Környezetvédelem (KM002_1)

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem

Környezetvédelem (KM002_1) 3b. Az antropogén légkörszennyezés globális folyamatai 2008/2009-es tanév I. félév Dr. Zseni Anikó egyetemi docens SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki Tanszék

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem Az

üvegházhatás

• a légkört alkotó gázok különböző mértékben verik vissza ill. nyelik el a Napból érkező sugárzást • a felszínre érkező sugárzás felmelegíti a talajt, ami hosszú hullámú hősugárzásként visszasugározza az elnyelt energia egy részét (a Föld infravörös kisugárzása), ezt a légkör egyes nyomgázai (üvegházgázok) elnyelik, majd kisugározzák • ⇓ hőtöbblet keletkezik, a felszínhez közeli hőmérséklet megnő • ezen üvegházhatás nélkül 33°C-kal alacsonyabb (-18°C) lenne a Föld átlaghőmérséklete • a légköri gázok mennyisége, aránya befolyásolja a sugárzás visszaverését, elnyelését, átalakulását ⇒ törékeny egyensúly!

1

Széchenyi István Egyetem


A fontosabb üvegházhatású gázok szerepe és antropogén hatású változása (a vízgőz nélkül) (Mika J. 2002 és Environmental Health Center adatai)

Üvegházhatású gáz

CO2

CH4

N2O

freon-11 freon-12

Koncentráció az iparosítás előtt

278 ppm 700 ppb 275 ppb

0

0

Jelenlegi koncentráció (1998)

367 ppm

1745 ppb

314 ppb

268 ppt

132 ppt

0,4

0,4

0,03

-0,5

4,0

1

23

296

4600

1700

Légköri tartózkodási idő (év)

50-200

8-12

120

45

12

Szerep az üvegházhatásban (%)

50

19

4

Évenkénti növekedés (%) Hatékonysági potenciál (CO2=1)

15

2

Széchenyi Környezetvédelem István Üvegházhatású Egyetem

gázok

• Vízgőz: a legjelentősebb hatalmas mennyisége alig emberfüggő, de! a növényzet és a felszín átalakítása, öntözés, jéggel borított felszínek változása stb. ⇒ nőhet az emberi befolyásoltság

• • • • • • • •

CO2 metán (CH4) dinitrogén-oxid (N2O) felszínközeli ózon freonok szén-monoxid metil-kloroform szén-tetraklorid


3



4

Széchenyi Környezetvédelem István A Föld Egyetem

üvegházhatásában bekövetkezett változások következményei

• a Föld sugárzási egyenlegének megváltozása • a légkör felmelegedése, tengervíz felmelegedése • változások a csapadékban • a jeges területek változásai • globális klímaváltozás • éghajlati katasztrófák? • sivatagok előretörése • az El Niño jelenség erősödése

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A légkör

és a tengervíz felmelegedése

• utóbbi 150 év: 0,6°C az alsó légkör átlaghőmérsékletének növekedése • tengerek felszíni vize 1860-tól 2000-ig: kb. 0,8°C-kal melegebb

• 1866 óta folyamatos mérések: a legmelegebb évek „toplistáján” az első 14 év az 1979-2002 közötti időszakból kerül ki

5


IPCC: Intergovernmental Panel on Climatic Change = Éghajlatváltozási Kormányközi Testület, az ENSZ 1988-ban hozta létre


A globális felmelegedés illusztratív SRES-forgatókönyvei (Special Report on Emission Scenarios)

6


A felszínközeli hőmérséklet változása a különböző szcenáriók alapján: 2071-2100-as átlag mínusz az 19611990-es átlag

Hartmut Grassl 2006

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem Tengerfelszíni

hőmérsékletváltozás

3 adatközpont alapján

Hartmut Grassl 2006

7

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem Az 1978 és 2002

közti éves tengerfelszíni hőmérsékleti átlagok változása

Hartmut Grassl 2006

Széchenyi Környezetvédelem István A légkör Egyetem

felmelegedése (folyt.)

¾ klímaváltozások voltak a múltban is, pl: • jégkorszakok: – 22-27 ezer éve (würm jégkorszak utolsó hidegmaximuma) a Kárpát-medencében mínusz 2-3°C évi középhőmérséklet, -12°C januári, 10-12°C júliusi középhőmérséklet – de a Föld átlaghőmérséklete csak 4-5°C-kal volt hidegebb!! – a változások trendje pedig a jelenlegi tizede, ötvenede! • 5 ezer éve (atlanti fázis): 5°C-kal melegebb a mainál a Kárpátmedencében • 7-12. szd.: meleg időszak • 15-17. szd.: „kis jégkorszak”: a Föld átlaghőmérséklete csak 1°C-kal csökkent!

8

Széchenyi Környezetvédelem István Az éghajlatváltozás Egyetem

trendje Közép-Európában 800-2000

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A légkör

felmelegedése (folyt.)

