mešalno razmerje NO enako ali celo večje od ozonovega. Tam ozon ne ostaja.

23 Če je k1 koeficient reakcije 1 (cm3 molekula-1s-1) in je J(s-1) koeficient fotolize v reakciji 2, je mešalno razmerje podano sledeče: χ O3(g) = J/Ndk1 * χ NO2 (g)/ χ NO(g) kjer je χ mešalno razmerje pri določenem volumnu (molekula plina na molekulo suhega zraka) in Nd je koncentracija suhega zraka (molekule suhega zraka na kubični centimeter). Enačba nam kaže: razmerje fotostacionarnega stanja. Enačba ne trdi, da je koncentracija ozona odvisna le od dušikovih oksidov, pač pa lahko s poznavanjem dveh, spoznamo tretjo, do tedaj nepoznano količino. Dnevni ponor dušikovih oksidov: NO2(g) + OH (g) M HNO3 5

24 Lebdeči delci (delci, PM 2,5, PM 10) Lebdeči delci so majhni, lebdeči, trdni delci v zraku. Poznamo naravne in antropogene aerosole. Aerosoli antropogenega izvora se pojavljajo tudi ob prometnih izpustih, npr. fini delci azbesta, ki prihajajo iz zavornih diskov, delci, ki se odvajajo od plaščev gum, delci, ki nastajajo ob nepopolnem izgorevanju zlasti v dieselskih motorjih. Aerosoli, večji od 10 µm, se kmalu usedejo, aerosoli manjši od 5 µm, pa lebdijo v zraku in tvorijo suspenzije oziroma raztopine. Ti aerosoli so zlasti nevarni, ker zaradi svoje majhnosti lahko prodrejo v pljučne mehurčke. Poleg teh vplivov, so nevarni tudi kot kondenzacijska jedra. Nase vežejo vlago in tudi druge strupene pline. Z aerosoli lahko škodljiv plin pride globoko v pljuča, kamor sicer nebi mogel priti, saj bi se raztopili v zgornjem delu dihal. Tako so ti plini, ki neovirano prodrejo v človekovo notranjost lahko tudi 6x bolj nevarni kot sicer. Delci v zraku tudi nastajajo! Delci so danes največji problem prometnega onesnaževanja s stališča vplivov na zdravje. V urbanih predelih so večinoma nad dopustnimi mejami. Večina prestolnic EU, tudi Ljubljana, sodi v to skupino mest.

25 DELCI PM 10 Del delcev, ki so prisotni v zraku, je nastal kot posledica direktnih emisij iz prometa, industrije in kurilnih naprav (primarni delci), drugi pa so posledica različnih procesov v onesnaženi atmosferi. Sekundarni delci, ki nastanejo kot posledica različnih fizikalno - kemijskih procesov v plinski ali tekoči fazi (oblaki, megla), so običajno manjši od 1 μm. Pomemben vir delcev iz prometa so dieselski motorji.

26 Področje delcev PM10 opredeljuje Uredba o žveplovem dioksidu, dušikovih oksidih, delcih in svincu v zunanjem zraku (UR.l.RS, št.52/2002) ) in Pravilnik monitoring kakovosti zunanjega zraka (UR.l.RS, št.36/2007). Zakonsko predpisana 24-urna mejna vrednost za delce PM10 je 50 μg/m3.. Le-ta je lahko presežena ena 35-krat v koledarskem letu. Sprejemljivo preseganje mejnih vrednosti je vsako leto manjše e in od leta 2005 znaša a 0 %. V 8.členu Uredbe o ukrepih za ohranjanje in izboljšanje kakovosti zunanjega zraka (Ur.l.RS, št.52/02) ) je navedeno sledeče: e:»na poselitvenem območju ali drugem območju, kjer je zrak čezmerno onesnažen, en, je treba z ukrepi za izboljšanje kakovosti zraka zagotoviti, da se ravni onesnaženosti enosti snovi iz priloge 3 znižajo do predpisanih mejnih vrednosti do s predpisi določenega roka.«

