A környezetvédelem alapjai – mozgások a környezetben Néhány hasznos referencia – fogalom-meghatározások, példák, érdekességek • Tombácz E., Magyar E., Jakab A.: A környezeti hatásvizsgálatok általános ismérvei (Jegyzet a Debreceni Egyetem „Környezeti hatásvizsgálat manager” posztgraduális képzéséhez – 2003.) • http://www.kvvm.hu/szakmai/karmentes/kiadvanyok/karmkezikk2/index.htm • http://www.epa.gov/highgwp/sources.html • http://www.kvvm.hu/szakmai/hulladekgazd/tervezes_seged/veszhullos/F3fug gelek_balazs.htm
1
Referenciák
2
A környezetvédelem szabályzása Jogszabályok, hatósági rendszer Magyarországon • 1995. évi LIII. törvény a környezet védelmének általános szabályairól; • 1996. évi LIII. törvény a természet védelméről • az ezeket módosító 2004. évi LXXVI. törvény • 314/2005. kormányrendelet a környezeti hatásvizsgálati és az egységes környezethasználati engedélyezési eljárásról • Irányítás: Vidékfejlesztési Minisztérium – Környezetügyért Felelős Államtitkárság • Hatóságok: 10 Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség + Országos K.T.V. Főfelügyelőség (Első- és másodfokú döntéshozatal) 3
A környezetvédelem alapjai – mozgások a környezetben Változások (anyag és energia hely- és időbeli megváltozása) a környezetben Alapfogalmak Mozgásformák - a változások folyamatai A folyamatok követése = mérések, modellek felállítása Környezetvédelem: az emberi tevékenység által előidézett kedvezőtlen fizikai, kémiai vagy biológiai változások megakadályozása, ellensúlyozása Kedvezőtlen változás: a dinamikus egyensúlytól való 4 tartós eltérés
Változások (mozgásformák) a környezetben Alapfogalmak Környezeti elemek = alaprendszerek – Levegő – Felszíni vizek (folyók, tavak) – Talajvíz – Talaj, kőzet – Élővilág, ökorendszerek (szárazföldi és folyóvízi ökorendszerek) – Épített települési környezet – Táj, komplex természeti környezet 5
Változások (mozgásformák) a környezetben Alapfogalmak Szennyezés (szennyeződés, kontamináció): A környezeti elemek (rendszerek) előnytelen összetétel-változásával és minőségromlásával járó, azt okozó tevékenység, jelenség vagy anyag. A biológiai anyagoknak (kórokozók, fertőző anyag) tulajdonítható, a kórokozók szaporodásával járó és így terjedő szennyezést fertőzésnek nevezzük. A szennyeződés következményeként kialakult állapot a szennyezettség. 6
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben Alapfogalmak Hulladék Olyan anyag vagy energia, amely a mindennapi élet, munka és gazdasági tevékenység (termelés vagy fogyasztás) során keletkezik, a keletkezése, megjelenése helyén haszontalan vagy felesleges, és veszélyeztetheti vagy károsíthatja az ember egészségét és környezetét.
7
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Hulladékok (folytatás) - Eredet szerint: termelési hulladék (60-80 %), fogyasztási hulladék (települési, kommunális hulladék) - Fajta vagy összetétel szerint: o Hulladékanyag < > hulladékenergia (hő, zaj, fény stb.) o Szerves (és biológiai) hulladék < > szervetlen hulladék o Mesterséges anyagok < > természetes anyagok megváltozott mennyisége
Magyarországon jelenleg évente mintegy 120-130 Mt hulladékanyag keletkezik. A szennyeződött környezeti elemek (pl. szennyezett talaj) is 8 hulladékoknak tekinthetők.
A környezet állapotának változásai Hatótényezők + környezeti elemek és rendszerek (hatásviselők) = hatások Hatások általános minősítése: Megszüntető Károsító Terhelő Elviselhető Semleges Javító Értékteremtő 9
A környezet állapotának változásai Hatások megjelenése, leírása • a „kontroll” állapotjellemzőtől való eltérés mértéke; • határérték, határpont meghaladása; • a hatás térbelisége; • a hatás időbelisége; • a folyamatok visszafordíthatósága - a káros/kedvezőtlen hatásfolyamatok megakadályozásának, csökkentésének lehetősége; • az érintett vagy veszélyeztetett értékek ritkasága, illetve pótolhatósága; • az ember, mint végső hatásviselő érintettségének típusa, jellege, mértéke; • a jövő nemzedékek szempontjai (pl. biodiverzitás, génkészletek csökkenése, lassan bomló anyagok kibocsátása, kumulálódó szennyezések, terhelések); • a becslések megbízhatósága. 10
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak A változás (környezetszennyezés) fő folyamatai – térben és időben: Kibocsátás (emisszió) – a szennyezés keletkezési helye, forrása A szennyezés terjedése (migráció) – környezeti közegek, mozgásformák A szennyezés hatása (immisszió = behatolás) – egyes környezeti elemek (ember) tartós, káros átalakulása 11
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Emisszió - Energia-kibocsátás (hő, rezgés, töltés, fény stb.) - Mesterséges = a természetben elő nem forduló anyagok kibocsátása - Természetes anyagok környezeti eloszlásának megváltoztatása (por, víz stb.) Az emissziót és az immissziót a migráció kapcsolja össze. Az emisszió és az immisszió között anyag- és energiamérleg állítható fel. A biológiai változások különleges mozgásformák! 12
