Budapest és Miskolc légszennyezettségi adatainak összehasonlító értékelése

MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KAR

Tudományos Diákköri Dolgozat

Budapest és Miskolc légszennyezettségi adatainak összehasonlító értékelése

Galvács Kitti környezetmérnök hallgató

2012

1

Tartalom

1. Előszó ................................................................................................................................ 3 2.Települések fő légszennyező komponensei ........................................................................ 3 2.1 Levegőszennyező anyagok .......................................................................................... 3 2.2 Légszennyező anyagok keletkezési forrásai és környezeti hatása ............................... 3 2.2.1 A SO2 tulajdonságai .............................................................................................. 3 2.2.2 A NOx tulajdonságai.............................................................................................. 4 2.2.3 CO tulajdonságai ................................................................................................... 4 2.2.4 CO2 tulajdonságai .................................................................................................. 4 2.2.5 Porok tulajdonságai ............................................................................................... 4 2.2.6 Ózon tulajdonságai ................................................................................................ 5 3. Főbb légszennyező források .............................................................................................. 5 3.1 Ipar ............................................................................................................................... 5 3.1.1 Budapest ipari eredetű légszennyező forrásai ....................................................... 6 3.1.2 Miskolc ipari eredetű légszennyező forrásai ......................................................... 6 3.2 Közúti közlekedés és szállítás ...................................................................................... 6 3.2.1 Budapest közlekedés eredetű légszennyező forrásai ............................................. 6 3.2.2 Miskolc közlekedés eredetű légszennyező forrásai .............................................. 7 3.3 Háztartások .................................................................................................................. 7 4. A földrajzi és a meterológiai paraméterek hatása a légszenyezettségre ............................ 7 4.1 Budapest földrajzi viszonyai ........................................................................................ 7 4.2 Budapest éghajlata ....................................................................................................... 7 4.3 Miskolc földrajzi viszonyai.......................................................................................... 9 4.4 Miskolc éghajlata ........................................................................................................ 9 5. Az automata mérőhálózat bemutatása ............................................................................. 11 5.1 Az állomások csoportosítása, felépítése .................................................................... 11

2

5.3 Kalibráció................................................................................................................... 12 5.4 Az automata mérőállomások mérőműszerei .............................................................. 12 5.4.1 A NO/NO2/NOx mérőmonitor............................................................................ 12 5.4.2 Ózon Monitor ...................................................................................................... 12 5.4.3 Szén-monoxid monitor ........................................................................................ 13 5.4.4 Pormérő monitor ................................................................................................. 15 5.4.5 SO2 analizátor..................................................................................................... 15 5.4.6 Az Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat ................................................... 16 5.5 Budapest automata mérőhálózata .............................................................................. 16 5.5.1 Széna téri mérőállomás bemutatása .................................................................... 17 5.5.2 Kosztolányi Dezső téri mérőállomás bemutatása................................................ 17 5.5.3 Pesthidegkúti mérőállomás bemutatása .............................................................. 18 5.6 Miskolc automata mérőhálózata ................................................................................ 18 5.6.1 Miskolc Búza téri mérőállomás........................................................................... 19 5.6.2 Miskolc Alföldi mérőállomás.............................................................................. 19 5.6.3 Miskolc Lavotta mérőállomás ............................................................................. 19 5.7 Az adatok vizsgálata és értékelése ............................................................................. 19 5.7.1 Nitrogén oxidok koncentrációja .......................................................................... 21 5.7.2 Kén-dioxid koncentrációja .................................................................................. 32 5.7.3 Ózonkoncentráció............................................................................................... 33 5.7.4 Szén-monoxid koncentráció ................................................................................ 36 5.7.5 Szálló por koncentráció ....................................................................................... 37 6. Javaslatok a városi légszennyezettség csökkentésére ...................................................... 40 7. Összefoglalás ................................................................................................................... 41

3

1. Előszó A légkör összetételének állandóságát a Föld nagy kiterjedésű erdőségei tartják fenn. Széppé teszik környezetünket, felfogják és tárolják a csapadékot, gyengítik a termőföldet elhordó szél erejét, megszűrik a szálló portól a levegőt, és folyamatosan termelik a létfontosságú oxigént. Ezért az erdőket a Föld tüdejének szoktuk nevezni. A közlekedés fejlődése, a motorizáció következtében évente több százezer tonna el nem égett dízelolaj és benzin (szénhidrogéneknek nevezzük őket) kerül a kipufogógázokkal a levegőbe. A tüzelőberendezések helytelen beállítása, a tökéletlen égés következtében nemcsak szén-dioxid, hanem korom, nitrogén-oxid, kén-dioxid és szénmonoxid is szennyezi a levegőt. Hazánkban több olyan város van, melynek erősen szennyezett a levegője. Magyarországon a légszennyezés döntő részét a lakossági fűtés és a közlekedés okozza. Vizsgálataim ezért két nagyváros –Budapest és Miskolc – légyszennyezettségi értékeit hasonlítottam össze.

2.Települések fő légszennyező komponensei 2.1 Levegőszennyező anyagok A légszennyező anyag a levegő természetes minőségét hátrányosan befolyásoló olyan anyag, amely káros az emberi egészségre, a természetes környezetre, illetve károsítja az ember által előállított anyagi javakat, az épített környezeti elemeket. A levegőszennyező anyag a levegőbe kerülhet: - természetes forrásból; - emberi tevékenység közvetlen vagy közvetett eredményeként.

2.2 Légszennyező anyagok keletkezési forrásai és környezeti hatása

2.2.1 A SO2 tulajdonságai A kén-dioxid színtelen, szúrós szagú gáz, vízzel egyesülve kénessavat képez. Leginkább a kéntartalmú tüzelőanyagok elégetéséből származik, azonban kikerülhet ipari technológiákból is. Természetes forrásai a Föld vulkanikus folyamatai. A London-típusú

4

füstköd egyik fő komponense, és a savas esők fő okozója, amely károsítja fákat és teljes erdők elpusztításáért felelős [2].

