Skripta eko zrak

EKOLOGIJA I
VELEUČILIŠTE U SLAVONSKOM BRODU
Slavonski Brod, 2013.
Mladen Bošnjaković

1/83
Veleučilište u Slavonskom Brodu
Mladen Bošnjaković
EKOLOGIJA I
Slavonski Brod, 2012.

Ekologija I Mladen Bošnjaković
2/83
SADRŽAJ
1. ATMOSFERA.........................................................................................................4
1.1 POSTANAK I RAZVOJ ZEMLJINE ATMOSFERE......................................................................................4
1.2 SASTAV ATMOSFERE............................................................................................................................6
1.3 VERTIKALNA STRUKTURA ATMOSFERE...............................................................................................7
1.4 IZRAŽAVANJE KONCENTRACIJE ONEČIŠĆUJUĆIH TVARI.....................................................................9
2. POJMOVI U ZAŠTITI ZRAKA...................................................................................11
3. ONEČIŠĆUJUĆE TVARI U ZRAKU..........................................................................12
3.1 IZVORI ONEČIŠĆENJA.........................................................................................................................12
3.2 ONEČIŠĆUJUĆE TVARI U ZRAKU........................................................................................................15
3.2.1 Oksidi ugljika (CO i CO2)........................................................................................................................... 16
3.2.2 Oksidi sumpora (SOX ili SO, S2O3, SO2, SO3, S2O7 i SO4) ........................................................................... 19
3.2.3 Sumporovodik ili vodikov sulfid (H2S)...................................................................................................... 20
3.2.4 Oksidi dušika (NOX ili N2O, NO, NO2, NO3, N2O3, N2O4 i N2O5)................................................................ 21
3.2.5 Granične koncentracije NO2 u okolnome zraku:..................................................................................... 21
3.2.6 Halogeni spojevi (F, Cl, Br, I, U)................................................................................................................ 22
3.2.7 Ugljikovodici............................................................................................................................................. 22
3.2.8 Lebdeće čestice........................................................................................................................................ 23
3.2.9 Metali ....................................................................................................................................................... 24
3.2.10 Radioaktivne tvari................................................................. Pogreška! Knjižna oznaka nije definirana.
3.2.11 Ostale onečišćujuće tvari....................................................................................................................... 25
3.2.12 Onečišćenje zraka u urbanim sredinama i stvaranja prizemnog ozona............................................... 26
4. TRANSPORT ONEČIŠĆENJA ZRAKOM ..................................................................29
4.1 METEOROLOŠKI PARAMETRI ............................................................................................................29
4.1.1 Smjer vjetra.............................................................................................................................................. 29
4.1.2 Brzina vjetra ............................................................................................................................................. 30
4.1.3 Promjene temperature s visinom............................................................................................................ 31
4.1.4 Stabilnost atmosfere................................................................................................................................ 31
4.1.5 Temperaturna inverzija u toku noći........................................................................................................ 32
4.2 MODELI DISPERZIJE ONEČIŠĆUJUĆIH TVARI.....................................................................................35
5. METODE ZA PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH PLINOVA IZ NEPOKRETNIH IZVORA ....36
5.1 UKLANJANJE SUSPENDIRANIH ČESTICA (AEROSOLA) - OTPRAŠIVANJE...........................................37
5.2 UKLANJANJE PLINOVITIH I OSTALIH ONEČIŠĆIVALA ZRAKA.............................................................38
5.3 IZBOR ODGOVARAJUĆE METODE OBRADE OTPADNIH PLINOVA....................................................40
5.4 VELIČINA I DINAMIKA ČESTICA..........................................................................................................40
5.5 UREĐAJI ZA UKLANJANJE SUSPENDIRANIH ČESTICA - PREDNOSTI I NEDOSTACI ...........................41
6. TALOŽNICI KRUTIH ČESTICA................................................................................42
6.1 GRAVITACIJSKI TALOŽNICI.................................................................................................................43
6.1.1 Horizontalna taložna komora.................................................................................................................. 44
6.1.2 Taložna komora s pregradama (komora Howard).................................................................................. 44

3/83
6.2 UDARNI TALOŽNICI............................................................................................................................45
6.3 CENTRIFUGALNI TALOŽNICI - CIKLONI ..............................................................................................46
7. FILTRI..................................................................................................................49
7.1 FILTAR S VREĆAMA ............................................................................................................................50
7.1.1 Princip rada.............................................................................................................................................. 50
8. ELEKTROSTATIČKI TALOŽNICI..............................................................................53
8.1 PODRUČJE PRIMJENE.........................................................................................................................53
8.2 PRINCIP RADA ELEKTROSTATIČKOG FILTRA......................................................................................54
9. SKRUBERI (SCRUBBERS)......................................................................................56
9.1 SKRUBERI S PAKIRANJEM ..................................................................................................................58
9.2 SKRUBERI S PLOČAMA.......................................................................................................................59
9.3 SKRUBERI S RASPRŠIVANJEM TEKUĆINE...........................................................................................60
9.4 CENTRIFUGALNI SKRUBERI................................................................................................................62
9.5 VENTURIJEV SKRUBER .......................................................................................................................64
9.6 SUHI SKRUBERI...................................................................................................................................66
10. UTJECAJI ONEČIŠĆENJA ZRAKA............................................................................67
10.1 UTJECAJ NA ČOVJEKA ........................................................................................................................67
10.2 UTJECAJ NA BILJNI SVIJET ..................................................................................................................67
10.3 UTJECAJ NA MATERIJALE...................................................................................................................69
10.4 REDUKCIJA VIDLJIVOSTI.....................................................................................................................69
10.5 UTJECAJ NA ATMOSFERU ..................................................................................................................69
10.5.1 Kisele kiše............................................................................................................................................... 70
10.5.2 Djelovanje kiselih kiša............................................................................................................................ 70
10.5.3 Smanjenje ozona u atmosferi................................................................................................................ 73
10.5.4 STAKLENIČKI PLINOVI I UTJECAJ NA GLOBALNE KLIMATSKE PROMJENE ............................................ 74
11. ONEČIŠĆENJE ZRAKA U ZATVORENOM PROSTORU.............................................78
12. STANDARDI I LEGISLATIVA U ZAŠTITI ZRAKA .........................................................81
13. LITERATURA .......................................................................................................82

4/83
1. ATMOSFERA
Atmosferu možemo definirati kao sloj zraka koji obavija Zemlju i rotira zajedno s njom, a zrak
kao plinovitu smjesu od koje se sastoji Zemljin plinoviti omotač. Zemljina atmosfera vezana
je uz Zemlju uglavnom gravitacijskim silama, a tek u višim slojevima (iznad 1000 km) gdje
dolazi do disperzije plinova u međuplanetarni prostor prevladavaju elektromagnetske
interakcije.
1.1 POSTANAK I RAZVOJ ZEMLJINE ATMOSFERE
Postanak Zemljine atmosfere razmatra se u skladu sa znanjem o postanku Sunčeva
sustava, sastavu planeta i kemijskoj reaktivnosti samih stijena i plinova koje čine zrak. Danas
se vjeruje da je Sunčev sustav nastao hlađenjem međuzvjezdane prašine i plina, pri čemu su
Sunce i velike planete jakim gravitacijskim silama uspjeli zadržati svu okolnu tvar (zato vjerno
odražavaju sastav prvobitne međuzvjezdane prašine), dok su manje planete (Venera, Zemlja,
Mars) nastali agregacijom manjih svemirskih tijela, pretežno silikatnog sastava. Zato se njihov
sastav bitno razlikuje od sastava prvobitne smjese po velikom osiromašenju lakšim elementima i
spojevima koji nisu mogli biti zadržani gravitacijskim silama.
Manje planete tako su nastale bez vlastitog plinskog omotača iz prvobitne smjese, a njihova
atmosfera nastajala je postupno otpuštanjem plinova iz vrućih stijena. Ovi plinovi bili su pretežno
vodena para, ugljikov dioksid i dušik. Na Zemlji je voda kondenzirala, ugljikov dioksid se vezao u
obliku karbonata, a dominantan plin postao je dušik.
Prvobitna atmosfera nije sadržavala veće količine kisika i bila je kemijski blago reducirajuća.
Samo u takvim uvjetima mogao je nastati život, jer su organske molekule kao građevne jedinice
živih organizama podložne oksidaciji i kao takve su nestabilne na zraku (s velikim udjelom kisika)
kakav danas poznajemo. Reducirajući karakter prvobitnog zraka očituje se u sastavu starih stijena
koje sadrže dvovalentno željezo i mnoge sulfide, koji se uz današnji sastav zraka također ne bi
mogli održati.
Prvi kisik u zraku nastao je fotolizom vodene pare i ugljikovog dioksida. Sunčevo zračenje
moglo je razoriti molekule vode na kisik i vodik, pri čemu se vodik kao najlakši plin dizao u više
slojeve, odakle je mogao izaći u međuplanetarni prostor, dok se kisik pomalo nagomilavao u
donjim dijelovima. Nije moglo doći do većeg nagomilavanja kisika jer se trošio na oksidaciju
dvovalentnog željeza u stijenama i oceanima ili vodika iz vulkana. Procjenjuje se da je sadržaj kisika
u tadašnjem (predbiotskom) zraku bio manji od sadašnjeg milijuntog dijela.
Fosili pokazuju obilnu prisutnost života već prije 3,5 milijardi godina, a s razvitkom života se
na Zemlji počinje mijenjati i sastav zraka. Kisik koji je postojao samo u tragovima, počeo se
oslobađati procesima fotosinteze. Veći udio kisika znatno je smanjio prodor Sunčeva
visokoenergetskog zračenja do površine zemlje omogućavajući na taj način razvoj složenijih oblika
života kao npr. eukariotske stanice (s jezgrom) prije 1,4 milijardi godina i višestaničnih organizama
s djelotvornijim mehanizmima iskorištavanja energije. Sve brži razvoj života i fotosinteze

5/83
pridonosili su daljnjem porastu sadržaja kisika u zraku iz kojeg je fotolizom u višim slojevima
mogao nastati ozon (slika 1.1.).
Slika 1.1. Povećavanje sadržaja kisika u atmosferi i razvoj života na Zemlji
Ozon vrlo dobro apsorbira ultraljubičasto zračenje koje šteti živim organizmima, pa se nakon
stvaranja ozonskog sloja život mogao proširiti na oceane i kopno, čime se naglo povećao izvor
kisika fotosintezom, a time i udio kisika u zraku. Sadašnji udio kisika od dvadesetak posto postignut
je (vjerojatno i premašen) u paleozoiku, a najkasnije u devonu.
Dakle, razvoj Zemljine atmosfere usko je povezan s razvojem života na njoj i obrnuto. Danas
gotovo svi plinovi od kojih se sastoji atmosfera sudjeluju u kružnim procesima, tj. imaju svoje
izvore, određeno prosječno vrijeme zadržavanja u atmosferi i svoje odvode. Nagomilavaju se samo
inertni plinovi, kao npr. plemeniti plinovi.

6/83
1.2 SASTAV ATMOSFERE
Ljudi često smatraju da se zrak sastoji od „molekula zraka“, što je dokaz prostorne i
vremenske konstantnosti njegovih značajki. Ako razmotrimo molekularni sastav „čistog“ zraka,
tada ćemo vidjeti da se zrak sastoji od brojnih plinova (Tablica 1.1., slika 1.2.) s pravilnom
zastupljenošću na različitim horizontalnim i vertikalnim točkama i u različitim vremenima.
Tablica 1.1. Udio molekula u čistom suhom zraku
Plin Simbol Volumni udio
Dušik N2 78,1 %
Kisik O2 20,9 %
Argon Ar 0,93 %
Ugljikov
dioksid
CO2 370 ppm
Neon Ne 18 ppm
Helij He 5 ppm
Metan CH4 1,7 ppm
Vodik H2 0,53 ppm
Dušikov oksid N2O 0,31 ppm
Slika 1.2 Sastav zraka
Prosječna molarna masa suhog zraka može se izračunati zbrajanjem produkata volumnih
udjela i molarnih masa njegovih glavnih sastojaka (N2, O2, Ar, CO2) prema tablici 1.1.
Prethodno navedeni sastav zraka odnosi na suhi zrak, bez vodene pare, čiji se sadržaj u zraku
stalno varira obično oko 1 % (vrlo velik utjecaj na količinu vlage u zraku ima temperatura zraka). Za
razliku od ostalih plinova koji imaju dugo vrijeme zadržavanja u atmosferi i koji su dobro
izmiješani, tako da su njihove koncentracije jednake posvuda u atmosferi, sadržaj vode je vrlo
različit zbog njenih posebnih značajki. To je jedina tvar koja se pojavljuje u sve tri faze - krutoj (led),
tekućoj i plinovitoj (vodena para). Ovaj kontinuirani prijelaz između triju faza ovisi o uvjetima u
kojima se voda nalazi.
Također treba spomenuti i velik broj „dodatnih“ tvari (npr. sumporni dioksid, oksidi dušika,
amonijak, ozon, leteće čestice, itd.) koje su „pomiješane“ u manje-više stalnom kolektivu molekula
zraka koji tvori Zemljinu atmosferu.