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Migráció - A mozgás iránya az emisszió helyétől az immisszió területe felé mutat – a szennyezés hígulása az általános jelenség, bár egyes folyamatok dúsulásra vezethetnek. (koncentráció – lásd a továbbiakban) - A migrációban legalább két komponens : a szennyezés és a közeg kapcsolata jelenik meg. - Az állapotváltozásokat extenzív és intenzív mennyiségek jellemzik. Extenzív jellemzők: értékük a mennyiséggel növekszik (darabszám, tömeg, térfogat stb.) Intenzív jellemzők: értékük a mennyiségtől független (fizikai állapotjelzők, kémiai állapotjelzők). 13
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Migráció (folytatás) A komponensek egymáshoz képesti mennyiségét kifejező intenzív mennyiség: koncentráció a meghatározás előfeltétele a minőség ismerete
c m ,i =
m
i
k
∑
m
i=1
c
V ,i
=
V
Tömegtört (tömegszázalék) i = a vizsgált komponens minősége
i
Térfogattört (térfogatszázalék)
i
k
∑
i=1
V
i 14
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Migráció (folytatás) – kémiai koncentrációfajták
c n ,i =
ni k
∑
i =1
ni
mi ni = Mi
móltört (mólszázalék) n : mólszám, az adott komponens kémiai alapegységeinek (atomjainak, molekuláinak, ionjainak) darabszáma mólok száma: az adott komponens tömegének és egy alapegység tömegének hányadosa
15
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Migráció (folytatás) - koncentrációfajták Az Avogadro-szám (Loschmidt-szám) = a 12-es tömegszámú szénatomok száma 12 gramm (0,012 kg) 12-es tömegszámú szénben. Egy mól bármely anyag Avogadro-számnyi kémiai alapegységét jelenti. NA≈ 6,022 .1023 darab/mól
c M ,i =
n
i
k
∑
i =1
Vi
ni = V
molaritás: egy komponens móljainak száma a közeg (a teljes anyagmennyiség) térfogatában [mól/m3] 16
Változások (anyagi mozgásformák) a környezetben - alapfogalmak Immisszió – a hatást a változás alanya = a hatásviselő szenvedi el o Fizikai hatások, következmények (pl. halmazállapot-változás, nyomásváltozás – jéghegyek olvadása) o Kémiai hatások, következmények (pl. felületi és térfogati reakciók – kőzetek eróziója, víz- és levegőminőség romlása) o Biokémiai és biológiai hatások, következmények (pl. sejtpusztulás mérgeződéstől, kórokozók szaporodása) 17
A környezetszennyezés folyamatai Kibocsátás (emisszió) - időben és térben Időbeli eloszlás: folyamatos kibocsátás (helyfüggő lehet!) rendszeres (normális) tevékenységek eredménye (pl. közlekedés, ipari üzemek, mezőgazdaság, energiatermelés) szakaszos (alkalomszerű) kibocsátás időszakos, véletlen, nem tervezett tevékenységek, események eredménye (üzemzavarok, balesetek, természeti csapások, szándékos károkozás)
18
A környezetszennyezés folyamatai Kibocsátás (emisszió) időben és térben Térbeli eloszlás: Kiterjedt források (a kiterjedés időfüggő lehet!) a forrás méretei nem határozhatók meg, illetve olyan nagyok, hogy a méretek nem befolyásolják a terjedést (pl. városi közlekedés, rothadás tengeri és tavi iszapban – ez a folyamat miért tartozik a „környezetvédelem” tárgykörébe?) Lokalizált források a kibocsátás geometriai koordinátái jól meghatározhatók (pl. kémények, kifolyási csatornák, balesetek helyszíne) 19
A környezetszennyezés folyamatai Kibocsátás (emisszió) részletes jellemzése: általános és specifikus adatok Forrástag (source term) = kibocsátott szennyezés ≤ Anyagleltár (Inventory) = kibocsátható szennyezés Időbeli eloszlás (általános sajátosság – a komponensekre egyformán jellemző) Térbeli eloszlás (általános sajátosság) Részletes fizikai jellemzők (kibocsátási forma: anyag- és/vagy energiaáram, állapotjelzők: halmazállapot, hőmérséklet, nyomás, homogenitás) - általános és specifikus adatok Kémiai jellemzők (minőségi és mennyiségi összetétel; homogenitás; fő- és mellékkomponensek) – specifikus adatok Biológiai jellemzők: fajok, fajták minősége és mennyisége Stabilitás: a forrástag érvényességi korlátai (bizonytalansági mutatók) 20
A környezetszennyezés folyamatai Kibocsátás (emisszió) vizsgálata, a beavatkozás lehetőségei Mérés (valamennyi előbb felsorolt jellemző adat meghatározása – fizikai adatok, kémiai összetétel, biológiai adatok – különbözik a migráció és az immisszió méréseitől: a szennyezés még elkülönül a környezeti közegtől) Modellezés (pillanatszerű vagy időben kiterjedt emisszió: nem minden adat mérhető, a beavatkozás tervezésének meg kell előznie a „bajt”, ezért szükséges a modellezés – különbözik a migráció és az immisszió modellezésétől) Beavatkozás (kibocsátható mennyiség csökkentése, minőség módosítása, idő- és térbeli sajátosságok átalakítása – különbözik a terjedés és a hatás befolyásolásától) 21
A környezetszennyezés folyamatai Kibocsátás (emisszió) kezelése Szabályozás - Kibocsátási korlátozások rendszere – határértékek (extenzív és intenzív mennyiségek, pl. kifolyó víz hőmérséklete, porkoncentráció a kibocsátható légáramban, egy év alatt kibocsátható szennyvíz térfogata, egyes komponensek tömege, térfogata és/vagy koncentrációja a kimenő anyagáramban) A kibocsátási korlátok azonban csak a migráció és az immisszió jelenségeinek figyelembevételével adhatók meg! Számításukhoz, meghatározásukhoz ismerni kell A káros hatásokat (immisszió) A környezeti hígulás mértékét (transzmisszió/migráció) 22
