Successfully reported this slideshow.
Your SlideShare is downloading. ×

Milieu 2: Lucht

Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Loading in …3
×

Check these out next

1 of 82 Ad

More Related Content

Recently uploaded (20)

Advertisement

Milieu 2: Lucht

  1. 1. Milieu 2: Lucht Bachelor Integrale Veiligheid academiejaar 2022-2023 Semester 1 Lector: Inge Wens Inge.wens@ap.be
  2. 2. © AP Hogeschool – Lucht p i/xii Inhoud Milieu 2: Lucht 1 Lucht 1 1 Inleiding tot luchtverontreiniging 1 1.1 Soorten luchtverontreiniging 1 1.1.1 Natuurlijke luchtverontreiniging 3 1.1.2 Antropogene luchtverontreiniging 4 1.1.2.1 Raffinage van ruwe aardolie 4 1.1.2.2 Ruimteverwarming 5 1.1.2.3 Het gemotoriseerd verkeer 5 1.1.2.4 Bio-industrie 5 1.1.2.5 Emissie uit opslagtanks 6 1.2 Begrippen m.b.t. luchtverontreiniging 6 1.2.1 Emissie 6 1.2.2 Aard van de emissiebron 8 1.2.3 Fysisch voorkomen polluenten 10 1.2.3.1 Gassen 10 1.2.3.2 Aërosolen 12 1.2.4 Oorsprong polluenten 13 1.2.5 Eenheden 13 1.2.6 Transmissie, verspreiding of dispersie 15 1.2.6.1 Horizontale dispersie 15 1.2.6.2 Verticale dispersie 15 1.2.6.3 Rookpluimen 18 1.2.7 Immissie - Depositie 20 1.2.7.1 Verband emissie-immissie 21 1.2.8 Verblijftijd 21 1.3 Veranderende samenstelling van de atmosfeer 22 1.4 Gevolgen luchtverontreiniging 22 1.4.1 Gezondheid van mens en dier 22 1.4.2 Ecosysteem 23 1.4.3 Materialen 23 1.4.4 Fysische eigenschappen van de atmosfeer 24 1.5 Belangrijkste verontreinigende stoffen en hun bronnen 25 1.5.1 Volgens fysisch voorkomen (aggregatietoestand) en de effecten 26 1.5.1.1 Gassen 26 1.5.1.1.11 PFAS 46 1.5.1.2 Aërosolen 46 1.5.1.3 Conclusies 50 1.5.2 Volgens chemische samenstelling 51 1.5.2.1 Anorganische verbindingen 51
  3. 3. © AP Hogeschool – Lucht p ii/xii 1.5.2.2 Organische verbindingen 52 1.5.3 Volgens oorsprong 52 1.5.4 Belangrijkste polluenten – ruimteverwarming 52 1.5.5 Belangrijkste polluenten – wegverkeer 53 1.5.6 Emissie uit opslagtanks 53 1.6 Milieuproblemen als gevolg van luchtverontreiniging 56 1.6.1 Zure regen 56 1.6.1.1 Inleiding 56 1.6.1.2 Oorzaken van zure regen 57 1.6.1.3 Gevolgen van zure regen 57 1.6.2 Het broeikaseffect 58 1.6.2.1 Bronnen 60 1.6.2.2 Feedbackmechanismen 61 1.6.2.3 Internationale klimaatconferenties (Kyotoprotocol en volgende conferenties)63 1.6.3 Aantasting van de ozonlaag in de stratosfeer 66 1.6.3.1 Troposfeer versus stratosfeer 66 1.6.3.2 Dynamisch evenwicht tussen vorming en afbraak van ozon in de stratosfeer67 1.6.4 Fotochemische smog 68 1.6.4.1 Fotochemische smog versus Londen smog 69 1.6.4.2 Mechanisme voor de vorming en afbraak van ozon 69 1.6.4.3 Dagelijks concentratieverloop van NO2, NO, KWS en O3 bij fotochemische mist 70 2 Overzicht beleid en wetgeving Lucht (uitz. Geur) 71 2.1 Europa (niet limitatief) 71 2.1.1 Broeikasgassen en klimaatbeleid 71 2.1.1.1 Europese doelstellingen 72 2.1.2 NEC-Richtlijn 77 2.1.2.1 NEC-Richtlijn 2001/81/EG 77 2.1.2.2 NEC-richtlijn 2016/2284 van 14 december 2016 77 2.1.3 ETS-Richtlijn 2003/87/EG 79 2.1.4 Richtlijn 2004/107/EC 80 2.1.5 Kaderrichtlijn lucht 2008/50/EG van 10/06/2008 81 2.1.6 Richtlijn 2009/87/EG betreffende de geologische opslag van CO2 (CCS-richtlijn) 82 2.1.7 Eco-design richtlijn 2009/125/EC• 83 2.1.8 Richtlijn industriële emissies 2010/75/EU (RIE) van 24/11/2010 83 2.1.9 Europese richtlijn ‘Clean power for transport’ 85 2.1.10 Richtlijn middelgrote stookinstallaties (MCP) 86 2.1.11 Vogel- en Habitatrichtlijn van resp. 1979 en 1996 (Natura 2000) 87 2.1.12 Richtlijn 2018/410 van 14 maart 2018 ter bevordering van kosteneffectieve emissiereducties en koolstofarme investeringen 87 2.1.13 Overige wetgeving 88 2.2 Nationaal 89 2.2.1 Nationaal klimaatbeleid 89
  4. 4. © AP Hogeschool – Lucht p iii/xii 2.2.1.1 Nationaal Energie- en Klimaatplan 2021-2030 89 2.3 Vlaanderen 91 2.3.1 Vlaams klimaatbeleid 91 2.3.1.1 Vlaams Klimaatbeleidsplan 2013-2020 91 2.3.1.2 Vlaams Energie- en Klimaatplan 2021-2030 94 2.3.1.3 Vlaamse Klimaatstrategie 2050 96 2.3.2 Overige bestaande beleidskaders 98 2.3.3 Vlaamse decreten en besluiten 105 2.3.3.1 VLAREM II 107 2.3.3.2 Vlarem III 112 3 Luchtkwaliteit in Vlaanderen 115 3.1 Meten luchtkwaliteit 115 3.2 Algemene bespreking resultaten metingen 127 Verplaatst naar § 1.5.1 van cursus 127 3.2.1 Elementaire koolstof (EC) 127 3.2.2 CO 131 3.2.3 NOx/NO2 131 3.2.3.1 Verkeersemissies (NOx) 136 3.2.4 SO2 139 3.2.5 Fijn stof (PM10, PM2,5) 143 3.2.6 VOS 148 3.2.7 Dioxines 148 3.2.8 PAK’s 148 3.2.9 PFAS 148 3.2.10 Conclusies 148 4 Belangrijkste praktische en concrete taken v/d milieucoördinator m.b.t. aspect lucht 151 4.1 Belangrijkste definities en begrippen 151 4.2 Emissie- en immissiemetingen 173 4.2.1 Emissie - en immissiemetingen 174 4.2.1.1 Emissiemetingen 174 4.2.1.2 Immissiemetingen 174 4.2.2 Voorafgaande metingen 177 4.2.3 Uitdrukken van de meetwaarden 178 4.2.3.1 Rekenkundig gemiddelde 180 4.2.3.2 Glijdende gemiddelden 180 4.2.3.3 Mediaanwaarde 180 4.2.3.4 Percentiel(waarde) 180 4.2.4 Uitdrukken van de concentratie 181 4.2.4.1 Omrekenen van ppm naar mg/(N)m3 en omgekeerd 182 4.2.4.2 Van ppm naar mg/(N)m3 183 4.2.4.3 Van mg/m³ naar mg/Nm³ 184
  5. 5. © AP Hogeschool – Lucht p iv/xii 4.2.4.4 Van mg/(N)m³ naar ppm 185 4.2.4.5 Samenvatting (schematisch) 187 4.2.5 Omrekenen van de gemeten emissie naar het referentiezuurstofgehalte 189 4.3 Omgevingsvergunningsbesluit 191 4.3.1 Omgevingsvergunningsaanvraag – deel lucht 191 4.4 Vlarem II-Algemene milieuvoorwaarden voor ingedeelde inrichtingen191 4.4.1 Algemene voorschriften (H. 4.1. Vl II) 191 4.4.1.1 Het milieujaarverslag (Afdeling 4.1.8.) 191 4.4.2 Beheersing van luchtverontreiniging (H. 4.4. Vl II) 197 4.4.2.1 Algemene bepalingen (Afd. 4.4.1 Vl II) en algemene installatievoorschriften (Afd. 4.4.2 Vl II) 197 4.4.2.2 Emissiegrenswaarden (Afd. 4.4.3 Vl II) 201 4.4.2.3 Meetstrategie en toetsing meetwaarden (Afd. 4.4.4 Vl 2) 205 4.4.2.4 Wintersmogperiodes (Afd. 4.4.5 Vl II) 219 4.4.2.5 Meten en beheersen van fugitieve NMVOS-emissies (Afdeling 4.4.6. Vl II)221 4.4.2.6 Beheersing van niet-geleide stofemissies (Diffuse stofemissies) (Afdeling 4.4.7. Vl 2) 226 4.4.2.7 Afdeling 4.4.8. Installaties met gefluoreerde broeikasgassen of ozonlaagafbrekende stoffen 247 4.4.3 H 4.10 Vl II Emissies van broeikasgassen 248 4.4.3.1 Afdeling 4.10.1. BKG-emissies 248 4.5 Vlarem II - Sectorale milieuvoorwaarden (deel 5 Vlarem II) 257 4.5.1 Activiteiten die gebruikmaken van organische oplosmiddelen 258 4.5.1.1 Sectorale voorwaarden Vlarem II H 5.59 259 4.6 Vlarem II - Milieuvoorwaarden voor niet ingedeelde inrichtingen (deel 6 Vlarem II) 269 4.6.1 Inhoud m.b.t. aspect lucht 269 4.7 Vlarem II Bijlagen mbt lucht 276 4.8 Vlarem III 282 4.9 MER 283 4.9.1 Discipline Lucht 283 4.9.2 Gegevensoverdracht discipline lucht naar andere disciplines 284 4.9.2.1 Informatieoverdracht naar abiotische disciplines 284 4.9.3 Discipline mens 285 4.9.4 Discipline biodiversiteit 285 4.9.5 Discipline Mobiliteit 286 4.9.6 Overige disciplines 288 4.10 Monitoring van luchtemissies 288 4.10.1 Inleiding 288 4.10.2 Monstername- en meetmethoden van gassen 290 4.10.2.1 Belangrijkste niet-extractieve meetmethoden voor emissies 292 4.10.2.2 Belangrijkste extractieve meetmethoden voor emissies 293 4.10.2.3 Veiligheidsmaatregelen bij het meten van luchtemissies 300 4.10.2.4 Belangrijkste methoden debietmeting 302 4.10.2.5 Belangrijkste meetmethoden voor gassen 304
  6. 6. © AP Hogeschool – Lucht p v/xii 4.10.2.6 Belangrijkste meetmethoden voor deeltjes (stof, roet, …) 314 4.10.2.7 Compendium voor de monsterneming, meting en analyse van lucht (LUC)316 4.11 Beheersing van luchtverontreiniging 318 4.11.1 Zelfreinigend vermogen van de atmosfeer 318 4.11.1.1 Uitvallen onder invloed van zwaartekracht 318 4.11.1.2 Flocculatie 318 4.11.1.3 Dispersie van polluenten door de wind 318 4.11.1.4 Absorptie 318 4.11.1.5 Uitregenen 319 4.11.1.6 Uitwassen 319 4.11.1.7 Adsorptie 320 4.11.2 Menselijke benaderingen voor het beheersen van luchtverontreiniging 320 4.11.2.1 Preventieve maatregelen algemeen 320 4.11.2.2 Schoorstenen 320 4.11.2.3 Beheersing bij de bron 322 4.11.2.4 Afvalgasbehandeling 328 4.12 Saneringstechnieken 328 4.12.1 Verdunning van de verontreiniging 328 4.12.1.1 Algemeenheden 328 4.12.2 Ventilatie van ruimten 329 4.12.3 Stofafscheiding 329 4.12.3.1 Bezinkkamer 330 4.12.3.2 Cycloon 330 4.12.3.3 Stofwasser 331 4.12.3.4 Doekenfilter 332 4.12.3.5 Elektrostatische stofafscheider 333 4.12.4 NOx verwijdering 334 4.12.4.1 Selectieve niet-katalytische reductie 334 4.12.4.2 Selectieve katalytische reductie 336 4.12.4.3 Oxidatiemethoden 337 4.12.5 Ontzwaveling van rookgassen 337 4.12.5.1 Droge kalksorptie 337 4.12.5.2 Halfdroge kalksorptie 338 4.12.5.3 Natte methoden 339 4.12.6 Verwijderen van organische stoffen 339 4.12.6.1 Condensor 339 4.12.6.2 Gaswasser (absorptie) 340 4.12.6.3 Biowasser 343 4.12.6.4 Adsorptie 344 4.12.6.5 Biofiltratie 345 4.12.6.6 Thermische naverbranding 346 4.12.6.7 Membraanfiltratie 351 4.12.6.8 Fakkel 353 5 Geur 358 5.1 Belangrijkste begrippen 358 5.2 Eenheden 364
  7. 7. © AP Hogeschool – Lucht p vi/xii 5.3 Overzicht geurstudies 365 5.3.1 Snuffelploegmetingen 366 5.3.2 Emissiemetingen: olfactometrische analyses 367 5.3.3 Chemische analyses 368 5.4 Wetgeving bestaand (niet limitatief) 368 5.4.1 Omgevingsvergunningsbesluit 368 5.4.2 Decreet en besluit omgevingsvergunning en Vlarem II (algemeen) 369 5.4.3 Vlarem II (per deel) 369 5.4.4 Andere wetgeving 373 5.5 Geurbeleid Vlaanderen - algemeen 374 5.5.1 Kernideeën Vlaams beleid 375 5.5.2 Schriftelijke Leefomgevingsonderzoek 376 5.5.3 De aanvaardbaarheid van geurhinder 380 5.5.4 Geur en vergunningverlening 381 5.5.4.1 Aanvaardbaarheid van geurhinder: knelpunten 381 5.5.4.2 Zachte maatregelen 382 5.6 Aanpak geurhinder 383 5.6.1 Preventietechnieken 383 5.6.2 Geleid maken van emissies 383 5.6.3 End of pipe 384 5.6.3.1 Adsorptie 385 5.6.3.2 Absorptie – gaswassing 385 5.6.3.3 Biowasser 385 5.6.3.4 Biofiltratie 385 5.6.3.5 Thermische oxidatie – naverbranding 385 5.6.3.6 Membraantechnologie 385 5.6.3.7 Niet thermische oxidatie 386 5.6.3.8 Geurneutraliserende middelen 391 5.7 Communicatie geurhinder 392 5.7.1 Geurbeheersing: sensibiliseren, informeren en opleiden personeel 392 5.7.2 Geurbeheersing: communicatiesysteem bij klachten 392 5.7.3 Geurbeheersing: preventieve communicatie 393 6 Bijlagen 6-1 Bijlagen 1: Overzicht administraties, keuringen en metingen 1 Bijlage 1.1: Inventaris van luchtemissies (continu) 1 Bijlage 1.2: Metingen van luchtemissies in kader van zelfcontrole (continu, maandelijks, 3- en 6- maandelijks, 2- en 5-jaarlijks) 1 Bijlage 1.3: Kalibratie meetsystemen (3-jaarlijks) 1 Bijlage 1.4: Schoorsteenhoogteberekening 1 Bijlage 1.5: IMJV 1 Bijlage 1.6: Beheersing van niet-geleide stofemissies 1 Bijlage 1.7: Solventemissies 1 Bijlage 1.7.1: Oplosmiddelenboekhouding 1
  8. 8. © AP Hogeschool – Lucht p vii/xii Bijlage 1.7.2: Jaarlijks document over gebruik van organische oplosmiddelen (vóór 31 maart) 1 Bijlage 1.7.3: Melding van reductieprogramma voor gebruik van organische oplosmiddelen (éénmalig) 1 Bijlage 1.7.4: Meting van emissiegrenswaarden bij gebruik van organische oplosmiddelen (continu, maandelijks, 6-maandelijks, jaarlijks) 1 Bijlage 1.8: Meet – en Beheersprogramma fugitieve VOS-emissies 1 Bijlage 1.9: CO2-emissies 1 Inleiding 1 CO2-emissiejaarrapport (vóór 14 maart) 1 Inleveren van emissierechten (vóór 30 april) 1 Verbeteringsverslag (vóór 30 juni) 1 Monitoringplan CO2-emissies (vóór 15 november) 1 7 Eénheden 7-1 8 Verklarende begrippen 8-1 9 Afkortingen 9-1 10 Geraadpleegde literatuur 10-1
  9. 9. © AP Hogeschool – Lucht p viii/xii Lijst van figuren Figuur 1-1: Schema van de atmosfeer .............................................................................................................................................2 Figuur 1-2: Geleide emissie..............................................................................................................................................................7 Figuur 1-3: Niet geleide emissie.......................................................................................................................................................7 Figuur 1-4: Diffuse emissiebron........................................................................................................................................................8 Figuur 1-5: Puntbron.........................................................................................................................................................................8 Figuur 1-6: Lijnbron ..........................................................................................................................................................................9 Figuur 1-7: Oppervlaktebron.............................................................................................................................................................9 Figuur 1-8: Ozonlaag en ozon in troposfeer...................................................................................................................................11 Figuur 1-9: Verspreiding luchtverontreiniging.................................................................................................................................15 Figuur 1-10: Adiabatische Lapse rate.............................................................................................................................................16 Figuur 1-11: Superadiabatische Lapse rate ...................................................................................................................................17 Figuur 1-12: Subadiabatische Lapse rate ......................................................................................................................................17 Figuur 1-13: Temperatuursinversie ................................................................................................................................................18 