2.2.2 A NOx tulajdonságai Az NOx fő természetes forrásai a villámlások, a vulkanikus tevékenység, illetve jelentős mennyiségben a talaj-baktériumok által kerülnek a légkörbe. Antropogén források a vegyi- és cementgyárak, mezőgazdasági silók és az élelmiszeripar, azonban főként a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből származik, különösen a járművekben használt üzemanyagból. A városokban kibocsátott NO2 80%-át a gépkocsik adják. Főleg a téli időszakban a földgáztüzelés a NO és NO2 kibocsátó forrása.

2.2.3 CO tulajdonságai A CO színtelen, szagtalan, vízben kevéssé oldódó gáz. A fosszilis tüzelőanyagok üzemanyagok és a biomassza tökéletlen égése, illetve a rosszul beállított lakossági fűtőberendezésekben keletkezik. Természetes úton a vulkánok, erdő és bozóttüzek, során jut a légkörbe [8]. A szén-monoxid kétszázszor erősebben kötődik a vér hemoglobinjánoz, mint az oxigén, így nem képes a szervezetből eltávozni. Emiatt még kicsi koncentrációk esetén is a vér fokozatosan elveszíti a CO 2 - O2 kicserélő képességét, ami hosszúidejű belégzés során halált okoz. Már kis CO koncentráció is csökkenti a szem fényérzékenységét és az idegrendszer működését. .

2.2.4 CO2 tulajdonságai Színtelen, szagtalan üvegházhatású gáz, a levegőnél nagyobb sűrűségű, az égést nem táplálja, a globális felmelegedés egyik okozója. Főleg széntartalmú anyagok égése, illetve állatok légzése során kerül a levegőbe.

2.2.5 Porok tulajdonságai A por alatt finom szemcséjű anyagokat kell érteni, melyek a légmozgással diszpergálódnak és terjednek szét az atmoszférában. A különféle porok csoportosíthatók: eredetük, méretük, ülepedésük, toxicitásuk, fizikai és kémiai tulajdonságuk alapján. Eredetük szerint megkülönböztetünk természetes és technikai, illetve szervetlen és szerves porokat. Méretük alapján megkülönböztetünk: durva

5

port (102-103 μm), finom port (10-102μm), nagyon finom port (10-0,1 μm), füstöt, ködöt (0,110-3μm). Az ülepedés szempontjából lehetnek: ülepedő porok (10-104 μm), lebegő porok (0,1-10 μm), nem ülepedő porok (0,1-10-3μm). Mérgező hatásuk alapján megkülönböztetünk toxikus és nem toxikus porokat. Toxikusak például a nehézfémek (Hg, Cd, Pb, Cr, Ni) és a korom egy része. A természetes és mesterséges eredetű porok fizikai (például villamos tulajdonság, tapadó képesség, oldhatóság stb.) és kémiai tulajdonságuk (éghetőség, korrózióképesség, reakcióképesség stb.) alapján is csoportosíthatók.

2.2.6 Ózon tulajdonságai Légköri előfordulása alapján az ózont kétféleképpen csoportosítjuk. Beszélhetünk sztratoszférikus ózonról, mely a Föld felszíne fölött kb. 15-50 km magasságban található. A sztratoszférikus ózonrétegnek meghatározó szerepe van a földfelszínre érkező ultraibolya sugárzás mérséklésében. Viszont a troposzférikus ózon, mely az általunk belélegzett levegő alkotója, szennyezőanyag, s károsítja az ember, az állatok egészséget és a növényzetet.

3. Főbb légszennyező források Az egyes források hozzájárulása a helyi légszennyezéshez függ az adott helyen az ipari folyamatok jellegétől és méreteitől, a közutak állapotától, a közúti közlekedés járműsűrűségétől, a járművek korától, a fűtéshez felhasznált tüzelőanyagoktól, valamint a helyi időjárási viszonyoktól.

3.1 Ipar Mivel a fosszilis tüzelőanyagokkal működő villamos hőerőművek főként vidéken, lakott területen kívül találhatók, a belőlük származó szennyezőanyagok a magas kémények miatt közelítőleg egyenletesen oszlanak el a szabad légtérben. Ugyanakkor, kedvezőtlen meterológiai viszonyok esetén – különösen hosszabb idejű szélcsendes időszakokban a nagyobb városok levegőjében a belsőégésű motorokkal hajtott járművek által kibocsátott nitrogén-oxidok, CO2, CO és kén-dioxid, szilárd részecskék koncentrációja az emberi szervezetre káros mértéket is meghaladja [3].

6

3.1.1 Budapest ipari eredetű légszennyező forrásai Az ipari kibocsátás (például erőművek, távfűtés, szolgáltatások) részaránya mintegy 20 százalék. Az ipari szennyezés lassan háttérbe került, azonban ez nem jelenti azt, hogy az ipar szennyezése ne lenne még mindig igen jelentős. Hazánkban a mai napig is az ipar a felelős a környezetbe kerülő veszélyes, mérgező anyagok döntő többségéért [3].

3.1.2 Miskolc légszennyező forrásai Az utóbbi években Miskolcon az ipari légszennyezőanyag kibocsátás a kohászati technológiák felszámolásának és a környezetvédelmi beruházásoknak köszönhetően jelentősen

csökkent

[4].

A

kommunális

tevékenységek

közül

legjelentősebb

légszennyezőanyag kibocsátással a fűtési tevékenység jár. Miskolc fűtési struktúrája jelentősen átalakult az elmúlt években. A földgáz árának növekedése miatt egyre nagyobb teret nyert földgáz helyett a fa, fűtési célú felhasználása, amely a szén-monoxid és a szállópor koncentrációjának növekedését okozza.

3.2 Közúti közlekedés és szállítás A gépjárművek által kibocsátott légszennyező anyagok két csoportra oszthatók: vannak elsődleges és másodlagos légszennyezők. Az elsődleges légszennyező anyagok, melyeket a diesel-meghajtású járművek bocsátják ki, a következők: szén-monoxid, nitrogén-monoxid, benzol, koromrészecskék. Másodlagos szennyezőanyagok, melyek a benzin-üzemű motorokból származnak: a nitrogén-dioxid és az ózon. Az EU számos országában fokozatosan csökkentik a személygépkocsik és a teherautók kibocsátási küszöbértékeit.

