Περιβαλλοντική μηχανική 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 1
Οι στόχοι του μαθήματος Η συνειδητοποίηση των περιβαλλοντικών προοπτικών για την τεχνολογική δραστηριότητα Ευαισθητοποίηση σε σχέση με θεωρίες και εργαλεία περιβαλλοντικής αξιολόγησης Ικανότητα - Συνεκτίμησης του κύκλου ζωής - Εφαρμογής μεθόδων αξιολόγησης κύκλου ζωής Ευαισθητοποίηση σε σχέση με τους μηχανισμούς πολιτικής για την λήψη αποφάσεων περιβαλλοντικής διαχείρισης Δυνατότητα επίτευξης αναλύσεως με ελλειπή δεδομένα Αξιολόγηση πολυπαραγοντικών λύσεων 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 2
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 3
1. Εισαγωγή στην περιβαλλοντική μηχανική 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 4
Τι είναι περιβαλλοντική μηχανική? Ορισμός: Η εφαρμογή της επιστήμης και της γνώσης και των αρχών της μηχανικής που αποσκοπεί στην αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος και στην επίλυση περιβαλλοντικών προβλημάτων 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 5
Τι επηρεάζει? Όλους και τα πάντα! φυτά έντομα ζώα άνθρωποι Οικοσυστήματα 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 6
Τι είναι τα περιβαλλοντικά θέματα? Τρεις περιοχές: Ποιότητα αέρα Ποιότητα εδάφους Ποιότητα υδάτων 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 7
Τρέχοντα καίρια θέματα Παγκόσμια θέρμανση και κλιματική αλλαγή Μείωση στρώματος όζοντος Η υποβάθμιση του εδάφους και η απώλεια υγροτόπων και γεωργικών εκτάσεων Εξαφάνιση ειδών Συσσώρευση χημικών Κατανάλωση και υποβάθμιση των φυσικών πόρων 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 8
Πώς επηρεάζουν το περιβάλλον οι βιομηχανικές δραστηριότητες? Άμεσα Βιομηχανικός φόρτος Κατανάλωση ενέργειας Εκπομπές στο περιβάλλον -Συσσώρευση στο περιβάλλον Τα περισσότερα υλικά δυνητικά καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής Τοξικότητα για ορισμένα υλικά Έμμεσα - Απόδοση των προϊόντων στα οποία μετασχηματίζονται Ενεργειακή Αποδοτικότητα Ανακυκλωσιμότητα 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 9
Συνιστά πραγματικά πρόβλημα? Πόσο καταναλώνουμε ανά ημέρα? 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 10
2. Εκπομπές και πορεία των χημικών ουσιών στο περιβάλλον Τύποι εκπομπών Διαθεσιμότητα και παραγωγή δεδομένων εκπομπών Μοντέλα μεταφοράς και μετασχηματισμού/γενικά μοντέλα ισοζυγίου μάζας Μετασχηματισμοί τοξικών ουσιών στο περιβάλλον - Βιοσυσσώρευση - Αβιοτικές διεργασίες μετασχηματισμού - Βιοαποικοδόμηση - Βιομετασχηματισμός 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 11
3. Μηχανική ποιότητας νερού Η φύση των προβλημάτων της ποιότητας νερού Φυσικές μέθοδοι επεξεργασίας Χημικές και φυσικοχημικές μέθοδοι επεξεργασίας Βιολογικές μέθοδοι επεξεργασίας 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 12
Γιατί είναι απαραίτητη η επεξεργασία των υγρών αποβλήτων Για να προστατευτεί η ποιότητα του αποδέκτη από: Ελάττωση του διαλυμένου οξυγόνου και αλλοίωση του οικοσυστήματος Αισθητική υποβάθμιση (οσμές, μη διαύγεια, κτλ.) Φαινόμενα ευτροφισμού (υψηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών) Φαινόμενα τοξικότητας (βαριά μέταλλα, PCBs, κτλ.) Για να προστατευτεί η υγεία των ανθρώπων Από παθογόνα μικρόβια που μπορεί να εισέλθουν στον οργανισμό είτε από το στόμα είτε από το δέρμα 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 13
Τυπικά ποιοτικά χαρακτηριστικά αστικών αποβλήτων (σε mg/l) Αλκαλικότητα 50-200 BOD5 100-300 COD 250-1000 SS (αιωρ. στερεά) 100-350 Ολικό Ν 20-80 Ολικός Ρ 5-20 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 14