Figuur 1-14: Rookpluimen ..............................................................................................................................................................20 Figuur 1-15: Verband emissie-immissie .........................................................................................................................................21 Figuur 1-16: Evolutie van de SO2-emissie (kton) door de verschillende sectoren in Vlaanderen van 2000-2018 (Bron: https://www.vmm.be/lucht/zwaveldioxide/Zwaveldioxideemissiessectoren.png/view)............................................................27 Figuur 1-17: Cijfers van het ‘Great smog incident’ in Londen ........................................................................................................30 Figuur 1-18: Het ‘Great smog incident’ in Londen..........................................................................................................................30 Figuur 1-19: Evolutie van de NOx-emissie in Vlaanderen (2000-2018) (Bron: https://www.vmm.be/lucht/stikstofoxiden/Stikstofoxidenemissiessectoren.png/image_view_fullscreen)................................33 Figuur 1-20: Evolutie van de NMVOS (niet-methaan-VOS)-emissies in Vlaanderen (2000-2018) (Bron: https://www.vmm.be/lucht/vos/emissies-vos)..........................................................................................................................42 Figuur 1-21: Chemische structuur van dioxines .............................................................................................................................45 Figuur 1-22: Opslagtanks met drijvende daken..............................................................................................................................55 Figuur 1-23: Evolutie van het aandeel van SO2, NOX en NH3 in de totale potentieel verzurende emissie in Vlaanderen .............56 Figuur 1-24: IR-spectra van H2O, CO2 en CH4 ...............................................................................................................................58 Figuur 1-25: Principe van het broeikaseffect..................................................................................................................................59 Figuur 1-26: Positieve en negatieve invloed van een aantal factoren op de opwarming van de aarde volgens IPCC 2001 .........62 Figuur 1-27: Dagelijks concentratieverloop van NO2, NO, KWS en O3 ........................................................................................70 Figuur 2-1: Situering wetgevend kader Europa..............................................................................................................................71 Figuur 2-2: Opsplitsing doelstelling vermindering uitstoot (Bron: departement leefmilieu natuur en energie) ...............................73 Figuur 2-3: Reductiedoelstellingen opgelegd in de niet-ETS sectoren (Bron: departement leefmilieu natuur en energie)............75 Figuur 2-4: ETS-richtlijn..................................................................................................................................................................79 Figuur 2-5: Verkeersborden F117 en F118 ..................................................................................................................................100 Figuur 3-1: Kaart VMM - Actuele meetresultaten NO2 (08/04/2021) (https://www.vmm.be/lucht/luchtkwaliteit) ........................116 Figuur 3-2: Meetstations Vlaanderen PM10.................................................................................................................................118 Figuur 3-3: Meetplaats verzuring..................................................................................................................................................119 Figuur 3-4: Meetplaatsen voor NH3-bemonstering met vermelding van de Natura 2000-gebieden............................................120 Figuur 3-5: Afbeelding resultaat IFDM-modellering voor bedrijf (emissiebron fijn stof)................................................................124 Figuur 3-6: Kaart VMM NO2 – jaargemiddelde (http://www.vmm.be/data/stikstofdioxide-no2-jaargemiddelde) .........................125 Figuur 3-7: Aandeel sectoren in de totale EC-emissie in Vlaanderen in 2018 (%) (https://www.vmm.be/publicaties/lucht- 2020/emissies-en-concentraties-luchtverontreinigende-stoffen)...........................................................................................128 Figuur 3-8: Trend EC-emissie door de verschillende sectoren in Vlaanderen, 2000-2018 (ton) (https://www.vmm.be/lucht/fijn- stof/emissies-fijn-stof#section-3))..........................................................................................................................................129 Figuur 3-9: Uitstoot NO2 in Vlaanderen (https://www.vmm.be/lucht/infografieken/luchtkwaliteit-in-vlaanderen).........................132 Figuur 3-10: Aandeel sectoren in de totale NOx (NO2)-emissie in Vlaanderen in 2018 (%) (https://www.vmm.be/publicaties/lucht-2020/emissies-en-concentraties-luchtverontreinigende-stoffen) .............................133 Figuur 3-11: Trend NOx (NO2)-emissie door de verschillende sectoren in Vlaanderen, 2000-2018 (ton) ..................................134 Figuur 3-12: Aandeel van wegverkeer, luchtvaart, spoorverkeer, binnenvaart, zeescheepvaart, niet-uitlaat emissies en andere sectoren in de totale CO-, TSP-, SO2-, NOx (NO2)- en NMVOS emissie in 2018 (%) ( https://www.vmm.be/publicaties/lucht-2020/emissies-per-sector-2000-2018 ).....................................................................137 Figuur 3-13: Aandeel van wegverkeer, luchtvaart, spoorverkeer, binnenvaart, zeescheepvaart in de totale CO-, SO2-, NOx (NO2)- en NMVOS emissie van de transportsector in 2018 (%)...........................................................................................138 Figuur 3-14: Aandeel sectoren in de totale SO2-emissie in Vlaanderen in 2018 (%) ()...............................................................140 Figuur 3-15: Trend van de SO2-emissies in Vlaanderen, 2000-2018 (kton) (https://www.vmm.be/publicaties/lucht- 2020/emissies-en-concentraties-luchtverontreinigende-stoffen)...........................................................................................141 Figuur 3-16: Uitstoot fijn stof in Vlaanderen (https://www.vmm.be/lucht/infografieken/luchtkwaliteit-in-vlaanderen)...................144 Figuur 3-17: Aandeel sectoren in de totale TSP-emissie in Vlaanderen in 2018 (%) (https://www.vmm.be/publicaties/lucht- 2020/emissies-en-concentraties-luchtverontreinigende-stoffen)...........................................................................................145 Figuur 3-18: Trend TSP-emissie door de verschillende sectoren in Vlaanderen, 2000-2018 (ton) .............................................146 Figuur 4-1: Geleide emissiebron ..................................................................................................................................................152 Figuur 4-2: Diffuse emissiebron....................................................................................................................................................153 Figuur 4-3: Luchtkwaliteit in Vlaanderen (http://www.vmm.be/data/luchtkwaliteit-in-je-eigen-omgeving)....................................176 Figuur 4-4: Schoorsteenhoogte volgens afdeling 4.4 van Vlarem II.............................................................................................200 Figuur 4-5: Bijlage 4.4.2 Vlarem II (geraadpleegd april 2021)......................................................................................................203 Figuur 4-6: Controlemeetprogramma meetfrequentie Vlarem II (bijlage 4.4.4 Vl II versie 09/2016) ............................................212 Figuur 4-7: Emissies van fugitieve NMVOS-emissies (Bron: Enviro+, Zomercursus Lucht 2013)..............................................221 Figuur 4-8: EVOS berekenen (afdeling 4.4.6 Vlarem II)...............................................................................................................223 Figuur 4-9: Bijlage 4.4.7.1 Vlarem II: indeling van stoffen in stuifcategorieën (uittreksel)............................................................229
  10. 10. © AP Hogeschool – Lucht p ix/xii Figuur 4-10: Stoffige inrichting......................................................................................................................................................232 Figuur 4-11: Opslag afgedekt met zeilen......................................................................................................................................233 Figuur 4-12: Vochtig houden van opslaghopen............................................................................................................................235 Figuur 4-13: Windreductieschermen ............................................................................................................................................236 Figuur 4-14: Slecht gepositioneerde grijper .................................................................................................................................237 Figuur 4-15: Grijper zakt onvoldoende in trechter ........................................................................................................................238 Figuur 4-16: Grijper voldoende diep laten zakken........................................................................................................................239 Figuur 4-17: Goed gepositioneerde grijper...................................................................................................................................240 Figuur 4-18: Afgeschermd overslagpunt ......................................................................................................................................241 Figuur 4-19: Gesloten systemen transportbanden .......................................................................................................................242 Figuur 4-20: Rekenmodel diffuse stofemissies – Berekening opslag...........................................................................................246 Figuur 4-21: Rekenmodel diffuse stofemissies – Berekening overslag........................................................................................247 Figuur 4-22: Nevelkanon tijdens het uitvoeren van sloopwerken.................................................................................................275 Figuur 4-23: Plaatsen van doeken om de verspreiding van stof te verminderen .........................................................................276 Figuur 4-24: Voorbeeld van een installatie voor niet-extractieve emissiemetingen .....................................................................293 Figuur 4-25: Gaswasser ...............................................................................................................................................................297 Figuur 4-26: Gasmuis...................................................................................................................................................................298 Figuur 4-27: Elektromagnetisch spectrum....................................................................................................................................309 Figuur 4-28: Evolutie van de CO2-emissie (Mton CO2-eq) door de verschillende sectoren in Vlaanderen ................................325 Figuur 4-29: Wervelbedreactor.....................................................................................................................................................327 Figuur 4-30: Principeschema van een bezinkkamer(Bron EMIS) ................................................................................................330 Figuur 4-31: Principeschema van een cycloon(Bron EMIS).........................................................................................................331 Figuur 4-32: Principeschema van een stofwasser (Bron Infomil).................................................................................................332 Figuur 4-33: Principeschema van een doekenfilter (Bron EMIS) .................................................................................................333 Figuur 4-34: Principeschema van een elektrostatische stofafscheider (Bron EMIS) ...................................................................334 Figuur 4-35: Principeschema van een selectieve niet-katalytische reductie (Bron EMIS) ...........................................................335 Figuur 4-36: Principeschema van droge kalksorptie (Bron EMIS) ...............................................................................................338 Figuur 4-37: Principeschema van halfdroge kalksorptie (Bron EMIS)..........................................................................................339 Figuur 4-38: Principeschema van een condensor (Bron EMIS) ...................................................................................................340 Figuur 4-39: Principeschema van een gaswasser (Bron EMIS)...................................................................................................341 Figuur 4-40: Principeschema biowassser (Bron: www.emis.vito.be) ...........................................................................................343 Figuur 4-41: Principeschema van actieve kool adsorptie.............................................................................................................344 Figuur 4-42: Principeschema biofiltratie (Bron: www.emis.vito.be) ..............................................................................................345 