3.2.1 Budapest közlekedés eredetű légszennyező forrásai Közismert, hogy a fővárosi légszennyezettségért elsősorban a közúti közlekedés a felelős. Annak ellenére, hogy Budapest területe az ország területének alig több mint fél százaléka, ide jut a közlekedési eredetű légszennyezés több mint 25%-a [4].

7

3.2.2 Miskolc közlekedés eredetű légszennyező forrásai A közlekedési eredetű légszennyezés Miskolcon a város földrajzi elhelyezkedése és jellegzetes szerkezetéből eredően a két főutca kereszteződésében, a Búza tér környezetében észlelhető.

3.3 Háztartások A gázzal működő fűtőtestek, kályhák és főzők működésekor döntően szén-dioxid, keletkezik. Ha használatuk során a légellátás nem megfelelő, vagy e berendezések műszaki állapota rossz, a szén-monoxid veszélyes koncentrációban felhalmozódhat. Nagyobb hőmérsékletű, nagyobb hőteljesítményű berendezésekben nitrogén-oxidok is képződnek, amelyek koncentrációja meghaladhatja az egészségre káros mértéket. A szénhidrogének árának gyors növekedése miatt nőtt a fa, fűtési célú felhasználása, amely a szén-monoxid és a szállópor koncentrációjának növekedését okozza.

4. A földrajzi és a meterológiai paraméterek hatása a légszenyezettségre 4.1 Budapest földrajzi viszonyai A Gellért-hegyről letekintve Európa egyik legszebb városi kilátását tekinthetjük meg. Budapest a Duna vonala menti találkoznál alakult ki. A főváros területe: 525 km². Pest megye öleli körül, ahol 81 település található. Legmélyebb pontja a Duna átlagos vízszintje, ami 96 méter, míg a legmagasabb szintje a János-hegy 529 méterre van a tengerszint felett. Magyarország közlekedésében központi szerepet kap, mivel Budapestre futnak be a sugárirányú autópályák, fő közlekedési útvonalak és nemzetközi jelentőségű vasútvonalak.

4.2 Budapest éghajlata Budapest a mérsékelt öv alatt helyezkedik el, kontinentális éghajlatú város, az éves átlagos középhőmérséklet 11,0 °C. A július a legmelegebb hónap, a havi középhőmérséklet ekkor a 21°C-ot is megközelíti. A leghidegebb hónap január, ilyenkor az átlagértékek -1,6 °C körül alakulnak. Az utolsó tavaszi fagy átlagos határnapja április 15. A napsütéses órák

8

száma évi kétezer körül ingadozik. A csapadékmennyiség éves átlaga 516 mm, a legcsapadékosabb hónapok a június és a november [5]. 1. táblázat: Budapest havi hőmérséklet, csapadék, és napfénytartalma

Hónapok január február március április május június július augusztus szeptember október november december

Közép 0.4 2.3 6.1 12.0 16.6 19.7 21.5 21.2 16.9 11.8 5.4 1.8

Hőmérséklet [°C] Csapadék Napfénytartam [mm/hó] [óra/hó] Maximum Minimum 2.9 -1.6 37 62 5.5 0.0 29 93 10.6 3.5 30 137 16.4 7.6 42 177 21.9 12.1 62 234 24.6 15.1 63 250 26.7 16.8 45 271 26.6 16.5 49 255 21.6 12.8 40 187 15.4 7.85 39 141 7.7 2.9 53 69 4.0 0.0 43 52

1. ábra: Átlagos havi napfénytartalom Budapesten

9

2. ábra: átlagos havi csapadék mennyisége Budapesten

4.3 Miskolc földrajzi viszonyai Miskolc hazánk harmadik legnagyobb városa, az Északkelet-Magyarországi régió központja, Borsod-Abaúj-Zemplén Megye székhelye. A város a Bükk hegység keleti oldalán, a Szinva, Hejő és a Sajó völgyében, különböző természeti és gazdasági tájegységek találkozásánál épült. A város kivételes szépségét e csodás fekvésének is köszönheti [9].

4.4 Miskolc éghajlata Miskolc sokévi átlagos havi középhőmérsékleteit tekintve elmondható, hogy a leghidegebb hónap a január, míg a legmelegebb a július. Az évi közepes hő ingás 22,1°C. Miskolc átlagos évi csapadékösszege 533 mm, mely jellegzetes évi menetet mutat, a nyári félév csapadékosabb, míg a téli félév szárazabb. A legkevesebb csapadék januárfebruárban hullik, a legcsapadékosabb hónap pedig – közel négyszer akkora összeggel – a június. Miskolcon a napsütéses órák éves összege átlagosan 1800 óra, de évenként nagy változékonyságot mutat. Megfigyelhető a napfénytartam jellegzetes évi menete, a nyári hónapokban van a maximuma (havi 230-250 óra), míg november-január időszakban a minimuma (havi 40-60 óra).

10

2. táblázat: Miskolc havi hőmérséklet, csapadék, és napfénytartalma Hónapok január február március április május június július augusztus szeptember október november december

Közép -2,0 0,1 5,0 10,3 15,5 18,4 20,1 19,8 15,4 9,7 3,6 -0,6

Hőmérséklet [°C] Csapadék Napfénytartam [mm/hó] [óra/hó] Maximum Minimum 0,6 -4,5 19 50 3,7 -3,0 23 82 9,8 1,1 25 136 15,5 6,0 46 176 20,8 10,6 60 228 23,8 13,5 82 229 25,7 15,2 66 248 25,7 14,7 61 243 20,7 10,8 46 175 14,3 5,9 40 133 6,4 0,8 38 57 1,7 -2,7 27 40

3. ábra: Átlagos havi csapadék mennyiség Miskolcon

11

4. ábra: Átlagos havi napfénytartalom Miskolcon

5. Az automata mérőhálózat bemutatása Bármilyen mérési átlag beállítható illetve az is, hogy milyen időközönként veszi a műszer a mintát. A mérési eredmények telefon modemes kapcsolat segítségével jutnak a központi gépre, ppm illetve ppb-ben, amit μg/m3-ré alakít át az adatszinkronizáló program. Az adatok 2 órás csúszással kerülnek fel az Internetre.