Βιβλιογραφία Ελληνική Κούγκολος Α. Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική Μηχανική εκδόσεις Τζιόλα, Β έκδοση 2007 (ISBN: 978-960-418-077-6) J. Harte, C. Holdren, R. Schneider, C. Shirley. ΤΟΞΙΚΑ ΑΠΟ ΤΟ Α ΩΣ ΤΟ Ω,. Μετάφραση: Κ. Κόλλια, Σ. Χαμηλάκης, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις ΕΜΠ 1991. ISBN: 960-254-661-1 Δ. Σαρηγιάννης, Σημειώσεις Μαθήματος Περιβαλλοντική μηχανική 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 15
Βιβλιογραφία Αγγλόφωνη W. W. Nazarof, L. Alvarez-Cohen. Environmental Science. John Wiley & Sons Inc. 2002. ISBN 10: 0-471-14494-0 F. R. Spellman, N. E. Whiting. ENVIRONMENTAL ENGINEER S MATHEMATICS HANDBOOK. CRC PRESS 2005. ISBN 1-56670-681-5 J.M. Mihelcic. Fundamentals of Environmental. John Wiley & Sons 1999. ISBN 0-471-24313-2 N. Nirmala Khandan. Modeling Tools for Environmental Engineers and Scientists. CRC PRESS 2002. ISBN 1-56676-995-7 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 16
Διαδικασία Αξιολόγησης Γραπτές εξετάσεις (W) Πρόοδος (W 1 ) Τελικό διαγώνισμα (W 2 ) Εργασία (σε ομάδες των 4) (Ε) Τελικός Βαθμός σύμφωνα με τον τύπο FG = max (W 2, [(0.3)W 1 +(0.4)W 2 +(0.3)E], (0.7)W 2 +(0.3)E) 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 17
4. Μηχανική ποιότητας αέρα Η φύση των προβλημάτων της ποιότητας αέρα Εκπομπές και έλεγχος ατμοσφαιρικών ρύπων Μέθοδοι επεξεργασίας Μοντέλα ποιότητας αέρα 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 18
Ποιότητα αέρα Γιατί η αέρια ρύπανση συνιστά πρόβλημα? Η κακή ποιότητα αέρα συντελεί σε: Δημιουργία νέφους Αναπνευστικές και άλλες παθήσεις Όξινη βροχή Παγκόσμια θέρμανση 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 19
Από πού προέρχονται οι ατμοσφαιρικοί ρύποι? Ατμοσφαιρική ρύπανση στην Κίνα 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 20
Environmental Ποιότητα αέρα Αέριος ρύπος: Μια επιβλαβής γνωστή ουσία στον αέρα η οποία είναι βλαβερή για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Οξείδια του αζώτου (NOx) Οξείδια του θείου (SOx) Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) Διοξείδιο του άνθρακα (CO2) 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Επιπτώσεις της όξινης βροχής στα φυτά Enve-Lab Enve-Lab, 2015 21
Το πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Τί είναι ατμοσφαιρική ρύπανση? Ατμοσφαιρική ρύπανση ορίζεται η μεταβολή της σύστασης ατμόσφαιρας, είτε από την είσοδο ενώσεων που δεν υπάρχουν στη φυσική της σύσταση, είτε από μεταβολή της συγκέντρωσης υπαρχόντων ενώσεων Κλίμακες του προβλήματος Παγκόσμια (παγκόσμια θέρμανση, μείωση στρατοσφαιρικού όζοντος) Περιφερειακή (όξινη βροχή) Τοπική Αστική Κλίμακα δρόμου Ρύπανση εσωτερικών χώρων Οι κυριότεροι ατμοσφαιρικοί ρύποι είναι: Το Διοξείδιο του Θείου (SO 2 ) Το Μονοξείδιο του Άνθρακα (CO) Τo Διοξείδιo του Αζώτου (NO 2 ) Το Όζον (O 3 ) Τα Αιωρούμενα Σωματίδια (κυρίως PM 2.5, PM 10 ) Το Βενζόλιο (C 6 H 6 ) Ο Μόλυβδος (Pb) Το διοξείδιο του Άνθρακα (CO 2 ) σε συγκέντρωση ανώτερη της φυσιολογικής Πηγές ατμοσφαιρικών ρύπων: Ανθρωπογενείς πηγές Βιομηχανική δραστηριότητα Παραγωγή ενέργειας Μεταφορές Οικιακή θέρμανση Χρήση καταναλωτικών προίόντων Φυσικές πηγές Βιογενείς εκπομπές Ηφαίστεια Επιπτώσεις ατμοσφαιρικής ρύπανσης Ανθρώπινη υγεία Οικοσύστημα - Βιόσφαιρα Τεχνητό περιβάλλον 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 22
Ατμοσφαιρικές διεργασίες Διεργασίες μεταφοράς 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 23