Figuur 4-43: Principeschema van thermische naverbranding (Bron: EMIS) ................................................................................347 Figuur 4-44: Principeschema van katalytische naverbranding (Bron: EMIS) ...............................................................................348 Figuur 4-45: Principeschema recuperatieve thermische oxidatie (Bron: www. emis.vito.be).......................................................349 Figuur 4-46: Principeschema regeneratieve thermische oxidatie (Bron: www.emis.vito.be) .......................................................350 Figuur 4-47: Principeschema van membraanfiltratie (Bron EMIS) ...............................................................................................352 Figuur 5-1: Deelprocessen bij het ontstaan van geurhinder.........................................................................................................358 Figuur 5-2: MKROS rapport 2006-2010 (2011)............................................................................................................................363 Figuur 5-3: Waar ingrijpen – met welke instrumenten ? (Bron: Geurimpact bepalen en beoordelen in (MER-)(geur)studies, LNE) ..............................................................................................................................................................................................365 Figuur 5-4: Geurimpact van een bron d.m.v. dispersiemodellering..............................................................................................366 Figuur 5-5: Uitvoeren snuffelploegmeting ....................................................................................................................................367 Figuur 5-6: Monstername en olfactometrische analyse geurmonster ..........................................................................................367 Figuur 5-7: Chemische analyses geurmonster.............................................................................................................................368 Figuur 5-8: : Uitzetting op kaart van tamelijk, ernstig en extreem gehinderden door geur van bedrijven en industrie (2018) .....375 Figuur 5-9: Mate van hinder door GEUR de laatste 12 maanden in en om uw woning? .............................................................377 Figuur 5-10: Wijziging geurhinder laatste twee jaar .....................................................................................................................377 Figuur 5-11: Acties ondernomen door respondenten laatste 12 maanden ..................................................................................378 Figuur 5-12: Hinderbronnen .........................................................................................................................................................378 Figuur 5-13: Geurhinder in Vlaanderen door bedrijven en industrie ............................................................................................379 Figuur 5-14: Geurhinder in Vlaanderen door land- en tuinbouw ..................................................................................................379 Figuur 5-15: Aanvaardbaarheid van geurhinder (Vlaams beleid) (Bron: LNE-AMI, 2011)...........................................................380 Figuur 5-16: Nuleffectniveau’s (Bron : Geurimpact bepalen en beoordelen in (MER-)(geur)studies, LNE).................................380 Figuur 5-17: Aanvaardbaarheidsgrens geurhinder (Bron: LNE-AMI, 2011) .................................................................................382 Figuur 5-18 : Aanpak geurhinder – End of pipe technieken .........................................................................................................385 Figuur 5-19: Principeschema ionisatie (Bron: www.emis.vito.be) ................................................................................................388 Figuur 5-20: Foto-oxidatie (Bron: www.emis.vito.be) ...................................................................................................................390 Figuur 5-21: Principe fotokatalyse................................................................................................................................................391 Figuur 5-22: Principeschema toevoegen van geurneutraliserende middelen (Bron: www.emis.vito.be) .....................................392
  11. 11. © AP Hogeschool – Lucht p x/xii Lijst van tabellen Tabel 1-1: Samenstelling van de atmosfeer...................................................................................................................................22 Tabel 1-2: Overzicht luchtverontreinigende stoffen........................................................................................................................25 Tabel 1-3: Overzicht van verliezen voor de verschillende soorten atmosferische tanks................................................................55 Tabel 1-4: GWP, levensduur en concentratie van de voornaamste broeikasgassen.....................................................................60 Tabel 1-5: Verschil tussen Londensmog en Los Angelessmog .....................................................................................................69 Tabel 4-1: Belangrijkste meetmethoden emissie van gasvormige stoffen bij luchtverontreiniging ..............................................304 Tabel 5-1: Hedonische inschatting ...............................................................................................................................................361 Tabel 5-2: Niveau waarbij geen nadelige effecten te verwachten zijn (Bron: LNE-AMI, 2011)....................................................381 Tabel 5-3: Richt- en grenswaarde van slachterijen en RWZI’s (Bron: LNE-AMI, 2011)...............................................................381
  12. 12. © AP Hogeschool – Lucht p xi/xii Lijst van schema’s Schema 1-1: Omzetting van kalksteen in gips door SO2...............................................................................................................31 Schema 1-2: Chemische reacties in de atmosfeer voor de vorming van H2SO4 uit SO2. ..............................................................57 Schema 1-3: Chemische reacties in de atmosfeer voor de vorming van HNO3 uit NOX. ...............................................................57 Schema 1-4: Vorming van ozon in de stratosfeer ..........................................................................................................................67 Schema 1-5: Afbraak van ozon in de stratosfeer ...........................................................................................................................67 Schema 1-6: Afbraak van ozon door CFK’s ...................................................................................................................................68 Schema 1-7: Vorming en afbraak van ozon door NO2 en NO........................................................................................................69 Schema 4-1: Omzetting van NOx naar N2 ....................................................................................................................................335 Schema 4-2: Principeschema van een selectieve katalytische reductie (Bron EMIS) .................................................................337
  13. 13. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 1/293 Lucht 1 Inleiding tot luchtverontreiniging 1.1 Soorten luchtverontreiniging De aardatmosfeer is de luchtlaag die de aarde omgeeft. De samenstelling van de atmosfeer is als volgt: Gas volume N2 78,1% O2 20,9% Ar 0,9% CO2 0,04% H2O wisselende hoeveelheden afhankelijk van de weersomstandigheden Ne, CH4, He, Kr, H2, Xe, N2O sporengassen De atmosfeer kan in verschillende lagen worden opgedeeld (zie ook Figuur 1-1). troposfeer 0-11 km temperatuur neemt af met de hoogte stratosfeer 11-50 km temperatuur neemt toe met de hoogte mesosfeer 50-90 km temperatuur neemt af met de hoogte thermosfeer 90-500 km temperatuur neemt toe met de hoogte De troposfeer bevat 75% van de totale luchtmassa. De straal van de aarde is ongeveer 6.100 km, de dikte van de troposfeer (waarin de meeste processen zich afspelen) is dus slechts 1/500 van de aardstraal.
  14. 14. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 2/293 Figuur 1-1: Schema van de atmosfeer (http://www.sterrenkunde.nl/index/encyclopedie/atmosfeer.html).
  15. 15. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 3/293 Luchtverontreiniging is de aanwezigheid in de lucht van bepaalde substanties met een concentratie hoger dan de normale achtergrondconcentratie en/of vreemde stoffen, welke schadelijk zijn voor mens, dier, plant en/of materialen. Luchtverontreiniging kan ingedeeld worden in ‘natuurlijke’ luchtverontreiniging (b.v. vulkaanuitbarsting, zandstormen, …) en in luchtverontreiniging ontstaan door menselijke activiteiten (antropogene luchtverontreiniging). Vermits de polluenten verspreid worden in de hele atmosfeer, is luchtverontreiniging een globaal probleem. Luchtverontreiniging wordt daarom veelal internationaal aangepakt. 1.1.1 Natuurlijke luchtverontreiniging De natuurlijke bronnen worden meestal niet vermeld, daar de mens hier machteloos tegenover staat. Deze bronnen kunnen wel belangrijk zijn op wereldniveau. Voor verschillende stoffen is de emissie door natuurlijke bronnen op wereldniveau beschouwd zelfs groter dan de emissies door menselijke activiteiten. Meestal is de verspreiding van emissies afkomstig van natuurlijke bronnen zodanig dat de atmosfeer zich via zijn zelfreinigend vermogen kan aanpassen. In bepaalde gevallen kunnen natuurlijke bronnen lokaal voor problemen zorgen. Vulkanen Bij vulkaanuitbarstingen komen volgende stoffen vrij: ✓ stof ✓ zwavel ✓ koolstofdioxide en –monoxide ✓ zware metalen ✓ waterstofchloride en –fluoride ✓ waterstofgas Anaërobe afbraak ✓ zwavel onder de vorm van H2S en organische zwavelverbindingen ✓ methaan ✓ ammoniakgas ✓ NO
  16. 16. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 4/293 Biologische activiteit in de bodem en de oceanen ✓ koolstofmonoxide ✓ N2O: afkomstig van nitrificerende en denitrificerende bacteriën ✓ organische zwavelverbindingen: geproduceerd door algen en bacteriën Bosbranden ✓ koolstofdioxide en –monoxide ✓ NOx ✓ rook Winderosie en zandstormen Grote hoeveelheden bodemstof worden hierdoor verplaatst. Biologische pollutie door dieren en planten ✓ ammoniakgas: dierlijke mest ✓ methaan: - bij ontbinding van dierlijke resten door bacteriën - fermentatie in de darmen van dieren - termieten - groeiende rijstplanten Verstuiving van zeewater Verstoven zeewaterdruppels bevatten NaCl. Andere bronnen ✓ N2O en ozon bij onweer ✓ afbraak van natuurlijke chloorhoudende verbindingen doet HCl ontstaan ✓ stuifmeel en pollen ✓ reactie van zeezoutaërosol met zuren kan aanleiding geven tot HCl 1.1.2 Antropogene luchtverontreiniging 1.1.2.1 Raffinage van ruwe aardolie Via pijpleidingen of per schip komt de ruwe aardolie toe in de raffinaderij. Door het raffineren worden de componenten in de ruwe aardolie gescheiden, omgevormd en gezuiverd. De omvorming omvat 4 grote stappen: ✓ destillatie ✓ converteren
  17. 17. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 5/293 ✓ treating ✓ blending 1.1.2.2 Ruimteverwarming Veel gebouwen worden verwarmd door verbranding van fossiele brandstoffen. De luchtverontreiniging die hierdoor veroorzaakt wordt is afhankelijk van verschillende factoren: ✓ soort verbrandingsinstallatie ✓ onderhoud van de installatie ✓ kwaliteit van de brandstof: aanwezigheid van onzuiverheden ✓ soort brandstof: hoe meer zwavel er in de brandstof aanwezig is, hoe meer er geoxideerd wordt tot SO2. - vaste brandstoffen: vorming van CO2, NOx, SO2, roet en vliegas - vloeibare brandstoffen: vorming van CO2, NOx, SO2, geringe hoeveelheden roet - gasvormige brandstoffen: vorming van CO2 en zeer weinig NOx Aardgas is de meest milieuvriendelijke brandstof. 1.1.2.3 Het gemotoriseerd verkeer In de geïndustrialiseerde landen staat het wegverkeer in voor meer dan de helft van de luchtverontreiniging. De lozingen gebeuren dicht bij de grond, wat de verdunning erg bemoeilijkt. De samenstelling van de uitlaatgassen is afhankelijk van de aard van de brandstof, het type voertuig en het rijgedrag. 1.1.2.4 Bio-industrie Intensieve veehouderij leidt tot grote ammoniakproductie. Het aandeel van de runderteelt is dubbel zo groot als dat van de varkensteelt. https://www.vmm.be/lucht/stikstof/uitstoot-ammoniak (Bovenstaande https-link: Gesloten boek*: kennen: - ontstaan van polluent - per polluent belangrijkste bron/sector van uitstoot in Vlaanderen vermelden en verklaren - per polluent belangrijkste effect/gevolg vermelden - per polluent evolutie emissie en immissie in Vlaanderen geven en verklaren)
  18. 18. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 6/293 1.1.2.5 Emissie uit opslagtanks Volgende emissies kunnen o.a. onderscheiden worden: ✓ Ademverliezen ✓ Verdrijvingsverlies ✓ Uitdamping (zie ook § 1.5.6 van onderhavige cursus). 1.2 Begrippen m.b.t. luchtverontreiniging 1.2.1 Emissie Emissie (ook uitworp of lozing genoemd) is de hoeveelheid verontreinigende stof aan de bron van de luchtverontreiniging. Emissie is dus de concentratie van bepaalde stoffen in rookgassen. Transport, elektriciteitsopwekking, industriële processen, … zijn bronnen van emissie. Geleide en niet geleide, diffuse of fugitieve emissie. ✓ Geleide emissie: is de emissie afkomstig van een bron (schoorsteen, uitlaat) waarvoor welbepaalde fysische kernmerken bestaan (ligging, hoogte, diameter) en waarbij debiet en concentratie goed meetbaar zijn (b.v. schoorsteen, uitlaat luchtwasser). Vermits het emissiedebiet in principe slechts meetbaar is vanaf ca 2m/s, wordt een emissiebron bij lagere gassnelheid als niet-geleid beschouwd.