7/83
1.3 VERTIKALNA STRUKTURA ATMOSFERE
Kada se govori o vertikalnoj strukturi Zemljine atmosfere (slika 1.4.), prije svega treba reći da
ne postoji oštra granica između atmosfere i međuplanetarnog prostora, tj. atmosfera ne završava
naglo, već postaje sve rjeđa s visinom. Ukupna masa Zemljine atmosfere bez vodene pare iznosi
približno 5,157x1018
kg što je otprilike jedna milijuntina Zemljine mase. Čak 99 % mase atmosfere
nalazi se u sloju do približno 30 (35) km od tla, 75 % unutar 11 km i 50 % unutar 5 km od površine
tla.
Atmosfera se u vertikalnom smjeru može podijeliti na slojeve na temelju četiri kriterija:
 sastav zraka i pojava električki nabijenih čestica
 međudjelovanje atmosfere i Zemljine površine
 promjena temperature s visinom
 utjecaj atmosfere na letjelice
Prema sastavu zraka se atmosfera dijeli na homosferu u kojoj se omjer osnovnih plinova
(dušik, kisik, argon) ne mijenja i heterosferu u kojoj se s molekulama dušika i kisika pojavljuju
i atomi kisika i dušika. Relativna molekularna masa je do visine od 95 km stalna (homosfera),
a nakon granice od 95 km se smanjuje s porastom visine (heterosfera). Sloj od 20 km do 55 km u
kojemu se nalazi najveća koncentracija ozona naziva se ozonosfera. Na visini od 50 km do 60 km s
povećanjem visine naglo se povećava koncentracija električki nabijenih čestica (iona i elektrona),
pa se taj sloj atmosfere naziva ionosfera.
Prema međudjelovanju atmosfere i podloge, atmosferu čini granični sloj (ili sloj trenja) i
slobodna atmosfera. U graničnom sloju visine do 1 (1,5) km na gibanje zraka utječu Zemljina
površina i turbulentno trenje, dok se u slobodnoj atmosferi mogu zanemariti sile trenja zraka. U
graničnom sloju razlikujemo Prizemni granični sloj (do 100 m visine) u kojem na struju vjetra
djeluje konfiguracija Zemljine površine i vertikalni temperaturni gradijent, te Prijelazni sloj (od 100
do 1000 m) u kojem je struja vjetra pod djelovanjem površinskog trenja, gradijenta gustoće i
rotacije Zemlje.
Prema promjeni temperature s visinom, atmosferu čini nekoliko slojeva. U najdonjem sloju
do visine od približno 11 km, temperatura u prosjeku opada s visinom za 0,65 °C/100 m. Ovaj
najdonji dio atmosfere naziva se troposfera. Sloj iznad troposfere (visina od 11 do 50 km) naziva se
stratosfera. U njemu temperatura opada umjereno (<0,2 °C/100 m), stagnira ili pak raste s
visinom. Prijelazni sloj između troposfere i stratosfere se naziva tropopauza, a u našim krajevima
doseže visinu od 9 km do 11 km, ovisno o godišnjem dobu i vremenskim uvjetima, dok u polarnim
krajevima visina tropopauze iznosi od 8 km do 10 km, a na ekvatoru od 16 km do 18 km.
Izotermičko stanje stratosfere zadržava se u prosjeku sve do visine od 25 km, a iznad te
razine temperatura raste zbog apsorpcije ultraljubičastog zračenja Sunca u sloju ozona. Kada bi sloj
ozona podvrgli tlaku koji vlada na površini Zemlje (101 kPa), debljina tog sloja iznosila bi samo 2,5
mm. Čak i ovako tanak sloj dovoljan je da nas zaštiti od štetnog ultraljubičastog zračenja.

8/83
Zemljina atmosfera gledana iz Svemira (slika 1.3) je
plave boje jer atmosferski plinovi raspršuju plavo svjetlo
više od ostalih valnih duljina.
Slika 1.3 Pogled na Zemljinu atmosferu iz Svemira
Slika 1.4. Podjela atmosfere s visinom, temperaturom, tlakom i masom zraka

9/83
1.4 IZRAŽAVANJE KONCENTRACIJE ONEČIŠĆUJUĆIH TVARI
U zraku tvari se mogu nalaziti u sva tri agregatna stanja pa se i njihova koncentracija izražava
na različite načine. Sadržaj plina ili čestica u zraku može se izraziti pomoću dvije skupine mjernih
jedinica: volumne i gravimetrijske.
Kada bi sve molekule određenog plina (to može biti i onečišćivač) mogli izdvojiti iz
promatranog volumena zraka i zadržati ih pod identičnom temperaturom i tlakom, rezultat bi bio
određen volumen toga plina. Volumne jedinice određuju omjer miješanja određenog volumena
plina (npr. onečišćivača) i originalnog volumena zraka:
Kada se radi o malim koncentracijama u kemiji se često koriste jedinice ppm, ppb i ppt.
 ppm (parts per million) - broj (masenih/volumnih) dijelova na milijun (106
) dijelova zraka
 ppb (parts per billion) - broj (masenih/volumnih) dijelova na milijardu (109
) dijelova zraka
 ppt (parts per trillion) - broj (masenih/volumnih) dijelova na trilijun (1012
) dijelova zraka
Gravimetrijske jedinice određuju masu materijala po jedinici volumena zraka. Za razliku od
volumnih, gravimetrijske jedinice prikladne su i za čestice i za plinove. Veza između ovih jedinica
prikazana je u tablici 1.2
Tablica 1.2. Skraćenice volumnih i gravimetrijskih jedinica
Volumne jedinice Gravimetrijske jedinice
Dijelova na milijun (mikro) 10-6
ppm l l-1
mol mol-1
mg m-3
Dijelova na milijardu (nano) 10-9
ppb l l-1
nmol mol-1
g m-3
Dijelova na trilijun (piko) 10-12
ppt l l-1
pmol mol-1
ng m-3
I volumne i gravimetrijske jedinice imaju svoje korisnike i zagovaratelje, pa se ponekad javlja
potreba za njihovom pretvorbom. Treba upamtiti da 1 mol čistog plina (Avogadrova konstanta
NA=6,022045×1023
mol-1
) ima masu M kg, gdje je M relativna molarna masa koja zauzima volumen od
0,0224 m3
pri standardnoj temperaturi i tlaku (0 C i 101 kPa). Pri standardnim uvjetima volumen od
jednog kubičnog metra plina naziva se normni kubni metar.
Npr., sumporni dioksid (SO2) ima M = 32×10-3
+ (2×16×10-3
) = 64×10-3
kg, a taj čisti SO2 ima
gustoću (=masa/volumen) od 64×10-3
/0,0224=2,86 kgm-3
pri standardnim uvjetima.
Budući da je prema definiciji čisti SO2 106
ppm biti će:
106
ppm=2,86 kgm-3
1 ppm=2,86×10-6
kg-3
=2,86 mgm-3
Na ovaj način možemo pretvarati volumne koncentracije u gravimetrijske jedinice pri
standardnim uvjetima. Međutim, vrlo rijetko su uvjeti standardni, tj. gotovo uvijek će se tlak i
temperatura razlikovati od standardnih uvjeta, pa je potrebno izvršiti korekcije. Pri standardnim

10/83
uvjetima imamo 1 m3
koji sadrži određenu masu tvari/plina. Kada se tlak i temperatura promijene,
promijenit će se volumen plina, ali ne i masa tvari. Zbog toga trebamo pronaći novi volumen iz
jednadžbe stanja idealnog plina:
pVnRT
gdje je:
p - tlak plina izražen u Pa
V - volumen plina izražen u m3
n - količina tvari izražena u mol
R - plinska konstanta R=8,314 K-1
mol-1
T - temperatura izražena u K
U našem slučaju biti će
pri čemu su p1, V1 i T1 početni tlak (npr. 1 bar), volumen (npr. 1 m3
) i apsolutna temperatura
(273,15 K), a p2, V2 i T2 konačan tlak (950 mbar), apsolutna temperatura (50 C=323,15 K).
Uvrštavanjem u gornju jednadžbu dobit ćemo V2= 1,245 m3
.
Dakle, početni volumen od 1 m3
povećao se na 1,245 m3
. Ovaj povećan volumen još uvijek će
sadržavati jednak broj molekula koje će imati nepromijenjenu masu. Isto tako, koncentracija se
mora smanjiti za isti faktor i 1 ppm SO2 npr. sada će biti jednak 2,86/1,245=2,296 mgm-3
. Volumna
koncentracija će još uvijek ostati ista, na razini od 1 ppm. Jedinice koncentracije mogu se
preračunavati na sljedeće načine:
1 % = 104
ppm
1 ppb = 10-3
ppm
1 ppt = 10-6
ppm
Preračunavanje iz jednih u druge jedinice:
gdje su p i T tlak i temperatura za koje se računa koncentracija.
Koncentracija u mg/m3
= ppm x (M/22,4) x (273,15/T) x (p/101.3)
Koncentracija u ppm = (mg/m3
*(22,4/M) * (T/273,15) *(101.3/p)

11/83
2. POJMOVI U ZAŠTITI ZRAKA
Izvod važnijih pojmova iz Zakona o zaštiti zraka (NN 130/11):
 zrak: zrak troposfere na otvorenom prostoru, izuzevši zrak na mjestu rada,
 onečišćujuća tvar: svaka tvar prisutna u okolnom zraku koja može imati štetan učinak na
ljudsko zdravlje i/ili okoliš u cijelosti,
 razina onečišćenosti: koncentracija onečišćujuće tvari u zraku ili njeno taloženje na
površine u određenom vremenu,
 kvaliteta zraka: svojstvo zraka kojim se iskazuje značajnost u njemu postojećih razina
onečišćenosti,
 onečišćeni zrak: zrak čija je kvaliteta takva da može narušiti zdravlje, kvalitetu življenja i/ili
štetno utjecati na bilo koju sastavnicu okoliša,
 granična vrijednost (GV): razina onečišćenosti koju treba postići u zadanom razdoblju, ispod
koje, na temelju znanstvenih spoznaja, ne postoji ili je najmanji mogući rizik od štetnih
učinaka na ljudsko zdravlje i/ili okoliš u cjelini i jednom kada je postignuta ne smije se
prekoračiti,
 kritična razina: razina onečišćenosti, temeljena na znanstvenim spoznajama, iznad koje
može doći do štetnih učinaka na receptore, kao što su biljke, drveće ili prirodni ekosustavi, a
izuzimajući ljude,
 emisija: ispuštanje/unošenje onečišćujućih tvari u zrak,
 granična vrijednost emisije: najveća dopuštena emisija, izražena ili koncentracijom
onečišćujućih tvari u ispušnim plinovima i/ili količinom ispuštanja/unošenja onečišćujućih
tvari u određenom vremenu,
 praćenje emisije: mjerenje i/ili procjenjivanje emisije onečišćujućih tvari iz izvora
onečišćivanja zraka,
 emisijska kvota: ukupna dopuštena godišnja količina emisije (izražava se u jedinicama mase
u određenom vremenu) iz jednog ili više izvora zajedno, odnosno s određenog područja i/ili
na teritoriju Republike Hrvatske
 onečišćivač: pravna ili fizička osoba – obrtnik čija djelatnost izravno ili neizravno onečišćuje
zrak
 Emisija: ispuštanje/unošenje onečišćujućih tvari u zrak,
 Prag upozorenja: razina onečišćenosti čije prekoračenje predstavlja opasnost za ljudsko
zdravlje pri kratkotrajnoj izloženosti za čitavo stanovništvo i pri čijoj se pojavi žurno
poduzimaju odgovarajuće propisane mjere
 Europska agencija za okoliš (EEA) je agencija Europske Unije čiji je zadatak pružanje
neovisnih informacija o okolišu u skladu s EU okolišnim zakonodavstvom.

12/83
3. ONEČIŠĆUJUĆE TVARI U ZRAKU
3.1 IZVORI ONEČIŠĆENJA
Okolišni zrak, kako vanjski, tako i u zatvorenim prostorima podložan je kontaminaciji krutim
ili tekućim česticama mineralnog ili organskog podrijetla koje zovemo aerosolima. Veličina ovih
čestica je od 0,0001 µm do 100 µm. Čestice veće od 10 µm redovito se talože na tlo, dok čestice
manje od 1 µm, a naročito one manje od 0,3 µm, ostaju lebdjeti u zraku. Prosječna koncentracija
ovih čestica u atmosferi iznad europskog kontinenta mjeri se u milijunima po 1 litri zraka, a dijele
se u slijedeće kategorije:
 Prašina - male čvrste čestice
 Dim - sitne čvrste čestice
 Magla - sitne kapljice
 Sumaglica - vrlo sitne kapljice
 Para - plinovita supstanca
Uzroci nastanka navedenih čestica su:
 Prirodni procesi koji se odvijaju na površini Zemlje
 Raslinstvo na Zemlji
 Organizmi koji nastanjuju Zemlju, uključujući ljudska bića
 Tehnološki procesi stvoreni od strane čovjeka
U prve tri skupine (prirodni izvori onečišćenja) ubrajamo:
 prašina (pustinjska) nošena vjetrom
 aeroalergeni
 čestice morske soli
 dim
 leteći pepeo
 plinovi šumskih požara
 plinovi iz močvara
 mikroorganizmi (bakterije i virusi)
 magla
 vulkanski pepeo i plinovi
 prirodna radioaktivnost
 meteorska prašina
 prirodna isparavanja
U četvrtu skupinu (umjetni izvori onečišćenja zraka) ubrajamo:
 onečišćenje uzrokovano radom termoelektrana i toplana
 onečišćenje uzrokovano radom industrijskih postrojenja (npr. metalurgija, kemijska
industrija) i poljoprivredom (kopanje, zaprašivanje, spaljivanje i dr.)
 onečišćenje uzrokovano transportnim sredstvima
 onečišćenje uzrokovano spaljivanjem različitih vrsta otpada

