Adam Cebula „Świadomość krzywej”

Para-Nauka Adam Cebula - 20 lipca 2018

Jak działa krzywa logistyczna? W przypadku zapylenia wystarczy się ograniczyć do prostej zależności koszty–stężenie pyłów. Wypadało by podyskutować o jakości życia, lecz dobrze się skupić na czymś o wiele łatwiejszym do zmierzenia. Gdy w latach 70. ludzkość podniosła larum z powodu zanieczyszczenia środowiska, sytuacja była naprawdę tragiczna. Większość instalacji przemysłowych nie posiadała nie tylko żadnych instalacji oczyszczających spaliny, lecz była po prostu fatalnie zbudowana, niesprawna. Walący w niebo czarny dym to naprawdę rozpylony niespalony węgiel, czyste straty. Znaleźliśmy się na odcinku krzywej nachylonej pod ostrym kątem. Jeśli na osi pionowej umieścimy parametr „czystość powietrza”, to w tym miejscu wznosiła się ona ostro w górę, jeśli na osi poziomej mamy koszty. Wystarczyło poprawić jakość pieca, by spalał dokładniej, więc jednocześnie spadała ilość potrzebnego paliwa. Inwestycje w czyste powietrze były jednocześnie inwestycjami w obniżanie kosztów spalania. W kolejnym etapie trzeba było instalować różne elektrofiltry, instalacje odsiarczające, i tu już trzeba było do interesu dołożyć. Krzywa nam się „położyła”, za zmniejszenie zapylenia trzeba było dopłacić, i to sporo. Lecz gdy zainstalowaliśmy elektrofiltry we wszystkich dużych instalacjach, postanowiono jeszcze bardziej obniżyć poziom pyłów, i okazało się, że jest kolejny winny: transport samochodowy. Jak się zmieniała ilość emitowanych pyłów? Słowo się wcześniej rzekło: w dymie widocznym gołym okiem stężenie to gramy na metr sześcienny, przy czym w przypadku takich instalacji jak elektrownie można mówić o setkach tysięcy ton w skali roku, w przypadku samochodów mamy obecnie emisje na poziomie kilku tysięcznych części grama na metr sześcienny. Ogromnymi kosztami możemy poprawić sytuację o te miligramy.

Można oszacować, że elektrofiltry w elektrowni Bełchatów usuwają rocznie przynajmniej 250 tysięcy ton pyłów. To emisja, jaką da 50 tysięcy samochodów po przejechani miliona kilometrów przez każdy. Wedle danych z roku 2014 w Polsce mieliśmy 20 mln samochodów osobowych. Sama elektrownia Bełchatów załatwiłaby bez elektrofiltrów emisję taką, jaką da przejechanie przez te wszystkie samochody 2,5 tysiąca kilometrów. Przy czym dość prawdopodobne, że te produkcję pyłów przez elektrownię trzeba przemnożyć przez 5-6, bo wyszacowałem ją na podstawie danych o pyłach wyemitowanych i sprawności przeciętnych elektrofiltrów. Niewykluczone, że jedna elektrownia dawałaby taką emisję jak wszystkie samochody w Polsce. Bełchatów to ok. 1/5 produkcji energii elektrycznej w Polsce. Doliczmy do tego cementownie, elektrociepłownie, które produkują prąd z natury rzeczy z mniejszą sprawnością, huty i inne zakłady przemysłowe. I przyjdzie nam do głowy, że technologia z lat 70. XX wieku załatwiła pewnie z dziewięćdziesiąt kilka procent potencjalnej emisji. A teraz rozpoczynamy walkę z tymi pozostałymi kilkoma procentami. To może być w takiej proporcji.

W przypadku samochodu mamy dziesiątki tysięcy rozproszonych źródeł emitujących na bardzo niskim poziomie, do których trzeba wsadzić coś bardzo efektywnie oczyszczającego spaliny, żeby uzyskać efekt. To zupełnie inny stopień trudności niż elektrownia czy huta. To coś musi być lekkie, bezobsługowe, nie może zabierać wiele miejsca. No i prawdopodobnie nie mamy technologii, która da radę jeszcze poprawić już i tak wyśrubowany poziom emisji. Skutek? Ceny słynnych filtrów cząstek stałych DPF/FAP są podawane na przedział 3000-10 000 PLN. Zapychają się, ulegają rozmaitym awariom. Mechanicy zarabiają krocie na ich wycinaniu. A jak ktoś chce być ekologiczny, to płaci co jakiś czas za skomplikowaną operację czyszczenia tego czegoś. Dlaczego? By urwać z ludzkiej emisji te kilka procent pozostałych po likwidacji tego, co załatwiły elektrofiltry w instalacjach przemysłowych.