27 Delci PM 10 mejne vrednosti Dan 50 (MV) 4 20 (SOP) 4 30 (ZOP) 4 leto 40 (MV) 10 (SOP) 14 (ZOP 4 vrednost je lahko presežena 35-krat v enem letu SP(dan) SP(leto) Zgornji ocenjevalni prag je za žveplov dioksid, dušikove okside, delce in svinec predpisana raven onesnaženosti, pod katero se za ocenjevanje onesnaženosti lahko uporablja kombinacije meritev ter modelnih izračunov in drugih metod ocenjevanja (UL RS, št. 52/2002). Spodnji ocenjevalni prag je za žveplov dioksid, dušikove okside, delce in svinec predpisana raven onesnaženosti, pod katero se za ocenjevanje onesnaženosti lahko uporabljajo zgolj modelni izračuni in druge metode ocenjevanja (Uradni list RS, št. 52/2002).

28 Podatki in zaključki ki se nanašajo ajo na merilna mesta in ožjo o okolico ne pa za celotno območje. Heterogenost urbanih prostorov je toliko večji problem, saj je virov veliko in so različni. Tudi morfologija tal vpliva na razporeditev onesnaženosti. enosti. V zaprtih, neprevetrenih cestnih koridorjih koncentracije močno narastejo tudi ob razmeroma majhnih virih. Podobno je v cestnih usekih in ozkih, zaprtih dolinah z viri na dnu. Na koncentracije poleg velikosti virov odločilno vplivajo lokalni meteorološki dejavniki (npr. toplotni obrat, vetrovnost pri tleh, osončenost), kot tudi globalni (območje premikanja zračnih mas). Lokalno je lahko vzorec sestave virov povsem drugačen od splošnega (npr. Trbovlje); Posploševanje podatkov redke merilne mreže e na ostali prostor lahko pripelje do večjih zmot kot če e meritev ni.

29 Povprečna letna koncentracija PM10 (μg/m3) v obdobju koncentracija (μg/m3) Vir podatkov: ARSO Ljubljana Bež. Maribor MO Maribor Celje EIS-Celje MV (+SP)

30 Povprečna letna koncentracija delcev PM 10 (μg/m3) v obdobju koncentracija(μg/m3) Trbov lje Zagorje Nova Gorica Murska S.-Rakičan Iskrba* MV (+SP) Vir podatkov: ARSO

31 Število dni s preseženo mejno koncentracijo delcev število dni Ljubljana Bež. MO Maribor Maribor Celje Trbovlje dovljeno preseganje Vir podatkov: ARSO leto

32 Število dni s preseženo mejno koncentracijo delcev število dni Murska S.-Rakican Zagorje Nova Gorica Pesje Škale Iskrba dovljeno preseganje leto Vir podatkov: ARSO

33 Zaključki ki (vir: študija ARSO): Z razpoložljivimi ljivimi podatki v slovenskem prostoru trenutno ni mogoče e izdelati verodostojnih ocen, planov in programov za zmanjšanje anje obremenitve s PM10. Prav tako bi bilo nemogoče e dokazati njihov doprinos oz. učinkovitost. u Prvi korak k bolj zanesljivim planom in programom za zmanjšanje anje koncentracije delcev PM10 mora obsegati: daljši časovni niz meritev, zadostno število analiz za uporabo statističnih modelov za porazdelitev po virih PM10, razširitev merilnega programa z dodatnimi parametri, izboljšano bazo emisijskih podatkov (urbana središča, PM 10, PM 2,5, promet).

34 Onesnaženost enost z PM 10 je v Sloveniji stalnica že e vsaj 5 let, kar nazorno kažejo podatki. Podatki so javni in tudi objavljeni na spletnih ARSO. Opozorila EC temeljijo na teh podatkih in bi se verjetno lahko zgodila tudi že e prej. Če e smo dolžni znižati te vrednosti, potem smo jih zaradi skrbi za zdravje državljanov in ne zaradi opozorila EC. Vzpostavitev trajnega in reprezentativnega monitoringa je nujna. Kljub ugotovitvam, ki niso enoznačne, ne, je spekter prevladujočih virov kar dobro znan, vse analize pa kažejo, da je to promet. Lahko pričnemo z omejevanjem emisij pri virih. Za promet v mestih velja gotovo okrepiti javni promet, spodbujati nemotorizrian promet in izločitev itev vozil z visokimi emisijskimi faktorji PM (npr. menjava starejših dieselskih avtobusov z manjšimi, lahkimi plinskimi, ). Tovorni promet, kjer tako domači i kot tuji tranzitni promet naraščata, ata, je potrebno preusmeriti in mu zaračunati dejanske stroške, ki jih realno povzroča.