13/83
 onečišćenja uzrokovano svim ostalim djelatnostima koje nisu obuhvaćene u gornje
četiri skupine, kao npr. procesi kemijskog čišćenja, tiskanja, bojanja, rušenja objekata,
zaprašivanja insekata itd.
Obzirom na pokretljivost izvori onečišćenja mogu se podijeliti na nepokretne i pokretne.
Nepokretni izvori jesu:
točkasti: izvori kod kojih se onečišćujuće tvari ispuštaju u zrak kroz za to oblikovane ispuste
(termoelektrane, rafinerije, tehnološki procesi, industrijski pogoni, uređaji, građevine i slično),
difuzni: kod kojih se onečišćujuće tvari unose u zrak bez određena ispusta/dimnjaka (uređaji,
određene aktivnosti, razna propuštanja iz pumpi, ventila, brtvenica, cjevovoda površine i druga
mjesta).
Pokretni izvori jesu prijevozna sredstva koja ispuštaju onečišćujuće tvari u zrak: motorna vozila,
šumski i poljoprivredni strojevi, necestovni pokretni strojevi (kompresori, buldožeri, gusjeničari,
hidraulični rovokopači, cestovni valjci, pokretne dizalice, oprema za održavanje putova i drugo),
lokomotive, plovni objekti, zrakoplovi.
Obzirom na vrijeme onečišćavanja izvori onečišćenja mogu se podijeliti na:
 Trajne izvore (npr. visoke peći, termoelektrane i sl.)
 Povremene izvore
Prema vrsti onečišćenja moguće je izvore sistematizirati u velik broj grupa, no obično se
dijele prema agregatnom stanju u kojem izvor emitira onečišćujuće tvari:
 Izvori čestica
 Izvori plinova
 Izvori plinova i čestica
Slika 3.1 Vrste izvora onečišćenja zraka

14/83
Onečišćivače dalje možemo podijeliti na primarne koji nastaju iz poznatih izvora onečišćenja
i otpuštaju se izravno u atmosferu te sekundarne onečišćivače. Sekundarni onečišćivači formiraju
se tijekom kemijskih reakcija između primarnih onečišćivača zraka i drugih atmosferskih tvari (kao
što je vodena para). Reakcije se pojavljuju zbog sunčeve svjetlosti; javlja se takozvani fotokemijski
smog značajan za urbana središta.
Većina onečišćivača ostaje u atmosferi samo nekoliko dana ili tjedana, stoga ako se emisija
potpuno smanji, niža će atmosfera brzo izgubiti gotovo sve onečišćivače. Neki onečišćivači (vulkanski
pepeo i aerosoli koji sadrže sumpor) koji se emitiraju visoko u stratosferu, mogu tamo ostati
mjesecima prije nego se vrate na površinu Zemlje i mogu promijeniti klimu. Sintetički spojevi
klorofluorougljika (CFC) mogu ostati u atmosferi mnogo godina.
Sve Europske zemlje trebale bi voditi registar onečišćivača zraka te emitirane količine
onečišćenja. Zeleno su označene zemlje koje to rade u potpunosti (tu je i Hrvatska), a crveno zemlje
koje to uopće ne rade (Bosna i Hercegovina).
Slika 3.2 Evidencija i dostava podataka o onečišćenju

15/83
3.2 ONEČIŠĆUJUĆE TVARI U ZRAKU
Pod onečišćujućim tvarima u zraku podrazumijevamo tvari koje uzrokuju štetu ljudima i
okolišu. Ove tvari nalaze se u zraku u krutoj, tekućoj ili plinskoj fazi. Najznačajniji onečišćivači zraka
(troposfere):
1) Čestice, aerosoli, suspendirane tvari (dim i čađa),
2) Sumporni dioksid (SO2),
3) Ozon (O3)-tzv. “loši ozon” (“bad ozon”)
4) Olovo (Pb),
5) Dušikovi oksidi (NO i NO2, zajedno NOX), i
6) Ugljikov monoksid (CO)
Tablica 3.1. Izvori glavnih onečišćujućih tvari u zraku

16/83
Onečišćujuće tvari u zraku koje su posljedica ljudskih aktivnosti možemo podijeliti u sljedeće skupine:
Plinovi: SOx, CO2, CO, NOx, H2S, O3 (troposferski), CH4, freoni (klorofluorougljici - freon 11 (CFCl3) i
freon 12 (CF2Cl2)), haloni, metilklorid (CH3Cl), tetraklorugljik (CCl4) i dr.
Lebdeće čestice - krute tvari i/ili kapljice tekućine raspršene u zraku (promjera čestica od 1 nm do
1 mm), prvenstveno prašinu, dim i leteći pepeo.
Metali i metaloidi: Pb, Hg, Cd, Be, Tl, Ni, Cr i dr. (metaloidi: arsen, selen i antimon)
Postojane organske tvari: pesticidi (DDT - diklorodifenil trikloroetan, aldrin, dieldrin, endrin, mirex
i dr.), policiklički aromatski ugljikovodici (PAU), industrijske kemikalije (PCB - poliklorirani bifenili,
heksaklorbenzen, dioksini, furani i dr.)
Radioaktivne tvari (radioaktivni izotopi): svi izotopi Pu (najvažniji je Pu-239), izotopi U (U-235, U-
238), Sr-90, Cs-137, H-3, C-14, J-131 i dr.
Ostale onečišćujuće tvari: azbest, fluoridi, formaldehid i dr.
3.2.1 Oksidi ugljika (CO i CO2)
Ugljikov monoksid, ugljikov (II) oksid ili CO je plin bez boje i mirisa koji nastaje nepotpunim
izgaranjem tvari koje sadrže ugljik. Ne podržava gorenje, ali sam izgara plavičastim plamenom.
Ljudske djelatnosti u ukupnoj količini CO koji dolazi u atmosferu pridonose približno 10 % i to kao
rezultat nepotpunog izgaranja fosilnih goriva (prvenstveno iz automobilskih motora i industrije).
Ostalih 90 % CO dolazi u atmosferu iz prirodnih izvora gdje se CO pojavljuje zajedno s
metanom (CH4) u močvarnim i drugim plinovima raspadanja tvari. Nastaje i prilikom šumskih
i stepskih požara, erupcije vulkana, te pri kemijskim reakcijama u višoj atmosferi. U gradovima
koncentracija CO višestruko premašuje koncentracije u prirodi. Tako npr. u gustom prometu
koncentracija CO iznosi od 80 do 150 mg/m3
dok normalne koncentracije atmosferskog CO u
prirodi iznose oko 0,1 mg/m3
.
Tablica 3.2. Fiziološke posljedice udisanja CO
Vol. koncentracija, % ppm Posljedice
0,01 100 Dozvoljeno izlaganje od nekoliko sati
0,04 - 0,05 400 - 500 Bez posljedica nakon jednog sata izlaganja
0,06 - 0,07 600 - 700 Neznatne posljedice nakon jednog sata
0,1 - 0,12 1 000 - 1 200 Nepovoljne, ali bezopasne posljedice nakon 1 sat
0,15 - 0,2 1 500 - 2 000 Opasno izlaganje dulje od jednog sata
0,4 i više 4 000 i više Opasno izlaganje i kraće od jednog sata
CO je vrlo otrovan plin jer reagira s hemoglobinom u krvi potiskujući kisik vezan za
hemoglobin budući da je afinitet vezanja CO uz hemoglobin 250 puta veći u odnosu na kisik.
Trovanje nastaje kada se CO poveže s 30 % hemoglobina u krvi, a smrt nastupa pri postotku od 60

17/83
do 80 %. Otrovana osoba osjeća nemoć, ne može se kretati, nastupa lagano gušenje zbog paralize
centara i organa za disanje.
Ugljikov dioksid ili CO2 je nezapaljivi bezbojni plin, slabog oštrog mirisa, 1,5 puta teži od
zraka. Prirodni je sastojak atmosfere u koncentraciji od 0,03 %, ne podržava gorenje i ima bitnu
ulogu u kruženju ugljika u prirodi. Nije reaktivan, ali pridonosi tzv. efektu staklenika. Otopljen u
vodi ima značajke slabe kiseline. Nastaje potpunim izgaranjem (pri dovoljnoj količini kisika):
C + O2  CO2 + 406 612 kJ
Također nastaje izgaranjem ugljikovog monoksida:
2CO + O2  2CO2 + 286 446 kJ
Dakle, 90 % dolazi u atmosferu kao posljedica ljudskih aktivnosti zbog izgaranja fosilnih
goriva u različitim djelatnostima, a tek 10 % iz prirodnih izvora (požari, vulkanske aktivnosti,
raspadanje organske tvari i respiracija biljaka i životinja).
Slika 3.4. Ciklus CO2
CO2 se iz atmosfere uklanja prirodnim putem (slika 3.4.):
 kišom (CO2+H2OH2CO3)
 apsorpcijom u oceane
 upijanjem u tlo
 fotosintezom bilja (6CO2 + 12H2O  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O)
U volumnoj koncentraciji od 1 % izaziva ubrzano disanje, a pri 5 % izaziva glavobolju,
ošamućenost i umor. Pri koncentraciji od 10 % može izazvati smrt gušenjem u pojedinim
slučajevima, što se rijetko događa upravo zbog „simptoma“ pri nižim koncentracijama kada zbog
neugodnosti ljudi provjetravaju prostorije.
Emisija CO2 i drugih stakleničkih plinova određuje se primjenom IPCC metodologije
razvijene u okviru UNFCCC konvencije. Za prikupljanje podataka potrebnih za proračun nacionalnih
emisijau zrak zadužena je Agencija za zaštitu okoliša, a proračun se izrađuje u suradnji s tvrtkom
EKONERG – Institut za energetiku i zaštitu okoliša.

18/83
Slika 3.5 Emisija CO2 u svijetu po državama i sektorima
Tablica emisije CO2 iz Hrvatske i u ostatku svijeta
Slika 3.6 Trend emisija čestica i CO2 u Republici Hrvatskoj (Izvor: EKONERG, EIHP)

19/83
3.2.2 Oksidi sumpora (SOX ili SO, S2O3, SO2, SO3, S2O7 i SO4)
Premda su svi oksidi sumpora štetni za okoliš, prvenstveno se misli na sumporni dioksid
(SO2), a u manjoj mjeri na sumporni trioksid (SO3). SO2 je bezbojan, nezapaljiv i neeksplozivan plin,
karakterističnog oštrog mirisa, vrlo topiv u vodi i vrlo reaktivan u malim koncentracijama. Nastaje
potpunim izgaranjem sumpora uz oslobađanje topline:
S+O2SO2 + 296 844 kJ
U reakciji s ozonom, peroksidima, vodenom parom i nekim drugim spojevima u zraku, SO2
prelazi u sumpornu kiselinu, jednog od glavnih uzročnika kiselih kiša:
Prirodni izvori SOx u atmosferi su vulkanske aktivnosti i procesi biološkog raspadanja, te
more kada pod djelovanjem vjetra nastane „morska maglica“ koja sadrži čestice sulfata metala.
Umjetni izvori su izgaranje fosilnih goriva, industrija prerade nafte i metalurgija obojenih metala
(Zn, Pb, Cu) pri čemu iz sulfidnih ruda pored pojedinih metala nastaju i velike količine SO2.
Tablica 3.2.1. Doprinos pojedine grupe izvora ukupnoj emisiji SO2 pojedine HR zone
Prostorna raspodjela ukupnih emisija
SO2 u t/god na području Republike Hrvatske
po zonama u 2010. godini prikazana je na
slici lijevo.
Budući da najveći dio emisije spojeva
sumpora dolazi iz TE na fosilna goriva,
najbolji način smanjivanja SO2 u atmosferi je
odsumporavanje dimnih plinova. Jedan od
načina je da se zajedno s ugljenom prašinom
u ložište ubacuje i fino samljeveni vapnenac
(ukloni se od 60 do 90 % SO2), a drugi da se
nakon otprašivanja lebdećeg pepela dimni
plinovi odvedu u mokre skrubere u kojima
se raspršuje suspenzija vode i vapnenca.
Plin SO2 vrlo je štetan po ljudsko zdravlje, jer udisanjem u plućima s vlagom stvara
sumporastu H2SO3 i sumpornu H2SO4 kiselinu. Osim toga, nadražuje sluzokožu i organe čula i vida.

20/83
Nepovoljno utječe na vegetaciju, tekstil, pojedine vrste plastike, te uz prisustvo vlage izaziva
koroziju metala. Već ranije je spomenuto da je jedan od glavnih uzročnika kiselih kiša.
Dozvoljena koncentracija SO2 u atmosferi propisana ja zakonskom regulativom.
• Stroga granična vrijednost - dugotrajna (SGVZd) 60 µg/m3
• Stroga granična vrijednost - kratkotrajna (SGVZk) 150 µg/m3
• Tolerantna gornja vrijednost - dugotrajna (GVZd) 110 µg/m3
• Tolerantna gornja vrijednost - kratkotrajna (GVZk) 300 µg/m3
Djelovanje SO2 ovisno o koncentraciji u atmosferi:
3.2.3 Sumporovodik ili vodikov sulfid (H2S)
Sumporovodik je bezbojan, vrlo otrovan i zapaljiv plin, izuzetno neugodnog mirisa koji
podsjeća na trula jaja. To je razlog vrlo rijetkim trovanjima sumporovodikom jer se u zraku osjeća
već pri vrlo malim koncentracijama. Sumporovodik se veže za željezo u metaloenzimima važnima
za stanično disanje onemogućavajući tako njihovo normalno funkcioniranje. Nastaje kao produkt
anaerobnih bakterija, na naftnim bušotinama, pri proizvodnji koksa, pri štavljenju kože te pri
preradi nafte. U većim koncentracijama nalazi se u kanalizacijama, močvarama, geotermalnim
izvorima i sličnim okruženjima. U prirodi je normalna koncentracija H2S od 0,1 do 0,5 µg/m3
. Prag
registriranja od 0,0047 ppm (4,7 µg/m3
) je koncentracija na kojoj 50 % ljudi može otkriti
karakterističan miris sumporovodika. Granična vrijednost prema pravilniku za sumporvodik je 7
µg/m3
.
Dugotrajna izloženost niskoj razini može rezultirati umorom, gubitkom apetita, glavoboljom,
razdražljivošću, slabim pamćenjem i vrtoglavicom. Kronična izloženost niskoj razini H2S (oko 2
ppm) rezultirala je povećanim brojem pobačaja i zdravstvenim problemima novorođenčadi među
ruskim i finskim radnicima u drvnoj industriji (Izvor: ttp://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_sulfide)
Na temelju provedenih mjerenja kakvoće zraka u razdoblju 2008.-2011. godina do narušavanja
I. kategorije kakvoće zraka spram onečišćenja sumporovodikom zabilježeno je na područjima HR 1 i
HR 5 te u naseljenim područjima ZG, KT, SI i RI.
Na lokaciji Slavonski Brod mjerenja su započela u 2010. godini. Iste godine utvrđena III. kategorija
kakvoće zraka zbog onečišćenja sumporovodikom, a u 2011. godini utvrđena je II. kategorija
kakvoće zraka zbog promjene u kategorizaciji kakvoće zraka primjenom novoga Zakona o zaštiti