Előrejelzések: akár 6°C-kal is növekedhet a Föld átlaghőmérséklete a 21. sz. végére

Csak természetes folyamatok állnak a háttérben, vagy antropogén hatások is?

9


A csapadékban bekövetkezett változások 1900 óta

• a magas északi szélességeken nő az évi csapadék mennyisége • a téli csapadékmennyiség növekedése a közepes északi szélességeken • a szubtrópusok nyári szárazsága északi irányba kitolódott • a félszáraz szubtrópusi területeken több aszályos időszak • az egy alkalommal lehullott csapadék mennyisége nőtt szinte minden területen, kivéve, ahol a csapadék teljes mennyisége drasztikusan lecsökkent • gyakoribbak a hirtelen árvizek

Széchenyi

AIstván Föld átlagos évi csapadékmennyiségének változása (%-ban) Egyetem az 1961-1990 közti időszak átlagához viszonyítva

Hartmut Grassl 2006

10


A csapadékmennyiség relatív változása (%) a 2071-2100 közti időszakban az 1961-1990-es időszakhoz képest, januárban és júliusban

Hartmut Grassl 2006

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A jeges

területek változásai

• a globális felmelegedést alátámasztó jelenségek leginkább a hideg területekhez kötődnek • 1950 óta 10-15%-kal kevesebb a tavaszi és nyári tengerjég kiterjedése • a tengerjég kiterjedése 1979 óta évtizedenként 3%-kal csökken • az Antarktisz körül nincs jelentős tengerjég-csökkenés • 2000: ENSZ konferencia (Lyon): a sarki tengerek jege átlagosan 40%-kal vékonyabb és 6%-kal kevesebb területet takar, mint 1981-ben • orosz Jamal jégtörő: 1,5 km átmérőjű szabad vízfelületet talált az É-i sarkon

11

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A jeges

területek változásai

• 1960-as évek vége óta globálisan 10%-kal csökkent a szárazföldi jégtakaró • É-i félgömb: 2 héttel csökkent a tavak, folyók jégborítása • hóhatár emelkedik (pl. Svájc: 100-300 m/néhány évtized) • a gleccserek visszahúzódása az egész Földön megfigyelhető (kb. 40 cm az 1990-es években) • Észak-Amerikában és Európában jelentősen csökkent a hóval borított napok száma


12

Széchenyi Környezetvédelem István A jeges területek Egyetem

változásai (folyt.)

• a Hudson-öböl jege már május első hetében olvad (korábban: jún. közepe) ⇒ jegesmedvéknek kerülniük kell, gyakrabban tévednek lakott területekre + jégtáblákról vadásznak, ezért ezek csökkenése veszélyezteti a zsákmányszerzésüket

• Alaszka, Szibéria, É-i sarkkör: talajfagy tartós csökkenése ⇒ házak, utak megsüllyednek, csővezetékek stb. veszélybe kerülnek • a felengedő területeken az élővilág is megváltozik


13

Széchenyi Környezetvédelem István A jeges területek Egyetem


¾ A felmelegedés az É-i sarkot jobban érinti, mint a D-it, sőt, az Antarktisz jégtömege növekszik! Okok: • szárazföldi, vastagabb jégtakaró • itt nincs alulról melegítő hatású víz • évi középhőmérséklet: -49, -56°C: ha néhány fokot melegedik a levegő, még nem indul meg az olvadás • de!: melegebb levegő több vízgőzt tud befogadni ⇒ több hó esik ⇒ vastagszik a jégtakaró ⇒ növekvő tömege miatt jégtömbök szakadhatnak le (jégborjadzás) • az óceáni megnövekedett párolgásból az Antarktiszon lehullott csapadék tengerszintet csökkentő hatása valószínűleg nagyobb, mint a jégborjadzásból eredő tengerszintnövelés

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A jeges területek


¾ a változások még nem jelentettek nagy hatást a világtenger szintjére ¾ a tengerszint emelkedéséről eltérő vélemények és adatok: • A; 20. sz.: 1-2 mm/év emelkedés → 100 év alatt: 10-25 cm-t emelkedett a világtenger szintje (ebben a melegebb víz kisebb sűrűsége is benne van!): 50 millió embert veszélyeztet • B; 1910-1990 között kb. 4-6 cm (IPCC): 9 gleccserek olvadásából: +2 cm 9 hőtágulás miatt: +6 cm 9 Grönland szegélyéről: +0,2 cm 9 Antarktiszról: -2 cm

14


A világtenger szintjének emelkedése a műholdas mérések alapján és az IPCC előrejelzése A tengerszint a vártnál gyorsabban emelkedik! Hartmut Grassl 2006

