4.2 Vliv dopravy na životní prostředí
Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín
Obsah přednášky 1. 2. 3. 4. 5.
Obecné pojmy, typy dopravy Struktura dopravy v ČR Exhalace z dopravy Další dopady na ŽP Možná řešení
2
1) Obecné pojmy, typy dopravy
3
Dělení dopravy
podle druhu přepravy: - osobní x nákladní, - hromadná x individuální
podle druhu prostředku :
- automobilová - železniční - vodní - pěší, cyklistická, letecká, kombinovaná, potrubní, …
podle cíle:
- místní (městská) x tranzitní
Konkrétní dopravní problémy 4
Vliv dopravy na ŽP
Liniový charakter staveb (mimo letecké dopravy) - vliv na velké území
Výstavba - relativně bez větších dopadů, stavba sama - zahrnuje i dopravní koridor pro stavbu, - emise, hluk, zábor pozemků, znečištění vod a půd
Provozování stavby - dle typu dopravy → různá - intenzita - emise, hluk, znečištění vod a půd
Likvidace stavby - množství inertního odpadu. 5
Silniční doprava Silniční síť celkově 55 654 km - dálnice a rychlostní silnice 1227 km, silnice I tř. cca 5 850 km
6
Železnictví doprava Železniční síť celkově 9511 Km - 2982 Km - elektrifikováno 31%
7
Letecká doprava
Letiště
Počet odbavených cestujících
Počet vzletů a příletů
Praha-Ruzyně
11,6 milionů
164 tis.
Brno-Tuřany
441 tis.
31 tis.
Ostrava-Mošnov
307 tis.
16 tis.
Letiště Karlovy Vary
68 tis.
8 tis.
Letiště Pardubice
49 tis.
1 tis.
66,1 mil.
466 tis.
Heathrow Airport (Londýn)*
8
Vodní doprava Vodní cesty 303 Km (velká plavidla) - dalších cca 200km a plochy vodních nádrží pro malá plavidla
9
2) Struktura dopravy v ČR
10
Struktura dopravy Osobní doprava - Přepravní výkony osobní dopravy dle jednotlivých druhů osobní dopravy, ČR [mld. oskm]
11
Struktura dopravy Nákladní doprava - Přepravní výkony nákladní dopravy dle jednotlivých druhů nákladní dopravy, ČR [mld. tkm]
Silniční doprava
Železniční doprava
Ostatní doprava 12
Struktura dopravy Doprava - Spotřeba energie jednotlivými druhy dopravy, ČR [PJ]
Individuální automobilová doprava (IAD) Nákladní silniční doprava (NSD) Veřejná doprava
Železniční motorová doprava Vodní doprava Letecká doprava 13
Lodní doprava 2009 dánská studie
15 největších lodí – stejné emise jako všechna auta na světě
Mazut – nejnižší frakce ropy (2000x více síry než nafta)
Střídání paliva nižší (mezinárodní vody) a vyšší kvality (pobřeží)
14
Lodní doprava Emma Marks – největší nákladní loď
Postavena 2006 397x56m; Nosnost: 156 907t; Kapacita: 11 000TEU (až 15 000TEU) Motor: výkon 80MW, dalších 5 menších o celkovém výkonu 30MW průměrný automobil ročně 15 tisíc kilometrů produkce 101 gramů oxidů síry. Emma vyprodukuje 5 000 tun
15
3) Exhalace z dopravy
16
Exhalace z dopravy
Nejvíce exhalací automobilová doprava. (90 % po 1989)
Exhalace z aut vzhledem k všudypřítomnosti silniční dopravy prakticky všude.
Kromě škod na lidském zdraví poškozují výrazně i zemědělskou a lesní půdu, rostlinnou výrobu a lesy, fasády domů.
Emise - tuhé, kapalné nebo plynné látky v nosném odpadním plynu ze zdroje - znečisťování ovzduší do atmosféry. Imise - reálný obsah škodlivin v ovzduší.
