4.2 Vliv dopravy na životní prostředí Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín
Obsah přednášky 1. Obecné pojmy, typy dopravy 2. Struktura dopravy v ČR 3. Exhalace z dopravy 4. Další dopady na ŽP 5. Možná řešení 2
1) Obecné pojmy, typy dopravy 3
Dělení dopravy podle druhu přepravy: - osobní x nákladní, - hromadná x individuální podle druhu prostředku : - automobilová - železniční - vodní - pěší, cyklistická, letecká, kombinovaná, potrubní, podle cíle: - místní (městská) x tranzitní Konkrétní dopravní problémy 4
Vliv dopravy na ŽP Liniový charakter staveb (mimo letecké dopravy) - vliv na velké území Výstavba - relativně bez větších dopadů, stavba sama - zahrnuje i dopravní koridor pro stavbu, - emise, hluk, zábor pozemků, znečištění vod a půd Provozování stavby - dle typu dopravy různá - intenzita - emise, hluk, znečištění vod a půd Likvidace stavby - množství inertního odpadu. 5
Silniční doprava Silniční síť celkově 55 654 km - dálnice a rychlostní silnice 1227 km, silnice I tř. cca 5 850 km 6
Železnictví doprava Železniční síť celkově 9511 Km - 2982 Km - elektrifikováno 31% 7
Letecká doprava Letiště Počet odbavených cestujících Počet vzletů a příletů Praha-Ruzyně 11,6 milionů 164 tis. Brno-Tuřany 441 tis. 31 tis. Ostrava-Mošnov 307 tis. 16 tis. Letiště Karlovy Vary 68 tis. 8 tis. Letiště Pardubice 49 tis. 1 tis. Heathrow Airport (Londýn)* 66,1 mil. 466 tis. 8
Vodní doprava Vodní cesty 303 Km (velká plavidla) - dalších cca 200km a plochy vodních nádrží pro malá plavidla 9
2) Struktura dopravy v ČR 10
Struktura dopravy Osobní doprava - Přepravní výkony osobní dopravy dle jednotlivých druhů osobní dopravy, ČR [mld. oskm] 11
Struktura dopravy Nákladní doprava - Přepravní výkony nákladní dopravy dle jednotlivých druhů nákladní dopravy, ČR [mld. tkm] Silniční doprava Železniční doprava Ostatní doprava 12
Struktura dopravy Doprava - Spotřeba energie jednotlivými druhy dopravy, ČR [PJ] Individuální automobilová doprava (IAD) Nákladní silniční doprava (NSD) Veřejná doprava Železniční motorová doprava Vodní doprava Letecká doprava 13
Lodní doprava 2009 dánská studie 15 největších lodí stejné emise jako všechna auta na světě Mazut nejnižší frakce ropy (2000x více síry než nafta) Střídání paliva nižší (mezinárodní vody) a vyšší kvality (pobřeží) 14
Lodní doprava Emma Marks největší nákladní loď Postavena 2006 397x56m; Nosnost: 156 907t; Kapacita: 11 000TEU (až 15 000TEU) Motor: výkon 80MW, dalších 5 menších o celkovém výkonu 30MW průměrný automobil ročně 15 tisíc kilometrů produkce 101 gramů oxidů síry. Emma vyprodukuje 5 000 tun 15
3) Exhalace z dopravy 16
Exhalace z dopravy Nejvíce exhalací automobilová doprava. (90 % po 1989) Exhalace z aut vzhledem k všudypřítomnosti silniční dopravy prakticky všude. Kromě škod na lidském zdraví poškozují výrazně i zemědělskou a lesní půdu, rostlinnou výrobu a lesy, fasády domů. Emise - tuhé, kapalné nebo plynné látky v nosném odpadním plynu ze zdroje - znečisťování ovzduší do atmosféry. Imise - reálný obsah škodlivin v ovzduší. 17
Exhalace z dopravy Emise Oxid uhličitý - CO 2 - nemá vliv na lidské zdraví; nejdůležitější skleníkový plyn. Oxidy dusíku - NO, NO 2 - okyselení dešťových srážek; skleníkový efekt, snižování odolnosti vůči virovým onemocněním, bronchitidě a zápalu plic. Oxid uhelnatý CO - způsobuje zpomalování reflexu, zbavuje tělo kyslíku a zvyšuje výskyt bolestí hlavy. Oxid siřičitý SO 2 - toxický pro rostliny. V ovzduší oxiduje za přítomnosti vody na kyselinu sírovou, příčina kyselých dešťů. 18
Exhalace z dopravy Uhlovodíky C x H y - benzínové motory horší dieselové. Některé uhlovodíky (např. benzen) jsou karcinogenní, Olovo - Pb - do paliva jako antidetonátor. Je vysoce toxické. Emise olova z dopravy v ČR naštěstí klesají (bezolovnaté benziny). Ozón - O 3 - v přízemní vrstvě ničí vegetaci a poškozuje některé druhy materiálů. Ovlivňuje rovněž zdraví a způsobuje dráždivý kašel, dráždění plic, očí apod. Prachové částice - hlavně dieselové motory. Směs organických a anorganických látek. Jsou potencionálně karcinogenní 19