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A jeges területek


• A 21. sz-ban katasztrofális jelenségek bekövetkezése nem valószínű (bár…) • Bizonytalanságok, esetleges távlati gondok: 9 a tengerszintre sok tényező hat: jég- és hótakaró olvadása, csapadék, párolgás, szélsebesség, szélirány, tektonikus mozgások 9 a melegebb víz nagyobb térfogatú (ha az Atlantikumban egy 200 m-es rétegű víz hőmérséklete +1°C-ot nő, 10-20 mm emelkedés) (a víz térfogati hőtágulási tényezője 18 °C–on β=0,00013 / °C) 9 Ny-antarktiszi tenger alatti jégmező (Ross-jég) esetleges leszakadása és olvadása ⇒ 7 m-es emelkedés 9 Grönland-környéki tengeri jégmezők megolvadása (kb. 1000 éven keresztül 5,5°C többlet kellene hozzá) ⇒ 3 m-es emelkedés

15

Széchenyi Környezetvédelem István Broecker-féle Egyetem

óceáni szállítószalag

• Az elmúlt 110 ezer év klímájáról a grönlandi jégtakaróba mélyített fúrások pontos információkat szolgáltattak (jégbe zárt levegő 16O/18O aránya alapján) • ⇓ az éghajlati ingadozások gyorsabbak és gyakoribbak voltak, mint gondoltuk • „the oceanic conveyor belt” (Broecker-féle szállítószalag): a nagy óceáni medencék közt egy folyamatos – felszíni és mélytengeri – áramláskör • 20 millió m3/sec vízszállítás (100 Amazonas vízhozama!) • 5-10°C-os pozitív hőmérsékleti anomáliát okoz az Észak-Atlanti térségben • az éghajlati változások oka: vélhetően az áramlásrendszer leállása majd újraindulása


16


sötétkék: hideg víz, világoskék: meleg víz forrás: http://oceancurrents.rsmas.miami.edu/ocean-gyres.html

Széchenyi Környezetvédelem István Broecker-féle Egyetem


• a szállítószalag az óceánvíz változó hőmérséklete és sótartalma alapján működtetett (termohalin) áramlás • Észak-atlanti áramlás: Izlandnál még 12-13°C-os, majd párolgás és légáramlatok miatt 2-3°C-ra hűl, sótartalma megnő ⇒ sűrűsége megnő ⇒ lesüllyed, D felé áramlik tovább ⇒ Atlanti-, Indiai-óceán D-i medencéje ⇒ Csendes-óceán: hideg víz a felszínre kerül ⇒ Nyra haladva, felmelegedve zárja a rendszert

• a legkritikusabb az Észak-Atlanti térség: kis sótartalomkülönbség mellett buknak mélybe a vizek ⇒ ha valamilyen édesvíz-utánpótlás felhigítja az óceán vizét ⇒ leállhat az áramlás

17

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem Broecker-féle


Mi csökkentheti a sótartalmat? 1.: a növekvő csapadékmennyiség 2.: a térségbe közvetetten vizet juttató kanadai és szibériai folyók nagyobb vízhozama 3.: az arktikus területek olvadása jégtakaró elolvad ⇒ a sótartalom csökken ⇒ sűrűség nem nő meg ⇒ nem süllyed le a hideg víz ⇒ leáll a szállítószalag ⇒ csökken a térség hőmérséklete ⇒ leáll a sarki jégtakaró olvadása ⇒ újra megnő a sótartalom ⇒ elindulhat az áramlás

Ha bekövetkezik az óceáni szállítószalag leállása, akkor azt gyorsan követi az éghajlat megváltozása!


• 8200 évvel ezelőtt hirtelen lehűlés: 200 év alatt kb. 5°C-ot csökkent a középhőmérséklet • valószínűleg egy óriási édesvíztömeg kiáramlása indította el a jelenséget, amely leállította az óceáni szállítószalagot • a jégkorszak végén az É-Am-i kontinensen felgyűlt hatalmas jégtömegek olvadásából egy óriási tó jött létre (Agassiz-tó: 2x nagyobb, mint a Kaszpi-tó), É-on jég határolta • Hudson-öböl felé kezdett el kiáramlani a tó vize a jég alatt (szubglaciális vízkiáramlás) • kb. egy év alatt kiáramlott (5-10 millió m3/sec!) • ⇓ termohalin cirkuláció legyengült • ⇓ lehűlés

18

Széchenyi Környezetvédelem István Lesz globális Egyetem

klímaváltozás?

Téves nézetek a globális felmelegedésről: • fokozatosan megy végbe • a melegedés az éghajlati övek fokozatos (de jellegében változatlan) átrendeződésével jár Nem így lesz! A lassú változások minőségi változásokba csaphatnak át lásd a Broecker-féle szállítószalag elve


A napfény erősségének csökkenése

• Izrael: 22%-os napfény-gyengülés az 1950-es és az 1990-es évek között • Németország; Antarktisz (9%), USA (10%), Oroszország (30%), Nagy-Britannia (16%)

? • Golbális felmelegedés

19


Global Dimming

• Ausztrália: a vízpárolgás sebessége ugyanebben a 30 évben szintén csökkent • A párolgás függ: - a napfény erősségétől - a relatív páratartalomtól - a hőmérséklettől