21/83
zraka, dok je razina koncentracija ostala na razini iz 2010. godine. Granične vrijednosti prekoračene
su za satne, dnevne i srednju godišnju koncentraciju, što ukazuje da je problem onečišćenja
H2S na području Slavonskog Broda trajan. Budući da u Slavonskom Brodu nema velikog
točkastog izvora, uzrok povišenih razina H2S je rafinerija nafte u Bosanskom Brodu.
3.2.4 Oksidi dušika (NOX ili N2O, NO, NO2, NO3, N2O3, N2O4 i N2O5)
Iako oksidi dušika čine veću grupu, izraz NOX obično se upotrebljava za smjesu NO i NO2. koji se
smatraju značajnijim onečišćivačima. Ova dva oksida dušika nastaju izgaranjem fosilnih goriva,
posebno pri visokim temperaturama (više od 1 000 C):
N2+O22NO
NO je blago obojen plin, slabo topiv u vodi, a važan je jer se vrlo lako spaja s kisikom, pa pod
djelovanjem sunca prelazi u NO2
Najveća količina NOX-a stvara se u prirodi pod djelovanjem bakterija. NO je štetan za ljude jer
se kao i CO veže za hemoglobin. Pri koncentracijama od 1 do 3 ppm osjeti se prodoran miris, a smeta
ljudima pri koncentraciji od 2,5 ppm i izloženosti od jednog sata.
NO2 je plin karakterističnog mirisa i tamnocrvene boje i najotrovniji od svih dušikovih oksida.
Spada u fitotoksične tvari što znači da izaziva nepovoljne posljedice po vegetaciju. Djelovanje na
čovjeka i životinje manifestira se opažanjem mirisa, nadraživanjem čula mirisa, ometanjem
normalnog disanja, osjećajima jakog bola respiratornog trakta, plućni edem i na kraju ju smrt.
Štetno djelovanje NO2:
 ljudsko zdravlje,
 djelovanje na nastajanje kiselih kiša,
 utjecaj na količinu ozona u stratosferi,
 stvaranje ozona u prizemnome dijelu
atmosfere (u troposferi).
Granične koncentracije NO2 u okolnome zraku:
• dozvoljena gornja vrijednost * dugotrajna
(GVZd) - 80 µg/m3
• dozvoljena gornja vrijednost * kratkotrajna
(GVZk) - 300 µg/m3
Slika 3.2.4 Prostorna raspodjela ukupnih emisija
NOx na području RH po zonama u 2010. godini
Tablica 3.2.4 Doprinos pojedine grupe izvora ukupnoj emisiji NO2 pojedine HR zone

22/83
3.2.5 Halogeni spojevi (F, Cl, Br, I, U)
Grupu halogenih elemenata čine fluor (F), klor (Cl), Brom (Br), jod (I) i astatin (U). Fluor je
najreaktivniji element ove skupine i njegovi spojevi posebno su štetni za ljude, životinje i
biljke. Elementarni fluor je žutozeleni plin oštra mirisa, a u prirodi se nalazi gotovo isključivo u
spojevima (najvažniji minerali su fluorit CaF2 i kriolit Na3AlF6). Metalurški i drugi procesi izvorom su
onečišćenja fluorovodikom HF i klorovodikom HCl, s time da je najveći izvor zagađenja fluorom
elektroliza glinice.
U ovu grupu spadaju i freoni koji su se upotrebljavali kao medij u rashladnim uređajima.
Najvažniji freoni su CFC (kloroflorougljici) i HCFC (vodik - klor - fluor - ugljik).
Freoni nisu topljivi u vodi, a prodiru visoko u stratosferu jer su inertni u kemijskim
reakcijama. Freon je nezapaljiv plin bez boje, mirisa i okusa i nije otrovan. Budući da je lakši od
zraka penje se u atmosferu do ozona, tamo ostaje i reagira. Pod djelovanjem UV zraka molekula
freona se raspada te dolazi do kemijskih reakcija pri čemu jedna molekula freona može uništiti
puno molekula ozona.
Mjerenjima je ustanovljeno da jedna molekula
freona u atmosferi ostaje od 50 do 100 godina što dovodi
do zaključka da ćemo posljedice osjećati još dulje vrijeme.
Freon 12 ili R-12 (Diklordifluormetan), kemijske oznake
CCl2F2 je najčešće upotrebljavan plin CFC tipa, a nekada je
bio osnovni plin u rashladnim sustavima, ali i kao sredstvo
za čišćenje, te kao pogonsko sredstvo u bocama pod
tlakom (razni sprejevi). Upotreba freona 12 zabranjena je
protokolom iz Montreala 1987. godine. Freoni su se
počeli koristiti od 1930. godine.
Slika 3.3 Uništavanje ozona
Freon 22 ili R-22 (Klordifluormetan) kemijske oznake CHClF2 je sličan R-12, ali umjesto jednog
atoma klora ima atom vodika. Vrlo se često upotrebljavao, a bio je i prva pogodne zamjena za R-12
jer je njegov utjecaj na omotač samo 10 % utjecaja R-12. I on je danas izbačen iz uporabe.
3.2.6 Ugljikovodici
Ugljikovodici su organski spojevi koji se sastoje samo od atoma vodika i ugljika. Među njima
su važni policiklički aromatski ugljkovodici (PAU), i to zbog kancerogenosti. Oni kemijski reagiraju
sa sumpornim i dušičnim oksidima i radikalima, te reakcije vezane uz stvaranje ozona, tvoreći
različite sekundarne onečišćujuće spojeve (sulfinske i sulfonske kiseline, organske nitrite i nitrate,
epokside, alkohole, perokside). Prirodni izvori emisija PAU su šumski požari i vulkanske erupcije, a
nastaju također pri nepotpunom izgaranju fosilnih goriva i organskih tvari. Kao antropogeni
izvori emisija spominju se industrijski procesi (proizvodnja koksa, aluminija i prerada nafte),
spaljivanje komunalnog i industrijskog otpada, kućna ložišta, te ispušni plinovi automobila.

23/83
Metan(NH4)
Prirodni izvori metana su razgradnja organskih tvari uz pomoć mikroorganizama u
anaerobnim uvjetima. Antropogeni izvori metana su procesi odlaganja otpada, procesi pri
korištenju i eksploataciji ugljena i nafte, procesi pri uzgoju stoke, procesi sagorijevanja biomase na
vrlo niskim temperaturama. Karakteristično za metan je njegov dugi boravak u atmosferi (oko 3
godine), pa on može doći i do stratosfere.
3.2.7 Lebdeće čestice
Oblik onečišćenja atmosfere, koji se svrstava pod zajedničko ime "čestice", čini približno 5 %
mase svih onečišćenja.
Pod lebdećom česticom smatra se čestica bilo koje tvari, osim čiste vode, koja u tekućem ili
čvrstom stanju postoji u atmosferi pod normalnim uvjetima i koja je mikroskopske ili
submikroskopske veličine, no veća od molekularnih izmjera. Takve čestice tvore prašinu
(nakon miniranja, mljevenja, bušenja ili brušenja) ili dim (npr. kao posljedica nepotpunog
izgaranja). Čestice kapljevina koje sadrže štetne tvari ili služe kao njihovi nositelji nalaze se u
sumaglici ili magli (npr. kapljice vode obložene slojem ulja ili obrnuto), a nastaju kao popratne
pojave tehnoloških operacija. Prirodni izvor emisija čestica je prašina nošena vjetrom, čestice
nastale fotooksidacijskim reakcijama između ozona i ugljikovodika, te međusobnim reakcijama
SO2, H2S, NH3 O2 i dr., zatim šumski požari i morska maglica (djelovanje vjetra na morske valove).
Umjetni izvori su sva mjesta na kojima izgaraju fosilna goriva, od industrijskih procesa
(proizvodnja električne i toplinske energije, cementa), prometa, eksploatacije mineralnih sirovina
do spaljivanja otpada. Na količinu, veličinu i sastav emitiranih čestica utječu:
• vrsta goriva,
• konstrukcija ložišta,
• pogonski uvjeti,
• učinkovitost uređaja za odstranjivanje čestica (filtara).
Sastojci neizgorenih čestica ugljena:
• ugljik,
• spojevi silicija, aluminija, željeza,
• mogući tragovi klora i žive.
Sastojci neizgorenih čestica loživih ulja:
 ugljik,
 spojevi silicija, aluminija, natrija,
 metali (vanadij, željezo, bakar, nikal)
Slika 3.2.7 Prostorna raspodjela ukupnih emisija
PM 10 na području RH po zonama u 2010. godini

24/83
Veličina čestica može biti od
0,005 µm do oko 100 µm.
Veće čestice imaju manji
utjecaj na ljudsko zdravlje jer
se one relativno brzo talože.
Čestice promjera manjeg od
2,5 µm ostaju opasne za
ljudsko zdravlje jer se znatno
duže zadržavaju u atmosferi i
dospijevaju do nižih dišnih
putova.
Slika 3.2.8 Prostorna raspodjela ukupnih emisija PM 10 na području EU
3.2.8 Metali
Metali su postojane tvari u okolišu jer su praktično nerazgradivi i mogu se nagomilavati u
živim organizmima. Iako su pojedini metali neophodni za život, s promjenom njihovih
optimalnih koncentracija, oni postaju toksični. Glavni izvori metala u atmosferi su
termoenergetska i industrijska postrojenja, promet i domaćinstva. U sljedećoj tablici prikazani su
umjetni izvori metala i njihov utjecaj na zdravlje:
Tablica 3.3. Izvori emisija metala i njihov utjecaj na zdravlje

25/83
3.2.9 Ostale onečišćujuće tvari
Azbest, mineral iz grupe serpentina, Mg6(OH)6(Si4O11)H2O. Vlaknaste je strukture, otporan na
kiseline, lužine i visoke temperature. Prilikom eksploatacije i oplemenjivanja ruda azbesta stvara se
vrlo fina prašina (veličina čestica od svega nekoliko mikrometara i manje). Pri udisanju ulazi u pluća
i uzrokuje bolest azbestozu odnosno rak pluća.
Prašini su izloženi i radnici koji rade u proizvodnji azbestno-cementnih proizvoda, azbestnih
tkanina kao i drugih proizvoda (npr. do nedavno u proizvodnji kočionih obloga za automobile).
Istaložena prašina lako je pokretljiva. Privremeno se može suzbiti prskanjem vodom (u rudnicima)
ili uspješnije sustavima za otprašivanje. Izdvojena prašina mora se imobilizirati npr. miješanjem s
cementom i vodom i zatim propisno odložiti. Problem azbesta u Hrvatskoj vezan je uz tvornicu
azbestno-cementnih proizvoda u Vranjicu kraj Solina.
Do nedavno azbest je bio problem zaštite okoliša, kad je u gradovima dolazilo do emisije
azbestne prašine trošenjem kočionih obloga u automobilima. Zbog izrazite štetnosti po zdravlje
ljudi razvijene zemlje zabranile su proizvodnju i preradu azbesta.

26/83
Fluoridi dolaze u okoliš preradom i korištenjem spojeva koji sadrže fluor. U prvom redu to su
minerali fluora koji se koriste u proizvodnji mineralnih gnojiva, metalurgiji, kemijskoj industriji, kao
npr. fluorapatit Ca5(PO4)3F, fluorit CaF2, kriolit Na2AlF6. Čestice flora odaslane u atmosferu vraćaju
se s oborinama na zemlju i postepenim razlaganjem ulaze u organizme biljaka i životinja (CaF2,
Na2AlF6, AlF3, Na3SiF6, NaF i dr.). Plinoviti fluor u prisustvu vode u zraku hidralizira i s oborinama
dolazi na zemlju:
3SiF4 + 2H2O → SiO2 + 2H2SiF6
Glavni izvor onečišćenja su industrijska postrojenja. Npr. elektrolize aluminija na 100.000 t
aluminija proizvedu i do 1.600 t raznih spojeva fluora. U elektrolizi nastaje plinoviti fluor, CF4 i HF
te kruti fluoridi u obliku vrlo finih čestica. Na 1 t proizvedenog aluminija stvori se od 6 do 9 kg plina
HF i 5 do 7 kg prašine fluorida.
Čišćenje zraka od spojeva fluora provodi se mokrim i suhim postupcima odnosno njihovom
kombinacijom. Uz mokri postupak često je vezana i proizvodnja NaF. U mokrom postupku
raspršuje se vodena otopina sode, NaCO3, koja uklanja čestice fluorida i dio plinovitog fluora.
Tako nastala suspenzija odlaže se zajedno s crvenim muljem (kruti ostatak nakon luženja
boksita u proizvodnji glinice). U suhom postupku fluor se uklanja u atmosferi raspršene
glinice koja nakon toga odlazi na elektrolizu. U procesu čišćenja koristi se oko 2/3 proizvedene
glinice.
Onečišćenje fluorom dolazi i iz proizvodnje željeza i čelika, gdje se CaF koristi za povećanje
viskoziteta troske te za uklanjanje sumpora i fosfora, zatim iz proizvodnje fosfatne kiseline i fosfata
iz fosfatnih ruda. Do emisije fluora dolazi i spaljivanjem ugljena. Iako ugljen sadrži male količine
fluora zbog veliki količina koje se spaljuju emisija je znatna.
3.2.10 Stvaranja prizemnog ozona
Onečišćenje prizemnim ozonom ne treba smatrati samo lokalnim već regionalnim
problemom, zbog daljinskog prekograničnog prijenosa prizemnog ozona i njegovih prekusora.
Prizemni ozon je tzv. „sekundarni onečišćivač“ što znači da se ne emitira izravno već do
njegovog stvaranja dolazi uslijed fotokemijskih reakcija drugih onečišćujućih tvari tzv.
prekursora u atmosferi. Prekursori prizemnog troposferskog ozona tj. tvari koje uvjetuju
stvaranje prizemnog ozona jesu NOx, HOS, CO i CH4. Većina troposferskog prizemnog ozona
nastaje kada NOx, HOS, CO i CH4 reagiraju u atmosferi u prisutnosti sunčeve svjetlosti za vrućih
dana te su stoga izvori ovih tvari i jedni od glavnih uzročnika stvaranja prizemnog ozona.
Prekursori NOx i HOS (HOS – hlapivi organski spojevi) imaju znatno izraženiji potencijal za
formiranje troposferskog prizemnog ozona od CO i CH4. Da bi se postiglo trajno smanjenje
koncentracije prizemnog ozona, potrebno je smanjiti emisije njegovih prekursora u okviru
međunarodnih sporazuma (LRTAP Konvencija i pripadajući Gothenburški Protokol). S tim u svezi,
u tablici niže prikazan je doprinos pojedinih izvora emisija NOx, CO i HOS ukupnim emisijama ovih
tvari na području Hrvatske.