Exhalace z dopravy Smog Dva základní typy: Londýnský (redukční, zimní) - směs kouře a mlhy, převážne oxidy síry a dalších plynných zplodin, - typicky v zimních podmínkách s přízemními inverzeními teplotami - vysoká škodlivost se zde stupňuje přítomností popílku. Los Angelský (oxidační, letní) - směs ozónu, peroxyacetylnitrátu, aldehydu a kyseliny sírové - vznikající působením UV záření z oxidu dusíku, uhlovodíku a oxidu siřičitého. -silné oxidační, agresivní, dráždivé a toxické účinky. Zdravotní důsledky - choroby dýchacích cest, nemoci srdce a cév, karcinogenní účinky 20
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise vybraných látek z dopravy, ČR [index,1990=100] 21
Exhalace z dopravy Celková doprava - Podíl dopravy na celkových emisích vybraných látek, ČR [%] 22
Exhalace z dopravy Odsiření paliv 23
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise oxidu uhličitého (CO 2 ) (tis. t) 24
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise oxidů dusíku (NO x ) (tis. t) 25
Exhalace z dopravy Celková doprava - Emise oxidu siřičitého (SO 2 ) (tis. t) 26
4) Další dopady na životní prostředí 27
Další dopady na ŽP hluk a vibrace znečištění vody a půdy dopravní nehody zábor půdy 28
Další dopady na ŽP Hluk a vibrace Hluk dále dělíme podle působení na pásma : - fyziologické do 69 db(a) - zátěže 70-94 dbp - poškození 95-119 db - hmatu 120-129 db -bolesti 130 db Růst hlukové zátěže - růst počtu automobilů, - změna vedení komunikačních tras, - ne zcela vyhovující dopravní systém, - absence obchvatu a s tím spojené přivádění průjezdné dopravy do měst. http://hlukovemapy.mzcr.cz/silnice.html 29
Další dopady na ŽP Znečištění vody a půdy Nebezpečné látky - Tetraethylolovo - Azbest - Paliva, maziva - Chladící kapaliny - Přísady do paliv (např. MTBE) - Akumulátory Produkce odpadů: - Vraky aut a ostatních strojů, staré pneumatiky, použitá maziva, autobaterie 30
Další dopady na ŽP Znečištění vody a půdy 31
Další dopady na ŽP dopravní nehody Škody: - zdraví a lidské životy - zvířata oboustranné nebezpečí!!! - ekologické škody (znečištění) -ekonomické dopady. Znečištění prostředí v důsledku nehod - Pohonné hmoty (OA 20-70 l, NA benzínu nebo nafty) - Motorový olej (OS 4-6 l, NA 10-15 l) - Chladící kapalina (OS 6-12 l, NA 20 l) - Brzdová kapalina (osobní automobil 1-1.5 l) 32
Další dopady na ŽP prase divoké (kňour)- 22 900 Kč jelen evropský (laň)- 24 800 Kč srnec obecný (srna)- 14 100 Kč sika japonský (jelen)- 26 300 Kč zajíc polní- 3 900 Kč Pytláctví nad 5000Kč králík divoký- 4 800 Kč bažant obecný- 3 100 Kč ostatní pernatá zvěř- 3 200 Kč 33
Další dopady na ŽP zábor půdy - Poškození či ničení mimořádně cenných přírodních lokalit. - Fragmentace krajiny snížení ekologické rozmanitosti (biodiverzity) tj. počtu druhů fauny a flóry. - Komunikace působí jako překážka pro živočichy. Biokoridory - úsek krajiny umožňující migraci organismů, - spojuje biocentra - strouhy, meze, aleje, souvislé pásy křovin, - přechod přes dálnici 34
Další dopady na ŽP Problém splavnění Změna životních podmínek organismů: ztráta úkrytů ztráta zdrojů potravy ztráta lokalit k rozmnožování celkové rušení přerušení migračních cest (příčné stavby na vodních tocích) Pro umožnění lodní dopravy na řece po většinu roku: 1.úprava poloměru oblouků 2.pravidelné prohrábky dna, 3.výstavba plavebních stupňů nutné rybí přechody. 35
Vodní doprava Problém splavnění - rybí přechody 36
Vliv dopravy Souhrn Na zdraví člověka: - Exhalace a produkce kapalných i pevných toxických látek - Faktory biologické - zvyšování únavy a nedostatek klidu k regeneraci, hluk - Nehodovost Na životní prostředí: - Znečišťování ovzduší, vody i půdy - Zábor půdy, splavnění 37
4) Některá možná řešení 38
Možná řešení Využívání druhů dopravy šetrnějších k životnímu prostředí - za jakých podmínek je železniční a kombinovaná doprava šetrnější - jak zvýšit podíl hromadné dopravy, a zejména dopravy kolejové v osobní dopravě - jak zvýšit podíl kolejové dopravy v nákladní dopravě Opatření budou směřovat do těchto oblastí: - Technické, technologické, organizační - Zpoplatnění a nastavení tržních pravidel - Restrikce nebo naopak podpora 39