17
Exhalace z dopravy Emise Oxid
uhličitý - CO2 - nemá vliv na lidské zdraví; nejdůležitější skleníkový plyn. Oxidy
dusíku - NO, NO2 - okyselení dešťových srážek; skleníkový efekt, snižování odolnosti vůči virovým onemocněním, bronchitidě a zápalu plic. Oxid
uhelnatý – CO - způsobuje zpomalování reflexu, zbavuje tělo kyslíku a zvyšuje výskyt bolestí hlavy. Oxid
siřičitý – SO2 - toxický pro rostliny. V ovzduší oxiduje za přítomnosti vody na kyselinu sírovou, příčina kyselých dešťů. 18
Exhalace z dopravy Uhlovodíky
– C xH y - benzínové motory horší dieselové. Některé uhlovodíky (např. benzen) jsou karcinogenní, Olovo
- Pb - do paliva jako antidetonátor. Je vysoce toxické. Emise olova z dopravy v ČR naštěstí klesají (bezolovnaté benziny). Ozón
- O3 - v přízemní vrstvě ničí vegetaci a poškozuje některé druhy materiálů. Ovlivňuje rovněž zdraví a způsobuje dráždivý kašel, dráždění plic, očí apod. Prachové
částice - hlavně dieselové motory. Směs organických a anorganických látek. Jsou potencionálně karcinogenní
19
Exhalace z dopravy Smog Dva základní typy: Londýnský
(redukční, zimní) - směs kouře a mlhy, převážne oxidy síry a dalších plynných zplodin, - typicky v zimních podmínkách s přízemními inverzeními teplotami - vysoká škodlivost se zde stupňuje přítomností popílku. Los
Angelský (oxidační, letní) - směs ozónu, peroxyacetylnitrátu, aldehydu a kyseliny sírové - vznikající působením UV záření z oxidu dusíku, uhlovodíku a oxidu siřičitého. -silné oxidační, agresivní, dráždivé a toxické účinky. Zdravotní důsledky - choroby dýchacích cest, nemoci srdce a cév, karcinogenní účinky 20
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise vybraných látek z dopravy, ČR [index,1990=100]
21
Exhalace z dopravy Celková doprava - Podíl dopravy na celkových emisích vybraných látek, ČR [%]
22
Exhalace z dopravy Odsiření paliv
23
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise oxidu uhličitého (CO2) (tis. t)
24
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise oxidů dusíku (NOx) (tis. t)
25
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise oxidu siřičitého (SO2) (tis. t)
26
4) Další dopady na životní prostředí
27
Další dopady na ŽP
hluk a vibrace
znečištění vody a půdy
dopravní nehody
zábor půdy
28
Další dopady na ŽP Hluk a vibrace Hluk dále dělíme podle působení na pásma : - fyziologické do 69 dB(A) - zátěže 70 - 94 dBp - poškození 95 - 119 dB - hmatu 120 - 129 dB -bolesti 130 dB Růst hlukové zátěže - růst počtu automobilů, - změna vedení komunikačních tras, - ne zcela vyhovující dopravní systém, - absence obchvatu a s tím spojené přivádění průjezdné dopravy do měst. http://hlukovemapy.mzcr.cz/silnice.html
29
Další dopady na ŽP Znečištění vody a půdy Nebezpečné látky - Tetraethylolovo - Azbest - Paliva, maziva - Chladící kapaliny - Přísady do paliv (např. MTBE) - Akumulátory
Produkce odpadů: - Vraky aut a ostatních strojů, staré pneumatiky, použitá maziva, autobaterie
30
Další dopady na ŽP Znečištění vody a půdy
31
Další dopady na ŽP dopravní nehody Škody: - zdraví a lidské životy - zvířata – oboustranné nebezpečí !!! - ekologické škody (znečištění) -ekonomické dopady.
