Emise a jejich nebezpečí

Téma produkce emisí je už hodně obehraná písnička, která se zpívá každou chvíli. A to v tisících variacích od trochu nesmyslných verzí ekologických aktivistů až po vážnější téma globálního oteplování a podobně.

Emise rtuti

Emise rtuti v ovzduší jsou nebezpečné, až když se koncentrují v životním prostředí, například ve vodě. Poté se její molekuly mohou dostat do potravinového řetězce člověka, řekl v rozhovoru s ČTK Jan Hovorka z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

Podle něj největším producentem emisí rtuti v ovzduší jsou teplárny a elektrárny. Na českém území elektrárny a teplárny za rok vyprodukují zhruba dvě tuny emisí rtuti. "Tato rtuť se rozšíří do atmosféry. V tu chvíli ten přímý efekt na člověka není tak důležitý jako ten environmentální.

Když se dostane do ovzduší, tak se může ve vyšší koncentraci někde akumulovat a dostat se do lidského organismu. Rtuť je neurotoxický jed. Ačkoliv se ví, jak je rtuť škodlivá, když se podíváte do limitů na kvalitu ovzduší, tak se měří nikl, arsen, olovo, ale rtuť chybí.

Většina kovů se v atmosféře přilepuje v ovzduší na mikroskopické částice, které zachytávají filtry pro měření. Jako příklad Hovorka uvedl Spojené státy, které mají iniciativu na snížení koncentrace emisí rtuti z uhelných elektráren. Elektrárny v Evropě průměrně mají na svědomí dvě třetiny až čtyři pětiny emisí rtuti v ovzduší.

Čtěte také: Vše o emisních normách

"Limit v emisích je zhruba skoro podobný jako hodnota 50 mikrogramů na metr krychlový, která už pro člověka není vhodná. Člověk by si nad tuto hodnotu měl dát pozor nebo by se měla udělat nějaká opatření. Emise, které jdou z elektráren, mají limit 30 mikrogramů," dodal.

Výjimku pro elektrárnu Počerady z limitu na vypouštění rtuti zrušil ve středu Krajský soud v Ústí nad Labem, čímž vyhověl žalobě ekologických organizací.

Škodlivé látky ve výfukových plynech

O výfukových plynech a jejich škodlivosti na lidské zdraví i globální klima se mluví čím dál víc, ale ruku na srdce - jak moc se vyznáme v tomto tématu? Nás poučil docent Michal Vojtíšek, odborník na emise z motorů z ČVUT.

Doprava jako taková je v porovnání s průmyslem menší neřád. Její produkce emisí není až tak významná a mnohem více škodí lokálně v určitých oblastech. Negativní vliv silničních vozidel mají na svědomí nejen produkty nedokonalého spalování, ale i plyny, které vznikají pokud se vše odehraje tak jak má. Hlavních složek je několik, více či méně škodlivých, každopádně nežádoucích.

Oxid uhelnatý (CO)

Tento oxid je asi největší „darebák“. Dobře se maskuje a pro lidský organismus je jedovatý. Drží se při zemi a nemůžete ho ani vidět, ani cítit. Situace není tak dramatická, protože jeho podíl z celkového objemu výfukových plynů je zanedbatelný.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Nebezpečí však číhá v garážích a nevětraných prostorách. Pokud se ho nadýcháte, začnete ztrácet vědomí. Oxid uhelnatý totiž omezí přenos kyslíku z plic do krevního oběhu. Všechny orgány tak začnou trpět jeho nedostatkem. Nedostanete-li se včas pryč ze zmiňovaných prostor, je zle.

Vznik tohoto plynu je důsledkem spalování s nedostatkem kyslíku, tedy bohatá směs. Vznětový motor není v tomto směru tak škodlivý. Neustále pracuje s přebytkem kyslíku. V porovnání se zážehovým agregátem je jeho produkce desetinová.

Oxid uhličitý (CO2)

Narozdíl od prvně jmenovaného vzniká CO2 jako výsledek dokonalé oxidace a jeho přítomnost ve spalinách je důkazem kvalitního spalování. S výjimkou některých státu USA není jeho množství regulováno.