  19. 19. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 7/293 Figuur 1-2: Geleide emissie ✓ Niet-geleide emissie: - is elke emissie anders dan een geleide emissie of een emissie waarvan één of meerdere van bovenvermelde parameters van een geleide emissie ontbreekt - De plaats van de emissie kan niet exact worden gelokaliseerd (ongecontroleerde emissie). Het aandeel hiervan is zeker aanzienlijk en kan een potentieel gevaar inhouden voor brand en/of ontploffingen. V.b. verdamping van benzine tijdens het tanken, fakkelemissies, resuspensie van stof bij bewerken van akker, slijtage banden, remmen en weg door verkeer, emissie via ramen, deuren, poorten, … Figuur 1-3: Niet geleide emissie - Afkomstig van Diffuse emissiebronnen: Emissie niet via een welomschreven kanaal (wegverkeer, opslagplaats zand, waterzuiveringsinstallatie, …)
  20. 20. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 8/293 Figuur 1-4: Diffuse emissiebron ✓ Fugitieve emissiebronnen: Lekverliezen in industriële installaties door niet volledig sluitende afdichtingen (assen van pompen, afsluitkranen, kleppen, flensverbindingen, …) 1.2.2 Aard van de emissiebron ✓ Puntbron: - emissie vanuit één enkele geleide bron v.b. schoorsteenmond. - emissiehoeveelheid per gasvolume-eenheid Figuur 1-5: Puntbron
  21. 21. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 9/293 ✓ Lijnbron: - emissie vanuit een aantal geleide bronnen welke zich dicht bij elkaar bevinden v.b. verkeerswegen, pijpleidingen, … - emissiehoeveelheid per lengte-eenheid Figuur 1-6: Lijnbron ✓ Oppervlaktebron: - emissies die over een groot oppervlak vrijkomen vb. emissie afkomstig van verwarming van gebouwen - eventueel ook groot aantal kleine puntbronnen die min of meer homogeen over een oppervlakte verspreid zijn b.v. verwarming van particuliere huizen, emissie van varkensstallen - emissiehoeveelheid per oppervlakte-eenheid Figuur 1-7: Oppervlaktebron
  22. 22. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 10/293 1.2.3 Fysisch voorkomen polluenten Naargelang hun fysisch voorkomen zijn polluenten gasvormig of vloeibaar/vast (ook wel zwevend stof of aërosol genoemd). 1.2.3.1 Gassen (Gesloten Boek*: kennen: - per verbindingsgroep 2 voorbeelden kunnen geven) 1.2.3.1.1 Zwavelverbindingen - Zwaveldioxide: SO2 - Zwaveltrioxide: SO3 - diwaterstofsulfide (zwavelwaterstof): H2S - zwavelhexafluoride: SF6 - mercaptanen: RSH - alkylsulfiden: R2S 1.2.3.1.2 Stikstofverbindingen - stikstofmonoxide: NO - stikstofdioxide: NO2 - distikstofoxide (lachgas): N2O - ammoniakgas: NH3 - organische stikstofverbindingen: aminen, acrylonitril 1.2.3.1.3 Koolstofverbindingen - koolstofmonoxide: CO - koolstofdioxide: CO2 - methaan: CH4 1.2.3.1.4 Ozon: O3 https://www.vmm.be/lucht/ozon
  23. 23. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 11/293 Figuur 1-8: Ozonlaag en ozon in troposfeer 1.2.3.1.5 Anorganische halogeenverbindingen - chloorgas: Cl2 - waterstofchloride: HCl - waterstoffluoride: HF 1.2.3.1.6 Organische halogeenverbindingen (Gesloten Boek*: Afkortingen kunnen verklaren) CFK’s (chloorfluorkoolwaterstoffen), HCFK’s (hydrochloorfluorkoolwaterstoffen), BFK’s (broomfluorkoolwaterstoffen), PCB’s (polychloorbifenyen), PBB’s (polybroombifenylen), PCDF’s (polychloordibenzofuranen), PCDD’s, PCT’s (Einde Gesloten Boek*: Afkortingen kunnen verklaren)
  24. 24. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 12/293 1.2.3.1.7 Aromatische verbindingen - benzeen - tolueen - ethylbenzeen, xyleen 1.2.3.1.8 VOS of VOC Vluchtige organische stoffen (VOS) is de verzamelnaam voor een groep van koolwaterstoffen die, zoals de naam al suggereert, makkelijk verdampen. Denk hierbij onder andere aan componenten van brandstoffen en oplosmiddelen. (Einde Gesloten Boek*: kennen: - per verbindingsgroep 2 voorbeelden kunnen geven) 1.2.3.2 Aërosolen Aërosolen zijn een verzamelnaam van alle vaste en vloeistofdeeltjes gedispergeerd in de lucht. Atmosferische aërosolen bestaan uit partikels waarvan de grootte varieert van enkele ängstrum tot enkele honderden µm. De fijne fractie is in het algemeen van antropogene oorsprong (thermische en chemische processen); de grove deeltjes ontstaan bij mechanische processen zoals wrijving, opwaaiend bodemmateriaal. Omdat aërosolen dragers kunnen zijn van gevaarlijke stoffen wordt er veel belang aan gehecht. Primaire en secundaire aërosolen. ✓ Primaire aërosolen: worden door de bron rechtstreeks als deeltjes uitgestoten. vb. rookdeeltjes geloosd via een schoorsteen ✓ Secundaire aërosolen: worden in de atmosfeer gevormd. vb. door reactie tussen gassen die aanleiding geven tot condenseerbare componenten. ✓ Vaste aërosolen: stof, rook, roet, vliegas
  25. 25. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 13/293 ✓ Vloeibare aërosolen: mist, nevel Men onderscheidt volgens de chemische samenstelling organische en anorganische polluenten. 1.2.4 Oorsprong polluenten Volgens de oorsprong: primaire en secundaire verontreiniging. ✓ Primaire verontreiniging: De polluenten die rechtstreeks door de bronnen worden geëmitteerd. Dit zijn voornamelijk verbrandingsgassen zoals SO2, CO2, CO, NH3, CH4 en NOx maar ook vluchtige organische stoffen (VOS) en aerosolen (bijv. roet). ✓ Secundaire verontreiniging wordt in de atmosfeer gevormd door chemische en fotochemische reacties tussen primair verontreinigende componenten en bestanddelen die van nature in de atmosfeer aanwezig zijn: Fotochemische luchtverontreiniging (veroorzaakt door O3) en verzuring (veroorzaakt door zwavelzuur en/of salpeterzuur) zijn voorbeelden van secundaire verontreiniging. 1.2.5 Eenheden ✓ In absolute waarden: men spreekt over massastroom (of vracht): g/h, kg/h, ton/jaar ✓ In concentratie-eenheden: - Massaconcentratie: mg/Nm³, mg/m³, µg/Nm³, µg/m³, o als gewicht van het gas per volume lucht o b.v. μg/m³ of mg/m³ Temperatuur en druk van het gegeven volume moeten opgegeven worden. Er wordt dan omgerekend naar normomstandigheden. - Equivalenten: o ton CO2-eq: meeteenheid gebruikt om het opwarmend vermogen “global warming potential” van broeikasgassen uit te drukken. CO2 is het referentiegas, waartegen andere gassen gemeten worden. Vb omdat bij eenzelfde massa gas het opwarmend vermogen van CH4 21 keer hoger is dan dat van CO2, stemt 1 ton CH4 overeen met 21 ton CO2-equivalenten o CFK-11-equivalenten: meeteenheid waarbij het ozonafbrekend vermogen van een product ('ozone depletion potential' of ODP-waarde) afgewogen wordt ten opzichte van
  26. 26. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 14/293 het ozonafbrekend vermogen van CFK-11 (trichloorfluormethaan), waarvan de ODP- waarde per definitie gelijkgesteld wordt aan 1 o ton TOFP-eq: meeteenheid gebruikt om het troposferisch ozonvormend potentieel “TOFP” van gassen uit te drukken. NM-VOS is het referentiegas, waartegen andere gassen gemeten worden. Vb omdat bij eenzelfde massa gas het ozonvormend potentieel van NOx 1,22 keer hoger is dan dat van NMVOS, stemt 1 ton NOx overeen met 1,22 ton NM-VOS-equivalenten - Volumeconcentratie: cm³/m³, ppm, ppb. o 1 ppm= 1 cm³ van een stof per m³ lucht o de numerieke waarde is in eerste benadering onafhankelijk van de omstandigheden (druk en temperatuur) waarbij ze gemeten wordt ✓ Volumestroom (debiet): - het afgasvolume per tijdseenheid - in m³/s of m³/uur ✓ Massastroom: - massastroom: de hoeveelheid polluent per tijdseenheid - kg/uur of g/h of ton/jaar - Massastroom = debiet (volumestroom) x massaconcentratie ✓ Massastroom voor neervallend stof en depositie: - μg/m².dag voor totaal neervallend stof als maandgemiddelde - mg/m³. 8h voor blootstellingsgrenswaarde gezondheid - Zeq/ha.jaar voor verzurende depositie - kg N/ha.jaar voor vermestende depositie ✓ Specifieke massa-emissie: - hoeveelheid polluent per massa of oppervlakte product o kg/ton gesmolten glas o g/m2 bewerkt leer
  27. 27. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 15/293 1.2.6 Transmissie, verspreiding of dispersie De dispersie (verstrooiing) van luchtverontreiniging in de troposfeer gebeurt door de beweging van luchtmassa’s. Dit is een overgangsfase, nl. die fase waarin geëmitteerde stoffen zich van de bron verwijderen, verdund en getransporteerd worden. De verspreiding gebeurt zowel horizontaal als verticaal en is afhankelijk van verschillende factoren: ✓ meteorologische omstandigheden: windrichting, windsnelheid, temperatuur, vochtigheidsgraad, ... ✓ debiet en concentratie van de geëmitteerde stoffen ✓ de hoogte waarop de emissie gebeurt ✓ de aard van de bron ✓ aanwezigheid van gebouwen en vegetatie. ✓ Figuur 1-9: Verspreiding luchtverontreiniging 1.2.6.1 Horizontale dispersie De horizontale dispersie van luchtverontreiniging is afhankelijk van de windsnelheid en -richting. Bij toenemende windsnelheid daalt de pollutie. Bij het inplanten van bedrijventerreinen is het zinvol om rekening te houden met de meest voorkomende windrichting. 1.2.6.2 Verticale dispersie De verticale dispersie van luchtverontreiniging wordt bepaald door de verandering van de luchttemperatuur in functie van de hoogte. Indien het temperatuursprofiel stabiel is, vindt er geen dispersie plaats. In geval van een onstabiel temperatuursprofiel, vindt er wel dispersie plaats.