Znečištění prostředí v důsledku nehod
- Pohonné hmoty (OA 20-70 l, NA benzínu nebo nafty) - Motorový olej (OS 4-6 l, NA 10-15 l) - Chladící kapalina (OS 6-12 l, NA 20 l) - Brzdová kapalina (osobní automobil 1-1.5 l)
32
Další dopady na ŽP
prase divoké (kňour)- 22 900 Kč
jelen evropský (laň)- 24 800 Kč
srnec obecný (srna)- 14 100 Kč
sika japonský (jelen)- 26 300 Kč
zajíc polní- 3 900 Kč
králík divoký- 4 800 Kč
bažant obecný- 3 100 Kč
ostatní pernatá zvěř- 3 200 Kč
Pytláctví nad 5000Kč
33
Další dopady na ŽP zábor půdy - Poškození či ničení mimořádně cenných přírodních lokalit. - Fragmentace krajiny – snížení ekologické rozmanitosti (biodiverzity) tj. počtu druhů fauny a flóry. -
Komunikace působí jako překážka pro živočichy.
Biokoridory - úsek krajiny umožňující migraci organismů, - spojuje biocentra - strouhy, meze, aleje, souvislé pásy křovin, - přechod přes dálnici
34
Další dopady na ŽP Problém splavnění
Změna životních podmínek organismů: – ztráta úkrytů – ztráta zdrojů potravy – ztráta lokalit k rozmnožování – celkové rušení – přerušení migračních cest (příčné stavby na vodních tocích)
Pro umožnění lodní dopravy na řece po většinu roku: – 1.úprava poloměru oblouků – 2.pravidelné prohrábky dna, – 3.výstavba plavebních stupňů – nutné rybí přechody.
35
Vodní doprava Problém splavnění - rybí přechody
36
Vliv dopravy Souhrn
Na zdraví člověka: - Exhalace a produkce kapalných i pevných toxických látek - Faktory biologické - zvyšování únavy a nedostatek klidu k regeneraci, hluk - Nehodovost
Na životní prostředí: - Znečišťování ovzduší, vody i půdy - Zábor půdy, splavnění
37
4) Některá možná řešení
38
Možná řešení
Využívání druhů dopravy šetrnějších k životnímu prostředí - za jakých podmínek je železniční a kombinovaná doprava šetrnější - jak zvýšit podíl hromadné dopravy, a zejména dopravy kolejové v
osobní dopravě - jak zvýšit podíl kolejové dopravy v nákladní dopravě
Opatření budou směřovat do těchto oblastí: - Technické, technologické, organizační - Zpoplatnění a nastavení tržních pravidel
- Restrikce nebo naopak podpora 39
Možná řešení
Emisní limity Nízkoemisní zóny CNG Biopaliva (Bionafta, Biolíh) Vodík Elektromotory Katalyzátory
40
Možná řešení Emisní limity řešeny předpisy EHK č. 49, 83aj., ekvivalentní evropské směrnice souhrnně nazývány EURO. postupně zpřísňovány omezují prodej nových vozidel nesplňujících emisní limity, stávající normou je EURO 5 Nově EURO 6
41
Možná řešení Emisní limity Vývoj emisních limitů v [g/km] pro zážehové motory Rok
limit dle:
CxHy
NOx
CO
1992
EURO I
0,97
97
2,72
1996
EURO II
0,5
0,5
2,2
2000
EURO III
0,2
0,15
2,3
2005
EURO IV
0,1
0,08
1,0
42
Možná řešení Emisní limity Vývoj emisních limitů v [g/km] pro zážehové motory Rok
limit dle:
CxHy
NOx
CO
1992
EURO I
0,97
97
2,72
1996
EURO II
0,5
0,5
2,2
2000
EURO III
0,2
0,15
2,3
2005
EURO IV
0,1
0,08
1,0
43
Možná řešení Emisní limity
44
Možná řešení Emisní zóny oblasti s omezeným přístupem automobilů na základě výše jejich emisí zákon o ochraně ovzduší č. 201/2012 Sb a nařízením vlády č. 56/2013 Sb. cíl: zlepšit kvalitu ovzduší v těchto oblastech Německo 40 míst: Berlín, Dortmund, Hannover, Kolín nad Rýnem Praha od roku 2017 (Euro 3)
45
Možná řešení CNG – stlačený zemní plyn (cca 98 % tvoří metan) výhody - Nízká cena (18,5 Kč/m3 ekvivalent 1 l benzinu) - Vysoké oktanové číslo - snížení emise CO2 o 10–15 %, NOx, CO a aldehydů, aromatických uhlovodíků včetně benzenu. - tišší chod, hlučnost nižší o 50 % vně vozidel, o 60–70 % uvnitř. - nehrozí kontaminace půdy při úniku pohonných hmot.