Global Dimming

• A Maldív-szigetek északi (szennyezett levegőjű) tagjainak a levegőjében 10-szer annyi lebegő részecske van, mint a déli (tisztább levegőjű) tagjaiéban • A 3 km-es levegőréteg 10%-kal csökkentette a napsugárzás erejét, ellentétben az addig feltételezett 1%-kal

20


Global Dimming

• A lebegő részecskék részben elnyelik a fényt, részben – felhők kondenzációs magjaiként működve, a köréjük lecsapódott vízzel együtt – türköként visszaverik • A szennyezett felhő több, de kisebb vízcseppből áll – „jobb” tükör


Global Dimming

• A szennyezett felhők megváltoztathatják a hőmérsékleti viszonyokat és a csapadékeloszlást • É-Amerika és Európa szennyezett levegője miatt az É-i félgömb óceánjai lehűlnek, és a csapadéköv délebbre vándorol ( Száhel)

21


Global Dimming

• Európa: a levegő tisztulóban van • a visszaverés csökken • erősödik a felmelegedés (kondenzcsíkok) (2003: portugál tüzek, francia hőség, az Alpok gleccserei olvadnak stb.) • Ha csökkentjük a GD-et, erősödik a GW!


Global Dimming – Global Warming üvegházhatás

GD

GW

melegedés hűlés

22


Global Dimming

• Alábecsültük az üvegházhatást – a globális hőmérséklet kétszer olyan sebességgel növekedhet: • 2030 – 2 oC Grönland jege felolvad (7-8 m) • 2040 – 4 oC Az Amazonas-medence pusztulása

CO2 • 2100 – 10 oC

az északi metán-hidrát instabillá válik

CH4

Széchenyi Környezetvédelem István Az éghajlat változásának Egyetem

előrejelzése

¾ az éghajlati előrejelzések modellezése korlátolt: • a számítógép-kapacitás kevés: több ezer matematikai egyenlet megoldása + térbeli felbontás nem lehet kellően finom (150-350 km) • a modellek bemenő paramétereinek egy része nem ismert: 50100 évre előre az üvegházgázok emissziója, koncentrációja, gazdasági és társadalmi folyamatok alakulása??? (jövő-szcenáriók) ¾ ehelyett éghajlati forgatókönyveket adnak meg „ha…akkor…” jelleggel • jelenleg: 19 globális éghajlati modell a világ 8 legnagyobb nemzetközi kutatóközpontjában, a különböző jövőbeli szcenáriók alapján

23

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A globális

klímaváltozás hazai éghajlati vonatkozásai

• az elmúlt 100 év alatt 0,68°C-os hőmérsékletemelkedés • kontinentális éghajlat ⇒ szélsőséges csapadékeloszlás • trendvizsgálatok: 9 60-80 mm-nyi csapadékmennyiség-csökkenés a 20. sz. során (1967-1994: száraz időszak) 9 csapadékextrémitások növekedtek a Kárpátmedencében a 20. sz. utolsó negyedében


24



Magyarország jövőbeli éghajlatának modellezése

¾ a globális emisszió 4 fő szcenáriójára (jövőképére) kidolgozták az éves és havi középhőmérséklet és a csapadék mennyiségének változásait, 16 globális éghajlati modell bevonásával ¾ a modellek által becsült eredmények: • évi középhőmérséklet: 9 2050-re: (+0,8)-(+2,8)°C 9 2100-ra: (+1,3)-(+5,2)°C • évi csapadékmennyiség változása a maihoz képest: 9 2050-re: (-1)-(+7) % 9 2100-ra: (-3)-(+14) % • csapadék várható évszakos eloszlása: 9 nyár és ősz: mainál szárazabb 9 tél és tavasz: mainál nedvesebb

25


Magyarország jövőbeli éghajlatának modellezése (folyt.)

¾ A modellek becslése szerint összefoglalóan: • éghajlatunk melegedik és szárazodik: eltolódás lehetséges egy félszáraz, mediterrán jellegű klíma irányába ⇒ átlagos évi lefolyás csökkenhet, kisebb tavaink kiszáradhatnak, a mezőgazdaság komoly problémák elé néz • telek: mainál melegebbek és csapadékosabbak ⇒ árvízveszély nő (vízfolyások vízhozama nőhet) • nyarak: mainál melegebbek és szárazabbak ⇒ aszályveszély nő (vízfolyások vízhozama csökkenhet) ¾ Az országon belül: • várhatóan a Sió-Balaton vízgyűjtőterülete és az Alföld a leginkább veszélyeztetett a változás szempontjából: enyhe melegedés, csapadék nyáron csökkenő, télen növekedő


A globális felmelegedés hatására valószínűsíthető változások hazánk éghajlati elemeiben (az IPCC adatai alapján Mika J. 2002) globális +0,5°C hőmérsékletváltozás