Je to plyn, který je bezbarvý, bez zápachu, málo reaktivní a velmi stabilní. Problémy začíná dělat až v momentě, kdy je jeho koncentrace tak veliká, že začne ve vdechovaném vzduchu vytěsňovat kyslík. Další činností CO2 je tvorba skleníkového efektu. Spolu s ostatními skleníkovými plyny má na svědomí průběžné změny klimatu naší planety. U spalovacích motorů ale nepředstavuje tak závažný problém.

Oxidy dusíku (NOx)

V zásadě máme dva hlavní protagonisty této skupiny. Oxid dusnatý a oxid dusičitý. V prvním případě se nejedná o nějaký extrémně škodlivý prvek. Jeho problém je v tom, že během dalšího pobytu v atmosféře k sobě přibere další dva kyslíky a vznikne oxid dusičitý, který je škodlivější.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Stačí velmi málo a na stěnách sliznice se díky němu vytvoří kyselina dusičná. Dojde k reakci jako při začínajícím hoření. Tedy přivření přístupu vzduchu. Výsledkem je pocit dušení a nucení ke kašli. Oxidy dusíku se také významně podílejí na tvorbě letního smogu a kyselých dešťů.

Jejich množství ve spalinách závisí především na teplotě hoření. Čím vyšší teplota, tím větší produkce těchto oxidů. Během spalování se dosahuje nejvyšších teplot u mírně bohatých směsí s dostatkem kyslíku (lambda = 1,05 -1,1).

Nespálené uhlovodíky (HC)

Za nespálené uhlovodíky považujeme prvky, které do procesu spalování vstoupily jako palivo a v důsledku mnoha okolností nedošlo k jejich spálení. V takovém případě je jejich škodlivost velice nízká. Mnohem větší problémy působí uhlovodíky, které během spalování zoxidovaly jen z části (např. v důsledku ochlazení v blízkosti stěn válců).

Vznikají tak další meziprodukty jejichž škodlivost může být až extrémní. Některé jsou rakovinotvorné a jejich účinnost navíc stoupá ve spojení s dalšími spalinami. Nejnebezpečnější jsou v této skupině polycyklické aromatické uhlovodíky (např. benzpyren 3,4). Obecně nespálené uhlovodíky způsobují charakteristický zápach.

Ty nebezpečnější působí škodlivě na sliznice, vedou k poruchám podmíněných reflexů a poškozují dýchací cesty. Ke vzniku uhlovodíků dochází v důsledku předčasně zastavených reakcích nebo vynecháním či poruch spalování.

Stejně jako u oxidů dusíků, i zde hraje velkou roli obsah kyslíku a teplota spalování. Optimální směšovací poměr je v oblasti chudé směsi při přebytku vzduchu lambda = 1,1 - 1,2. Jakýkoli jiný poměr vede ke zvyšování koncentrace těchto emisí.

Pevné částice (PM)

Pevné částice neboli particulate matter najdeme pouze u vznětových motorů. Obsahují z velké části (až 75%) primární uhlík. Zbytek pak tvoří sulfáty, dusík, voda a neidentifikovatelné složky. Konkrétní složení a množství jednotlivých částí dost závisí na typu motoru a samozřejmě jeho technickém stavu a stáří.

Jádro těchto částic tvoří uhlík a popel. Zbylé částice se na jádro „nabalí“ během cesty z válce přes výfuk do ovzduší. Základ PM vzniká při spalování neodpařených kapek paliva v prostředí s extrémně nízkým obsahem kyslíku a za vysokých teplot.

Z toho vyplývá, že jeho obsah ve výfukových plynech je podmíněn kvalitou rozprášení paliva během vstřiku do válce a obsahu kyslíku. Proto vidíme u dieslových motorů tmavý kouř. V momentě, kdy řidič dá plný plyn, dojde k obohacení směsy, nedostává se kyslíku a výsledkem je velká produkce PM.

Pevné částice nejsou přímo nebezpečné. U moderních vznětových motorů se už tak často s kouřem nesetkáme. Problémem je opět dlouhodobější pobyt v prostředí s vysokým obsahem PM. Krátká expozice vyvolá podráždění očí, jícnu, průdušek, vyvolá dýchací potíže nebo nutnost ke zvracení. Dlouhodobá expozice může způsobit rakovinotvorný efekt.

Všichni jmenovaní tvoří dohromady výfukové plyny. S rostoucí intenzitou dopravy jich začíná být v ovzduší až moc a proto přichází ke slovu různá omezení, normy a opatření.