  28. 28. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 16/293 1.2.6.2.1 Temperatuursprofielen (Gesloten Boek*: verband (weer)condities-luchtverontreiniging kunnen geven) Adiabatische lapse Wanneer een pakketje lucht stijgt, dan zet het uit door de dalende druk. Bij een adiabatisch proces (geen input van externe energie) daalt bijgevolg de temperatuur. Wanneer een pakketje lucht daalt, dan krimpt het door de stijgende druk. Bij een adiabatisch proces stijgt bijgevolg de temperatuur. De verandering van de temperatuur van een pakketje lucht in functie van de hoogte noemt men de adiabatische lapse rate. Voor droge lucht is de temperatuursverandering (afname bij stijgen en toename bij dalen) gelijk aan 9,8°C/km (Figuur 1-10). Voor vochtige lucht is de temperatuursverandering kleiner dan 9,8°C/km aangezien het vocht kan condenseren of verdampen. Figuur 1-10: Adiabatische Lapse rate De werkelijke lapse rate komt zelden overeen met de adiabatische lapse rate omdat deze beïnvloed wordt door factoren zoals wind, zonlicht, geografische gegevens, … Superadiabatische lapse rate Wanneer de temperatuur bij stijgende hoogte sneller daalt dan 9,8°C/km spreekt men van een superadiabatische lapse rate (Figuur 1-11). In een dergelijke situatie zal een stijgend pakketje lucht trager afkoelen dan de omgevende lucht. Het pakketje lucht blijft dus warmer en stijgt bijgevolg nog sneller door het verschil in dichtheid. Een dalend pakketje lucht warmt minder snel op dan de omgevende lucht en zal dus sneller dalen. Superadiabatische condities leiden tot een onstabiele atmosfeer en dus een goede menging van de luchtverontreiniging. Deze condities komen vooral voor op zonnige dagen boven relatief warme meren een zeeën in de winter. Temperatuur Hoogte adiabaat
  29. 29. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 17/293 Figuur 1-11: Superadiabatische Lapse rate Subadiabatische lapse rate Wanneer de temperatuur bij stijgende hoogte trager daalt dan 9,8°C/km spreekt men van een subadiabatische lapse rate (Figuur 1-12). In een dergelijke situatie zal een stijgend pakketje lucht sneller afkoelen dan de omgevende lucht. Het pakketje lucht is dus zwaarder dan de omgevingslucht en valt bijgevolg terug naar beneden. Een dalend pakketje lucht warmt sneller op dan de omgevende lucht. Het wordt lichter dan de omgevende lucht en zal dus minder snel dalen. Subadiabatische condities leiden tot een stabiele atmosfeer en dus een slechte menging van de luchtverontreiniging. Figuur 1-12: Subadiabatische Lapse rate Temperatuursinversie Temperatuursinversie treedt op bij extreme subadiabatische condities waarbij de temperatuur stijgt in functie van de hoogte (zie ook Figuur 1-13). De menging van luchtlagen wordt volledig verhinderd waardoor de dispersie stagneert. Temperatuursinversie wordt veroorzaakt door o.a.: -de nachtelijk afkoeling van het aardoppervlak bij heldere nachten zonder wind -mist, waarbij de zon enkel de bovenste luchtlagen opwarmt aangezien ze niet door de mist kan dringen -koude lucht die door een vallei stroomt en zich onder een warme luchtlaag nestelt
  30. 30. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 18/293 -warme lucht die over een koud oppervlak (sneeuw, koud water) stroomt. Figuur 1-13: Temperatuursinversie (Einde Gesloten Boek*: verband (weer)condities-luchtverontreiniging kunnen geven) 1.2.6.3 Rookpluimen 1.2.6.3.1 Fanning Fanning treedt op bij temperatuursinversie. Door de stabiele atmosfeer is er geen verticale menging. De rookpluim strekt zich horizontaal uit. Fanning komt voor tijdens een kalme, heldere nacht voor zonsopgang. 1.2.6.3.2 Fumigation Fumigation treedt op na een temperatuursinversie. Boven de rookpluim is de atmosfeer stabiel, onder de rookpluim is de atmosfeer onstabiel. Hierdoor daalt de rookpluim naar de grond waardoor een gevaarlijke situatie ontstaat. Fumigation komt voor ongeveer 2 uur na zonsopgang. 1.2.6.3.3 Looping Looping komt voor onder superadiabatische condities wanneer er veel turbulentie is in de atmosfeer. Indien de schoorsteen hoog genoeg is, is de concentratie van de polluenten aan de grond laag. Uitlaatgassen van auto’s worden onder deze condities niet goed gemengd. Looping komt overdag voor bij helder weer. 1.2.6.3.4 Coning Coning treedt op onder adiabatische en subadiabatische condities. Door de stabiele atmosfeer is er weinig menging. Coning komt voor tijdens een bewolkte, winderige dag.
  31. 31. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 19/293 1.2.6.3.5 Lofting Lofting komt voor wanneer, in een superadiabatische atmosfeer, een temperatuursinversie ontstaat in de onderste luchtlagen. Indien het inversievlak zich onder de schoorsteen bevindt, wordt de neerwaartse beweging van de rookpluim verhinderd. De opwaartse beweging is echter snel en turbulent. Dit zijn de meest ideale omstandigheden voor dispersie van polluenten. Lofting komt voor na zonsondergang.
  32. 32. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 20/293 Figuur 1-14: Rookpluimen 1.2.7 Immissie - Depositie Immissie is de hoeveelheid verontreinigende stof aanwezig op grondniveau (circa 1,5 m boven het grondoppervlak) veroorzaakt door emissie m.a.w. de concentratie van bepaalde stoffen in de omgevingslucht. Geëmitteerde stoffen kunnen onderweg tussen emissie en immissie door fysische of chemische processen omgezet worden tot andere verontreinigende stoffen. Op lokaal vlak is de immissie belangrijk en niet de emissie. Depositie: de polluenten worden afgezet in een gebied/op grond/op een object
  33. 33. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 21/293 1.2.7.1 Verband emissie-immissie Het verband tussen beide is ingewikkeld, daar het afhankelijk is van een groot aantal factoren zoals o.a. de schoorsteenhoogte, de snelheid van de uitworp, de windsnelheid, de windrichting, de temperatuur, … Figuur 1-15: Verband emissie-immissie 1.2.8 Verblijftijd De verblijftijd van een luchtverontreinigende component in de troposfeer is de tijd tussen de emissie en het moment dat de concentratie 0 geworden is. De verblijftijd van de meeste componenten is gering (2 tot 15 dagen).
  34. 34. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 22/293 1.3 Veranderende samenstelling van de atmosfeer Al sinds het ontstaan van de aarde verandert de samenstelling van de atmosfeer. De laatste twee eeuwen gebeurt de verandering veel sneller dan op enig ander tijdstip in de geschiedenis. De gevolgen hiervan zijn algemeen bekend: zure neerslag, smog, aantasting van de ozonlaag, … Deze effecten worden niet veroorzaakt door concentratieveranderingen van de hoofdcomponenten van de atmosfeer (N2, O2, Ar, N2O2) maar door de concentratietoename van sporenbestanddelen (SO2, NO2, CFK’s) (Tabel 1-1). Tabel 1-1: Samenstelling van de atmosfeer 1.4 Gevolgen luchtverontreiniging De invloeden van luchtverontreiniging doen zich voelen in verschillende aspecten van ons milieu en onze maatschappij. De aard van de polluent evenals de effectieve concentratie ervan in de lucht zullen de mate van luchtverontreiniging bepalen. 1.4.1 Gezondheid van mens en dier De mens heeft dagelijks 10 tot 15 kg lucht nodig om in leven te blijven. Dit is meer dan zijn behoefte aan voedsel en water. De kwaliteit van de ingeademde lucht is dus erg belangrijk. De effecten van luchtverontreiniging op de gezondheid van individuen of van de gemeenschap kunnen als volgt worden ingedeeld: • Acute ziekte of dood • Chronische ziekte, verkorting van het leven • Invloed op fysiologische functies • Symptomen zoals irritatie • Verlies van comfort, geurhinder, verminderd zicht, …
  35. 35. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 23/293 Het effect is afhankelijk van o.a. : • De aard van de stoffen • De concentratie van de stoffen in de lucht • De duur van de blootstelling • De leeftijd en de lichamelijke toestand van het blootgestelde individu De polluenten kunnen naargelang de effecten ingedeeld worden in: • longirriterende stoffen: veroorzaken schade aan longweefsel b.v. SO2, NOx, HCl, fijn stof • respiratievergif b.v. CO, HCN • stoffen met systeemwerking: stoffen die opgenomen worden in het bloed en in de diverse organen terechtkomen waar ze schade veroorzaken b.v. organische oplosmiddelen zoals benzeen, tolueen, trichlooretheen • kankerverwekkende stoffen b.v. sommige PAK’s, benzeen, asbest, … Bij deeltjes zijn belangrijk aantal, afmeting, vorm, dichtheid en chemische samenstelling. De effecten worden later uitvoeriger besproken in deze cursus (zie deel toxicologie). 1.4.2 Ecosysteem De schade aan de planten uit zich als: • tragere groei • verlaging van de opbrengst • verkleuring van de bladeren • afvallen van de bladeren • afsterven van de plant. De voornaamste polluenten die schadelijke effecten hebben op planten zijn: etheen, (zeer schadelijk voor orchideeën), HF, SO2, ozon, … 1.4.3 Materialen De aantasting van materialen door luchtverontreiniging komt frequent in het nieuws. De geërodeerde en zwarte gevels van historische gebouwen is een bekend beeld. Ook de corrosie van metalen in de steden en industriegebieden kan leiden tot belangrijke economische verliezen. Andere materialen zoals papier, glas en zelfs keramiek ontsnappen niet volledig aan de effecten van luchtverontreiniging. Deeltjes van alle afmetingen veroorzaken schade. Op basis van massa zijn het de grotere deeltjes die de belangrijkste rol spelen. Op basis van het bevuilde oppervlak hebben de kleine deeltjes een zeer groot aandeel.
  36. 36. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 24/293 Schade wordt veroorzaakt als gevolg van: • rechtstreekse chemische inwerking: b.v. inwerking van zuren. De graad van aantasting is afhankelijk van de chemische activiteit van het deeltje. • onrechtstreekse chemische inwerking b.v. SO2 wordt geabsorbeerd door de materialen en daarna omgezet tot H2SO4 • elektronische corrosie: SO2 lost het oxidelaagje op bij ijzer • erosie: afschuring door snel bewegende deeltjes • afzettingen: hebben esthetisch gezien een negatieve waarde wat op zichzelf niet zo erg is, maar het herhaald verwijderen van de afzettingen kan wel schade veroorzaken. 1.4.4 Fysische eigenschappen van de atmosfeer • Vermindering van de zichtbaarheid: • door mistvorming: hoge concentraties aan bepaalde polluenten kunnen aanleiding geven tot sterke mistvorming of in bepaalde gevallen tot irriterende mistvorming (Los Angelos of fotochemische smog). De diameter van de mistdruppels bedraagt 10 tot 100 µm. • door deeltjes: de zichtbaarheid wordt sterk beïnvloed door deeltjes met een diameter van 0,1 tot 1 µm. De deeltjes adsorberen en dispergeren het licht b.v. deeltjes in sigarettenrook (licht wordt weerkaatst op deeltjes). • Verhogen van het aantal condensatiekernen • Dit kan aanleiding geven tot wijziging in de bewolking en de neerslag. Dit kan ook de elektrische geleidbaarheid van de atmosfeer beïnvloeden. • Vermindering van de zonneschijn • Een verhoging van de stofconcentratie heeft voor gevolg een vermindering van het zonlicht. Het effect op UV-licht is veel groter dan op zichtbaar licht. Een wijziging in de intensiteit en in het spectrum van het licht heeft een invloed op de fotosynthese van de planten. De terugkaatsing van het licht door de deeltjes kan het albedo (verhouding van het binnenvallend zonlicht tot teruggekaatst zonlicht) van de aarde beïnvloeden en kan dus het thermisch evenwicht aarde-atmosfeer beïnvloeden. • Mondiale milieuproblemen • Zie hoofdstukken broeikaseffect, zure regen, aantasting ozonlaag, fotochemische luchtverontreiniging, verspreiding van zwevend stof (§ 1.6 van onderhavige cursus)
  37. 37. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 25/293 1.5 Belangrijkste verontreinigende stoffen en hun bronnen Onderstaande tabel geeft een overzicht van de bronnen, de verblijftijd en de verwijdering voor de belangrijkste luchtverontreinigende stoffen. Deze stoffen worden verder in deze paragraaf besproken. Tabel 1-2: Overzicht luchtverontreinigende stoffen
  38. 38. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 26/293 Alles wat op aarde geproduceerd wordt, verdwijnt op termijn ook weer. De mate waarin een polluent bijdraagt tot de luchtverontreiniging hangt niet alleen af van de concentratie van de component maar ook van de verblijftijd in de atmosfeer. De polluenten weergegeven in Tabel 1-2 zijn primaire polluenten. 1.5.1 Volgens fysisch voorkomen (aggregatietoestand) en de effecten (Gesloten Boek*: - per verbindingsgroep 2 voorbeelden kunnen geven - ontstaan van polluent - per polluent belangrijkste bron/sector van uitstoot in Vlaanderen vermelden en verklaren - per polluent belangrijkste effect/gevolg vermelden - per polluent evolutie emissie en immissie in Vlaanderen geven en verklaren) 1.5.1.1 Gassen 1.5.1.1.1 Zwavelhoudende gassen Tot de groep van zwavelbevattende gassen behoren o.a. SO2, H2S en (Me)2S. De belangrijkste bron is de verbranding van brandstof (100 miljoen ton zwavelbevattende gassen per jaar). Andere bronnen zijn vulkaanemissies, de anaerobe afbraak van organisch materiaal, de omzetting van sulfaat in (Me)2S door plankton in de oceanen. Deze natuurlijk bronnen zorgen samen voor een emissie van 50 miljoen ton zwavelbevattende gassen per jaar. De belangrijkste component van de groep van zwavelbevattende gassen is SO2.
  39. 39. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 27/293 Figuur 1-16: Evolutie van de SO2-emissie (kton) door de verschillende sectoren in Vlaanderen van 2000- 2018 (Bron: https://www.vmm.be/lucht/zwaveldioxide/Zwaveldioxideemissiessectoren.png/view) Zie ook: https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/uitstoot-zwaveldioxide 1.5.1.1.1.1 Zwaveldioxide (SO2) Zwaveldioxide (SO2) is een gasvormige verbinding tussen zwavel en zuurstof. Het is de belangrijkste geoxideerde vorm van zwavel in de lucht. Het heeft een relatieve dampdichtheid van 2;26 ten opzichte van lucht. Het zal zich (behalve bij het vrijkomen in zuivere vorm) niet snel verdelen in de omgevende lucht die lichter is. In zuivere vorm is het zeer giftig. In de lucht komt het normaal in onze streken voor in concentraties beneden 0,1 ppm. Het is een reducerend gas, dat in de lucht zeer langzaam omzet tot zwaveltrioxide (SO3). Deze reactie wordt versneld in aanwezigheid van vocht en van vaste stoffen, zoals metaaloxiden. Het SO2 oxideert in de atmosfeer tot SO3 dat met water zwavelzuur (H2SO4) vormt. Dit zuur reageert eventueel verder tot sulfaathoudende aerosolen. Door droge of natte depositie (zure neerslag) komen deze producten op de aardbodem terecht en veroorzaken door samen met o.a. salpeterzuur (HNO3) een verzuring van de bodem en het oppervlaktewater.