+1°C

+2°C

+4°C

hőmérséklet a nyári félévben

+1,0°C +1,3°C

+2,0°C

+4,0°C

hőmérséklet a téli félévben

+0,8°C +1,7°C

+3,0°C

+6,0°C

bizonytalan

+40-400 mm

évi csapadék

-40 mm

-66 mm

26

Széchenyi Környezetvédelem István Az éghajlatváltozás Egyetem

egyéb hatásai

¾ Egészségi hatások: • direkt hatások: extrém időjárási helyzetek (pl. hőhullám) • növény- és állatvilágra gyakorolt éghajlati hatások, amelyek az emberi egészségre is hatnak: 9 allergén növényfajok pollentermelése: melegedés ⇒ korábban virágozhatnak 9 állati közvetítők által terjesztett betegségek: a melegebb időjárás elősegítheti szaporodásukat (pl. szúnyogok a trópusokon) rágcsálók, kullancsok áttelelését az enyhébb tél segítheti • klímaváltozás okozta jelenségek (árvíz, vihar stb.) által kiváltott egészségi hatások ⇒ sérülések, fertőzések, táplálkozási, pszichológiai stb. hatások

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem Az éghajlatváltozás

egyéb hatásai

¾ hatása a felszíni vízfolyásokra és tavakra: vízgyűjtőterületen bekövetkezett hőmérséklet- és csapadékváltozásoktól függően ¾ hatása a mezőgazdaságra: nem egyértelmű tendenciák • növényenként változó hőm., nedv., CO2 stb. -igény és ezek változására bekövetkezett válasz ⇒ egyes haszonnövényeknek kedvező, másoknak kedvezőtlen változások (földrajzi szélességtől is függően) • a talaj nedvességtartalma is változik • Mo-on valószínűleg nő az öntözővízigény ¾ hatása az erdőkre • fafajok migrációja lassú, gyors környezeti változásokat (hőm. emelkedés, csap.-változás) nem tudja természetes módon követni • Mo-on a hőm. emelkedés és csap. csökkenés esetén az erdős sztyepp a zonális erdők rovására terjeszkedne

27

Széchenyi Környezetvédelem István A sivatagok Egyetem

előretörése

• a légkör felmelegedési folyamatainak környezeti problémái elsőként a sivatagi (<200 mm éves csapadék) és félsivatagi (200400 mm) területeken jelentkeztek • érintett a szárazföldek területének ¼-e (minden kontinensen, kivéve Európát), kb. 1 milliárd fő • arányában Afrikában a legsúlyosabb a helyzet: a lakosság 2/3-a száraz területen él • 20. sz. utolsó harmada: 6 millió ha/év vált sivataggá, további 21 millió ha mezőgazdasági célra hasznosíthatatlanná • Száhel övezet száraz időszakai: 1910-1915, 1948-1949, 19681973, 1982-1985, 1990-1992 • hőmérsékleti egyenlítő délebbre kerül: a csapadékot hozó légtömegek nem jutnak el elég északra (2-3 szélességi fokkal is csökkenhet a hatásuk)


28


Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A sivatagok

előretörése (folyt.)

A sivatagosodás nem egyszerűen csak természeti jelenség, hanem természeti-társadalmi-gazdasági folyamatok együttes következménye • Afrika: 1910-es évek nagyobb szárazsága: nem okozott akkora éhínséget, mint az 1970 utániak • szegényes vegetáció egy környezeti hatásokra nagyon érzékeny tájon ⇒ évszázadok óta nomád, félnomád gazdálkodás ⇒ korábban a népesség követte a csapadékos öv évszakos változását • de a Szahara déli határterületein a lakosság megtelepedett ⇒ állandó mezőgazdasági tevékenység ⇒ népességnövekedés ⇒ nagyobb állatállomány szükséges ⇒ túllegeltetés ⇒ defláció ⇒ a növényzet nem tud újra visszatelepülni + erdőirtás + helyi háborúk környezetromboló hatása ⇒ Szahara előrenyomulása

29

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A sivatagok

előretörése (folyt.)

• törékeny ökológiai egyensúlyú területeken nem megfelelő gazdálkodás + éghajlati változások ⇒ a kis termékenységű területekre benyomul a sivatag ⇒ az egyre kevesebb és terméketlenebb földet mind jobban igénybe veszik ⇒ fokozódó éhínség, népvándorlás, helyi háborúk • legfrissebb adatok: a Szahara visszahúzódott egy széles sávban Mauritániától Eritreáig, mintegy 6000 km hosszan ok: csapadékosabb időjárás + helyenként vízmegtartó és talajvédelmi programok a segélyszervezetek támogatásával

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem Egyezmények

az üvegházhatású gázokról

¾ 1992. Riói Konferencia: ENSZ Éghajlatváltozási Keretegyezmény (1994-ben lépett hatályba): • mára az EU + 188 állam csatlakozott hozzá • jogilag nem kötelező érvényű vállalás: a CO2-kibocsátás stabilizálása az 1990-es szinten 2000-ig • USA: ezt elutasította • fejlődő országok: gazdasági fejlődésüket látták veszélyeztetve • ha minden fejlett állam betartaná a vállalását, akkor is tovább nőne a CO2 mennyisége • a növekedés megállításához szükséges: az összes antropogén kibocsátást több mint felére kellene csökkenteni

