ΠΡΟΛΟΓΟΣ
Το βιβλίο αυτό αποτελεί συνέχεια του πρώτου τόµου «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι» εκδόσεις Οµίλου ΙΩΝ, 2013 και ολοκληρώνει, ως εισαγωγικό διδακτικό βιβλίο, τα θέµατα της Περιβαλλοντικής Μηχανικής. Ο τόµος αυτός περιλαµβάνει, την κατεργασία των βιοµηχανικών υγρών αποβλήτων, την συλλογή κατεργασία και διάθεση των στερεών αποβλήτων, το είδος, την επίδραση και τον έλεγχο της ατµοσφαιρικής ρύπανση, την ενεργειακή ρύπανση και τις επιδράσεις και προστασία του περιβάλλοντος από τον θόρυβο και τις δονήσεις. Σε ένα εισαγωγικό επίπεδο υπάρχουν παραδείγµατα αναλυτικών σχεδιασµών εγκαταστάσεων και διεργασιών για όλα τα κεφάλαια του βιβλίου. Το µεγαλύτερο µέρος του βιβλίου προέρχεται από το βιβλίο «ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ» ∆.Α. Αυλωνίτης και Σ.Α. Αυλωνίτης, εκδόσεις Οµίλου ΙΩΝ, 2013. Στο σηµείο αυτό οφείλω να ευχαριστήσω θερµά τον αδελφό µου ∆.Α. Αυλωνίτη, M.Sc., Ph.D., Petr. Eng, για την χρησιµοποίηση του υλικού από το βιβλίο αυτό. Ο τόµος αυτός έρχεται να καλύψει τις διδακτικές ανάγκες του µαθήµατος της Περιβαλλοντικής Μηχανικής ΙΙ, σε ένα εισαγωγικό επίπεδο και απευθύνεται σε φοιτητές, αλλά και πτυχιούχους µηχανικούς που ασχολούνται µε θέµατα προστασίας περιβάλλοντος. Θα ήταν αµέλεια αν δεν ευχαριστούσα την Μαρία Ζαγαρέλου για τον σχεδιασµό του εξωφύλλου και το ατελιέ των Εκδόσεων του Οµίλου ΙΩΝ για την συνολική επιµέλεια του βιβλίου. Παρά την προσπάθεια που έγινε για διόρθωση λαθών και αβλεψιών, το παρόν σύγγραµµα δεν θεωρείται αλάθητο και συνεπώς στα υπάρχοντα λάθη, παραλείψεις και αβλεψίες, οι υποδείξεις και παρατηρήσεις των αναγνωστών είναι πάντα ευπρόσδεκτες και πολύτιµες.
Περιεχόµενα
9
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΒΙΟΜη ΧΑΝΙΚΑ υ ΓΡΑ ΑΠΟΒΛη τ Α. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.1 Γενικά . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.2 Το νερό ως φορέας βιοµηχανικών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.1 Η θερµοκρασία των αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.2 Η διαλυτότητα στο νερό . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.2.3 Λιπόφιλες ουσίες στο νερό . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.4 Υδατικά γαλακτώµατα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2.5 Κολλοειδείς διασπορές. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.2.6 ∆ιαλυµένα αέρια . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.3 Χαρακτηρισµός βιοµηχανικών υγρών αποβλήτων και όρια εκποµπών . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.1 Ρύποι και όρια εκποµπών. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.2 Φυσικοί προσδιορισµοί . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.3.3 Ενόργανοι χηµικοί προσδιορισµοί . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.3.4 Προσδιορισµός βιολογικών χαρακτηριστικών. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.4 Χηµικές µέθοδοι καθαρισµού αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.4.1 Ρύθµιση συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου, pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.4.2 Οξείδωση-Αναγωγή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.4.3 Χηµική καταβύθιση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.5 Εφαρµογές σε επιλεγµένες βιοµηχανικές εγκαταστάσεις . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.5.1 ∆ιαλύτες και απολυπάνσεις . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.5.2 Ηλεκτροεπιµεταλλώσεις . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.5.3 Ανοδίωση αλουµινίου . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.5.4 Κονσερβοποιία φρούτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.5.5 Γάλα και γαλακτοκοµικά προϊόντα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.5.6 Επεξεργασία κρεάτων και πουλερικών . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.5.7 Επεξεργασία ιχθυηρών . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.5.8 Οινοποιία . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.5.9 Ζυθοποιία . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.5.10 Ελαιοτριβεία . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.11 Βυρσοδεψία . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 ΕΡω τ η ΣΕΙΣ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Στ ΕΡΕΑ ΑΠΟΒΛη τ Α . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.1 Εισαγωγή. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.2 Το Φυσικό Έδαφος . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.2.1 Σχηµατισµός και σύνθεση φυσικού εδάφους . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.2.2 Φυσικοχηµικές ιδιότητες του εδάφους . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.3 Ιδιότητες των αστικών στερεών αποβλήτων. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4 Αστικά Στερεά Απόβλητα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.5 Περιορισµός του όγκου των αστικών στερεών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.6 Επικίνδυνα αστικά απόβλητα και στερεά απόβλητα οικοδοµών και κατεδαφίσεων . . . . . . . . . . . . . 50 2.7 ∆ιαχείριση στερεών αστικών αποβλήτων. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2.7.1 Παραγωγή διαχωρισµός και τοποθέτηση στερεών αστικών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.7.2 Συλλογή στερεών αστικών απορριµµάτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.7.3 Οχήµατα συλλογής απορριµµάτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.7.4 Σταθµοί Μεταφόρτωσης Απορριµµάτων (ΣΜΑ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.8 ∆ιάθεση και αξιοποίηση στερεών αστικών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