  40. 40. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 28/293 SO2 ontstaat voornamelijk door verbranding van zwavel dat in fossiele brandstoffen aanwezig is. Dit gas, dat bij verbrandingsprocessen op hoge temperatuur wordt gevormd zet zich reeds voor het de installatie heeft verlaten, ten dele om naar SO3 en H2SO4. Dit kan aanleiding geven tot 2 typische schadelijke gevolgen: • Bij condensatie vormt dit zwavelzuur (H2SO4) een nevel die zich op de wanden van de warmtewisselaars en in de schouw afzet. Dit kan corrosie veroorzaken. Die corrosie kan vermeden worden door de temperatuur van de gassen in de schoorsteen boven het dauwpunt te houden (140-180°C). • Het zwavelzuur kan zich ook gedeeltelijk op de stof- en roetdeeltjes in de verbrandingsgassen vastzetten, wat dan leidt tot emissie van zuur stof of roet. Dit kan schade veroorzaken aan o.a. gebouwen, installaties en metalen oppervakken of lakken (auto’s). Samenvatting - ontstaat door verbranding van zwavelhoudende verbindingen - prikkelende geur, slecht oplosbaar in water - bronnen: verbranden van zwavelhoudende fossiele brandstoffen, zoals sommige soorten aardolie, bruinkool of steenkool; zwavelzuurproductie, productie van kunstmeststoffen, afvalstoffenverbranding - één van de belangrijkste componenten van luchtvervuiling en smog 1.5.1.1.1.2 Zwaveltrioxide (SO3) - ontstaat door oxidatie van SO2, vormt met water H2SO4 (zwavelzuur) - zwavelzuur kan verzuring van bodem en oppervlaktewater veroorzaken. Zwavelzuur kan zich ook vastzetten op roet- en stofdeeltjes in de verbrandingsgassen. 1.5.1.1.1.3 Diwaterstofsulfide (H2S) Waterstof sulfide (H2S) is als kleurloos één van de belangrijkste en meest verspreide geurverwekkers (rotte-eierenlucht). Het wordt vrij gemakkelijk gevormd bij anaerobe situaties waarbij zwavelhoudende stoffen, zoals organische zwavelverbindingen of sulfaten, aanwezig zijn. Dit is bijvoorbeeld het geval in riolen en bij (slechtwerkende) afvalwaterzuiveringsinstallaties. Samenvatting - ontstaat wanneer S-verbindingen afbreken in anaërobe (zonder zuurstof) omstandigheden (b.v. riolen) - indringende stankgeur (rotte eieren) - kleurloos brandbaar gas, slecht oplosbaar in water, toxisch en corrosief
  41. 41. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 29/293 - bronnen: kwalitatieve analyse, petroleumraffinaderijen, anaërobe afvalwaterbehandeling, cokesfabrieken 1.5.1.1.1.4 Zwavelhexafluoride (SF6) - inert gas - aanwezig in de schakelapparatuur (in noodgevallen zorgt het voor de onderbreking van de elektrische stroom) in hoogspanningsvelden - bronnen: elektrotechniek, metaalverwerking 1.5.1.1.1.5 Mercaptanen (RSH) - veroorzaken vooral geurhinder - kunnen gemakkelijk worden geoxideerd tot S-S-verbindingen - bronnen: produceren van rubber, plastic en synthetische harsen 1.5.1.1.1.6 Effecten 1.5.1.1.1.6.1 Effect op gezondheid SO2 brengt schade toe aan de gezondheid, maar het is niet uitzonderlijk toxisch (dodelijk vanaf 500 ppm). Het zorgt voor irritatie van de luchtwegen en aangezien het goed oplosbaar is in het slijmvlies van de longen, zorgt het ook voor irritatie van de longen. SO2 is wel zeer gevaarlijk in combinatie met fijn stof. Het verhindert de zweepactie van de trilhaartjes in de neus en het strottenhoofd zodat stof zich in de longen kan nestelen. Het stof bevat bovendien geadsorbeerd SO2 wat het effect vergroot. In 1952 heeft een verhoogde SO2-concentratie en een verhoogde stofconcentratie geleid tot het ‘Great smog incident’ in Londen. Door een aanhoudende temperatuursinversie van 5 dagen, bleef een sterk irriterende mist hangen. Door dit incident zijn naar schatting 12000 mensen gestorven ( Fout! Verwijzingsbron niet gevonden. en Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.).
  42. 42. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 30/293 Figuur 1-17: Cijfers van het ‘Great smog incident’ in Londen Figuur 1-18: Het ‘Great smog incident’ in Londen
  43. 43. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 31/293 1.5.1.1.1.6.2 Effect op ecosysteem SO2 is ook schadelijk voor het ecosysteem. Dit komt aan bod in de paragraaf over zure regen. 1.5.1.1.1.6.3 Effect op materialen Verder worden ook materialen aangetast door SO2. Kalksteen wordt door SO2 omgezet in gips. De reactie is weergegeven in Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. Gips is beter wateroplosbaar en zal dus sneller degraderen. Voorbeelden hiervan zijn het Pantheon in Athene en de Dom in Keulen. CaCO3 + SO2 + 2H2O + ½ O2 → CaSO4.2H2O + CO2 Schema 1-1: Omzetting van kalksteen in gips door SO2. Ook boeken worden aangetast door SO2. Papier wordt bros door de omzetting van geabsorbeerd SO2 naar H2SO4. 1.5.1.1.1.6.4 Effect op zichtbaarheid SO2 kan ook de zichtbaarheid verminderen wanneer het wordt omgezet in H2SO4 dat condenseert tot microscopisch kleine druppeltjes. De diameter van deze druppels komt overeen met de golflengte van zichtbaar licht waardoor het zicht sterk vermindert. 1.5.1.1.2 Stikstofhoudende gassen https://www.vmm.be/lucht/stikstof https://www.vmm.be/lucht/stikstof/uitstoot-stikstofoxiden https://www.vmm.be/lucht/stikstof/uitstoot-ammoniak https://www.vmm.be/lucht/stikstof/uitstoot-vermestende-stoffen-stikstof https://www.vmm.be/lucht/stikstof/uitstoot-verzurende-stoffen https://www.vmm.be/lucht/stikstof/concentratie-stikstofdioxide https://www.vmm.be/lucht/stikstof/concentratie-ammoniak https://www.vmm.be/lucht/stikstof/stikstofdepositie https://www.vmm.be/lucht/stikstof/verzurende-depositie https://www.vmm.be/lucht/stikstof/blootstelling-en-gezondheidseffecten-stikstofdioxide https://www.vmm.be/lucht/stikstof/impact-verzuring-en-vermesting-op-ecosystemen
  44. 44. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 32/293 1.5.1.1.2.1 Stikstofmonoxide (NO) en stikstofdioxide (NO2) De belangrijkste bron van NOx is de verbranding van fossiele brandstoffen (stationair of mobiel). De natuurlijke bronnen van NOx zijn bosbranden, de reductie van nitraat via biologische processen en bliksem. NOx wordt ook gevormd uit N2 en O2 door hoog energetische straling (UV) in de hogere lagen van de atmosfeer Bij de verbranding van fossiele brandstoffen kan NOx op 2 manieren gevormd worden. Beide systemen dragen significant bij tot de totale NOx-emissie. Thermisch NOx wordt gevormd wanneer N2 en O2 in de verbrandingslucht boven 1000K verhit worden: N2(g) + O2(g) + 90,3kJ/mol → 2NO(g) De reactie is endotherm, bij hogere temperatuur schuift het evenwicht dus naar rechts. Bij trage afkoeling kunnen NOx-moleculen terug ontbinden, bij snelle afkoeling ontbinden ze niet. Via gebonden stikstof NOx kan ook gevormd worden door oxidatie van stikstof chemisch gebonden in de brandstof. De hoeveelheid gebonden stikstof varieert naargelang de brandstof: aardgas bevat bijna geen stikstof, steenkool bevat tot 3% gebonden stikstof. Sinds 1990 is de totale NOx-emissie in Vlaanderen met 20% gedaald. In Figuur 1-19 wordt de evolutie van de bijdrage van de verschillende sectoren tot de NOx-emissie in Vlaanderen weergegeven. Verkeer is de belangrijkste component. Het aandeel van de elektriciteitscentrales neemt af terwijl het aandeel van de industrie en de gebouwenverwarming toeneemt.
  45. 45. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 33/293 Figuur 1-19: Evolutie van de NOx-emissie in Vlaanderen (2000-2018) (Bron: https://www.vmm.be/lucht/stikstofoxiden/Stikstofoxidenemissiessectoren.png/image_view_fullscreen) Stikstofmonoxide (NO): - reageert snel met zuurstof uit de lucht tot NO2 - reageert snel met ozon (O3) tot NO2. De dagelijkse evolutie van de ozonconcentratie in de atmosfeer wordt dus beïnvloed door NO-concentratie - kleurloos gas - draagt bij aan verzuring van regenwater - bronnen: verbrandingsprocessen in auto's en elektriciteitscentrales Stikstofdioxide (NO2): - levert belangrijke bijdrage tot ontstaan van fotochemische smog - NO2 vormt met water HNO3, draagt bij tot verzuring - bruin gekleurd gas - veroorzaakt zure regen (NO2 wordt uit de atmosfeer verwijderd langs droge en natte weg. Gasvormige NO2 kan rechtsreeks absorberen aan oppervlakken (bijv. planten, materialen, grond, water) of het kan via salpeterzuur onder de vorm van aerosol worden afgezet. Het NO2 kan ook als gevolg van reacties met O3 en H2O als HNO3 via het regenwater uit de atmosfeer worden verwijderd.) - bronnen: ontstaat door uitstoot van elektriciteitscentrales, zware industrie en wegtransport, evenals door verbranding van biomassa
  46. 46. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 34/293 1.5.1.1.2.2 Distikstofoxide of lachgas (N2O) Distikstofmonoxide is vrij inert en nagenoeg niet toxisch. Het wordt beschouwd als een verontreinigende stof omdat het bijdraagt tot het broeikaseffect. Het zou vooral in de stratosfeer tot NO en NO2 worden omgezet en zo een rol spelen in het O3-evenwicht. De N2O-concentratie bedraagt op wereldschaal gemiddeld 0,25-0,35 ppm. Overige kenmerken zijn: - lachgas wordt gevormd door bacteriële degradatie van nitraat in de bodem en de oceanen. De antropogene bronnen zijn: meststoffen, veeteelt en industriële processen zoals de productie van salpeterzuur. De natuurlijke bron is belangrijker dan de antropogene bronnen samen. - speelt indirect een belangrijke rol in het O3-evenwicht. 1.5.1.1.2.3 Ammoniakgas (NH3) https://www.vmm.be/lucht/stikstof/concentratie-ammoniak Ammoniak is een toxisch, alkalische gas. Ammoniak heeft, als alkalisch gas, in eerste instantie een beperkt neutraliserend effect op het milieu. In de atmosfeer kan NH3 (bij oplossen in water) omgezet worden in ammoniumzouten. Wanneer NH3 of ammoniumzouten de bodem bereiken, worden deze door nitrificerende bacteriën omgezet in salpeterzuur. Hierdoor draagt ammoniak dus ook bij tot de verzuring. Overige kenmerken zijn: - ammoniak komt voornamelijk via de land- en tuinbouw in de atmosfeer terecht. Sinds het mestactieplan zijn deze emissies aanzienlijk gedaald. - zeer goed oplosbaar in water: NH4OH wordt gevormd. Wordt onder deze vorm snel verwijderd uit de atmosfeer (uitwassen en uitregenen) of reageert het met evt. aanwezig H2SO4 - kan reageren met HNO3 tot zoutaërosolen (ammoniumsulfaat en ammoniumnitraat). Deze kunnen op vaste deeltjes adsorberen. - ontstaat in anäerobe omstandigheden waar stikstofhoudende verbindingen aanwezig zijn - bronnen: landbouw (mestopslag, uitrijden mest, …), riolen, productie stikstofmeststoffen
  47. 47. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 35/293 1.5.1.1.2.4 Organische stikstofverbindingen - aminen: geurhinder; bronnen: chemische procesindustrie - acrylonitril: licht ontvlambare, kleurloze en giftige vloeistof met een scherpe geur, bronnen: (chemische) industrie en afvalverwerkingsbedrijven 1.5.1.1.2.5 Effecten Stikstofhoudende gassen https://www.vmm.be/lucht/stikstof/stikstofdepositie https://www.vmm.be/lucht/stikstof/verzurende-depositie https://www.vmm.be/lucht/stikstof/blootstelling-en-gezondheidseffecten-stikstofdioxide https://www.vmm.be/lucht/stikstof/impact-verzuring-en-vermesting-op-ecosystemen 1.5.1.1.2.5.1 Effect op gezondheid NO2 is een roodbruin, slechtruikend en irriterend gas. Het zorgt voor ademhalingsproblemen en is carcinogeen. Schadelijke effecten treden op bij een acute blootstelling vanaf 2000 g/m3 . NO is kleurloos en geurloos gas dat weinig toxisch is. 1.5.1.1.2.5.2 Effect op milieu NO2 speelt een belangrijke rol bij fenomenen zoals verzuring en fotochemische mist. 1.5.1.1.2.5.3 Effect op materialen Het HNO3 dat uit NO2 ontstaat is mede verantwoordelijk voor verdere verwering van calciethoudende gesteenten (monumenten). Door de reactie met het CaCO3 ontstaat namelijk Ca(NO3)2, dat meer wateroplosbaar is en aanleiding geeft tot snellere verwering. Nitraationen afkomstig van HNO3 of zijn zouten zijn tevens verantwoordelijk voor corrosie van materialen.