30

Széchenyi Környezetvédelem István Egyezmények Egyetem


¾ Kiotói Jegyzőkönyv (elfogadva: 1997) • jogilag kötelező formában az országok kibocsátás-szabályozási kötelezettségvállalásai • mára több mint 120 ország csatlakozott • Mo: 2002-ben ratifikálta (2008-2012: -6%) • a kibocsátáscsökkentés bázisidőpontja általában 1990 • emissziós korlátozások: CO2, CH4, N2O, HFC-k (fluorozott szénhidrogének), PFC-k (perfluorkarbonok), SF6 (kén-hexafluorid) • CO2-egyenértékre számolják át őket (global warming potencial) • kiskapuk, felmentések (egyes országok csak növekedés-korlátozást, szintentartást vállaltak) • (csak akkor léphetett életbe, amikor a csatlakozó országok összes kibocsátása elérte a káros gázok kibocsátásának 55%-át) • 2005. február 16-án életbe lépett

Széchenyi Környezetvédelem István Egyezmények Egyetem


¾ A kiotói jegyzőkönyv rugalmasságai: • időbeli rugalmasság (5 év átlagában kell teljesíteni) • emissziós rugalmasság (a 6-féle gáz belső emissziós arányai változhatnak, teljes emissziós értéket kell betartani) • nyelők kérdése (CO2 lekötése által is elérhető az emissziócsökkentés, pl. „erdők” (faültetvények) telepítésével) • együttes megvalósítás és emissziós kereskedelem (konkrét vállalást tett országok között: ha egy ország a másikban emissziót csökkentő beruházást végez, annak egy részét saját eredményként elismertetheti; kereskedelem tárgya is lehet a kibocsátás) • tiszta fejlesztési mechanizmus (vállalást nem tevő országokban emissziót csökkentő beruházás saját eredményként elismertethető)

31


Széchenyi Környezetvédelem István Az ozonoszféra Egyetem

(ózonpajzs) sérülése

• O2 ↔ O3 egyensúly • ózontartalom mérése: Dobson egység • 1 Dobson = normál nyomáson, tengerszintre vonatkoztatva a légréteg ózontartalma 0,01 mm-nek felel meg (Földi átlag: 300 Dobson = 1 ppb) • az ózonképződés az UV-sugárzástól függ: fő keletkezési helye a trópusi területek feletti sztratoszféra • a légköri áramlások azonban elszállítják É-ra és D-re • trópusi területek felett: 250-260 Dobson • Északi-pólus felett: 440 Dobson • Déli-pólus felett: 300 Dobson (domináns Ny-i szelek az 60-60 szélességi foknál korlátozzák eljutását az Antarktiszig)

32


forrás: http://toms.gsfc.nasa.gov/ozone/ozone.html


forrás: http://toms.gsfc.nasa.gov/ozone/ozone.html

33


forrás: www.iup.physik.uni-bremen.de/gome/



34



¾ Sztratoszférikus ózon: • fontos szerep: UV sugárzás szűrő hatása • csökkenő koncentráció ¾ Troposzférikus ózon: • napsugárzás és szennyezőanyagok kémiai reakciói által képződik, de káros a jelenléte (ld. pl. Los Angeles típusú szmog) • növekvő koncentráció


35


A sztratoszférikus ózoncsökkenés egészségügyi hatásai

¾ • • • •

bőrre kifejtett hatás: rosszindulatú festékes bőrdaganat (melanóma) leégés fényérzékenység napsugárzás okozta bőrelváltozások

¾ • • •

szemre kifejtett hatások: heveny kötőhártya- és szaruhártya-gyulladás szürkehályog a szem egyes részeinek rosszindulatú daganata

¾ • • •

immunrendszerre kifejtett hatások: a sejtes immunválasz elnyomása fokozott fertőzési fogékonyság latens vírusfertőzések aktiválása (pl. herpesz)

¾ nemcsak az emberek, állatok is megbetegedhetnek



• freonok, halonok, szén-tetraklorid, metil-bromoform, metil-bromid stb. hatására az ózon lebomlik: CFCl3 → Cl (atomos) O3 + Cl (atomos) → O2 + ClO ClO (nem stabil) → Cl + O O + O → O2 Cl (atomos) → újra bonthatja az O3-t • elsőként az Antarktisz felett mutatták ki az ózon koncentrációjának igen nagymértékű csökkenését

36




¾ az ózon bontásában fő szerep: a poláris sztratoszférikus felhők (PSzF) 3 csoportja: • 1. a kondenzációs magokra jég csapódik ki -87°C alatt (pl. gyöngyházfelhők) • 2. lassú lehűlés, igen apró jégkristályok • 3. salétromsav-trihidrát felhők (HNO3•3H2O), már -78°C-on is megjelennek

¾ a PSzF-kben felgyűlnek a klór- és brómvegyületek ⇒ tavasszal felengednek ⇒ UV sugárzás hatására a vegyületek átmenetileg felbomlanak ⇒ az ózont lebontják ⇒ visszaalakulnak ⇒ megmaradva újrakezdhetik a katalizátor szerepüket!