46
Možná řešení CNG – stlačený zemní plyn (cca 98 % tvoří metan)
nevýhody
- Vozidla - dražší, těžší, tlaková nádoba zabírá více místa. - menší dojezd, nižší výkon (proto je lepší dát přednost motorům primárně konstruovaným pro zemní plyn). - zpřísněna bezpečnostní opatření při opravách, garážování a kontrolách.
47
Možná řešení CNG – stlačený zemní plyn (cca 98 % tvoří metan)
48
Možná řešení Biopaliva
Bioethanol - alkoholové kvašení z biomasy (kukuřice, obilí, cukrová řepa) - E85 (oktanové č. až 115), 10% v benzínech v USA - snížená silniční daň, nižší CO2,
Bionafta - metylester nenasycených mastných kyselin rostlinného původu - 5 % bionafty do normální nafty - Peugeot a Citroën (30%), WV (100%) - lépe hoří – nižší emise, není toxická, biodegradovatelná - více oxidu uhličitého, mizivá účinnost využití sluneční energie (0,08%)
49
Možná řešení Vodík Výroba - z fosilních paliva zplyňováním či pyrolýzou biomasy - elektrolýzou vody - využitím speciálních bakterií Spalování vodíku v klasických - vzniká voda + oxidy dusíku
motorech
Využití palivových článků - exotermní elektrochemická reakcí vodíku s kyslíkem (opak elektrolýzy)
Ekologicky šetrný, drahý, nebezpečný 50
Možná řešení Katalyzátory snižuje množství škodlivin ve výfukových plynech usnadňuje chemické reakce ušlechtilý kov jako je např. platina nebo rhodium oxidaci CO a HC na CO2 a H2O a redukci NOX na N2
Základní rozdělení katalyzátorů:
- dvoucestné a třícestné - pro zážehové a vznětové motory
V současné době je katalyzátor schopen odstranit až 97 % uhlovodíků, 96 % oxidu uhelnatého a 90 % oxidů dusíku. 51
Možná řešení SCR (Selective Catalytic Reduction) Zavádí se u většiny nových vznětových motorů (Euro VI) Ve výfukovém traktu za filtrem pevných částic umístěna tryska vstřikující směs (AdBlue)
Močovina se smíchá s plyny z filtru pevných částic, jejichž teplo přemění močovinu na čpavek rce s oxidy dusíku (NOx), rozloží na neškodný dusík a vodní páru.
52
Možná řešení SCR (Selective Catalytic Reduction) Nevýhody - prostorová náročnost - doplňování kapaliny (spotřeba AdBlue kolem 5% spotřeby paliva)
- cena za 1l AdBlue cca 5,4kč - jedna nádrž pro AdBlue (15-20l) by měla vydržet dle výrobce na servisní interval
- vyšší cena automobilu s tímto systémem - vyšší spotřeba paliva - AdBlue zamrzá při -11°C
http://cs.autolexicon.net/articles/scr-selective-catalytic-reduction/ 53
Shrnutí
54
Děkuji Vám za pozornost! Dotazy?
55