27/83
Tablica 3.2.11 Doprinos pojedine grupe izvora emisije NOx, CO i HOS ukupnim emisijama ovih tvari
na području Republike Hrvatske
Slika 3.4 Nastajanje ozona u nižim slojevima atmosfere
Neki ljudi osjete djelovanje ozona već pri koncentraciji od samo 0,001 ppm. Pri koncentraciji
0,05 do 0,1 ppm dolazi do nadraživanja očiju i smanjenja oštrine vida. Pri koncentracijama manjim
od 1 ppm nastaju smetnje pri disanju i plućni problemi. Ozon iritira respiratorne organe, dovodi do
pojačanog kašlja, iritacije nosa i grla, poteškoća u disanju i bolove u prsima. Negativni efekt
površinskog ozona je i u smanjenju otpornosti na infektivne bolesti zbog djelomične destrukcije
plućnog tkiva. Mnogi znanstvenici vjeruju da dugotrajna izloženost ozonu uzrokuje brže starenje
plućnog tkiva. Na molekulskoj razini ozon rado napada tvari koje sadrže komponente sa C=C
vezama, slične onima u plućnom tkivu.
Dozvoljena koncentracija ozona u industrijskim uvjetima izloženosti, tijekom 8 sati, je 0,05
ppm. Relativno visoka koncentracija ozona je u kabinama aviona loji lete na visinama iznad 10.000
m. Na visinama iznad 25000 m, koncentracija ozona iznosi preko 10 ppm, što je smrtonosno čak i
za vrlo kratkotrajno izlaganje.
S obzirom na činjenicu da najveće onečišćenje dolazi od transporta, emisija dušikovih
oksida se iz vozila smanjuje u prvom redu upotrebom katalizatora, a sličnim tehničkim uređajima
smanjuje se emisija tih plinova iz energetskih postrojenja. Osim pročišćavanja dimnih plinova
različitim tehnološkim postupcima, moguće je u ložištima smanjiti emisiju dušikovih oksida tzv.
primarnim mjerama, prikladnom konstrukcijom ložišta i načinom izgaranja, što je ekonomski
mnogo prihvatljivije.
Na koncentracije prizemnog ozona u Hrvatskoj ponajviše utječu prirodni uvjeti, jaka insolacija
ljeti, vegetacija, koja je prirodni izvor emisije prekursora prizemnog ozona te zemljopisni
položaj Hrvatske zbog čega je naše područje izloženo daljinskom transportu prizemnog ozona
i njegovih prekursora sa područja zapadne Europe.

28/83
Slika 3.2.11. Prostorna raspodjela ukupnih emisija prekursora prizemnog ozona NOx i HOS
na području Republike Hrvatske po zonama u 2010. godini
Slika 3.6 Smrtnost zbog zagađenja zraka u gradovima

29/83
4. TRANSPORT ONEČIŠĆENJA ZRAKOM
Mjerenjima određujemo koncentracije na pojedinoj lokaciji, ali pomoću mjerenja ne možemo
znati kakve će koncentracije biti u budućnosti ili kakve su koncentracije na lokacijama na kojima se
ne provode mjerenja. Modeli onečišćenja zraka pomažu razumijevanju ponašanja onečišćenja zraka
u okolišu. U principu, savršeni model omogućio bi određivanje prostornovremenske koncentracije
onečišćivača s dovoljnom preciznošću kako bi bio dobar za praktičnu primjenu i tako učinio mjerenja
onečišćenja nepotrebnim. Međutim, današnji modeli daleko su od ovog idealnog. Četiri su glavne
grupe modela:
 Modeli disperzije utemeljeni na detaljnom razumijevanju dinamike fizikalnih, kemijskih i
dinamičkih procesa fluida u atmosferi, a omogućuju predviđanje koncentracije onečišćenja
na bilo kojem mjestu i vremenu, ako su poznati emisijski i ostali parametri procesa
 Modeli prihvaćanja (receptor modeli), koji su utemeljeni na vezi između podataka
izmjerenih koncentracija receptora (onoga koji prihvaća onečišćenje) i podataka emisija
koje u velikoj mjeri djeluju na te koncentracije
 Stohastički modeli, koji se temelje na poluempirijskim matematičkim vezama između
koncentracija polutanata i bilo kojih faktora koji mogu utjecati na njih, neovisno o fizikalnim
atmosferskim procesima
 Tzv. „box“ modeli u kojima ulazi i izlazi definiraju volumen atmosfere u kojem će se
izračunavati prosječna koncentracija unutar tog volumena.
Disperzija onečišćenja ovisit će o horizontalnim i vertikalnim strujanjima zraka, a svi modeli
zahtijevaju razumijevanje relevantnih meteoroloških parametara, a glavni od njih su smjer vjetra,
brzina vjetra i turbulencije u atmosferi.
4.1 METEOROLOŠKI PARAMETRI
Djelovanje atmosferskoga zagađenja na okoliš bitno ovisi o meteorološkim uvjetima:
• smjer i brzina vjetra
• temperatura i vlažnost
• turbulencija zračne mase
• atmosferska stabilnost
• topografski efekti
4.1.1 Smjer vjetra
Početni smjer transporta onečišćenja od izvora određen je smjerom vjetra na izvoru. Na
koncentraciju onečišćenja od točke izvora smjer vjetra utječe više od ostalih parametara. Npr. ako
vjetar puše direktno u smjeru receptora (lokacije koja prima onečišćenje), pomak smjera od samo
5° (prosječna točnost mjerenja smjera vjetra) uzrokuje pad koncentracije na receptoru od približno
10 % u nestabilnim uvjetima, oko 50 % u neutralnim uvjetima i oko 90 % u stabilnim uvjetima.

30/83
Naravno da je važna promjena smjera vjetra s visinom, posebno blizu tla. Iako površinsko trenje
uzrokuje promjenu smjera u smjeru kazaljke sata pri visinama blizu tla, horizontalna termička
struktura atmosfere može imati dominantan utjecaj na višim nadmorskim visinama, i to takav da
se smjer vjetra mijenja suprotno kazaljci sata s povećavanjem visine. Horizontalno kretanje
hladnog zraka u slojevima će uzrokovati promjenu pravca s visinom.
4.1.2 Brzina vjetra
Svaka emisija razblažena je faktorom koji je proporcionalan brzini vjetra.
Slika 4.2. Razrjeđenje onečišćenja pri različitim brzinama vjetra
Trenje s površinom tla smanjuje brzinu vjetra blizu površine, tako da je brzina na vrhu
industrijskog dimnjaka (dimnjaci elektrana mogu dosezati 200 m visine) bitno veća od one pri dnu.
Dakle, općenito se može reći da se brzina vjetra povećava s visinom.
Turbulencija je vrlo nepravilno gibanje vjetra pri čemu vjetar ne puše ravno već naizgled
nasumično, ili možemo reći da je gibanje vjetra brzo, promjenjivo i nestalno. Dva su osnovna
uzroka turbulentnog vrtloženja. Vrtloženje koje je posljedica gibanja zraka pokraj objekata je
rezultat mehaničke turbulencije. Čestice vrlo vrućeg zraka koji se uzdiže s vruće Zemljine površine i
velike količine padajućih sporijih molekula zraka iz okružujuće atmosfere rezultiraju termičkom
turbulencijom.
Onečišćenje u atmosferi razblažuje se strujanjem zraka u različitim smjerovima (horizontalna
i vertikalna komponenta strujanja), pri čemu će horizontalna komponenta strujanja ovisiti o
brzini i smjeru vjetra, topografiji terena, objektima na terenu i sl., a vertikalna o temperaturnom
gradijentu (promjeni temperature zraka ovisno o visini). Tijekom strujanja zraka naniže kroz
atmosferu obično dolazi do povećanja volumena (širenja) i hlađenja.
Brzina i smjere vjetra bitni su parametri pri izradi ekološke studije kod dobivanja dozvole za
izgradnju nekog novog objekta, pa čak i adaptacije i renoviranja starog. U tu svrhu potrebno je
izraditi ružu vjetrova koju čini višegodišnji niz mjerenja brzine i smjera vjetra (barem 5 godina), a na
osnovu nje se može dobiti podatak o prevladavajućem smjeru i brzini.

31/83
4.1.3 Promjene temperature s visinom
U donjim se slojevima troposfere temperatura okolnoga zraka mijenja s visinom. Obično se
po visini smanjuje, ali ima slučajeva kada je i obratno. Promjena temperature po visini naziva se
gradijent okolne temperature. Gradijent temperature varira ovisno o dnevnom i noćnom razdoblju
te o godišnjem dobu. Tipične promjene temperature i brzine vjetra po visini prikazuje slika 4.1.
Pri adijabatskom gradijentu (referentni
gradijent), promjena temperature s
visinom nastaje samo pod utjecajem
ekspanzije uslijed smanjenja tlaka po visini
i iznosi 10°C/km za suhi zrak.
Za zasičeni vlažni zrak iznosi 6°C/km.
Slika 4.1 Utjecaj visine na temperaturu zraka i brzinu vjetra
4.1.4 Stabilnost atmosfere
Uspoređujući stvarnu promjenu temperature zraka s visinom i suhu adijabatsku promjenu
dobivaju se različiti slučajevi atmosferske stabilnosti.
Da li će se neki polutanti iz izvora dizati u vis, slijegati uz tlo ili rasprostirati vodoravno od izvora
ovisiti će o stupnju vertikalnog strujanja, o stvarnoj promjeni temperature zraka sa visinom.
Kod NESTABILNE ATMOSFERE promjena temperature zraka s visinom manja je od 7°C / km visine,
što znači da se dio toplog zraka koji struji u vis neće brzo ohladiti da bi postigao temperaturu okolnog
zraka, pa će se nastaviti dizati dalje i takvi uvjeti će biti povoljni za rasprostiranje polutanata visoko i
daleko od izvora emisije. Ovo je meteorološki povoljna situacija za kvalitetu zraka.
Adijabatska promjena – pri istom tlaku zraka, topli zrak će se zbog manje gustoće dizati iznad
hladnijeg i širiti će se. Ekspanzija je gotovo adijabatska, što znači da ne dolazi do izmjene topline
sustava sa okolinom, a rad se stvara iz unutrašnje energije sustava. Temperatura zraka će padati za
iznos koji je ekvivalentan radu pri ekspanziji. Dio toplog zraka će se dizati sve dotle dok ne postigne
temperaturu okolnog zraka, a to je do približne vrijednosti od 7°C / km visine.

32/83
Ako je temperaturni gradijent pozitivniji od adijabatske promjene dolazi do smanjenja
temperature zraka s porastom visine (gradijent je manji od 7°C / km visine) i atmosfera je stabilna.
Kad je atmosfera stabilna tada ne dolazi do vertikalnog miješanja zraka. Zrak će vrlo brzo pri dizanju
postati hladniji i gušći od okoline, pa će se nastojati vratiti na prvobitanu razinu.
Na taj način je spriječeno raspršivanje polutanata, što ima za posljedicu povećanje
koncentracije polutanata u određenoj zoni atmosfere.
U takvim situacijama vrlo često temperatura zraka raste sa visinom. Takvu pojavu nazivamo
temperaturna inverzija, atmosfera se nalazi u ekstremno stabilnim uvjetima. Ako temperatura zraka
raste sa visinom to je visinska inverzija. Takve inverzije se dešavaju kada je ekstremno stabilna
atmosfera. Te situacije su najnepovoljnije jer nije moguće raspršivanje polutanata već nagomilavanje
ispod inverzijskog sloja. Postižu se koncentracije koje su štetne i za organizme i za okoliš.
4.1.5 Temperaturna inverzija u toku noći
Tokom dana sunčevo zračenje zagrijava površinu zemlje, dok u toku noći zemlja zrači energiju
natrag u svemir. Za vrijeme vedrih noći to zračenje u vidu dugovalnih IR zraka je intenzivnije i dovodi
do hlađenja slojeva zraka neposredno uz površinu zemlje, pa će inverzijski sloj nastati noću upravo
radi bržeg hlađenja zemlje od zraka, a inverzija temperature će općenito nestati sljedećeg dana
nakon izlaska sunca, a polutanti koji su se emitirali tijekom noći nagomilat će se ispod inverzijskog
sloja, što dovodi do povećanja koncentracije polutanata pri tlu.
U kotlinama se spomenuti efekt nastajanja inverzije kombinira sa pojavom spuštanja hladnijeg
zraka sa okolnih brda. Zbog sve veće gustoće, hladniji zrak istiskivat će topliji zrak koji odlazi u vis,
stvarajući temperaturnu inverziju. Inverzija može obuhvatiti i dostići visinu i do nekoliko stotina
metara. Ovakve inverzije i ovakva analiza promjene temperature zraka sa visinom posebno su važan
čimbenik ekoloških studija pri izgradnji novog objekta koji zagađuje okolinu.
Budući da se okolina često sastoji od slojeva različiti
stabilnosti, to je korisno prvo identificirati ove slojeve.
Suha adijabatska promjena definira se kao pad
temperature zraka od približno 1 °C na svakih 100 m
visine (pod adijabatskim stanjem podrazumijeva se
stanje pri kojem nema izmjene topline između zračne
mase i okoliša). Stabilna atmosfera će otežati, a
nestabilna olakšati razblaživanje onečišćenja u
vertikalnom smjeru. Veličina i utjecaj vrtloženja na
vertikalno širenje kontinuirane perjanice dima iz
dimnjaka povezano je s vertikalnom strukturom
temperature.
Slika 4.2 Moguća stanja stabilnosti atmosfere