5.1 Az állomások csoportosítása, felépítése Városi háttér, háttér, közlekedési, lakóterületi, városközponti közlekedési, lakóterületi ipari, közlekedési ipari. Az állomásokon különböző típusú műszer működhet, melyek mérési elve azonos és ugyanazon komponenseket mérik csak gyártójukban különböznek. A budapesti rendszerbe beépített műszereket a Thermo Environmental cég gyártotta. Levegő bemeneti cső, mérőműszerek, kompresszor, zéró levegő generátor, adatgyűjtő egység (számítógépre kötve).

12

5.3 Kalibráció Az állomásokat rendszeresen kalibrálni kell. A kalibráció elkezdése előtt rendszerellenőrzés történik, majd a szűrőket kell ki cserélni. A műszereket két pontra kell kalibrálni, szervizelés esetén több pontra is. A zéró pont kalibrálása tiszta levegővel történik, a span pont elérését az adott mérőműszernek megfelelő minősített gázzal végzik.

5.4 Az automata mérőállomások mérőműszerei 5.4.1 A NO/NO2/NOx mérőmonitor Az AC 32M készülék a légkörben megtalálható alacsony koncentrációjú, NO /NO2/NOx meghatározására szolgál. A készülék kemilumineszencia elvén működik, azaz a NO az erősen oxidáló ózonmolekulák jelenlétében fényt bocsát ki. Előnyei: legújabb elektronikai és optikai technika alkalmazása és kicsi karbantartási igénye. A mintavétel egy tefloncsövön történik (külső átmérője 6 mm), amely az egység hátuljához csatlakozik. A mérés eredménye az elülső panelen lévő folyadékkristályos kijelzőn közvetlenül leolvasható, illetve az adatfeldolgozó-továbbító rendszeren kerül megjelenítésre.

5.4.2 Ózon Monitor Egy folyamatos ózonmérő monitor, amely a légköri levegőben alacsony koncentráció mérésére szolgál. A mérés az UV abszorbancia elvén alapul. Előnyei: legújabb elektronikai és optikai technika alkalmazása és kicsi karbantartási igénye. A mintavétel egy tefloncsövön történik (külső átmérő 6 mm), amely az egység hátuljához csatlakozik. A mérés eredménye az elülső panelen lévő folyadékkristályos kijelzőn közvetlenül

leolvasható,

megjelenítésre.

illetve

az

adatfeldolgozó-továbbító

rendszeren

kerül

13

5. ábra: Az NOx analizátor vázlatos felépítése

5.4.3 Szén-monoxid monitor A CO 12 M egy folyamatos szén-monoxid mérő monitor, amely a légköri levegőben atmoszférikus körülmények között kis koncentráció mérésére szolgál. Infravörös fényben történő abszorpció érzékelés elvét alkalmazza. Előnye: egyszerű használata, alacsony karbantartási igénye.

14

Fı jellemzője: 10-200 ppm-ig programozható a méréstartománya, 0,05 ppm minimum észleléssel.

6. ábra: A CO analizátor vázlatos felépítése.

15

5.4.4 Pormérő monitor Az MP101M rendszer a légkörben lévő lebegő részecskék mérésére szolgál. A levett porminták folyamatosan monitorozhatóak a lehetséges természetes radioaktivitás szempontjából, programozható vészjelző rendszerrel ellátva arra az esetre, ha a mért érték átlépi a megengedett felső határt.

7. ábra: Pormérő monitor vázlata

5.4.5 SO2 analizátor A Modell 43 C impulzosos fluoreszenciás elvű SO2 analizátor a gyakorlatban jól bevált érzékelési technológiájának, egyszerű menürendszerű programozhatóságának és fejlett öndiagnosztikájának köszönhetően egyszerűen kezelhető, megbízható. A modell 43C működése a következő elven alapul: az SO2 molekulák egy bizonyos hullámhosszú ultraibolya fényt abszorbeálnak és gerjesztődnek, majd alacsonyabb energiaszintre kerülnek, miközben egy másik hullámhosszú ultraibolya fényt, bocsátanak ki.

16

8. ábra: Az SO2 analizátor vázlatos felépítése

5.4.6 Az Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat 2002-ig az imisszió mérés az Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálathoz (röviden ÁNTSZ) tartozott, onnantól kezdve beszélünk Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat (OLM) rendszerről. Az OLM hálózat két részből épül fel.  Automata  Manuális vagy RIV rendszerből.

5.5 Budapest automata mérőhálózata Budapest esetében három mérőállomást választottam ki kettőt a belvárosból ragadtam ki, ami közlekedési besorolású, egyet pedig a kertvárosi területről. A belvárosi mérőállomások a következők: Széna téri és Kosztolányi Dezső téri. A kertvárosi pedig a Pesthidegkúti mérőállomás.

17

9. ábra: Budapest mérőhálózata

5.5.1 Széna téri mérőállomás bemutatása Az I. kerületben található állomás, a NO, NO2, NOx, SO2, CO, O3, PM10 légszennyezők mennyiségére vonatkozó, illetve a meteorológiai adatok gyűjtését végzi. Az állomás forgalmas út mellett, nagy beépítettségű területen helyezkedik el. A folyamatos autóforgalom következtében a légszennyezés mértéke a kritikus időszakokban a megengedett határok körül mozog, illetve esetenként át is lépi. Ezért az ott élők egészségének biztosításához elengedhetetlen a terület folyamatos monitorozása.

5.5.2 Kosztolányi Dezső téri mérőállomás bemutatása A XI. kerületben található állomás a meteorológiai adatokat, illetve a NO, NO2, NOx, SO2, CO, O3, PM10 légszennyezők koncentrációira vonatkozó adatok gyűjtését végzi.

18

5.5.3 Pesthidegkúti mérőállomás bemutatása A II. kerületben található Pesthidegkút, egy kivételes geográfiai adottságokkal rendelkező földrajzilag és demográfiailag is jól elkülöníthető városrészt alkot a kerületen belül. A csodálatos természeti környezetből adódóan jó fekvésű, az uralkodó széljárásnak köszönhetően jó levegőjű és viszonylag könnyen megközelíthető, tehát a belvárostól sem túlzottan kieső rész.