  48. 48. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 36/293 1.5.1.1.3 Koolstofverbindingen 1.5.1.1.3.1 Koolstofmonoxide (CO) https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/uitstoot-koolstofmonoxide https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/concentratie-koolstofmonoxide - de bronnen van CO zijn voornamelijk natuurlijk: vulkanen, mijngassen, rook van bosbranden, afbraak van CH4, … - De natuurlijke verwijdering van CO bestaat uit oxidatie tot CO2 via OH-radicalen en vervolgens opname van CO2 door micro-organismen bij fotosynthese. - ontstaat bij onvolledige verbrandingsprocessen (b.v. door een te beperkte O2-toevoer tijdens verbranding (slecht afgestelde verwarmingstoestellen)) - veroorzaker van vergiftingen 1.5.1.1.3.2 Koolstofdioxide (CO2) - de belangrijkste bronnen van CO2 zijn antropogene bronnen: • cementindustrie • verbranding van fossiele brandstoffen • reductie van bossen (geen bron maar afname van de opslagcapaciteit) - ontstaat bij elke vorm van verbranding - is aanwezig in atmosfeer (0,033%); concentratie wijzigt gemakkelijk door menselijke activiteiten - toename van CO2 in atmosfeer laatste jaren, door verbranding van fossiele brandstoffen op grote schaal - belangrijk broeikasgas Intermezzo: Via 14C-meting in de atmosfeer en in hout kan men bewijzen dat de verbranding van fossiele brandstoffen een belangrijke bron is van CO2-emissie. 14C wordt in de atmosfeer aangemaakt door kosmische straling. Fossiele brandstof bevat geen 14C meer (halfwaardetijd = 5730 jaar) Uit stalen van oude bomen heeft men afgeleid dat de concentratie van 14C met 3% gedaald is tijdens de laatste 100 jaar. De afgelopen 200 jaar werd een spectaculaire stijging van de [CO2] waargenomen. Dit kan men bijvoorbeeld afleiden uit metingen in gasbellen in eeuwig ijs. Zelfs na het verdrag van Kyoto blijft men een stijgende trend waarnemen.
  49. 49. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 37/293 Indien alle antropogene CO2 zou accumuleren in de atmosfeer, zou men een stijging van de [CO2] van 3 ppm per jaar moeten waarnemen. In werkelijkheid neemt men maar een stijging van 1,3 ppm per jaar waar. Dit is te wijten aan volgende factoren: -opname van CO2 door fotosynthese -opname van CO2 door de oceanen 1.5.1.1.3.3 Methaan (CH4) - belangrijk broeikasgas - voornaamste bestanddeel van aardgas - ontstaat onder andere bij afbraak van organische stoffen door bacteriën onder anaerobe (zuurstofloze) omstandigheden - In de omgeving van rundveehouderijen is een verhoogde concentratie van methaan aanwezig, omdat het gas gevormd wordt door de bacteriën in de voormagen van runderen bij het verteren van het voedsel. 1.5.1.1.3.4 Effecten koolstofhoudende gassen 1.5.1.1.3.5 Koolstofmonoxide Koolstofmonoxide (CO) is een kleurloos, geurloos gas dat chemisch inert is. De verblijftijd in de atmosfeer bedraagt 0,2 jaar. CO heeft weinig effect op materiaal en planten maar is wel zeer gevaarlijk voor de mens (mac-waarde = 10 mg/m3 ). Het heeft namelijk een effect op het vermogen om zuurstof te transporteren in het lichaam. Hemoglobine zorgt voor het zuurstoftransport in ons lichaam: het bindt met O2 tot oxyhemoglobine. CO bindt ook met hemoglobine tot carboxyhemoglobine. De binding van hemoglobine met CO is echter 200 maal sterker dan deze met O2. Bij hoge CO concentraties (vanaf 200 ppm) ontstaat een zuurstoftekort waardoor men duizelig wordt en hoofdpijn krijgt (CO-vergiftiging). Indien de hoge CO concentratie aanhoudt, treedt de dood in. Verwarmingstoestellen en waterverwarmers zijn de voornaamste oorzaken van CO-vergiftiging. 1.5.1.1.3.5.1 Koolstofdioxide Koolstofdioxide is een kleurloos, geurloos, niet-brandbaar gas dat zwaarder is dan lucht. CO2 is één van de vier meest voorkomende gassen in de atmosfeer naast N2, O2 en Ar . De CO2-concentratie in de atmosfeer kan significant gewijzigd worden door menselijk activiteit. Een gevolg hiervan is het broeikaseffect (zie paragraaf 1.6.2).
  50. 50. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 38/293 In lage concentraties is koolstofdioxide niet giftig voor de mens. Vanaf 0,5 vol% CO2 wordt de ademhaling versneld. Bij een concentratie van 10 vol% treedt de dood in. 1.5.1.1.4 Ozon - secundair polluent - een zeer reactief gas. Organische polymeren (b.v. rubber, plastics, textielvezels, en coatings zijn zeer gevoelig voor ozon (vermindering trekkracht en elasticiteit) - sterk blekende en desinfecterende werking (kan gebruikt worden voor het doden van bacteriën in drinkwater (ozonisatie)) - bronnen: laserprinters en kopieerapparaten - enerzijds daalt de stratosferische ozonconcentratie anderzijds zorgt de troposferische ozon voor toename van ozon op leefniveau - https://www.vmm.be/lucht/ozon 1.5.1.1.4.1 Effecten ozon Ozon is een secundaire polluent die gevormd wordt in de atmosfeer door reacties van vluchtige organische stoffen en NOx. Door het sterk oxiderende karakter heeft ozon een negatieve invloed op: • de gezondheid, voornamelijk op de luchtwegen • planten (reductie van de opbrengst van voedingsgewassen) • materialen (oxidatie van verven, rubber en textiel) 1.5.1.1.5 Anorganische halogeenverbindingen 1.5.1.1.5.1 Chloorgas (Cl2) - geelgroen gas met prikkelende geur, slecht oplosbaar in water - reageert sterk met water: blekende en desinfecterende werking - lokale verontreiniging bij productie en gebruiksplaatsen - bronnen: kunststoffenindustrie (productie van PVC), chemische industrie (synthese chloorverbindingen), productie van insecticiden 1.5.1.1.5.2 Waterstofchloride (HCl) - irriterend zuur, goed oplosbaar in water - reageert fel met hydroxiden en oxiden
  51. 51. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 39/293 - draagt bij tot verzuring - bronnen: wordt ingezet bij de hydrochlorering van rubber en de productie van vinyl- en alkylchloriden; halfgeleiderindustrie; verbranding van afvalstoffen (PVC-bevattend afval); chemische industrie (synthetische gechloreerde KWS) 1.5.1.1.5.3 Waterstoffluoride - irriterend kleurloos gas - zeer goed oplosbaar in water - bronnen: als etsmiddel in de glasindustrie, in de halfgeleiderindustrie, om aluminium en uranium te zuiveren; afvalstoffenverbranding (fluor-bevattende afvalstoffen), verbranding van steenkolen 1.5.1.1.6 Organische halogeenverbindingen 1.5.1.1.6.1 CFK’s (Chloorfluorkoolstofverbindingen) • gebruikt als drijfgas voor spuitbussen en als koudemiddel in koel-, vries- en airconditioninginstallaties • freon is bekendste CFK • de chlooratomen in cfk's kunnen in de atmosfeer door invloed van ultraviolette straling als radicaal worden vrijgemaakt en dienen als katalysator voor de afbraak van ozon in de beschermende ozonlaag tot zuurstof, waardoor het ozongat ontstaat • later ontwikkelde de industrie alternatieven voor deze stoffen. In hcfk's is een deel van de waterstofatomen niet vervangen door chloor, hierdoor wordt de levensduur in de atmosfeer belangrijk verkort; ze tasten de ozonlaag minder aan dan cfk's. In de jaren negentig werden de hfk’s ontwikkeld, Hfk's tasten de ozonlaag niet aan. Ze dragen echter wel flink bij aan het broeikaseffect 1.5.1.1.6.2 HCFK’s (HydroChloorFluorKoolwaterstoffen) - gelijkaardig aan CFK’s 1.5.1.1.6.3 PCB’s (Polychloorbifenyl) – PBB’s (Polybroombifenyl) - meeste PCB's zijn kleurloze en geurloze kristallen - commerciële mengsels zijn heldere viskeuze vloeistoffen - type "askarel" of "clopheen" hoofdzakelijk in hoogspannings-transformatoren gebruikt - slechte oplosbaar in water en lage dampspanning
  52. 52. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 40/293 - PCB's zijn zeer stabiele verbindingen die niet makkelijk uiteenvallen. Daarom blijven PCB's lang in het milieu aanwezig en hopen ze zich op in het vetweefsel van dieren. Schadelijke effecten treden daardoor vaak op bij roofdieren aan het einde van de voedselketen. Stoffen als PCB's krijgt de mens binnen via de voeding. Die verontreinigingen worden opgeslagen in ons lichaamsvet. - PCB's kunnen leverschade veroorzaken en het optreden van kanker bevorderen (carcinogeen). Ze kunnen geboorteafwijkingen veroorzaken (teratogeen) en aantasting van het afweersysteem (verminderde immuniteit). - toegepast: als isolatievloeistof in transformatoren en condensatoren, als hydraulische vloeistof, koelvloeistof, smeermiddel en als brandvertrager en stabilisator in kunststoffen, en verder in verf, inkt, lak, kit en lijm 1.5.1.1.7 Aromatische verbindingen 1.5.1.1.7.1 Benzeen (C6H6) - heldere kleurloze vloeistof met aangename geur - een zeer goed apolair aprotisch oplosmiddel - voordat de gevaren bekend waren werd het door mensen die met ruwe olie werkten of in het synthetisch organisch laboratorium gebruikt om de handen en laboratoriumtafels te wassen - carcinogene stof, op langere termijn is de meest voorkomende vorm van kanker ten gevolge van benzeen leukemie. - blootstelling aan hoge doses benzeen leidt tot chromosomale afwijkingen en schade aan de beenmergcellen 1.5.1.1.7.2 Tolueen (C6H5CH3) - als verdunningsmiddel en als grondstof gebruikt in de chemie - belangrijkste bestanddeel van thinner - ook een onderdeel van benzine en wordt gebruikt als oplosmiddel in bandenplakmiddel - bij gebruik van solutie bij lijmsnuiven als vorm van drugsgebruik, is tolueen de werkzame stof - bij langdurige blootstelling aan hoge concentraties schadelijk, het kan geheugenproblemen veroorzaken - ook op korte termijn schadelijk. Inademing van grote hoeveelheden veroorzaakt duizeligheid en misselijkheid. Men kan zelfs buiten bewustzijn raken.
  53. 53. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 41/293 1.5.1.1.7.3 Ethylbenzeen (C8H10) - aromatisch koolwaterstof die voorkomt in aardolie en steenkoolteer - voornaamste gebruik is als grondstof voor styreen, een belangrijke bouwsteen van polymeren - irriteert de ogen, de huid en de luchtwegen - bij hoge mate van blootstelling kan er schade optreden aan organen zoals de lever en de nieren. 1.5.1.1.7.4 Xyleen - chemische structuur is die van een benzeenring, waarvan twee waterstofatomen door een methylgroep zijn vervangen - heldere, kleurloze vloeistof met kenmerkende geur - voornamelijk toegepast als oplosmiddel van organische stoffen (harsen en vetten) - inademing van de dampen kan aanleiding geven tot hoofdpijn, duizeligheid, misselijkheid of bewusteloosheid. De stof is irriterend voor de huid en de ogen. 1.5.1.1.8 VOS of VOC (Vluchtige Organische Stoffen) https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/uitstoot-nmvos https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/concentratie-vos De bronnen van vluchtige organische stoffen zijn van diverse oorsprong (Figuur 1-20). De meeste vluchtige verbindingen komen vrij via niet-geleide emissies. Verdampingsverliezen komen voor op alle plaatsen waar VOS gebruikt wordt als oplosmiddel (b.v. droogkuis, raffinaderijen, drukkerijen, ontvetten van metalen) en bij het vullen en bij ademen van opslagtanks.