Αέρια Θερμοκηπίου και Παγκόσμια Θέρμανση Παγκόσμια θέρμανση: Μια αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της Γης. Φαινόμενο θερμοκηπίου: Θερμότητα από τον ήλιο εγκλωβίζεται εντός θερμοκηπίου και θερμαίνει τον αέρα του. Μεγαλύτερη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, παγιδεύει περισσότερη θερμότητα. 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 24
Το παγκόσμιο θερμόμετρο 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 25
Δυναμικό θέρμανσης της ατμόσφαιρας 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 26
Η θέρμανση δεν είναι ομοιόμορφη 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 27
Ανθρωπογενείς εκπομπές αερίων θερμοκηπίου 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 28
Πηγές αερίων θερμοκηπίου Ενέργεια 25.90% Αποχετεύσεις Απόβλητα 2.80% Δάση 17.40% Γεωργία, 13.50% Μεταφορές 13.10% Εμπορικά και δημόσια κτήρια 7.90% Βιομηχανία 19.40% IPCC WG3, 2007 2004 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 29
Κλίμα και κατανομή ρύπων στο περιβάλλον 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 30
Πως μειώνουμε τους ατμοσφαιρικούς ρύπους? Συνεπιβατισμός Υβριδικά οχήματα Νομοθετικές ρυθμίσεις Νέο: γεωλογική παγίδευση του άνθρακα Εναλλακτικά καύσιμα Περπάτημα, ποδηλασία και χρήση μέσων μαζικής μεταφοράς 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 31
5. Διαχείριση στερεών αποβλήτων Η φύση του προβλήματος διάθεσης των στερεών αποβλήτων Ελαχιστοποίηση επικινδύνων αποβλήτων Διεργασίες διαχείρισης επικινδύνων αποβλήτων Διάθεση επικινδύνων αποβλήτων 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 32
Ποιότητα εδαφών Ρύπανση εδαφών: Καταστροφή της επιφάνειας της Γης που προκαλείται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες και την κατάχρηση των φυσικών πόρων. Φυσικοί πόροι: Γη και πρώτες ύλες που υπάρχουν φυσικά στο περιβάλλον και δεν έχουν διαταραχθεί από τον άνθρωπο. Ανανεώσιμοι πόροι: Ένας φυσικός πόρος που μπορεί να αντικατασταθεί από μια φυσική διαδικασία. Μη ανανεώσιμος πόρος: ένας φυσικός πόρος που δεν μπορεί να παραχθεί εκ νέου ή να αυξηθεί ή να επαναχρησιμοποιηθεί. 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 33
Παραδείγματα Ανανεώσιμοι πόροι Μη-ανανεώσιμοι πόροι 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 34
Τι προβλήματα προκύπτουν από την ρύπανση εδαφών? Όξινη απορροή των ορυχείων Φυτοφάρμακα και ζιζανιοκτόνα Χώροι υγειονομικής ταφής 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 35
Πως μειώνουμε τη ρύπανση των εδαφών? 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 36
6. Ανάλυση κύκλου ζωής Εισαγωγή στην Ανάλυση Κύκλου Ζωής Μεθοδολογία Ανάλυσης Κύκλου Ζωής Προσδιορισμός πλαισίου και στόχου ανάλυσης Απογραφική ανάλυση Αξιολόγηση περιβαλλοντικών επιπτώσεων Ερμηνεία αποτελεσμάτων Εφαρμογές της ΑΚΖ: χρησιμότητα, αδυναμίες και περιορισμοί Παραδείγματα ΑΚΖ 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 37
7. Διαμόρφωση Βιομηχανικού Οικοσυστήματος Περιβαλλοντικής Πολιτικής Ολοκλήρωση ροών μάζας και ενέργειας σε βιομηχανικό σύμπλεγμα Βασικά στοιχεία διαμόρφωσης περιβαλλοντικής πολιτικής Παραδείγματα βιομηχανικής οικολογίας προς μια κυκλική οικονομία 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 38
8. Χημικά στο περιβάλλον και δημόσια υγεία Μηχανισμοί ανθρώπινης έκθεσης σε περιβαλλοντικά χημικά Μέθοδοι αποτίμησης των επιπτώσεων στην ανθρώπινη υγεία Βελτιστοποίηση σύνθεσης νέων χημικών μέσω ΑΚΖ και ανάλυση έκθεσης/τοξικότητας 1 Εισαγωγή στην Περιβαλλοντική μηχανική Enve-Lab Enve-Lab, 2015 39