5.6 Miskolc automata mérőhálózata Miskolcon három mérőpont található. A Búza téri, az Alföldi és a Lavotta utcai. A fűtési eredetű légszennyezés Miskolc egyik legsúlyosabb környezetvédelmi problémája, amely egészségügyi szempontból sem elhanyagolható. A szélcsendes, téli fűtési időszakban jelentősen megnövekedik a szállópor koncentrációja. A közlekedésből eredő légszennyezés a városközpontban, a Búza tér környékén jelentős [6].

10. ábra: Miskolc mérőhálózata

19

5.6.1 Miskolc Búza téri mérőállomás A mérőállomás közepes beépítettségű lakóterületen van. Nagy forgalmú, 4 nyomsávos út közelében található. Belvárosi mérőállomás, ahol magyarországi szinten is a legszennyezettebb területek egyike. A folyamatos autóforgalom következtében a légszennyezés mértéke a kritikus időszakokban a megengedett határok, körül mozog, illetve esetenként át is lépi azt. Ezért az ott élők egészségének biztosításához elengedhetetlen a terület folyamatos monitorozása. Az NO, NO2, NOx, SO2, CO, O3, PM10 légszennyezők koncentrációira vonatkozó adatok gyűjtését végzi.

5.6.2 Miskolc Alföldi mérőállomás A Martintelepen kertvárosi övezetben található, mely közepes beépítettségű. A NO2, NOx, SO2 légszennyezők koncentrációira vonatkozó adatok gyűjtését végzi. Az ott élők egészségének biztosításához elengedhetetlen a terület folyamatos monitorozása.

5.6.3 Miskolc Lavotta mérőállomás Görömböly városrészen található, közepes beépítettségű lakóterületen, kertvárosi övezetben. Az NO, NO2, NOx, SO2, CO, O3, PM10 légszennyezők koncentrációira vonatkozó adatok gyűjtését végzi.

5.7 Az adatok vizsgálata és értékelése Az adatok feldolgozásánál a napi, illetve órás átlagokból indultam ki. A hat mérőhely éves átlagait hasonlítottam össze fűtési illetve nem fűtési félévre vonatkoztatva, az értékelés során a vizsgált állomások adatait külön-külön Budapest Miskolcot, illetve együtt ábrázoltam, így az adatok könnyen értelmezhetőek. Ezen kívül vizsgáltam egy átlagos nyári héten a légszennyező komponenseket, illetve egy fűtési héten, amelyen a szmogriadó volt érvényben. Az értékelésnél az alábbi légszennyezettségi index állt rendelkezésemre [7].

20

3. táblázat: Légszennyezettségi Index [7]

Komponens

Kén-dioxid (µg/m3)

Nitrogén-dioxid (µg/m3) Nitrogén-oxidok (mint NO2) (µg/m3)

Szén-monoxid (µg/m3)

Ózon (µg/m3) Szálló por (PM10) (µg/m3) Ülepedő por (g/m2*30 nap)

Időtartam

1

2

kiváló

jó

órás átlag

0 - 100

24 órás átlag

0 - 50

éves átlag órás átlag 24 órás átlag éves átlag

0-20 0 - 40 0-34 0-16

órás átlag

0-80

24 órás átlag

0-60

éves átlag

0-28

órás átlag

0-4000

24 órás átlag**

0-2000

éves átlag

0-1200

órás átlag

0-72

24 órás átlag** éves átlag*** órás átlag 24 órás átlag éves átlag

0-48 0-48 0-30 0-20 0-16

30 napos átlag

0-6,4

éves átlag

0-4

100200 50100 20-40 40-80 34-68 16-32 80160 60120 28-56 40008000 20004000 12002400 72144 48-96 48-96 30-50 20-40 16-32 6,412,8 4-8

Egyéb komponens esetén a határérték 0 - 40 40-80 %-ában (%)

3

4

5 erősen megfelelő szennyezett szennyezett 200-250*

250-500

500-

100-125

125-200

200-

40-50 80-100* 68-85 32-40*

50-100 100-400 85-130 40-80

10040013080-

160-200

200-500

500-

120-150

150-300

300-

56-70 800010000 40005000 24003000

70-140 1000020000

14020000-

5000-10000

10000-

3000-6000

6000-

144-180

180-240

240-

96-120 96-120 50-70 40-50* 32-40*

120-220 120-220 70-100 50-90 40-80

2202201009080-

12,8-16

16-32

32-

8-10

10-20

20-

80-100

100-200

200-

* A határértékek mellett figyelembe vesszük a tűréshatárt is, ezért évenként változik az értéke. ** Napi 8 órás mozgó átlagkoncentrációk maximuma. *** 8 órás futó átlag napi maximumainak átlaga, egy naptári éven belül. A táblázatban nem szereplő szennyező komponensek esetén az utolsó sorban megadott százalékok alapján kell meghatározni az index-számokhoz rendelendő koncentráció intervallumokat.

21

5.7.1 Nitrogén oxidok koncentrációja Az adatokból számolt napi, majd abból számolt havi átlagértékekkel kapott éves átlagértékeket a következő kilenc diagramon szemléltetem, külön vizsgálva a fűtési illetve a nem fűtési időszakra, az NO, NO2 és az NOx koncentrációját. 4. táblázat: NO (ug/m3) fűtési félév Budapest-Miskolc összehasonlítása Mérőállomás helye Széna Tér Kosztolányi Dezső Tér Pesthidegkút Búza tér Lavotta, Görömböly Alföldi

(Bp.) (Bp.) (Bp.) (Mi.) (Mi.) (Mi.)

2007

2008

45,16 43,54 13,96 42,24 12,39 16,85

37,36 41,26 14,20 40,87 11,15 17,24

2009 37,02 43,43 10,77 34,99 6,81 12,05

2010 40,77 45,25 12,22 34,30 9,51 16,54

2011 41,46 45,25 12,15 36,05 10,17 17,16

11. ábra: NO (ug/m3) koncentráció fűtési félév Budapest-Miskolc összehasonlítása 5. táblázat: NO (ug/m3) koncentráció nem fűtési félév Budapest-Miskolc összehasonlítása

22

Mérőállomás helye Széna Tér (Bp.) Kosztolányi Dezső t. ( Bp.) Pesthidegkút (Bp.) Búza tér (Mi.) Lavotta, Görömböly (Mi.) Alföldi (Mi.)