37



¾ Az ózon éves változása a déli pólus közelében: • az ózon maximuma a nyári félév folyamán (dec.-jan.!), 18-23 kmen (-40°C-nál melegebb van a magasban) • ősz-tél: besugárzás csökken, igen lassan csökken az ózontartalom is, 12-15 km felett mínusz 90-70°C ⇒ PSzF-kben megkötődnek a CFC-k • tavasz eleje (szept.!): 220 Dobson körüli az ózon ⇒ a hőmérséklet 15-30 km-en gyorsan emelkedik ⇒ PSzF-kből CFC-k felszabadulnak ⇒ hirtelen, két hét alatt csökken az ózon 120 Dobsonra, majd lassan még tovább csökken, 15-20 km-en teljesen meg is semmisülhet ⇒ nyárhoz közeledve nő a besugárzás ⇒ nő az ózonképződés is ⇒ nyár eleje 250 Dobson körül


„Ózonlyuk” 2002 szeptemberében az Antarktisz felett

38



¾ az É-i pólus közelében: • nincs akkora lehűlés, mint az Antarktiszon ⇒ rövidebb ideig vannak csak PSzF-k ⇒ kevesebb CFC tud megkötődni ⇒ eljutnak a déli területekre is (pedig az É-i féltekén képződik több ózonkárosító anyag!) • 1995-96 telén nagy hideg volt: 45%-os ózonvékonyodást észleltek néhány napig ¾ a legnagyobb „ózonlyuk”: Déli-sark körüli területeken 26 millió km2 1998-ban ¾ az üvegházhatás elősegítheti az ózonréteg vékonyodását, mert a troposzférában bekövetkező melegedés a sztratoszférában lehűlést eredményez (⇒ hosszabb ideig létező PSzF-k)

Széchenyi Környezetvédelem István Ózon-egyezmények Egyetem

• 1985 Bécs: keretegyezmény az ózonkárosító anyagok korlátozásáról ez volt az első átfogó egyezmény, ami egy globális környezeti problémában megállapodásra vezetett, mielőtt annak konkrét káros hatását az emberiség elszenvedte volna • 1987 Montreali jegyzőkönyv: konkrét kötelezettségek: 5 freonvegyület esetében 1986-os szinten való korlátozás, 1993-ig 20%-os, 1998-ig 50%-os csökkentési kötelezettség • 1990 London: metil-bromoform, szén-tetraklorid is korlátozásra kerül, korlátozási határidőket előbbre hoznak • 1992 Koppenhága: halonokat 1994-ig, a többieket 1996-ig ki kell váltani, korlátozandó anyagok köre is bővült (HCFC, HBFC, metilbromid) • 1995 Bécs fejlődő országokra is érvényes határidők • 1999 Peking

39



40


Magyarország

Széchenyi Környezetvédelem István Ózon-eredmények Egyetem

• az egyre szigorodó egyezmények hatására megállt az ózonkárosító anyagok kibocsátásának növekedése, majd a kibocsátás csökkenni kezdett • az „ózonlyuk” mérete és megjelenésének időtartama is csökkenő tendenciát mutat • biztató eredmények: tartós tendencia vagy csak átmeneti? • bizonytalanság: • Kína: fejlődő országként engedményeket kapott, de erőteljes gazdasági növekedés • vulkanizmus: kénvegyületek ⇒ PSzF-k kondenzációs magjaként szolgálnak

41


forrás: www.knmi.nl/gome_fd/tm3/o3hole.html

Széchenyi István forrás: www.knmi.nl/gome_fd/tm3/o3hole.html Egyetem

42




Savas esők

• nem egységes globális probléma, hanem nagy területekre kiterjedő regionális problémák együttese • elsősorban ipari és urbanizált területeken • már a 17. sz.-ban is észlelték, az 1970-es években terjedt el a köztudatban • normál csapadék: pH = 5-6,5 savas eső: pH < 5 Okai: • 60-70 %-ban a kén: égetésekor → SO2 → vízben oldva kénsav (H2SO4) • nitrogén-oxidok oldva: salétromsav (HNO3), salétromossav (HNO2) • klór → HCl (szénfajtákból)

43


Savas esők

• szennyezések hatásterülete: szélirányoknak megfelelően • SO2: 1500-3000 km, NOx: még nagyobb távolságra eljut • Skandináv országok savas esői: javarészt brit szennyezések; Japán savas esői: 1/3-a Kínából • az esőben oldott anyagok mennyisége függ az esőcseppek méretétől, élettartamától, hőmérsékletétől • a felhő savasabb, mint az eső; az eső savasabb, mint a hó; a nyári zivatar savasabb, mint a csendes eső • a hóban a savak felhalmozódhatnak, olvadáskor fejtik ki hatásukat • száraz ülepedéssel is: levegőből kiülepedve, később nedvességgel érintkezve (pl. nyálkahártya) fejtik ki hatásukat