10
Περιβαλλοντική Μηχανική ΙΙ
2.8.1 Αποτέφρωση απορριµµάτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.8.2 Πυρόλυση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.8.3 Παραγωγή καυσίµων προερχόµενων από απορρίµµατα (Refuse-Derived Fuel) . . . . . . . . . 64 2.8.4 Λιπασµατοποίηση απορριµµάτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2.8.5 Χώροι Υγειονοµικής ταφής απορριµµάτων (ΧΥΤΑ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.9 ∆ιαχείριση Βιοµηχανικών Στερεών Αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.10 Επιλεκτική συλλογή, διαλογή και ανακύκλωση στερεών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.11 Σταθεροποίηση των βιοµηχανικών στερεών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.12 ∆ιαχείριση Στερεών Αποβλήτων Αγροτικών Εκµεταλλεύσεων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.12.1 Φυτοφάρµακα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.12.2 Λιπάσµατα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.12.3 Ζωικά κατάλοιπα. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.12.4 Φυτικά κατάλοιπα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.13 ∆ιαχείριση Στερεών Αποβλήτων Εκµετάλλευσης Ορυχείων και Εξόρυξης Μεταλλευµάτων. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.13.1 Όξινες αποστραγγίσεις µεταλλείων (Acid mine drainage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.13.2 Σταθεροποίηση των αποβλήτων µεταλλείων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.14 Ραδιενεργά Απόβλητα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.14.1 Φύση και πηγές ραδιενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.14.2 Μετρήσεις ραδιενέργειας. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.14.3 Αρχές προστασίας από ραδιενέργεια . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.14.4 ∆ιαχείριση ραδιενεργών αποβλήτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.15 Ιατρικά Απόβλητα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 ΕΡω τ η ΣΕΙΣ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Ατ ΜΟΣΦΑΙΡΙΚη Ρυ ΠΑΝΣη . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.1 Ιδιότητες, δοµή και ο ρόλος της γήινης ατµόσφαιρας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.1.1 Ιδιότητες ατµόσφαιρας και επίδρασή της στη ζωή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.1.2 Κατακόρυφη δοµή της ατµόσφαιρας. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.2 Η φυσική σύνθεση της γήινης ατµόσφαιρας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.2.1 Αέρια συστατικά της ατµόσφαιρας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.2.2 Στερεά συστατικά της φυσικής ατµόσφαιρας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 3.2.3 Η υγρασία της ατµόσφαιρας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 3.3 Η ποιότητα του ατµοσφαιρικού αέρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.3.1 Ταξινόµηση των ρύπων της ατµόσφαιρας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.3.2 Πηγές ρύπων του ατµοσφαιρικού αέρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.3.3 Πρότυπα ποιότητας του ατµοσφαιρικού αέρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.3.4 Περιορισµοί εκποµπών ρύπων στην ατµόσφαιρα από βιοµηχανικές µονάδες . . . . . . . . . . 109 3.3.5 Επιπτώσεις των ρύπων της ατµόσφαιρας στους οργανισµούς και περιβάλλον . . . . . . . . . . 110 3.3.6 Μετρήσεις της ποιότητας του αέρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3.4 Το φαινόµενο του θερµοκηπίου και η υπερθέρµανση του πλανήτη . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 3.5 Η θερµοκρασιακή αναστροφή και το φωτοχηµικό νέφος . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 3.6 Το φαινόµενο της όξινης βροχής. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 3.7 Το στρώµα του όζοντος . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 ΕΡω τ η ΣΕΙΣ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΕΛΕΓΧΟΣ τ η Σ Ρυ ΠΑΝΣη Σ τ η Σ Ατ ΜΟΣΦΑΙΡΑΣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 4.1 Εισαγωγή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 4.2 Αντιρρυπαντικές παρεµβάσεις στις παραγωγικές διεργασίες . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.2.1 Καθορισµός βέλτιστων διαθέσιµων. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.2.2 Αλλαγή ενεργειακής πηγής . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Περιεχόµενα
11
4.3 Αποµάκρυνση στερεών. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.3.1 ∆ιήθηση µε φίλτρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.3.2 Ηλεκτροστατικός διαχωρισµός . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.3.3 Κυκλώνες . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 4.3.4 Πλυντρίδες αερίων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 4.4 Αποµάκρυνση σταγονιδίων υγρών και εκνεφωµάτων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 4.4.1 ∆ιήθηση. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.4.2 Ηλεκτροστατικός διαχωρισµός . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.4.3 Κυκλώνες. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.4.4 Πλυντρίδες . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 4.5 ∆ιαχωρισµός και σύλληψη αερίων ρύπων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 4.5.1 Απορρόφηση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 4.5.2 Προσρόφηση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 4.5.3 Συµπύκνωση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 4.6 Οξείδωση και Χηµική Μετατροπή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 4.6.1 Καύση και µετάκαυση (flare and burners) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.6.2 Θερµική οξείδωση. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4.6.3 Καταλυτική οξείδωση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4.6.4 Χηµική εξουδετέρωση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.6.5 Γεωλογική δέσµευση και αποθήκευση . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.7 Έλεγχος της αέριας ρύπανσης από κινητήρες . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 4.8 ∆ειγµατοληψία του ατµοσφαιρικού αέρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 4.9 Ανάλυση του ατµοσφαιρικού αέρα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.9.1 Προσδιορισµός στερεών. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.9.2 Υγροχηµικές µέθοδοι ανάλυσης αερίων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 4.9.3 Φασµατοφωτοµετρικές µέθοδοι ανάλυσης αερίων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 4.9.4 Άλλες ενόργανες µέθοδοι. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.9.5 Τηλεσκοπικές µέθοδοι ανάλυσης της ατµόσφαιρας (Remote sensing) . . . . . . . . . . . . . . . . 141 ΕΡω τ η ΣΕΙΣ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚη Ρυ ΠΑΝΣη . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 5.1 Εισαγωγή. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 5.1.1 Η Φύση και η ∆ιάδοση της Θερµότητας. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 5.1.2 Αρχές Μετατροπής Θερµικής Ενέργειας. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 5.1.3 Θερµικές Μηχανές . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 5.1.4 Θερµοηλεκτρική Μετατροπή Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 5.1.5 Ηλεκτροχηµική Μετατροπή Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 5.1.6 Φωτοηλεκτρική Μετατροπή Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 5.1.7 Μαγνητοϋδροδυναµική Μετατροπή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 5.2 Ενεργειακές Απώλειες . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 5.2.1 Θερµική Μόνωση Κτιρίων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 5.2.2 Σπατάλη κατά τη Θέρµανση – Ψύξη – Κλιµατισµό Κτηρίων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 5.2.3 Σπατάλη Ηλεκτρικής Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 5.2.4 Αποθήκευση Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 5.2.5 Αναγέννηση Θερµότητας Χαµηλής Θερµοκρασίας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 5.3 Ανανεώσιµες Μορφές Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.3.1 Ηλιακή Ενέργεια. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 5.3.2 Αιολική Ενέργεια . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 5.3.3 Υδραυλική Ενέργεια. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 5.3.4 Γεωθερµία . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5.3.5 Ενέργεια από τον Κυµατισµό στη Θάλασσα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
12
Περιβαλλοντική Μηχανική ΙΙ
5.3.6 Βιοκαύσιµα. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 5.4 Άλλες ∆υνατότητες Παραγωγής Καθαρότερης Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 5.4.1 Καθαρότερη Ενέργεια από Γαιάνθρακες . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 5.4.2 Το Υδρογόνο ως Φορέας Ενέργειας . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 5.4.3 Καθαρότεροι Κινητήρες Εσωτερικής Καύσης. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 5.4.4 Η Πυρηνική Ενέργεια. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 ΕΡω τ η ΣΕΙΣ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΘΟΡυ ΒΟΙ ΚΑΙ ∆ΟΝη ΣΕΙΣ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 6.1 Ήχος και Ακοή . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 6.1.1 Παράµετροι των Ήχων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 6.1.2 ∆ιάδοση των Ήχων. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 6.2 Θόρυβοι και ∆ονήσεις . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 6.2.1 Προέλευση και Ταξινόµηση Θορύβων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 6.2.2 Επιπτώσεις Θορύβων και ∆ονήσεων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 6.2.3 Όργανα Μέτρησης Θορύβου. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 6.2.4 Ανεκτά Όρια Θορύβου . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 6.2.5 Νοµοθετικές Ρυθµίσεις . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 6.3 Ηχοµόνωση και Απόσβεση ∆ονήσεων . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 6.3.1 Ηχοαπορροφητικά Υλικά. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 6.3.2 Αντικραδασµικά Υλικά. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 6.3.3 Ηχοπέτασµα . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 6.3.4 Συνηχητές . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 6.3.5 Μέτρα Ατοµικής Προστασίας από Κραδασµούς. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 6.4 Θόρυβοι σε Οικιστικές Ζώνες. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 6.4.1 Ηχορύπανση από Μεταφορικά Μέσα. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 6.5 Θόρυβοι και ∆ονήσεις σε Εργασιακό Περιβάλλον . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 6.5.1 Κοινές Πηγές Θορύβου σε Παραγωγικές Εγκαταστάσεις. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 6.5.2 Μέτρα Μείωσης Θορύβου σε Βιοµηχανικές Εγκαταστάσεις . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 6.5.3 Μέσα Ατοµικής Προστασίας της Ακοής. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 ΕΡω τ η ΣΕΙΣ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 Ευ ΡΕτ η ΡΙΟ ΟΡω Ν . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225