2007 18,50 26,19 4,06 27,59 3,68 5,14

2008 19,81 24,20 5,06 24,26 4,47 4,03

2009 14,80 19,67 4,94 19,96 2,33 5,02

2010 13,54 19,96 5,04 23,17 2,60 5,36

2011 14,72 21,34 4,86 19,06 1,97 3,57

12. ábra: NO (ug/m3) nem fűtési félév Budapest-Miskolc összehasonlítása

23

13. ábra: NO (ug/m3) koncentráció nem fűtési félév és fűtési félév Budapesten összehasonlítva

14. ábra: NO (ug/m3) koncentráció nem fűtési félév és fűtési félév Miskolcon összehasonlítva

24

6. táblázat: NO2 (ug/m3) koncentráció fűtési félév Budapest-Miskolc összehasonlítása

Mérőállomás helye Széna Tér (Bp.) Kosztolányi Dezső t. (Bp.) Pesthidegkút (Bp.) Búza tér (Mi.) Lavotta, Görömböly (Mi.) Alföldi (Mi.)

2007 57,31 48,83 26,67 42,24 19,50 22,05

2008 44,73 49,14 25,94 40,98 23,47 28,28

2009 57,80 49,93 26,15 41,18 26,34 28,29

2010 57,09 49,52 27,72 41,46 18,99 30,14

2011 56,95 44,20 28,05 35,09 23,72 28,38

15. ábra: Fűtési félév, NO2 (ug/m3) koncentrációk összehasonlítása Budapest-Miskolc

25

7. táblázat: NO 2 (ug/m3) koncentráció nem fűtési félév Budapest-Miskolc összehasonlítása

Mérőállomás helye Széna Tér (Bp.) Kosztolányi Dezső t. (Bp.) Pesthidegkút (Bp.) Búza tér (Mi.) Lavotta, Görömböly (Mi.) Alföldi (Mi.)

2007 58,07 51,11 16,12 38,60 7,73 14,75

2008 54,08 45,55 14,31 33,07 14,09 17,42

2009 35,54 44,74 12,16 33,37 10,96 17,20

2010 38,73 39,87 12,46 30,02 8,85 17,53

2011 53,97 40,56 16,67 30,92 8,61 18,58

16. ábra: Nem fűtési félév, NO2 (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapest-Miskolc

26

17.ábra: Nem fűtési félév és fűtési félév, NO2 (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Miskolcon

18. ábra: Nem fűtési félév és fűtési félév, NO2 (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapesten

27

Az NO2 az elmúlt 5 évben stagnáló nem igazán van látványos csökkenés, Budapest két forgalmasabb területén a Széna téren és a Kosztolányi Dezső téren a legmagasabb és a Miskolc Búza téri mérések sem maradnak messze el ezen két állomástól.

8. táblázat: NOx(ug/m3) koncentráció Fűtési félévben Budapesten és Miskolcon összehasonlítva

Mérőállomás helye Széna Tér (Bp.) Kosztolányi Dezső t. (Bp.) Pesthidegkút (Bp.) Búza tér (Mi.) Lavotta, Görömböly (Mi.) Alföldi (Mi.)

2007

2008

2009

2010

2011

129,36 143,54 54,32 134,09 46,37 49,43

124,95 113,83 46,31 105,18 44,35 47,06

101,21 110,46 42,23 104,68 43,15 54,50

114,02 115,80 42,59 94,21 29,43 44,92

119,02 117,37 45,12 88,22 38,22 53,72

19. ábra: Fűtési félév, NOx (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapest-Miskolc

28

9. táblázat: NOx (ug/m3) koncentráció összehasonlítása Budapest-Miskolc

Mérőállomás helye

2007

2008

2009

2010

2011

Széna Tér (Bp.) Kosztolányi Dezső t. (Bp.) Pesthidegkút (Bp.) Búza tér (Mi.) Lavotta, Görömböly (Mi.) Alföldi (Mi.)

84,93 89,31 21,87 80,84 46,37 21,91

83,73 80,73 18,98 70,21 44,35 24,36

56,11 73,33 14,60 63,97 43,15 23,22

58,88 70,26 17,42 65,55 29,43 27,04

75,89 72,03 20,51 60,15 38,22 24,75

20. ábra: Nem fűtési félév, NOx (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapest-Miskolc

29

21. ábra: Nem fűtési félév és fűtési félév, NOx (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapesten

22. ábra: Nem fűtési félév és fűtési félév, NOx (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Miskolcon A NOx tekintetében a 2007-es évhez képest csökkenés állapítható meg. A 2007-es évben a Széna tér szennyezettségét felülmúlja a Búza téré illetve 2009-ben is hasonló a helyzet. Pesthidegkúton, pedig olyannyira alacsony a szennyezettség, hogy az összes miskolci állomásnál jobbak az értékei.

30

Ismeretes, hogy a levegőben lévő nitrogén-monoxid és nitrogén-dioxid koncentrációja között termodinamikai egyensúly van, mely a levegő hőmérsékletétől függ. Két mérőállomást hasonlítok össze egyet Budapestről egyet pedig Miskolcról.

23. ábra: Nem fűtési időszak NO2 (ug/m3) egy átlagos nyári hét Miskolcon a búza téren

24. ábra: Nem fűtési időszak NO2 (ug/m3) egy átlagos nyári hét Budapesten a Kosztolányi Dezső Téren A 23. és a 24. ábra alapján látható, hogy Budapesten a Kosztolányi D. téren több, mint 50 %-kal magasabb a közlekedésből eredő, nyári NO2 koncentráció. Megfigyelhető, hogy hétfőn és pénteken, magasabb Budapesten és Miskolcon is koncentráció, ami a

31

közlekedés emissziójával magyarázható. Határértéket nem meghaladó átlagos nyári hétnek tekinthető a két példa.

25. ábra: Fűtési időszak NO2 (ug/m3) koncentráció Miskolcon a Búza téren

26. ábra: Fűtési időszak NO2 (ug/m3) koncentráció szmog riadót elrendelt héten Budapesten a széna Téren A hét második felében szmogriadó volt érvényben. A nitrogén- dioxid koncentráció a hét végén, a szmogriadó alatt magasan határérték feletti volt (napi határérték a nitrogéndioxidra (85μg/m3).