  54. 54. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 42/293 Figuur 1-20: Evolutie van de NMVOS (niet-methaan-VOS)-emissies in Vlaanderen (2000-2018) (Bron: https://www.vmm.be/lucht/vos/emissies-vos) De reactiviteit van vluchtige organische stoffen wordt uitgedrukt d.m.v. de Ozon Creating Potential (OCP). Deze parameter geeft aan in hoeverre de vluchtige organische stof bijdraagt tot de vorming van ozon. De OCP van een stof is een relatieve waarde berekend t.o.v. de OCP van etheen (=100%). Om de drempelwaarden voor ozon te bereiken is over heel Europa 70-90% reductie nodig van de antropogene emissies van VOS en NOx. Voorbeelden: aceton, benzeen, tolueen, ether, gechloreerde KWDS
  55. 55. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 43/293 1.5.1.1.8.1 Aceton (dimethylketon) - kleurloze vloeistof die veel als oplosmiddel wordt gebruikt (onder andere nagellakremover in het dagelijks leven) - licht irriterend, huidcontact minder erg dan bij vele andere oplosmiddelen 1.5.1.1.8.2 Ether (C4H10) (diethylether of ethoxyethaan) - een vluchtige vloeistof - verdovende werking - veel als organisch oplosmiddel gebruikt - op industriële schaal wordt diethylether bijna niet meer gebruikt, wegens het gevaar van peroxide-vorming (instabiele en explosieve peroxiden) 1.5.1.1.8.3 1,2 Dichloorethaan - is een tussenproduct bij de productie van vinylchloride (basisproduct van PVC) en voor de productie van gechloreerde solventen. 1.5.1.1.8.4 Effecten vluchtige organische stoffen (VOS) Vluchtige organische stoffen zijn organische stoffen die bij atmosferische druk en kamertemperatuur een dampspanning hebben van minstens 0,1 mbar. VOS dragen bij tot het broeikaseffect, de vorming van fotochemische smog en de vorming van ozon. Deze groep bevat ook potentieel gezondheidsgevaarlijke stoffen, zoals kankerverwekkende stoffen (waarvan benzeen het bekendste voorbeeld is). Men maakt een onderscheid tussen methaan en niet-methaan VOS. De concentratie van methaan in de atmosfeer is veel hoger dan die van de andere vluchtige organische stoffen, maar de reactiviteit is veel lager. De niet-methaan vluchtige organische stoffen worden ingedeeld in alifatische koolwaterstoffen, oleofinische koolwaterstoffen, aromatische koolwaterstoffen en gechloreerde koolwaterstoffen.
  56. 56. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 44/293 1.5.1.1.9 PAK’s https://www.vmm.be/lucht/pak/uitstoot-paks https://www.vmm.be/lucht/pak/concentratie-paks https://www.vmm.be/lucht/pak/paks-in-depositie Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK) vormen een groep van enkele honderden organische stoffen die opgebouwd zijn uit twee of meer gecondenseerde benzeenringen. PAK’s ontstaan bij onvolledige verbranding van organische stoffen. PAK’s worden zowel in de gasvormige toestand als geadsorbeerd aan aërosolen in de lucht geëmitteerd. De belangrijkste natuurlijke bron van PAK is de geleidelijke afbraak van organisch materiaal bij de vorming van bruinkool, steenkool en petroleum in geologische lagen. Vooral bij de genese van steenkool kunnen na afloop van het mineralisatieproces relatief grote hoeveelheden PAK achterblijven. Ook ruwe olie bevat PAK in veranderlijke concentraties. Bij petroleumdestillatie komen de natuurlijk gevormde PAK overwegend terecht in de zwaardere fracties, zoals bitumen en pitch. Antropogene bronnen van PAK emissies kunnen onderverdeeld worden in twee groepen: - emissies die ontstaan tijdens de productie, het gebruik of in de afvalfase van producten die steenkoolteerderivaten bevatten. Het betreft hier onder andere creosoot, carbolineum, teerhoudende scheepsverf, teerhoudend dakbedekkingsmateriaal, asfaltwegen, bepaalde gewasbeschermingsmiddelen, epoxyteer en zwarte vernis. - PAK kunnen gevormd worden bij onvolledige verbranding van natuurlijke (steenkool, olie) en synthetische (plastiek) organische materialen. Opname van PAK uit de lucht is de belangrijkste opnameweg voor effecten op de algemene bevolking. Naarmate de stofdeeltjes kleiner zijn, dringen zij dieper in de luchtwegen door en worden de PAK beter opgenomen. PAK zijn op zich niet giftig. Eens opgenomen in het lichaam worden ze gemetaboliseerd. In een eerste fase worden giftige verbindingen gevormd, in een tweede fase worden deze afgebroken tot wateroplosbare verbindingen die via de urine worden afgescheiden. Het zijn de giftige intermediairen die schade kunnen berokkenen. Algemeen kan gesteld worden dat de vluchtige PAK het minst toxisch zijn. Hoe hoger het soortelijk gewicht, hoe schadelijker de verbinding. Benzo(a)pyreen, afgekort B(a)P, is toxicologisch de best bestudeerde stof en is waarschijnlijk één van de meest toxische.
  57. 57. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 45/293 De voornaamste effecten zijn: kanker (long, darm, huid), voortplantings- en ontwikkelingsstoornissen, verstoring van de immunocompetentie en cardiovasculaire ziektes. 1.5.1.1.9.1 Effecten PAK’s https://www.vmm.be/lucht/pak/gezondheidseffecten-paks 1.5.1.1.10 Dioxines https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/uitstoot-dioxines https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/dioxines-en-pcbs-in-depositie Dioxines is een verzamelnaam voor polychloordibenzo-p-dioxines (PCDD) en polychloor- dibenzofuranen (PCDF). Het betreft een groep van in het totaal 210 tricyclische, planaire, aromatische structuren die schematisch kunnen voorgesteld worden zoals weergegeven in onderstaande figuur en waarbij van 1 tot 8 chlooratomen kunnen voorkomen in de posities 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 en 9. Figuur 1-21: Chemische structuur van dioxines Dioxines worden hoofdzakelijk gevormd als onbedoelde bijproducten van een aantal chemische processen en in bijna ieder verbrandingsproces. De voornaamste vormingsmechanismen vereisen de aanwezigheid van: • een bron van anorganisch of organisch chloor • zuurstof • een metallische katalysator De optimale vormingstemperatuur voor beide mechanismen bevindt zich tussen 250 en 400°C, waarbij de maximum vormingssnelheid zich in de buurt van 300°C bevindt. Dioxines kunnen bij zeer hoge temperaturen (boven 800-1000°C) in verbrandingsovens worden afgebroken, indien een adequate verblijftijd en homogene temperaturen in de verbrandingskamer verzekerd is. De belangrijkste dioxineblootstelling van het brede publiek vindt plaats via de voeding. Ruim 90% van de blootstelling van de mens aan dioxines is afkomstig van levensmiddelen. Levensmiddelen van dierlijke oorsprong veroorzaken circa 80% van alle blootstelling. Vis, vlees en zuivelproducten bevatten
  58. 58. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 46/293 aanzienlijke dioxinegehaltes en dragen het meest bij tot de menselijke blootstelling. Dioxines accumuleren in het menselijk lichaam en concentreren voornamelijk in vetweefsel. Het type van de blootstelling (acuut versus chronisch) en de blootstellingsconcentratie bepalen in belangrijke mate de uiteindelijke toxische effecten van dioxineblootstelling. Dioxines kunnen interfereren met lichaamshormonen en cellulaire receptoren. Daarom kunnen ze een effect hebben op groei, reproductie en ontwikkeling en eveneens op het afweersysteem en op neurologische functies. In hoge concentraties kunnen dioxines chlooracné (een huidaandoening), kanker, lever-, maag- en darmstoornissen veroorzaken. 1.5.1.1.11 PFAS https://www.vmm.be/lucht/meer-polluenten/pfas-in-de-omgevingslucht (Einde Gesloten Boek*: - per verbindingsgroep 2 voorbeelden kunnen geven - ontstaan van polluent - per polluent belangrijkste bron/sector van uitstoot in Vlaanderen vermelden en verklaren - per polluent belangrijkste effect/gevolg vermelden - per polluent evolutie emissie en immissie in Vlaanderen geven en verklaren) 1.5.1.2 Aërosolen https://www.youtube.com/watch?v=Dq2gvsV-z94 Wat zijn aerosolen? Aërosolen is een verzamelnaam voor alle vaste en vloeistofdeeltjes in de lucht. Atmosferische aërosolen bestaan uit particulen waarvan de grootte varieert van enkele ängstrum tot enkele honderden µm. Er zijn fijne of submicrometer (diameter < 10 µm (PM10-fractie), diameter < 2,5 µm (PM2,5--fractie) en diameter < 0,1 µm (PM0,1-fractie) en grove diameter (diameter > 10 µm) deeltjes. Particuul materie komt veel voor onder de polluenten. De fijne fractie is in het algemeen van antropogene oorsprong en wordt gevormd bij verschillende thermische en chemische processen. De grove deeltjes ontstaan bij mechanische processen zoals wrijving, opwaaiend bodemmateriaal. Aërosolen hebben naar gelang hun grootte een verschillend verspreidingsgebied. Fijne deeltjes hebben een verblijftijd van enkele uren tot meerdere dagen en kunnen zich verspreiden over grote afstanden (enkele honderden km).
  59. 59. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 47/293 Omdat aërosolen dragers kunnen zijn van gevaarlijke stoffen wordt er veel belang aan gehecht. Kleine stofdeeltjes gedragen zich als een gas en kunnen ver meegesleurd worden. Wanneer het aërosol-gehalte (zwevend stof gehalte) in de omgevingslucht gereduceerd wordt zal automatisch het gehalte aan gevaarlijke stoffen dalen. 1.5.1.2.1 Vaste aërosolen Vaste aërosolen zijn: - stof: komt o.a. vrij bij laden en lossen van bouwmaterialen, ertsen, steen- en cementfabrieken, asbestdeeltjes kunnen vrijkomen uit isolatiemateriaal asbestplaten, … - rook: komt vrij bij elke vorm van verbranden - roet: zwart afzetsel bestaande uit hoofdzakelijk fijn verdeelde koolstofdeeltjes welke ontstaan bij onvolledige verbranding. Roet bevat geadsorbeerde KWS, zwavelcomponenten en een fractie anorganische zouten - vliegas: zeer fijne verdeelde as welke ontstaat tijdens het verbrandingsproces en opstijgt met de verbrandingsgassen - zware metalen: Pb, Cd, Hg, … Afhankelijk van de deeltjesgrootte wordt gesproken over fijn of zwevend stof of grof en neervallend stof. PM10 en PM2,5 zijn belangrijke dragers van milieuverontreinigende stoffen zoals zware metalen en PAK’s. Termen i.v.m stof: - Totaal stof : verzameling van al het stof ongeacht de deeltjesgrootte - Zwevend stof: mengsel van afzonderlijke deeltjes (vloeibare of vaste), met uiteenlopende samenstellingen en afmetingen - Fijn stof: verzamelnaam voor fijne deeltjes van uiteenlopende samenstelling en afmeting • primair: rechtstreekse uitstoot in atmosfeer (uitlaat, schoorsteen, zeezout, vulkaanuitbarsting, …) • secundair: condensatie van gassen SO2, NOx, NH3, VOS • https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/wat-is-fijn-stof - TSP – total suspended particles alle stofdeeltjes met een a.d. > 10 μm - PM 10 en PM 2,5 – particle matter met a.d. van resp. max. 10 en 2,5 µm • fractie > 2,5 μm vnl. mechanisch gevormde deeltjes in lucht gebracht door wind of antropogene activiteiten (opwaaien bij verkeer, opslag en overslag) • fractie < 2,5 μm vooral deeltjes ontstaan door condensatie van verbrandingsproducten of door reactie van gasvormige polluenten tot secundair aërosol.
  60. 60. © AP Hogeschool – Milieu 2: Lucht p 48/293 - Ultrafijne deeltjes (UFP) deeltjes met diameter kleiner dan 0.1 μm De belangrijkste antropogene bronnen van zwevend stof zijn: -landbouw (dispersie van bodemstof) -constructie (dispersie van bodemstof) -verkeer -industrie -condensatie van bvb. sulfaten en nitraten gevormd door oxidatie van SO2 en NOx. -omzetting van KWS (geëmitteerd door bvb auto’s) in vaste of vloeibare deeltjes via fotochemische reacties De belangrijkste natuurlijke bronnen van zwevend stof zijn: -dispersie van bodemstof door de wind -vulkanen -zeezoutaerosolen (wind neemt waterdruppels mee) -condensatie van sulfaten gevormd door oxidatie van H2S Neervallend stof is zwaarder en zal dicht bij de emissiebron terechtkomen. De impact hiervan is vooral lokaal. https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/uitstoot-pm2-5 https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/uitstoot-pm10 https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/uitstoot-totaal-stof https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/uitstoot-elementair-koolstof https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/uitstoot-fijnstofprecursoren https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/concentratie-pm2-5 https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/concentratie-pm10 https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/concentratie-zwarte-koolstof https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/concentratie-ultrafijn-stof https://www.vmm.be/lucht/fijn-stof/chemische-samenstelling-pm2-5 (Bovenstaande https-links: Gesloten boek*: kennen: - ontstaan van polluent - per polluent belangrijkste bron/sector van uitstoot in Vlaanderen vermelden en verklaren - per polluent belangrijkste effect/gevolg vermelden - per polluent evolutie emissie en immissie in Vlaanderen geven en verklaren)

×