33/83
Na temelju svega do sada navedenog, može se reći da će razblaživanje ovisiti prvenstveno o
brzini vjetra, vertikalnom temperaturnom gradijentu (promjeni temperature s visinom) i
turbulentnoj strukturi vjetra, a primjeri raspršivanja prikazani su na slici 4.3. gdje crtkana linija
predstavlja suhu adijabatsku, a puna linija stvarnu promjenu temperature s promjenom
visine.
Prvi tip raspršivanja nastaje pri iznadadijabatskoj promjeni (temperatura opada za više od
1°C na 100 m) za sunčanih dana, pri čemu se onečišćenja raspršuju pod velikim kutom tako da
mjestimično dolaze i do samog tla. Ovakva situacija smatra se povoljnom jer se onečišćenje
raspršuje visoko i daleko od izvora.
Slika 4.3
Drugi tip nastaje pri ispodadijabatskoj promjeni (temperatura opada manje od 1°C na 100 m)
kada je zrak znatno stabilniji npr. tijekom noći, pri čemu onečišćenja dosegnu određenu
visinu nakon čega se raspršuju horizontalno. U ovom slučaju će koncentracije u okolini
dimnjaka biti male, a daleko od dimnjaka se mogu zabilježiti određene koncentracije onečišćenja.
Slika 4.4

34/83
Treći tip nastaje pri temperaturnoj inverziji (temperatura raste s porastom visine) npr.
tijekom noći s blagim vjetrom i vedrim nebom, kada je atmosfera vrlo stabilna jer inverzni sloj (sloj
zraka u kojem temperatura raste s porastom visine) sprječava normalno vertikalno strujanje
zraka, a time i raspršivanje u vertikalnom smjeru, pa se onečišćenja nakon što dosegnu visinu
inverznog sloja raspršuju samo horizontalno. U ovom slučaju se onečišćenje nagomilava ispod
inverznog sloja sve dok traje inverzija, pa koncentracije onečišćenja mogu dosegnuti više
vrijednosti, tako da je s aspekta onečišćenja ovo vrlo nepovoljna situacija.
Četvrti tip nastaje pri inverziji u nižim slojevima iznad kojih postoji adijabatska promjena
temperature, npr. u predvečerje, kada onečišćenje ne dopire do tla
Slika 4.5. Vertikalno širenje onečišćenja ovisno o vertikalnoj promjeni temperature
Peti tip nastaje kod nestabilne iznadadijabatske atmosfere pri tlu iznad koje se nalazi
stabilan inverzni sloj, npr. u ranu zoru nakon mirne noći pri vedrom nebu i vjetru blagog
intenziteta.
Šesti tip sličan je petom jer se raspršivanje događa ispod inverznog sloja, pri čemu se na
određenoj udaljenosti dim stapa s nižim slojevima pri tlu, za razliku od prethodnog tipa gdje se to
događalo samo mjestimično.
Slika 4.6. Prikaz inverznog sloja kod 5. i 6.
tipa raspršivanja onečišćenja

35/83
4.2 MODELI DISPERZIJE ONEČIŠĆUJUĆIH TVARI
Razvoj teorija (modela) o načinu disperzije (širenja) onečišćenja složena je znanost. Glavne
varijable koje se koriste za opis „snage“ onečišćenja su masena i volumna koncentracija.
Model disperzije predstavlja proceduru predviđanja koncentracija od izvora onečišćenja u
smjeru vjetra, koja se temelji na sljedećim zapažanjima:
 Značajke emisije (brzina izlaska iz dimnjaka, temperatura plinova nakon izgaranja,
promjer dimnjaka)
 Značajke terena (topografija, obližnji objekti i sl.)
 Stanje atmosfere.
Modeliranje disperzije onečišćenja provodi se upotrebom matematičkih algoritama od kojih
su najvažniji Hanna, Box, Gauss, Eulerian i Langrangain.
Slika 4.7. Shematski prikaz Gaussovog modela disperzije onečišćenja
Polazne postavke Gaussove metode:
 ne uzimaju se u obzir promjene brzine i smjera vjetra;
 svi efluenti ostaju u atmosferi, te se ne predviđa vlažno ili suho taloženje, kao ni
kemijska konverzija;
 ne uzima se u obzir disperzija niz vjetar, već samo poprečno i vertikalno na smjer vjetra;
 veličine emisija na izvoru su kontinuirane i konstantne.

36/83
5. METODE ZA PROČIŠĆAVANJE OTPADNIH PLINOVA IZ
NEPOKRETNIH IZVORA
Čišćenje plinova primjenjuje se u različitim procesima kao što su plinovi:
 u proizvodnji fotografskih filmova
 u proizvodnji farmaceutskih proizvoda
 u proizvodnji namirnica
 iz rafinerija nafte
 iz pilana i radionica za obradu drva
 iz pogona za brušenje kamena ili metala
 iz mlinova i prostorija u kojima se fino samljeven materijal pakira u vreće
 dimnih plinova iz kotlovnica
 industriji cementa itd.
Općenito, prisutnost prašine u okolišu može se smanjiti:
 prevencijom
 sustavima za otprašivanje
 razrjeđenjem (smanjenjem koncentracije) ili izolacijom
Prevencija podrazumijeva primjenu tehnoloških procesa, uređaja i uređaja s kojima se
izbjegava prekomjerno stvaranje prašine.
Otprašivanje podrazumijeva primjenu uređaja i uređaja koji će prašinu nastalu nakon
poduzimanja preventivnih mjera učinkovito izdvojiti iz struje plina.
U otprašivanju se koristi čitav niz uređaja i uređaja pod jednakovrijednim nazivima:
otprašivači, prečistači, taložnici, separatori. Podjela uređaja za čišćenje zraka može se provesti na
temelju različitih kriterija. Prema obliku nečistoće koja se nalazi u zraku uređaji se dijele na:
 uređaji za uklanjanje nečistoća u formi čvrstih čestica
 uređaji za odstranjivanje plinovitih nečistoća
Razrjeđenje (ventilacija) podrazumijeva dovođenje svježe struje zraka u prostor gdje se
stvara prašina, dok izolacija podrazumijeva zatvaranje radnog prostora i dovođenje svježeg zraka u
taj prostor.

37/83
5.1 UKLANJANJE SUSPENDIRANIH ČESTICA (AEROSOLA) -
OTPRAŠIVANJE
Svrha čišćenja plinova od krutih čestica je:
 sprječavanje izlaganja prašini zaposlenog osoblja
 ispunjavanje normi vezanih uz zaštitu na radu i emisije
 smanjenje onečišćenja okoliša prašinom
 izdvajanje čestica iz struje plina kao korisnog proizvoda
Gotovo svi uređaji za čišćenje plinova djeluju tako da se u njima suspendirane čestice
prisiljavaju na kretanje u smjeru različitom od smjera strujanja plina. Uslijed tog kretanja
čestice dolaze u dodir s nekom čvrstom ili tekućom površinom na kojoj se skupljaju ili se
koncentriraju u jednom dijelu struje plina koja se zajedno s njima odbacuje ili odvodi u
sekundarni proces čišćenja. Odvojeno kretanje čestica može se postići na različite načine:
 iskorištavanjem efekata inercije (npr. i centrifugalne sile),
 djelovanjem vanjskih polja (elektrostatičkog, akustičkog, termičkog, gravitacijskog)
 molekularnim gibanjem (difuzijom).
A. Mehaničke metode odvajanja (separacije):
A.1. suhi procesi (sedimentacija gravitacijom, centrifugalna sedimentacija i sl.)- uređaji za
suho otprašivanje
A.2. mokri procesi (procesi skrubiranja ili pranja) – uređaji za mokro otprašivanje skruberi
B. Fizičke metode odvajanja (separacije):
B.1. elektrostatska precipitacija
B.2. akustička koagulacija i dr.
A.1 SUHI PROCESI
Zasnivaju se na djelovanju različitih sila:
 gravitacijska sila (npr. gravitacijski taložnici i)
 masena sila ili sila inercije (npr. ciklon - djelovanjem centrifugalne sile čestice se
separiraju iz plinovite faze, udarni taložnici)
 površinska sila ili sila adhezije (npr. vrećasti filtri)
 električna sila (npr. pločasti separator)
A.2 MOKRI PROCESI
Zasnivaju se na uvođenju kapljevine u struju plina (prijenos onečišćenja iz plina u kapljevinu).
 ovi procesi se primjenjuju kad je volumen onečišćene kapljevine malen i kad je
dostupno postrojenje za obradu otpadnih voda
 primjena skrubera zahtjeva smanjenje temperature plina da bi se spriječilo isparavanje
i da bi se razdvojile kapi kapljevine od plina nakon uklanjanja čestica (veličina kapi >>
veličine čestica)

38/83
Postoje različite izvedbe mokrih procesa:
a) Skruberi - punjene kolone
b) Vortex skruberi
c) Venturi skruberi i dr.
5.2 UKLANJANJE PLINOVITIH I OSTALIH ONEČIŠĆIVALA ZRAKA
A. Apsorpcija
B. Adsorpcija
C. Spaljivanje
D. Kondenzacija
E. Biološka obrada
A. Apsorpcija u kapljevini
Koristi se za uklanjanje SO2, H2S i ostalih S-komponenti, NOx, kiselih plinova (HCl, HF i H2SO4),
CO, CO2, različitih organskih spojeva (fenoli, formaldehid, hlapljiva otapala, itd.)
apsorbenti: H2O, NH4OH, alkalne otopine, suspenzije Ca-hidroksida, oksida mangana i
magnezija, MgSO4, etanolamini i dr.
B. Adsorpcija na krutini
- koristi se za uklanjanje toksičnih organskih komponenata, Hg para i sl.
- provodi se u reaktorima, adsorberima sa vrtložnim slojem i sl. uređajima
Uobičajeni adsorbenti: aktivni ugljen, silika gel, prirodni i sintetski zeoliti.
C. Pročišćavanje plinova katalitičkim metodama –procesi spaljivanja uz uporabu katalizatora
- komponente prisutne u plinu prevode se u ekološki prihvatljive komponente ili u
komponente koje su mogu lako ukloniti iz plinova
- koristi se za nisko-temperaturnu oksidaciju toksičnih organskih komponenata, CO, NOx,
SO2, H2S i dr.
- katalitička adsorpcija - kada se plinovi uklanjaju na katalizatoru koji istovremeno ima
ulogu adsorbenta
Temperatura: 533 K - 813 K
D. Toplinske metode
- procesi spaljivanja bez uporabe katalizatora
- koriste se za obradu plinova koji sadrže alkohole, etere, estere, ketone, alifatske i
aromatske ugljikovodike, organske kiseline i dr. komponente kada njihovo uklanjanje i
recikliranje nije moguće ili nije potrebno
- postupak se provodi u uređajima za spaljivanje pri temperaturama 923 K - 1173 K i
vremenu zadržavanja plina u reakcijskoj zoni od 0,5-0,7 s
- protoci obično iznose od 2-25000 m3
/h;
- stupanj čistoće koji se postiže: 95 %

39/83
E. Biološka obrada otpadnih plinova
- plinoviti reaktanti se prevode u manje štetne ili čak bezopasne spojeve pomoću
mikroorganizama
- sve vrste anorganskih i organskih onečišćivala se mogu ukloniti pomoću odgovarajućih
mikroorganizama
- uglavnom se primjenjuje za uklanjanje organskih spojeva
- proces uglavnom ograničen na niske koncentracije onečišćivala
- izuzetno pogodna za uklanjanje mirisa
- koristi se za uklanjanje: etanola, merkaptana, fenola, krezola, indola, masnih kiselina,
aldehida, ketona, CS2, amonijaka, amina i dr.
Biološka obrada otpadnog plina općenito se sastoji od sljedeća dva stupnja:
 Prijenos organskog spoja iz plinske faze u tekuću fazu (uglavnom voda) procesima:
apsorpcije, adsorpcije
 Mikrobiološka obrada otpadnih voda
Slika 5.1 Izbor metode za smanjenje emisija iz otpadnog plina s obzirom na ukupni protok
onečišćenog zraka i koncentraciju onečišćivala

40/83
5.3 IZBOR ODGOVARAJUĆE METODE OBRADE OTPADNIH PLINOVA
Izbor odgovarajuće metode obrade otpadnih plinova zavisi o:
• sustavu na koji se primjenjuje
• fizičko-kemijskim značajkama onečišćivala
• agregatnom stanju onečišćivala
• stupnju disperznosti onečišćivala u atmosferi
• kemijskom sastavu onečišćivala
• koncentraciji onečišćivala
Što je potrebno poznavati prilikom izbora odgovarajuće metode?
 gravimetrijski sastav
 gibanje čestica u fluidu (otpor oblika, vanjske sile, brzina taloženja)
 ekvivalentni promjer čestica
5.4 VELIČINA I DINAMIKA ČESTICA
Najkrupnije čestice onečišćenja u zraku (slika 5.1.) mogu biti i do tisuću puta većih dimenzija,
a volumena i do milijardu puta od najsitnijih, pa je jasno da se za njihovo izdvajanje neće
moći upotrijebiti isti uređaji. Stoga će veličina čestica bit jedan od glavnih čimbenika pri
izboru i konstrukciji uređaja za čišćenje plinova. Za karakterizaciju veličine jedne čestice
najčešće se upotrebljava njezin srednji promjer d ili ekvivalentni promjer de, tj. promjer
kugle istog volumena u mikrometrima (µm). Kako je osim veličine pri uklanjanju čestica iz
plina redovito važna njihova gustoća i oblik, često je praktično veličinu čestica karakterizirati
njezinom konačnom brzinom padanja v u fluidu, prema izrazu poznatijem kao Stokesov
zakon:
gdje je g ubrzanje sile teže, d ekvivalentni promjer čestice, č gustoća čestice, f gustoća fluida u
kojem pada čestica i  dinamički viskozitet.
Slika 5.1. Veličina čestica i područja primjenjivosti uređaja za čišćenje plinova