Měření emisí

Měřením za provozu se zabývám již 20 let a obdobnými přístroji, jako jsou ty, které jsem navrhl, byly odhaleny všechny kauzy poslední doby. Ale nejde jenom o automobily. Pro křovinořezy je specifické, že je tam dvoutaktní motor, takže z toho jde olejová mlha.

A jak teda od toho odlišíte rizikové částice s navázanými karcinogenními látkami? Zaprvé olej, když je rozprášený v malých kapičkách, tak rozhodně není zdraví prospěšný ani neutrální. Když se podíváte na návod k použití jakéhokoli oleje, tak se dočtete, že obsahuje velice škodlivé látky: kovy, karcinogenní uhlovodíky…

A zadruhé to není tak, že ten olej se jenom rozpráší, potom by totiž barva toho kouře byla do běla. To modré, modrošedé, co v kouři z dvoutaktního motoru vidíte, jsou produkty neúplného spalování oleje. Takže na jedné straně máte olejovou mlhu, na druhou stranu se ten olej spálí kompletně na CO2. A pak máte celou škálu meziproduktů - organické látky, elementární uhlík, oxid uhelnatý, formaldehyd a tak dál. Takže: není to „jenom“ olejová mlha…

Velký podíl na celkových částicích dvoutaktního motoru má nespálené palivo. Ale jak pak můžete porovnávat dvoutaktní motor s dieselem, který je v autobuse. Já zvažuju celkovou hmotu částic, ale ten převis je takový, že kdybych si vybral třeba elementární uhlík, tak to, co jsem řekl, bude platit taky.

Dopady emisí na zdraví a životní prostředí

Proč se vlastně emisemi zabýváme? Protože jsou na prvním místě žebříčku příčin předčasného úmrtí ze všech faktorů, které se týkají životního prostředí - a vyplývá to ze světových, evropských i národních statistik. A čtvrtá až šestá nejčastější příčina předčasného úmrtí vůbec je vdechování znečištěného venkovního ovzduší.

Záleží na tom, kdo ty statistiky vydal a pro jakou oblast platí, proto to čtvrté až šesté místo, ale platí to pro ČR, Evropu i svět. Je pravda, že počty obětí dopravních nehod i v počtu předčasných úmrtí v důsledku dýchání částic jdou postupně dolů.

Studie Světové banky odhaduje škody v Evropě v důsledku znečištění venkovního ovzduší na 5 % hrubého národního produktu. Takže z každé tisícikoruny, kterou vyděláme, vezmeme padesát korun a vyhodíme je.

Pokud se palivo nejen nespálí, ale dojde k takzvané pyrolýze (to je něco jako vyrábění dřevěného uhlí), tak vznikne elementární uhlík - ten tvoří malé částečky sazí… Saze pod mikroskopem vypadají podobně jako sněhové vločky nebo jako takové chuchvalce sněhových vloček, mají velký aktivní povrch, samy o sobě dráždí sliznice v plících.

Ale stejně jako když si vezmete živočišné uhlí, aby na sebe navázalo škodlivé organické látky, tak na ty uhlíkaté části jsou ve vzduchu navázány různé škodlivé látky - většinou se na ně ještě v motoru navážou vysoce karcinogenní látky s rakovinotvorným účinkem.

Většina výfukových plynů obsahuje DUSÍK, který jen tak projde motorem. Část dusíku vytvoří oxid dusnatý čili NO, který se vytváří za vysokých teplot. Vlastně je jedno, co spalujeme, NO vzniká, když máme dostatečně vysoké teploty a když následně dojde k poměrně rychlému ochlazení.

Ve větším množství je pro člověka jedovatý. Z oxidu dusičitého může dále takzvanou hydrolýzou, když ho smícháte s vodou nebo i vzdušnou vlhkostí, vzniknout kyselina dusitá, případně kyselina dusičná. U některých novějších motorů můžete cítit takový velice štiplavý zápach, a to je právě NO2, který se vám na slizici mění v kyselinou dusičnou a další látky.

Většina oxidů dusíku se v atmosféře nerozloží, z atmosféry se dostávají buďto ve formě kyselého deště, anebo ve formě nějaké soli, většinou dusičnanu amonného. Ten je mimochodem průmyslové hnojivo, ale než se dostane na pole, tak jsou to částice v ovzduší, které zase mohou působit škody na lidském zdraví.