35 Indeks rasti tovornega PLDP leto Vir podatkov: DRSC Ravbarkomanda Trojane Dolga vas

36 Tovornjaki s prikolico na Lj. obvoznici Z obvoznica V obvoznica vsi

37 Uredba o ozonu v zunanjem zraku (Ur.l. RS, št. 8/03) predpisuje za varovanje zdravja opozorilno in alarmno urno koncentracijo ter ciljno vrednost najvišje 8-urne dnevne koncentracije, za zaščito vegetacije je določena mejna vrednost faktorja AOT40 za čas vegetacije. AOT40 vsota [μg/m3.ure] razlik med urnimi koncentracijami ozona, ki presegajo 80 μg/m3 in vrednostjo 80 μg/m3 in so izmerjene med 8.00 in po srednjeevropskem zimskem času. Vsota se računa od aprila do marca. Mejna vrednost za zaščito gozdov je μg/m 3.h 1 ura 8 ur leto O 3 (μg/m 3 ) 180 (OV) 240 (AV) 120 (CV) 5 40 (MV) 5 vrednost je lahko presežena 25-krat v enem letu (cilj za leto 2010)

38 Število dni s preseženo ciljno vrednostjo za ozon (120 μg/m3) Krv av ec 1710 m Iskrba 540 m Ljubljana B. 298 m Maribor 270 m Celje 240 m Trbov lje 265 m mejna v rednost Vir podatkov: ARSO

39 Vrednosti AOT40 za ozon Krvavec Iskrba Ljubljana B. Maribor Celje Trbovlje mejna vrednost Vir podatkov: ARSO

40 Vrednosti AOT40 za ozon Hrastnik Zagorje Rakičan Nova Gorica Zav odnje Velenje Kov k Vnajnarje mejna v rednost Vir podatkov: ARSO

41 Slika 4: Koncentracije ozona v Ljubljani, 16. julija Vir: ARSO

42 Koncentracije ozona na merilnih mestih v času poletne kampanje od ). Karta koncentracij ozona lepo pokaže večje koncentracije ozona stran od cestišča in delno tudi proti obrobju mesta. (Vir: Oddelek za geografijo, FF)

43 Visoke koncentracije ozona se pojavljajo predvsem poleti, v toplih in sončnih nih dneh. So zelo odvisne od vremena. Koncentracije so visoke, ko so konc.. nekaterih drugih onesnaževal eval praviloma nižje (NOx,, SO 2, delci). Je zdravju škodljiv, draži i sluznico... V bližini ini cest in drugih virov NO ga je zelo malo, saj reagira v fotokemijskih reakcijah (večinoma odda en atom kisika dušikovemu monoksidu). Več ga je in dlje je prisoten na obrobjih mest, kjer je ponorov malo o in pa v višjih legah. To pomeni, da so koncentracije ozona pogosto zelo visoke dlje od virov njegovih predhodnikov, npr. v mirnih stanovanjskih soseskah in v gorah. Tam, kjer je v urbanih središčih ih prisoten učinek u toplotnega otoka, lahko ta središča a del ozona iz okolice mest doseže e v nočnih nih urah; V višjih legah so koncentracije manj spremenljive, praviloma ni kratkih obdobij zelo visokih koncentracij. Zelo pomembno vlogo v višjih legah in tudi ponekod v nižinah inah (Nova Gorica, Obala) lahko igra regionalen prenos onesnaževal eval iz obsežnej nejših območij nastajanja fotokemičnega smoga (npr. Padska nižina). ina).

44 Proti ozonu se borimo z zmanjšanjem anjem njegovih predhodnikov, vendar je zelo pomembno tudi razmerje lahkohlapnih ogljikovodikov in NOx,, ki so primarna onesnaževala. evala. V mestih je potrebno predvsem nižati VOC, medtem ko je v nemestnem okolju potrebno nižati emisije NOx (Lukan, 2002). Redne avtomatske meritve lahko zelo učinkovito u dopolnijo meritve z difuzivnimi vzorčevalniki, s katerimi lahko dobimo sliko onesnaženosti enosti na majhnih razdaljah, kar je pomembno zlasti v mestih in v onesnaženih enih območjih.