Možná řešení Emisní limity Nízkoemisní zóny CNG Biopaliva (Bionafta, Biolíh) Vodík Elektromotory Katalyzátory 40
Možná řešení Emisní limity řešeny předpisy EHK č. 49, 83aj., ekvivalentní evropské směrnice souhrnně nazývány EURO. postupně zpřísňovány omezují prodej nových vozidel nesplňujících emisní limity, stávající normou je EURO 5 Nově EURO 6 41
Možná řešení Emisní limity Vývoj emisních limitů v [g/km] pro zážehové motory Rok limit dle: C x H y NO x CO 1992 EURO I 0,97 97 2,72 1996 EURO II 0,5 0,5 2,2 2000 EURO III 0,2 0,15 2,3 2005 EURO IV 0,1 0,08 1,0 42
Možná řešení Emisní limity Vývoj emisních limitů v [g/km] pro zážehové motory Rok limit dle: C x H y NO x CO 1992 EURO I 0,97 97 2,72 1996 EURO II 0,5 0,5 2,2 2000 EURO III 0,2 0,15 2,3 2005 EURO IV 0,1 0,08 1,0 43
Možná řešení Emisní limity 44
Možná řešení Emisní zóny oblasti s omezeným přístupem automobilů na základě výše jejich emisí zákon o ochraně ovzduší č. 201/2012 Sb a nařízením vlády č. 56/2013 Sb. cíl: zlepšit kvalitu ovzduší v těchto oblastech Německo 40 míst: Berlín, Dortmund, Hannover, Kolín nad Rýnem Praha od roku 2017 (Euro 3) 45
Možná řešení CNG stlačený zemní plyn (cca 98 % tvoří metan) výhody - Nízká cena (18,5 Kč/m 3 ekvivalent 1 l benzinu) - Vysoké oktanové číslo - snížení emise CO 2 o 10 15 %, NOx, CO a aldehydů, aromatických uhlovodíků včetně benzenu. - tišší chod, hlučnost nižší o 50 % vně vozidel, o 60 70 % uvnitř. - nehrozí kontaminace půdy při úniku pohonných hmot. 46
Možná řešení CNG stlačený zemní plyn (cca 98 % tvoří metan) nevýhody - Vozidla - dražší, těžší, tlaková nádoba zabírá více místa. - menší dojezd, nižší výkon (proto je lepší dát přednost motorům primárně konstruovaným pro zemní plyn). - zpřísněna bezpečnostní opatření při opravách, garážování a kontrolách. 47
Možná řešení CNG stlačený zemní plyn (cca 98 % tvoří metan) 48
Možná řešení Biopaliva Bioethanol - alkoholové kvašení z biomasy (kukuřice, obilí, cukrová řepa) - E85 (oktanové č. až 115), 10% v benzínech v USA - snížená silniční daň, nižší CO 2, Bionafta - metylester nenasycených mastných kyselin rostlinného původu - 5 % bionafty do normální nafty - Peugeot a Citroën (30%), WV (100%) - lépe hoří nižší emise, není toxická, biodegradovatelná - více oxidu uhličitého, mizivá účinnost využití sluneční energie (0,08%) 49
Možná řešení Vodík Výroba - z fosilních paliva zplyňováním či pyrolýzou biomasy - elektrolýzou vody - využitím speciálních bakterií Spalování vodíku v klasických motorech - vzniká voda + oxidy dusíku Využití palivových článků - exotermní elektrochemická reakcí vodíku s kyslíkem (opak elektrolýzy) Ekologicky šetrný, drahý, nebezpečný 50
Možná řešení Katalyzátory snižuje množství škodlivin ve výfukových plynech - usnadňuje chemické reakce ušlechtilý kov jako je např. platina nebo rhodium oxidaci CO a HC na CO 2 a H 2 O a redukci NO X na N 2 Základní rozdělení katalyzátorů: - dvoucestné a třícestné - pro zážehové a vznětové motory V současné době je katalyzátor schopen odstranit až 97 % uhlovodíků, 96 % oxidu uhelnatého a 90 % oxidů dusíku. 51
Možná řešení SCR (Selective Catalytic Reduction) Zavádí se u většiny nových vznětových motorů (Euro VI) Ve výfukovém traktu za filtrem pevných částic umístěna tryska vstřikující směs (AdBlue) Močovina se smíchá s plyny z filtru pevných částic, jejichž teplo přemění močovinu na čpavek rce s oxidy dusíku (NO x ), rozloží na neškodný dusík a vodní páru. 52
Možná řešení SCR (Selective Catalytic Reduction) Nevýhody - prostorová náročnost - doplňování kapaliny (spotřeba AdBlue kolem 5% spotřeby paliva) - cena za 1l AdBlue cca 5,4kč - jedna nádrž pro AdBlue (15-20l) by měla vydržet dle výrobce na servisní interval - vyšší cena automobilu s tímto systémem - vyšší spotřeba paliva - AdBlue zamrzá při -11 C http://cs.autolexicon.net/articles/scr-selective-catalytic-reduction/ 53
Shrnutí 54
Děkuji Vám za pozornost! Dotazy? 55