44

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A savas

esők hatásai

¾ közvetett: • tavak pH-ját lecsökkentik ⇒ élőviláguk is kipusztulhat pl. Kanada 300 ezer tavából 14 ezerben a halállomány átalakult a savas esők hatására Svédország 85 ezer 1 ha-nál nagyobb tavából 14 ezer már jelentősen savasodott • talajok elsavanyítása: Ca-, Mg-sók, egyéb tápanyagok kilúgozódhatnak, nehézfémek felvehető állapotba kerülhetnek, talajbaktériumok és férgek elpusztulnak stb. ⇒ a talajon élő élővilág is lassan károsodik pl. Németo.: fenyők, Mo.: lombos erdők károsodása ¾ közvetlen: kiülepedve károsítják a növényeket, építményeket, embert (táplálékláncon keresztül)


45


Széchenyi Környezetvédelem István A savas esők Egyetem

magyarországi hatásai

¾ 1970-es évek végétől: új típusú megbetegedés és gyors ütemű faelhalás: • főleg a hegy- és dombvidékek kocsánytalan tölgy állományaiban • alacsonyabb pH-jú talajokon, nagyobb légszennyezők közelében ¾ ok: savas eső ⇒ talaj savanyodik ⇒ a kocsánytalan tölgy gyökerével szimbiózisban élő mikorrhiza-gombák elpusztultak ⇒ a fa gyökérzete károsodott ⇒ száraz időszakban nem tudott elegendő vizet és tápanyagot felvenni ⇒ ökológiai stressz ¾ kb. 400 ezer ha kritikus mértékben elsavanyodott talajú terület ¾ mezőgazdasági területeken is (savas eső + szakszerűtlen műtrágyázás) ¾ 1980-as évektől csökkenő SO2, NOx kibocsátás ⇒ következményei is enyhülnek

46


A talajok pH-változása néhány hazai erdőterületen (Jakucs P. 1990 alapján)

Széchenyi Környezetvédelem István Egyetem A védekezés

lehetőségei

• energiafelhasználás drasztikus csökkentése • olajok, szenek kéntartalmának csökkentése • technológiai változtatások, új technológiák • szűrőberendezések • savasodást tűrő (növény)fajok • speciális védőbevonatok előállítása, alkalmazása

47

Széchenyi Környezetvédelem István Egyezmények, Egyetem

programok a levegőminőség javítására

• 1979 Genf: egyezmény az országhatárokon átterjedő, nagy távolságokra eljutó légszennyeződésekről (2003-ig: 48 ország és az EU ratifikálta) (időközben folyamatos szigorítások) a savas esőket okozó szennyezőanyagok kibocsátásának csökkentése, adatszolgáltatás, monitorozás • 1985 Helsinki: kénkibocsátások 30%-os csökkentése 1993-ig az 1980-as szinthez viszonyítva • 1988 Szófia: NOx: 1987-es szintet 1994-re nem szabad meghaladni • 1991 Genf: illékony szerves vegyületek (VOC) (fotokémiai szmoghoz járulnak hozzá) kibocsátásának szabályozása

Széchenyi Környezetvédelem István Egyezmények, Egyetem

programok a levegőminőség javítására (folyt.)

• 1994 Oslói Jegyzőkönyv: kénkibocsátások szigorítása • 1998 Aarhus-i Jegyzőkönyv (Dánia): Pb, Cd, Hg emissziójának csökkentése (minél inkább kiváltani a felhasználásukat) Jegyzőkönyv a hosszú élettartamú (perzisztens) szerves anyagok korlátozásáról (szervezetben felhalmozódnak) • 1999 Gothenburgi Jegyzőkönyv (Svédo.): savasodás, eutrofizáció, felszínközeli ózon • 1990-től USA: „savas eső program”: SO2, NOx emisszió csökkentése 2010-ig az 1980-as szint alá

48


¾ a jelentős beavatkozások eredményeként környezetjavulás Európában és É-Amerikában ¾ a probléma súlypontja áttolódott Ázsiába • 1999: a Föld 15 legszennyezettebb városa Ázsiában található • SO2 alapján: 19-ből 15 legnagyobb szennyezettségű nagyváros Ázsiában (az 1-4. is!) • itt még nincsenek kibocsátási egyezmények, a nemzetközi ellenőrzés is most alakul csak ki • Japán: a gyorsan növekvő kínai szennyezésektől szenved


A technika lehetőségei és a jobb tudományos megismerés által hatékonyan fel lehet lépni a légszennyeződések és következményeik csökkentéséért a gazdasági fejlődés akadályoztatása nélkül

(EZ BIZTOS?)

49

Környezetvédelem (KM002_1)

Recommend Documents