45 Dušikovi oksidi Promet v Sloveniji povzroči 61,3 odstotka NOx, (Energetska bilanca RS, 2006). Ob izgorevanju pri visokih temperaturah nastaja dušikov monoksid, ki na začetku predstavlja % dušikovih oksidov (NOx). Kmalu pa ta reagira v ozračju s kisikom v dušikov dioksid (NO 2 ). NO 2 (μg/m3) NOx (μg/m3) g/m3) 1 ura 3 ure leto (AV) 48 (DV)= 40 (MV)2 (MV)+ SP 30 (MV)

46 Povprečne letne koncentracije dušikovih oksidov (NOx) koncentracija (μg/m3) Vir podatkov: ARSO Ljubljana Bežigrad Maribor Celje Trbovlje Murska S.-Rakican Nova Gorica Vnajnarje mejna vrednost

47 Povprečna letne koncentracije dušikovega dioksida (NO2) 60 koncentracije (μg/m3) Ljubljana Bežigrad Maribor Celje Trbov lje Murska S.-Rakican Nov a Gorica Vnajnarje mejna v rednost Vir podatkov: ARSO

48 Povprečen profil Šmartno 60 konc. NO2 (μg/m3) povprečna konc. mejna 2006 mejna 2010 mejna rast zahod oddaljenost od AC (m) vzhod Vpliv avtoceste s povprečnim dnevnim prometom okoli vozil dnevno na kakovost prostora prek onesnaževanja zraka je bil zunaj 20 metrskega pasu na obeh straneh cestišča še v mejah dovoljenega. (Vir: Oddelek za geografijo, FF)

49 Profil Vrbnje-Radovljica 35 konc. NO2 (μg/m3) povp. K5 K5v1 K5v2 K5v3 ozadje 1 v1 v2 v3 ozadje 2 v1 v Vrbnje oddaljenost od ceste (m) Radovljica Potek koncentracij dušikovega dioksida med 11. in 25. oktobrom 2006 ob glavni cesti Lesce-Črnivec. (Vir: Oddelek za geografijo, FF) Na razdalji 2-3 metrov smo dobili povprečno koncentracijo 30 μg/m 3. Na razdalji metrov je ta padla na 17 μg/m 3 in na najbolj oddaljenem merilnem paru na razdalji metrov le še na 14 μg/m 3. V času kampanje pa niti cesti najbližji merilni par ni bil izpostavljen prekomerni onesnaženosti z dušikovim dioksidom, ki je za leto 2006 znašala 48 μg/m 3. Kljub razmeroma visokemu PLDP, ki je bil med kampanjo vozil dnevno (Arhiv DRSC), glede na izmerjene koncentracije med kampanjo 5 tudi mejna koncentracija za varstvo rastlin ni bila presežena.

50

51 merilni par povprečna letna koncentracija NO 2 (μg/m 3 ) Poljanska 82 Pošta 82 A Banka 77 Bavarski dvor 73 Drama 64 Kazina 62 Šestica 63 FF 59 Metalka 53 Uršulinke 51 povprečje 67

52 Onesnaženost zraka z dušikovim dioksidom v cestnem koridorju Slovenske ceste v Ljubljani.

53 Onesnaženost zraka z dušikovim dioksidom po območju za pešce Cankarjeve in Čopove ulice v Ljubljani pozimi.

54 Onesnaženost zraka z dušikovim dioksidom po območju za pešce Cankarjeve in Čopove ulice v Ljubljani poleti. Meritve pokazale pokaže, da je bil zrak v povprečju prekomerno onesnažen znotraj 110-metrskega pasu po Cankarjevi in znotraj 52-metrskega pasu na Čopovi ulici. Povprečne koncentracije ob cesti pa znašajo med 70 in 80 μg/m 3.