Niestety, ponieważ przy takich emisjach prawie całość tego, co się w powietrzu unosi, pochodzi nie z samochodów, nie z kominów, ale to są źródła „inne”, np. tzw. emisja wtórna, czyli kurz wzniesiony wiatrem z dróg czy pól, czy (to się też zdarza), piasek z Sahary. Wycięcie całej emisji z samochodów prawdopodobnie da kilku-, kilkunastoprocentowy spadek zapylenia. Znajdujemy się w tym najbardziej interesującym odcinku krzywej: gdzie koszt rośnie koszmarnie, a wyniki są ledwo widoczne.

Podobnie ma się skuteczność walki z tak zwaną „chemią” w środowisku. W połowie XX wieku faktycznie wprowadzając do powszechnego użytku truciznę zwaną DDT (dichlorodifenylotrichloroetan), za którą w szwajcar Paul Müller otrzymał Nagrodę Nobla w 1948 r., ludzie doprowadzili do szkód m.in. zmniejszając populację ptaków drapieżnych. Przynajmniej tak się wydaje. Jak możemy wyczytać w Wikipedii, lwia część spraw związanych z Azotoksem (Azotox to właśnie handlowa nazwa tej substancji), jest w sferze domysłów. Mamy hipotetyczną dawkę szkodliwą dla ludzi, hipotetyczny mechanizm oddziaływania na stworzenia pierzaste, jedynie pewne wydają się proste reakcje chemiczne i czas ich zajścia. DDT okazało się trwałe.

Chemia opracowała metody wykrywania bardzo małych ilości substancji. Nie wiem, jak radzi sobie sobie z taki związkami organicznymi jedna z najczulszych metod fizycznych, czyli spektrometria masowa. Ta metoda pozwala w przypadku pierwiastków i prostych molekuł na wykrycie dosłownie pojedynczych sztuk. Okazało się, że DDT, masowo stosowany m.in. przeciwko stonce, jest wykrywany w próbkach gleby i wody na dużych obszarach.

Podejrzewam, że to było główną przyczyną zakazu jego stosowania. Podobnie jest chyba z całą grupą pierwiastków metali ciężkich. Te (w szczególności bohaterem często powtarzanej opowieści jest ołów) wykryjemy już bez problemu metodą spektrometrii masowej. Wprowadzenie do powszechnego stosowania czteroetylenku ołowiu jako dodatku do benzyny (dodawano go w ilości do 1,5 grama na litr) spowodowało wzrost ilości ołowiu środowisku. Clair Patterson, badając wiek Ziemi, wykrył za pomocą spektrometru masowego drastyczny wzrost ilości ołowiu w próbkach pochodzących z XX wieku.

W źródłach trudno wyczytać, jak miały się te znalezione ilości do stężeń niedozwolonych. Jak mi się zdaje, obecnie normy dostosowano do wyników badań, aby nikt się nie czepiał, że na darmo zakazano m.in. w UE stosowania etyliny, czyli benzyny z czteroetylenkiem ołowiu. Podobnie ma się walka z rtęcią. Producenci m.in. świetlówek mają takiego pecha, że ten pierwiastek także daje się wykryć niezwykle czułymi metodami. Współcześnie stężenia na poziomie jednej cząsteczki na miliard nie są specjalnym problemem dla pomiarów.

Warto wiedzieć, że gdy pisano ze zgrozą o wpływie freonów na dziurę ozonową, to mówiliśmy o takich ilościach: rzędu cząsteczki na miliard innych, wykrywanych np. na Antarktydzie.

No i mając niezwykle czułe metody, ludzkość rozpoczęła walkę z „chemią”. Dla absolwentów szkół, do jakich chodziłem, jest to chyba do dnia dzisiejszego rodzaj bzika. Cóż, czegokolwiek dotkniemy, jest chemią, związkiem czy pierwiastkiem chemicznym. Szkodliwość arsenu czy w formie naturalnej, spotykanej np. w okolicach Złotego Stoku, czy uzyskanej sztucznie, jest taka sama. Przy czym co jest sztuczne (miłośnicy Mickiewicza pamiętają uderzenie tak sztuczne?), to osobne zagadnienie.

Ściągnij tekst:
Strony: 123456

Powiązane wpisy

Adam Cebula „O proporcjach na przykładzie”
Para-Nauka - 8 czerwca 2015

Istnieją zagadnienia, które niejako tradycyjnie przysparzają ludziom problemów – i przy rozwiązywaniu, i przy…

Adam Cebula „Litości dla zaradnych!”
Felietony - 3 września 2015

W życiu trzeba sobie jakoś radzić, powiedział baca, zawiązując buta dżdżownicą. Adam Cebula…

Adam Cebula „Głosy z portek patriotycznych, czyli znowu o popkulturze”
Felietony - 20 maja 2016

Ubarwianie rzeczywistości, która już minęła? Czemu nie… ale może jednak w pewnych granicach. Adam Cebula…

Do NOT follow this link or you will be banned from the site!