Síru jsme z paliva odstranili, takže oxidy síry, kyselina sírová - alespoň u motorových paliv v České republice - nejsou problémem. Olovo jsme do benzínu přestali přidávat.

I když jsou tedy spalovací motory nejčistší spalovací zařízení, přesto jsou ze zdravotního hlediska největším rizikem většiny měst typu Praha, Brno, Pardubice atd. Částice jsou obzvlášť škodlivé z několika důvodů. Jeden z nich je, že výfukové plyny jsou uvolňovány uprostřed ulic.

Elektrárny mají komín a v jeho blízkosti nikdo není, takže než se emise dostanou dolů, jsou rozptýlené a „zředěné“. Zatímco výfukové plyny? Druhá věc je velikost pevných částic.

Větší částice se mi totiž zachytí v nose a nezpůsobí větší potíže. Když například brousím dřevo, tak je potom vysmrkám. Pokud jsem ale na ulici, nevysmrkám nic - proč? Protože částice z výfuků mohou být tak malé, že putují až do plicních sklípků, až tam se teprve usadí…

Vdechnutí částic samozřejmě mechanicky dráždí plíce, ale také zvyšují riziko vzniku astmatu a rakoviny plic, která je jen obtížně vyléčitelná - kolega lékař mi říkal, že asi 90 % pacientů se bohužel nedožije nápravy…

Několik desítek let výzkumu různých obtížně prokazatelných studií nakonec vyústilo v to, že Světová zdravotnická organizace prohlásila výfukové plyny naftových motorů za karcinogen tzv. prvního stupně…

A tím, že částice pronikají buněčnou membránou do krevního oběhu - což je zvláštní vlastnost nanočástic, velké částice se tam nedostanou, ty si tam tělo nepustí - tak se mimo jiné zvyšuje riziko Alzheimerovy choroby, zvyšuje se riziko infarktu myokardu a kromě toho dochází k poškození genetické informace jak u mužů, tak u žen. U mužů dochází ke snížení kvality a množství spermií .

Skleníkové plyny a klimatické změny

Pak existují skleníkové plyny způsobující skleníkový efekt - není to jenom „výfukový“ oxid uhličitý CO2, ale i metan a také další oxid dusíku N2O… Ten se nepočítá do celkových oxidů dusíku NOX, protože je vysoce stabilní skleníkový plyn.

Slunce vyzařuje nějaký výkon - záření. Něco se odrazí zpátky do vesmíru, něco se pohltí v atmosféře, něco dopadne na zem. Platí zákon zachování energie, to znamená Země v rovnovážném stavu musí vyzářit do vesmíru stejně tolik energie, jako dostala od Slunce.

Co se týče záření, tak pro něj platí Planckův zákon záření černého tělesa. Země přijímá viditelné světlo ze Slunce a vyzařuje tepelné záření. A skleníkové plyny jako oxid uhličitý, metan, oxid dusný a mnohé další pohlcují v infračerveném světle.

Co se vlastně stane? Viditelné světlo prochází, ale část tepelného záření je pohlcována, což znamená, že nejde ven do vesmíru. Takže se Země začne zahřívat. Tím že se zahřeje, vzroste intenzita tepla, které vyzařuje, a nastolí se rovnováha.

Když máme v atmosféře skleníkové plyny, Země se musí více ohřát, aby dokázala vyzařovat víc tepla do vesmíru, aby vyzářila opět tolik, kolik dostala od sluníčka.

Rozvoj naší civilizace v posledních deseti dvaceti tisících letech je jakoby zázrakem umístěn do doby, kdy klima je relativně stabilní. Je možné, že to spolu souvisí. Je možné, že intenzivní zemědělství, které umožnilo dělbu práce, bylo podmíněno stabilním klimatem… Je to možné. Pokud si to klima změníme, je otázka, kam se dostaneme.

tags: #emise #co #jsou #nebezpečné

Oblíbené příspěvky:

• Metody rekultivace v Severních Čechách
• Chebské skládky
• Emisní normy a OBD-II
• Poplatky za odpad Žďár nad Sázavou
• Ekologické aspekty křesťanství