55 Onesnaženost zraka z dušikovim dioksidom v Ljubljani med in (Vir: Oddelek za geografijo, FF)

56 Onesnaženost zraka z dušikovim dioksidom v Ljubljani med in (Vir: Oddelek za geografijo, FF)

57 Koncentracije dušikovega dioksida so močno povečane v cestnih koridorjih. Tam že e majhne obremenitve (npr. nad 5000 vozil) povzročijo zelo visoke koncentracije. V takem prostoru se dnevno nahaja več tisoč ljudi (Univerza, ostale šole, ZD, trgovine, stanovanja, ) Približno 93 odstotkov odsekov državnih cest, kjer poteka štetje prometa, ima povprečni dnevni promet manjši i od vozil. Torej se ti odseki, če e niso v koridorjih, soočajo z majhno, zmerno, redkeje tudi veliko onesnaženostjo enostjo zraka v dvajsetmetrskem pasu na vsako stran ceste. V primeru večjega prometa ( vozil) pa je meritev ob zahodni ljubljanski obvoznici pokazala, da lahko onesnažen en pas seže e celo do 80 metrov od ceste. Mestne ceste so večji problem: večje obremenitve, zastoji, slabše samočistilne sposobnosti. Šele vzpostavitev široke mreže e meritev (npr. difuzivni vzorčevalniki) lahko poda realno stanje onesnaženosti enosti z dušikovim dioksidom; Kakovostna prostorska slika onesnaženja enja bi morala biti osnova ukrepom.

58 Nekaj predlogov: V mestih je prej kot prehod na čista vozila rešitev zmanjšanje anje motoriziranega prometa, uvajanje mirnih območij, spodbujanje uporabe JPP. JPP lahko prevzame tudi velik del rednih migracij med mesti v Sloveniji (npr. Lj-Ce Ce, Lj-Mb, Ce-Mb..) Tovorni tranzit ima velik potencial preusmeritve na železnice, če e so le vzpostavljeni mehanizmi in povečajo konkurenčnost nost prevoza po tirih. Čudežnih rešitev ni.

59 Benzen Med organskimi spojinami, ki onesnažujejo zrak, imajo posebno mesto lahko hlapni ogljikovodiki zaradi njihove vloge v fotokemičnih procesih, katerih produkt je tudi ozon. V Agenciji RS za okolje merijo benzen, toluen, etilbenzen in mpo-ksilen (BTX). Glavni viri emisije organskih spojin so promet, industrija, pri kateri se uporabljajo oziroma se proizvajajo veziva, barve, topila in aerosoli, ter industrija nafte in plina. Po Uredbi o benzenu in ogljikovem monoksidu v zunanjem zraku (Ur.l.RS, št.52/02) je le za benzen predpisana letna mejna vrednost koncentracije za varovanje zdravja. Mejne vrednosti za benzen (μg/m3): 6 (DV)= 5 (MV)+ 1 (SP)

60 merilno mesto/merilni par koncentracije (μg/m 3 ) Pošta 7,2 Filozofska fakulteta 6,8 A Banka 6,4 Aškerčeva 1 S 6 Uršulinke 5,8 Aškerčeva 2 S 5,4 Aškerčeva visoko* 4,7 povprečje 6,2 (Vir: Oddelek za geografijo, FF)

61 Koncentracije benzena v Ljubljani med in Vir: Oddelek za geografijo FF

62 Povprečne letne koncentracije benzena v Ljubljani (maj 2003-maj 2004) Vir: ARSO Porazdelitev koncentracije benzena v Ljubljani je pokazala, da so najvišje koncentracije tam, kjer so viri benzena ob prometnicah, kjer lahko koncentracije presežejo letno mejno vrednost 5 μg/m3. Za ostale predele mesta, t.i. mestno ozadje so vrednosti med 1.5 in 4 μg/m 3 (ARSO). Gosta mreža meritev se je izkazala za zelo uporabno.

63 Ogljikov dioksid Promet povzroča a 29 % izpustov ogljikovega dioksida. Kljub vse sodobnejšemu emu voznemu parku, ki zagotavlja manjše emisije, neprestana porast prometa upočasnjuje padec emisij in jih celo povečuje zaradi zgoščevanja in zastojev. Resno ogroža a cilje Kjotskega protokola in vse nadaljnje zaveze Slovenije.

64 Hvala lepa

65

66