41/83
Razmatranje dinamike čestica u struji plina (zrak ili otpadni plinovi) uglavnom se odnosi na
čestice promjera od 10-3
do 10-8
m. Čestica promjera od 2 µm sferičnog oblika i gustoće od 1
g/cm3
koja je postigla konačnu brzinu padanja kreće se brzinom od 1,3x10-4
m/s. Ta se brzina
povećava porastom promjera čestice i približno je proporcionalna kvadratu promjera čestice do
veličine od približno 0,06 mm. Čestice većih dimenzija postižu veće brzine tako da čestica promjera
1 mm postiže konačnu brzinu padanja od približno 7 m/s. Prema tome krupnije čestice mogu se
relativno lako izdvojiti iz struje zraka ili plina dok se sitne čestice izdvajaju znatno teže.
5.5 UREĐAJI ZA UKLANJANJE SUSPENDIRANIH ČESTICA -
PREDNOSTI I NEDOSTACI
a) uređaji koji se zasnivaju na mehaničkim metodama:
 jeftiniji od ostalih
 umjereno učinkoviti
 dobri za uklanjanje krupnijih čestica (koriste se za predobradu, posebice kad su prisutne
velike količine čestica u otpadnim plinovima)
 vrećasti filtri učinkovitiji od ostalih, ali su skupi; ograničeni na suhe plinove, a mogu se
koristiti pri niskim temperaturama; prihvatljivi za različite vrste onečiščivala
 elektrofiltri se mogu koristiti za obradu pri velikim volumnim protocima; jako učinkoviti;
nisu prihvatljivi za obradu u uvjetima promjene procesnih radnih uvjeta
b) uređaji koji se zasnivaju na mokrim metodama
 velika učinkovitost
 mogu se koristiti za istovremeno uklanjanje plinovitih i čvrstih čestica
 visoki troškovi rada (velik pad tlaka)
 dovode do nastajanja mulja što može dovesti do dodatnih problema s odlaganjem mulja

42/83
6. TALOŽNICI KRUTIH ČESTICA
Krute čestice (prašina) nastaju u mnogim proizvodnim procesima (metaloprerađivačka
industrija, eksploatacija i prerada mineralnih sirovina, građevinarstvo, proizvodnja električne
energije), poljoprivredi, prometu i dr. Štetnost prašine po ljudsko zdravlje u prvom redu ovisi o
njezinom porijeklu (mineralni i kemijski sastav), koncentraciji te veličini i obliku čestica. Za ljudsko
zdravlje posebno je opasna prašina koja sadrži silicij (silikoza), prašina azbesta (azbestoza), prašina
koja sadrži fluor, pojedine teške metale, itd. Prašina u okolišu uglavnom znači mehaničko
onečišćenje (prljavštinu), no neke prašine, posebno one koje sadrže tvari koje s vodom stvaraju
kiseline (spojevi klora, sumpora i dr.), štetne su i za okoliš (tlo, vode, građevine i sl.).
U ovim uređajima čestice se izdvajaju iz struje plina pod utjecajem gravitacije, inercijskih ili
centrifugalnih sila. U gravitacijskom taložniku čestice se neometano kreću nošene strujom plina i
postepeno, ovisno o gustoći, veličini i obliku, talože na dnu uređaja pod djelovanjem sile
gravitacije. U inercijskom taložniku čestice udaraju u prepreku (jedna ili više) pri čemu se one veće
mase izdvajaju iz struje plina i talože u skupljaču prašine. Sitnije čestice odnosno one manje mase
izlaze iz taložnika zajedno s pročišćenim plinom. U ciklonu čestice veće mase pod djelovanjem
centrifugalne sile udaraju u stjenke uređaja i struje prema donjem dijelu uređaja gdje se nalazi
skupljač prašine, dok dio čestica nošen strujom pročišćenog plina izlazi na gornjem dijelu.
Izdvojena prašina kontinuirano se odvodi iz skupljača. Učinkovitost izdvajanja u ovisnosti o veličini
čestica za pojedine tipove taložnika prikazana je na slici 6.1.
Slika 6.1. Učinkovitost izdvajanja čestica za pojedine tipove taložnika: (a) gravitacijski, (b)
udarni i (c) centrifugalni.

43/83
6.1 GRAVITACIJSKI TALOŽNICI
Iako je djelovanje gravitacijskih sila na čestice u smislu njihovog izdvajanja iz zraka, tj.
taloženja teorijski je vrlo jednostavno, u praksi nije našlo široku primjenu. U principu, brzina
strujanja plina u komori treba biti vrlo mala (uf < 3 m/s, preporučeno je manje od 0,5 m/s), tj.
treba težiti laminarnim uvjetima strujanja kroz uređaj, kako bi se omogućilo taloženje djelovanjem
gravitacije. Uzima se da komponenta brzine taloženja ut > 13 cm/s. Male brzine pak uvjetuju velike
dimenzije taložnih komora, pri najčešće većim vrijednostima protoka, pa se ovakvo izdvajanje
provodi isključivo za čestice većih dimenzija.
Slika 6.2 Gibanje krutih čestica u taložnoj komori
Gravitacijski taložnici konstrukcijski su najjednostavniji. To su obično komore u obliku
paralelopipeda. Ulaskom u komoru plin ekspandira pa mu se brzina višestruko smanjuje (npr. na
0,3 m/s). Ovo omogućuje da uslijed sila gravitacije čestice padaju na dno taložnika. Gravitacijski
taložnici izrađuju se s jednom taložnom površinom (kao npr. horizontalna taložna komora) i s više
taložnih površina (komora Howard). Iz taložnika izlaze čestice kojima je konačna brzina padanja
manja od brzine strujanja plina. Tako npr. u komori visine 2 m, širine 1,5 m i dužine 12 m pri brzini
strujanja plina od 1 m/s istaložit će se čestice veće od 0,06 mm i gustoće od oko 3,0 g/m3
. Pad
tlaka kreće se od 100 do 500 Pa. Glavna prednost gravitacijskih taložnika je mali kapitalni trošak,
suho uklanjanje čestica, a zbog male brzine , nema problema s abrazijom materijala. Temperatura
plina ograničena je samo izborom konstrukcijskog materijala (koriste se i za plinove do 540 °C).
Mogu se primijeniti i u slučaju vrućih i užarenih čestica u plinovima. U tom slučaju spriječavaju da
te čestice dođu do efikasnijih filtera (npr. vrećastih) gdje bi mogle uzrokovati požar.
Kapacitet im je i do 50 m3
/s, a najčešće je u području 0,25 do 0,5 m3
/s. Opterećenje
česticama je u području 20 do 4500 g/m3
(normnom) plina. Zbog niske učinkovitosti izdvajanja
čestica manjih od 30 µm te relativno velikih dimenzija ovi taložnici su u dosta slučajeva zamijenjeni
cikonskim uređajima.
Taložne komore moraju biti nepropusne za zrak. Prodor zraka u komoru izaziva vrtloženje plina
što smanjuje taloženje čestica. Također, ulazak hladnijeg zraka u komoru dovodi do kondenzacije
vlage te pojave korozije. Osim toga dolazi do reakcije s česticama prašine, njihovim ljepljenjem te
začepljenjem komore. Da bi se izbjegli ti problemi komore se ponekad toplinski izoliraju.
Gravitacijski taložnici ne primjenjuju se kod plinova s ljepljivim česticama.
Kapitalni troškovi iznose $330 do $10900 po m3
/s. Operativni troškovi i troškovi održavanja iznose
$13 do $470 po m3
/s.

44/83
6.1.1 Horizontalna taložna komora
Horizontalna taložna komora jedan je od najstarijih i najjednostavnijih uređaja za
otprašivanje. U najjednostavnijoj izvedbi to je prazna horizontalna komora pravokutnog
presjeka u kojoj se struja plina nakon ulaza u komoru za taloženje toliko usporava da komponenta
brzine čestica u smjeru sile teže
(vertikalna) postaje znatno veća od
horizontalne komponente u smjeru
strujanja plina, pa se čestice izdvajaju iz
plina taložeći se na dno komore, dok
pročišćen plin izlazi na suprotnoj strani od
ulaza. Prednost ovih komora su male
investicije jer su jednostavne konstrukcije,
te jeftinih troškova rada zbog malog pada
tlaka. Nedostatak je praktična korisnost
koja je ograničena na izdvajanje čestica
većih od 40 µm.
Slika 6.2. Horizontalna taložna komora
6.1.2 Taložna komora s pregradama (komora Howard)
Howard taložna komora sastoji se od većeg broja horizontalno postavljenih ploča na kojima
se talože čestice. Efikasnost izdvajanja čestica raste sa smanjenjem rastojanja između ploča, koje
treba da je do 0,025 m. Nedostatak ovih komora je otežano čišćenje nataloženog materijala, kao i
mogućnost da struja plina ponovo podigne istaložene čestice pa se rijetko koriste.
Slika 6.3. Komora Howard

45/83
6.2 UDARNI TALOŽNICI
Ovi taložnici mogu imati u komori određenu konfiguraciju prepreka na koje nailaze čestice
nošene strujom plina. Posljedica je smanjenje brzine strujanja, duže zadržavanje čestica u
taložniku i veća učinkovitost izdvajanja u odnosu na gravitacijske komore.
Na slici 6.6. prikazana je horizontalna komora s pregradama.
Slika 6.6. Horizontalna udarna komora
U vertikalne komore plin ulazi većom brzinom tako da, uslijed naglog skretanja struje plina i
udara čestica nailaskom na prepreku, pa uslijed inercije dolazi do učinkovitijeg izdvajanja čestica.
Zbog efekta udara ponekad se koristi i naziv udarni taložnici. U vertikalnu udarnu komoru sa
sekundarnom strujom zraka plin dolazi s gornje strane brzinom od približno 14 m/s, ulazi u
prstenasti žlijeb gdje mijenja smjer za 180° tako da čestice zbog smanjenja brzine padaju na dno, a
pročišćeni plin struji u suprotnom smjeru prema izlazu iz taložnika. Izdvajanje čestica potpomaže i
struja sekundarnog zraka koji u prostor prstenastog žlijeba ulazi brzinom od oko 60 m/s tako da se
mogu izdvajati i čestice veće od 15 µm. Pad tlaka veći je nego u gravitacijskim taložnicima i iznosi
500 do 1500 Pa. Ovi taložnici izrađuju se od čeličnog lima. Unutrašnjost im je zaštićena
antikorozivnim premazom, a dijelovi izloženi udaru čestica obloženi su materijalom otpornim na
habanje.

46/83
6.3 CENTRIFUGALNI TALOŽNICI - CIKLONI
Cikloni imaju znatno veću primjenu od prethodno opisanih uređaja zbog niza prednosti od
kojih su najvažnije jednostavna konstrukcija, visoka efikasnost izdvajanja čestica i niska
cijena. Koriste se uglavnom za izdvajanje čestica većih dimenzija i to u krutom agregatnom
stanju kao što su cementna prašina, piljevina, lebdeći pepeo, suspenzije pri procesima
taljenja rude i dr. Glavni predstavnik ovih taložnika je ciklon.
Ciklon je uređaj koji za izdvajanje čestica iz struje zraka koristi centrifugalno polje sila.
Jednostavne je konstrukcije i visoke učinkovitosti. Koristi se uglavnom za izdvajanje čestica većih
od 0,005 mm, u rudarstvu, metalurgiji, procesnoj industriji, drvnoj industriji i dr. Sastoji se od
cilindričnog i konusnog dijela pri čemu se na cilindričnom dijelu nalazi tangencijalno postavljen ulaz
odnosno centralno smješten izlaz za pročišćeni zrak, dok se na dnu konusnog dijela nalazi izlaz za
prašinu sa skupljačem izdvojene prašine.
Zrak s česticama prašine ulazi brzinom 10 m/s do 20 m/s pri čemu se stvara tzv. vanjski vrtlog
koji čestice prašine uslijed djelovanja centrifugalne sile odbacuje na stijenke ciklona i odvodi pod
djelovanjem gravitacije u skupljač prašine. Pri dnu konusnog dijela smanjenjem presjeka strujanja i
porastom koncentracije čestica dolazi do porasta
tlaka i stvaranja tzv. centralnog vrtloga koji
najveći dio zraka s dijelom najsitnijih čestica
odvodi u smjeru vorteksa. Do razdvajanja čestica
koje odlaze u skupljač prašine i onih koje izlaze
kroz vorteks dolazi na kontaktu vanjskog i
unutrašnjeg vrtloga, približno na dijelu gdje se
spajaju cilindrični i konusni dio ciklona.
Slika 6.9. Princip rada ciklona
Za postizanje traženog kapaciteta, više ciklona malog
promjera (15 do 30 mm) spaja se u zajedničkom kućištu -
multiciklonu (slika 6.10.).
Slika 6.10. Multiciklon

47/83
Učinkovitost izdvajanja ovisi prvenstveno o veličini i gustoći čestica. Čestice većeg promjera i
gustoće uspješnije se izdvajaju. Tako npr. za čestice cementa veličine oko 0,02 mm i
gustoće 2200 kg/m3
, učinkovitost iznosi i do 97 %, a za čestice od oko 0,005 mm svega 50 %.
Učinkovitost ovisi i o geometriji ciklona. Smanjenjem promjera i proporcionalno ostalih dimenzija
učinkovitost raste. Na učinkovitost odnosno oštrinu odvajanja ciklona određenog promjera može
se djelovati promjenom odnosa promjera vorteksa i apeksa, povećanjem brzine zaprašenog zraka
na ulazu u ciklon (generalno veća brzina veća učinkovitost), povećanjem tlaka na mjestu ulaza
apeksa u skupljač prašine i dr. (slika 6.11.).
Slika 6.11. Odnos učinkovitosti, pada tlaka i brzine plina
Pad tlaka u ciklonima kreće se od 700 do 3000 Pa tako da troše više energije od gravitacijskih
i inercijskih taložnika. Veličina ciklona određena je promjerom cilindričnog dijela i kreće se od 10
do 5000 mm. Što je promjer manji to je učinkovitost izdvajanja sitnijih čestica veća.
Pri izboru ciklona treba uzeti u obzir:
 protok zaprašenog zraka
 grano-sastav i koncentraciju čestica na ulazu
 traženu učinkovitost odnosno koncentraciju čestica u vorteksu
 fizičko-kemijska svojstva čestica
 tlak na ulazu odnosno dozvoljeni pad tlaka
 temperaturu zraka i dr.
Pri ugradnji treba nastojati da kutovi spajanja cijevi za transport zaprašenog zraka budu što
manji (maksimalno 15°). Promjer cijevi mora biti takav da kod neke zadane brzine strujanja
ne dolazi do taloženja prašine. Za manje gustoće i koncentracije čestica brzina mora biti
veća od 10 m/s, a za veće vrijednosti veća od 20 m/s. Maksimalno dozvoljene oscilacije u dotoku
onečišćenog zraka iznose ±15 %. Važno je kontrolirati pad tlaka kao najpouzdanijeg pokazatelja
pravilnog rada ciklona.