32

5.7.2 Kén-dioxid koncentrációja A kén-dioxid koncentrációját a választott 6 állomás folyamatosan regisztrálja. Az összesített adatokból megszerkesztettem. A két miskolci lakótelepi jellegű állomásokon magasabb.

27. ábra: Nem fűtési félév és fűtési félév, SO2 (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapesten

33

28. ábra: Nem fűtési félév és fűtési félév, SO2 (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Miskolcon

A budapesti alacsonyabb SO2 koncentráció a földgázellátás korszerűsítésének köszönhető a lakossági tüzelés visszaszorulásának illetve a gépjárművek gázolaj kéntartalmának csökkentésének. Azonban a 2009. évtől növekedés tapasztalható a miskolci Lavotta úti állomáson ez arra mutat rá, hogy az emberek a magas gázárak mellett inkább a szilárd tüzelés mellett döntöttek vidéken.

5.7.3 Ózonkoncentráció Az ózon koncentrációt a vizsgált 6 állomás közül a miskolci Alföldi utcai mérőállomáson nem mérik. A mérési adatok feldolgozásával kapott éves átlagértékeket fűtési és nem fűtési időszakra a öt merőhely esetén szemléltetem.

34

29. ábra: Fűtési félév, ózon (ug/m3) koncentráció összehasonlítása Budapest-Miskolc

30. ábra: Nem fűtési félév, Ózon (ug/m3) koncentráció összehasonlítás Budapest-Miskolc

35

Az állomások által regisztrált értékek a fűtési illetve a nem fűtési időszakra vonatkozóan eltérőek Pesthidegkút és Görömböly kimagaslóan magas értékeket mutat a nyári időszakra. Ebben időszakban a fotokémiai reakciók következtében az ózon koncentrációja ugyan magasabb, azonban a koncentráció így sem haladja meg az éves határértéket (120 g/m3). A következő diagramokon egy magas ózon koncentrációjú, júliusi nap (2009. július 19.) órás átlag-értékeit rajzoltam fel, valamint a fotokémiai reakció lejátszódásának folyamatát, vagyis a nitrogén- dioxid átalakulását a napsütés hatására. A csökkenő nitrogén-

dioxid

szint

a

fotokémiai

reakciók

következtében

az

ózon

koncentrációnövekedéséhez vezet. Ezen kívül az ábrák jól szemléltetik a közlekedési szokásokat is, hiszen a nitrogén- dioxid szintje a reggeli órákban megugrik, amikor a legtöbben veszik igénybe a tömeg- illetve a közúti közlekedést.

31 .ábra: Ózon(ug/m3) és NO2(ug/m3) koncentráció összehasonlítás 2009.06.19.-én Miskolcon a Búza Téren Értékelés Az ózon koncentráció leginkább a meleg nyári napokon okoz problémát, azonban a vizsgált 5 évben egyszer sem haladta meg a határértéket. A fotokémiai szmog feldúsulásáért, elsősorban a nitrogén-oxidok és a szénhidrogének a felelősek, ezért elsősorban, ezeket a szennyező anyagokat kellene csökkenteni.

36

5.7.4 Szén-monoxid koncentráció A következő diagramon a kapott adatok napi majd havi és ebből éves átlagértékéből számoltam, majd ábrázoltam, 5 állomás adatait használtam fel, ugyanis az Alföldi utcai mérőállomáson nem mérik a szén-monoxid koncentrációt.

32. ábra: Nem fűtési félév, CO (ug/m3) koncentráció összehasonlítása Budapest-Miskolc

33. ábra: Fűtési félév, CO (ug/m3) koncentráció összehasonlítása Budapest-Miskolc

37

Értékelés Az alacsony CO koncentráció

Budapesten,

főként

a

lakossági

tüzelés

visszaszorulásának tudható be. Viszont látszik, hogy az utóbbi időben a miskolci Lavotta utcai mérőállomáson megugrott az érték sokan visszaálltak a szilárd tüzelésre a magas energia árak miatt, de még így sem haladja meg a határértéket.

5.7.5 Szálló por koncentráció A havi átlagértékekből kapott adatok alapján a szálló por koncentrációját ábrázolom. A szálló por koncentrációt mind a hat állomáson regisztrálják viszont a miskolci Alföldi utcai mérőállomáson 2009 óta nincs adat, az Erzsébet téri állomás a PM2,5 mérését is végzi. A PM10 koncentrációja a vizsgált időszakban mindig a határértékhez közeli volt illetve a fűtési időszakában némely állomáson határérték feletti.

34. ábra: Nem fűtési félév, PM10 (ug/m3) koncentráció összehasonlítása Budapest-Miskolc

38

35. ábra: Fűtési félév, PM10 (ug/m3) koncentráció összehasonlítása Budapest-Miskolc

Látható, hogy a PM10 koncentrációja a téli hónapokban magasabb, mint a nyári hónapokban mért koncentráció, ami főként a lakossági tüzelés okozta szálló por többlet emisszió következménye. A vizsgált időszakban a legmagasabb PM10 koncentrációt a Búza téren lévő állomás regisztrálta 2011-ben, így a továbbiakban ennek az állomásnak az adatait mutatom be részletesebben.

39

36. ábra: PM10 (ug/m3) koncentráció Miskolc Búza Téren 2011-ben hónapokra bontva A következő diagram 2009-es év januárjának azon hete, amikor szmogriadó volt érvényben. A diagram jól szemlélteti, hogy a héten a szálló por koncentrációja magasan határérték (50 μg/m3) feletti volt. A 37. ábrán a határérték szintjét a vízszintes vonal szemlélteti. A szmogriadó kialakulásában közrejátszik a kicsi szélsebesség és páratartalom.