48/83
Prednosti ciklona:
 nemaju pokretnih dijelova
 mogu se koristiti kao predčistači za uklanjanje krupnijih čestica čime smanjuju
kapacitet učinkovitijih pročistača (npr. filtra)
 mogu se upotrijebiti samo za izdvajanje neke određene veličine čestica (klase)
Nedostaci ciklona:
 mala učinkovitost za izdvajanje sitnih čestica
 učinkovitost im pada s porastom viskoziteta i/ili gustoće plina
 podložnost habanju
 učinkovitost im pada pri većim oscilacijama dotoka plina
 nisu pogodni za izdvajanje čestica sklonih aglomeriraju
Prednosti multiciklona:
 nemaju pokretnih dijelova
 učinkovitiji su od pojedinačnih ciklona
 mogu raditi s manjim padom tlaka kad se koriste kao predčistači
Nedostaci multicikona:
 mala učinkovitost za izdvajanje najsitnijih čestica (respirabilna prašina)
 zbog manjeg promjera skloni su zagušenju
 neujednačen razvod struje plina može dovesti do neadekvatnog rada pojedinih
aerocikona u bateriji (stvaranje premosnica)
 nisu pogodni za izdvajanje čestica sklonih aglomeriraju (npr. ljepljive čestice)
 za određeni kapacitet zahtijevaju više prostora za ugradnju nego pojedinačni uređaji
 obično imaju veći pad tlaka nego pojedinačni uređaji

49/83
7. FILTRI
Filtracija (filtriranje) je operacija razdvajanja heterogenih mješavina tekućih (kapljevitih ili
plinovitih ) i čvrstih tvari pomoću šupljikave pregrade (filtarsko sredstvo) koja je smještena u
prikladnom uređaju (filtru). U procesu filtracije čvrste čestice zaustavljaju se na filtarskom sredstvu
formirajući filtarski kolač, dok fluid prolazi kroz pore filtarskog sredstva formirajući filtrat. Prolazak
heterogenih mješavina kroz filtarsko sredstvo uvjetovan je razlikom tlakova ispred i iza filtarskog
sredstva.
Slika 7.1. Filtracija
Svi filtarski uređaji sastoje se od ventilatora za protok zraka, filtarskog sredstva i uređaja
za uklanjanje izdvojenih čestica. Filtarsko sredstvo je porozan (rupičast) materijal koji zadržava
čestice i propušta plin, a izrađuje se od prirodnih i sintetskih vlakana, azbesta, vune s
obzirom na temperaturu plina, te veličinu i koncentraciju čvrstih čestica. Pamuk se može
upotrijebiti do temperature od 95C, staklo do 290C, a posebna sintetička vlakna do 230C.
Vrlo je česta upotreba staklenih vlakana zbog viših temperatura, no ovakva vlakna osjetljiva
su na mehaničke udare, pa se uklanjanje izdvojenih čestica vrši propuhivanjem u suprotnom
smjeru. Tkanine od azbestnih vlakana vrlo dobro podnose visoke temperature, ali su vrlo
tanka, pa imaju ograničenu upotrebu. Obično se posebnim metodama nabacuju na neku
noseću tkaninu. Sintetička vlakna se rade od najlona, polipropilena, i sl.
Tijekom procesa filtracije razlikujemo dvije faze. U prvoj fazi zadržava se dio čestica manjih
od veličine pora uslijed djelovanja privlačnih sila između samih čestica, te između čestica i
filtarskog sredstva, a u drugoj, kad se istaloži određena količina čestica i počne formirati
filtarski kolač, filtar propušta samo čestice manje od veličine pora i tada djeluje kao cjedilo.
Industrijski filtri za čišćenje plinova imaju najčešće kao filtarsko sredstvo tkanine ili pust
(sukno od životinjskih vlakana) u obliku vreća, cijevi ili uokvirenih ploča (vrećasti filtri, cijevni filtri,
pločasti filtri). Filtri se još mogu podijeliti i prema veličini čestica koje izdvajaju, no između
pojedinih grupa ne postoji izrazito jasna granica.

50/83
7.1 FILTAR S VREĆAMA
7.1.1 Princip rada
Ulazni plin prolazi kroz filtarsko sredstvo – najčešće tkanine oblika “vreće”. Na mjestu ulaza
dolazi do smanjenja brzine strujanja i do taloženja krupnijih čestica djelovanjem gravitacije. Sitnije
čestice nošene strujom zraka (koji prolazi kroz filtarske vreće) talože se na filtarskim vrećama (pri
čemu nastaje filtarski kolač), a čist zrak putem ejektora izlazi iz komore, tj. filtarskog uređaja.
Poroznost filtarskog sredstva ovisi o njegovoj propusnosti za plin uz određeni pad tlaka. U
određenim vremenskim intervalima filtarski kolač se mora protresti i ukloniti iz sustava. Dovodom
komprimiranog zraka izvan otvora svake vreće, vreća se propuhuje, a istaložen prah pada na dno
kućišta gdje se ispušta ili ovisno o konstrukciji filtra transportira pužnim transporterom do mjesta za
izlaz praha. Periodički se izmjenjuju periodi nakupljanja čestica i periodi njihovog uklanjanja iz
sustava.
Slika 7.2 Filtri s vrećama
Filter materijali biraju se u ovisnosti o:
 temperaturi
 vlazi
 sastavu dimnih plinova
 tipu prašine
Filtarski materijali razlikuju se prema:
 otpornosti na temperature
 otpornosti na kiseline i lužine
 otpornosti na hidrolizu
 propusnosti zraka
 finoći vlakana
 ponašanju pri širenju

51/83
Slika 7.3. Filtar materijali
Nakupljanje prašine na vrećastom filtru
Formiranje filtar kolača povećava svojstva filtra.
Metode čišćenja vrećastog filtra:
 obrnutim strujanjem zraka (propuhivanjem)
 pulsiranjem (impulsna trešnja)
 protresivanjem (vibracijska trešnja)
pulsiranje se provodi on-line:
a) puls velikog tlaka (nadtlak 3-7 bara)
b) puls srednjeg tlaka (1-2 bara)
c) puls malog tlaka (0,5-0,7)
Slika 7.4 Metode čišćenja filtra (desno detalj mehaničkog protresivanja)
Značajke koje određuju kvalitetu filtriranja:
• učinkovitost
• pad tlaka i porast pada tlaka ispred i iza filtarskog sredstva
• brzina filtriranja = protok/površina filtriranja
• značajke filtar sredstva: održavanje, troškovi, čišćenje,
• pročišćavanje filtra/regeneracija

52/83
Slika 7.5 Područje primjene vrećastih filtera
Prednosti vrećastih filtera:
• velika učinkovitost (> 99 %) čak i pri uklanjanju vrlo malih čestica (> 99,9 %)
• mogućnost ponovne uporabe uklonjenih čestica (ukoliko ne dolazi do miješanja različitih
vrsta čestica)
• uklanjanje čestica u suhom obliku pogodnom za odlaganje
• mogu se koristiti za uklanjanje različitih vrsta krutih čestica
• modularna izvedba (veći broj filtarskih elemenata)  fleksibilnost rada
• mogu raditi pri različitim volumnim protocima
• prihvatljivo mali pad tlaka
Nedostaci:
• potrebno je puno prostora za instaliranje
• vlakna se mogu oštetiti pri visokim temperaturama ili pri radu s korozivnim tvarima (potrebni
posebni materijali koji su još u razvoju)
• ne mogu raditi u mokrim uvjetima
• nemogućnost uklanjanja higroskopnih čestica koje pri visokim temperaturama (300-600 C)
postaju ljepljive i teško ih je ukloniti (primjena ultrazvučnih vibracija)
• mogućnost izbijanja požara ili eksplozije
Prednost dominiraju nad nedostacima!
 50 % industrijskih procesa pročišćavanja plinova koristi vrećaste filtre.
Primjena:
 ljevaonice
 asfaltna industrija
 aluminijska industrija
 industrija čelika
 termoelektrane
 kamenolomi
 u klimatizacijskim sustavima zahtjevnijih mjesta, bolnica, TV i radio postaja, laboratorija,
zahtjevnijih proizvodnih mjesta, kabina za lakiranje automobila, optička industrija, tzv.
“čiste” sobe, elektroindustrija, telefonske centrale, itd.

53/83
8. ELEKTROSTATIČKI TALOŽNICI
Elektrostatski filtri odnosno elektrostatski
taložnici (engl. ESP, electrostatic precipitator) su
uređaji za odvajanje čestica iz plinova koji se
zasnivaju na principu elektrostatičkog naboja. Kako
se ne radi o filtru u klasičnom smislu, točniji naziv
bi bio elektroseparator ili elektroseparator prašine.
Elektrostatički taložnici obično se
dimenzioniraju za potrebnu efikasnost
otprašivanja od 90 % do 99 %.
Zabilježeni radni podaci i mjerenja na
postrojenjima prate industrijske standarde. Kroz
testiranje strujanja ustanovljuju se eventualni
problemi, a postrojenje se optimizira. Ako npr.
kontinuirano mjerena razina prašine čistog plina
ne prelazi granicu, program za optimizaciju
energije smanjuje ulaznu snagu tijekom vremena
djelomičnog opterećenja. Na ovaj način smanjuju
se troškovi rada i troši se manje električne
energije.
Slika 8.1. Elektrostatički taložnici
8.1 PODRUČJE PRIMJENE
Suhi elektrostatski filtri primarno se koriste za otprašivanje dimnih plinova nastalih u kotlovima
prilikom spaljivanja biomase. Za razliku od sustava filtra od tkanine, ESF je osobito pouzdan u ulozi
filtra jer je relativno neosjetljiv na iskre te zbog toga iznimno dobro tolerira promjene opterećenja u
radu kotlovnice. Prednosti suhog ESF-a:
 otporan na vrući plin (do 300°C s posebnim temperaturno-ovisnim dizajnom)
 visoka učinkovitost odvajanja (stopa odvajanja viša od 99%)
 neosjetljiv na promjenu opterećenja, leteće iskre, pregrijavanje i povremeni prelazak
točke zaleđivanja
 niski troškovi rada zbog niske razine gubitka tlaka (odražava se na sniženoj potrošnji
energije ventilatora) te niski troškovi održavanja (nema zamjene filtar vrećica)
 dugi vijek trajanja i visoka razina radne raspoloživosti
 niski troškovi dogradnje
 niska razina buke

54/83
8.2 PRINCIP RADA ELEKTROSTATIČKOG FILTRA
Plin s prašinom ulazi u filtar horizontalno, prolazeći preko ploča za distribuciju plina prije nego
je konačno proveden kroz brojne, ulicama sličnim kanale, oblikovane zidovima položenih elektroda
za sakupljanje.
Slika 8.2. Izgled pločastog filtra
Na sredini svakog kanala nalaze se elektrode za ionizaciju koje imaju visok negativan naboj,
one ioniziraju plin prilikom električnog pražnjenja. Kako plin struji kroz filtar, čestice prašine
negativno se nabijaju pri dodiru s ionima plina te se
nakupljaju na pozitivno nabijenoj elektrodi za
skupljanje prašine.
Naslage prašine koje se nakupe na tim
elektrodama povremeno se čiste mehanizmom za
otprašivanje. Prašina pada u posudu za prikupljanje, a
potom se odstranjuje pomoću pužnog transportera.
Kako bi izbjegli potencijalne naslage na emisijskim
elektrodama iste se također čiste mehanizmom za
otprašivanje.
Slika 8.3 Posuda za prikupljane čestica
Ionizirajuća elektroda obično je izvedena kao žica malog poprečnog presjeka, obično ima
negativan naboj, a oko nje se stvara ionizirajuće polje (korona). Kolektorska (pasivna) elektroda
suprotnog je naboja, a može biti izvedena u obliku cijevi ili ploča po čemu se razlikuju dva osnovna
tipa elektrostatskih taložnika: cijevni i pločasti elektrostatski taložnik.
Slika 8.4 Izvedbe elektroda

Skripta eko zrak

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Skripta eko zrak

Similar to Skripta eko zrak (15)

More from University of Slavonski Brod

More from University of Slavonski Brod (8)

Skripta eko zrak