37. ábra: PM10 (ug/m3) koncentráció Miskolc Búza Téren 2009–ben, a szmogriadó hetén

40

6. Javaslatok a városi légszennyezettség csökkentésére A gazdaságossági szempontokat is figyelembe véve, jelentősen javítani kell a tömegközlekedés színvonalát a fővárosban és környékén. Budapesten és a város környékén egyaránt minden építkezést és beruházást szigorú környezetvédelmi előírások betartásához szükséges kötni, semmiféle zöldterületet ne károsítson, ne gerjesszen jelentős gépjárműforgalmat. A Fővárosi Önkormányzatnak arra kell törekednie, hogy a rendelkezésre álló anyagi források, és egyéb prioritások figyelembe vételével optimális megoldást találjon a légszennyezés csökkentésére. A helyi buszközlekedés műszaki feltételeinek javítása, a „Park and Ride” (P+R), azaz parkolj le személyautóddal a város peremén, és utazz a belvárosba helyi közlekedési eszközzel rendszer kiépítése, forgalmi korlátozások bevezetése, a levegőminőségi szempontoknak a várostervezés során történő figyelembe vétele, kerékpárutak építése, a kerékpározás és a gyaloglás propagálása mind olyan lépések, amelyeket a helyi hatóságok megtehetnek. A gépjárművek szigorúbb és mind gyakoribb műszaki ellenőrzése lehetővé teszi, hogy az üzemanyag hatékonyan és gazdaságosan égjen el, és ezáltal kisebb legyen a légszennyezés, továbbá hatékonyabbá váljon az üzemanyag fogyasztás az alacsony (60-90 km/h) sebességeken. A megújuló energiaforrások (szél-, nap-, energia, stb.) kiterjedtebb használata, s az energia-felhasználás hatékonyságának növelésére tett intézkedések szintén segítik a levegőminőség javítását. A zöldfelületek mérséklő, kiegyenlítő hatást gyakorolnak a városi klímára, tisztítják, frissítik, kondicionálják a környezeti levegőt. A fentiek mellett meg kell említeni a zöldfelületek városképjavító, pozitív egészségügyi és pszichés hatásait. Miskolc levegőminőségére az utóbbi években a legnagyobb veszélyt a lakossági fűtés emisszióinak növekedése jelenti. A légszennyezés mérséklése érdekében ésszerű távfűtési program kidolgozását kezdte meg az Önkormányzat. Ezt a szándékot hűen tükrözi a Miskolci Hőszolgáltató Kft. „Környezetbarát energia a jövőnkért” jelmondata. Az avasi lakótelep fűtését 2012 novemberétől geotermális energiaforrással oldja meg a város. A földgáz árának gyors növekedése miatt, a távfűtési hálózattól távolabb eső városrészekben a lakosság földgázról egyre növekvő mértékben tér vissza a szilárd tüzelőanyagú egyedi fűtésre. Itt a CO, SO2, PM10 légszennyezési adatai is magasabbak, mint a budapesti emisszió mérő állomásokon. A határérték túllépések a nitrogén-oxidok és a szállópor esetében gyakoriak. A megnövekedett szállópor koncentráció kedvezőtlen meteorológiai

41

körülmények olyan értéket ér el, aminek következtében a város vezetése téli időszakokban szmog riadó elrendelésére kényszerül. A kertlakossági légszennyezés egy másik jelentős része az őszi kerti hulladékok és avar égetéséhez köthető. Ez kiváltható komposztálással, ami a talajerő utánpótlást is elősegíti.

7. Összefoglalás A nagyvárosok légszennyezését a fűtés mellett döntően a közlekedés és az ipar emissziói

okozzák.

Tudományos

Diákköri

Dolgozatomban

két

nagyváros

légszennyezettségi adatait értékeltem. Az ország legnagyobb lélekszámú és forgalmú városa Budapest, amelynek vonzáskörzetéből rengeteg ember ingázik minden munkanap, ami a személygépkocsi forgalom további növekedésével jár. Emiatt nem csak a belváros levegője terhelt szennyezőanyagokkal, hanem a perem kerületek is. A fővárosban a földgáz általánossá válásával a lakossági fűtési szokások előnyösen megváltoztak, amelynek köszönhetően néhány légszennyező komponens, különösen a kéndioxid kimutathatóan mérséklődött. A levegő minőségének javításáért többféle módon kellene sürgős és lényeges változásokat megvalósítani. A zöld területek növelése mind Budapesten, mind Miskolcon szükségszerű lenne, de ennek ingatlan tulajdonjogi és kisajátítási akadályai vannak. A közlekedés okozta emissziót a tömegközlekedés fejlesztésével és vonzóbbá tételével lehetne igazán csökkenteni. Nagyon jó megoldásnak ígérkezik ezek megvalósítása után a külvárosban épített őrzött parkolók, ahonnan tömegközlekedéssel, a nyugaton általános P+R rendszerrel lehetne továbbutazni. Budapesten némi javulás várható, ugyan is 2012. júliusában adták át az M0-s autóút 6,6 kilométeres, kiszélesített szakaszát az M7-es és az M6-os autópályák között, amely tehermentesíti a főváros sűrűn lakott belső területeit az átmenő forgalomtól.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS "A Tudományos Diákköri Dolgozat a TÁMOP‐4.2.1.B‐10/2/KONV‐2010‐0001 jelű projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg"

42

Irodalmi jegyzék [1] . Dr Anton Attil: Borián György; Dr. Forgács József: Környezettechnika II Környezetgazdálkodási Intézet 2001 [2] http://hu.wikipedia.org/ [3] http://tiszta.levego.hu/szennyezoforrasok.html [4] http://www.lelegzet.hu/archivum/2004/01/index.html [5] http://www.met.hu/eghajlat/ [6] http://www.kvvm.hu/olm/info.php [7] http://www.kvvm.hu/olm/info.php?id=6 [8] Pálinkás Lajos; Szepesi Dezső; Várkonyi Tibor: A levegő tisztaság védelme BME 1975 [9] Imreh József: Miskolc Budapest, 1979, [10] Woperáné Serédi Á., Szűcs István: Levegőtisztaság-védelem a tüzeléstechnikában; Miskolci Egyetem Tüzeléstani Tanszék 1994 [11] Szűcs István, Woperáné Serédi Ágnes: Levegőtisztítás, Miskolci Egyetem 2001 [12] Várkonyi Tibor, Cziczó Tibor: A levegőminőség vizsgálata; Műszaki Kvk. Budapest 1980 [13] Hertelendi Péter, Nagy Sándor, Pál E. Tamásné: Levegőtisztaság-védelem 1989