Hållbar utveckling 7,5 högskolepoäng

Transkript

1 Hållbar utveckling 7,5 högskolepoäng Provmoment: Ladokkod: Tentamen ges för: ordinarie tentamen A101TG kemiingenjörsutbildning A1, högskoletekniker i energi och processteknik Varberg Tentamenskod: (ifylles av student) Tentamensdatum: 9 januari 2017 Tid: Hjälpmedel: Penna. Radergummi. Inga lösa anteckningspapper eller kladdpapper. Enkelt lexikon från svenska till modersmål/modersmål svenska. Inga förklarande ordböcker. Inga som helst anteckningar får förekomma i lexikonen. Förekommer anteckningar i lexikon anmäls tentanden till disciplinnämnden och tentamen rättas inte. För att få respektive betyg krävs: betyg 3: 50%, betyg 4: 65%, betyg 5: 80% Allmänna anvisningar: Inga lösa papper ska lämnas in, alla svar fylls i på tentamensbladen enligt anvisningarna vid varje fråga. Otillåtna noteringar/anteckningar/markeringar/understrykningar/överstrykningar etc. på sidor med kryssfrågor kan leda till att tentamen inte rättas. Stödanteckningar på sidor med kryssfrågor får endast göras på baksidan av tentamenstesens textsidor. Tentamenstesen skall återlämnas till tentamensvakterna när studenten avslutat tentamen oavsett om tentamenstesen lämnas in blank eller ifylld. Tentamenstesen får inte medtagas från tentamenssalen. Rättningstiden är i normalfallet 15 arbetsdagar. Ytterligare 5 arbetsdagar tillkommer för administration. Totala tiden för hantering av tentamen är således upp till 20 arbetsdagar (helgfri må-fre). Lycka till Examinator: Agneta Hultstrand Information till tentamensvakterna: Alla studenter ska lämna in tentamenstesen oavsett om den är blank eller ifylld. Tentamenstesen får inte medtagas från tentamenssalen. Information till studentcentrum: Kopia på tentamenstesen får tidigast lämnas ut från Studentcentrum första vardagen efter tentamensdagen.

2 1. Katalysatorn i bensindrivna bilar minskar halterna av tre luftföroreningar/grupper av luftföroreningar i bilavgaserna. Skriv de tre kemiska reaktionsformlerna som beskriver detta. (6p) tre kemiska reaktionsformler: I. II. III. Förklara med egna ord vad som händer i respektive reaktionsformel, i förklaringen ska alla ingående ämnen namnges på svenska: I II III 2. a) Skriv den övergripande kemiska reaktionsformeln för rening av nitat i avloppsreningsverk. Använd kemiska beteckningar för de kemiska ämnena. (2p) b) Skriv den ovanstående reaktionsformeln med svenska ord istället för de kemiska beteckningarna, och skriv ut på svenska vad de eventuella förkortningarna står för. (2p)

3 3. a) Vilken egenskap har N2O (men inte t ex NO) som gör den till en växthusgas? (1p) b) Skriv reaktionsformler som visar bildningen av marknära ozon som en effekt av förbränning av vätgas. Förutsätt att det är en solig vindstilla dag. c) Vad är gammastrålning? Vad för slags skydd behövs mot strålningen så att den inte skadar? (3p) Vad är betastrålning? Vad för slags skydd behövs mot strålningen så att den inte skadar? Vad är alfastrålning? Vad för slags skydd behövs mot strålningen så att den inte skadar?

4 4. Nedanstående påståenden om en sjö som försuras är sanna eller felaktiga. Skriv S på den korta raden efter de påståenden som är sanna. Skriv F på den korta raden efter de påståenden som är falska. Varje rätt placering av S eller F ger en halv poäng. Varje felaktig placering av S eller F ger avdrag på minus en halv poäng. Skriver du ingenting blir det noll poäng. Markerar du alla som S eller alla som F blir det noll poäng. Slutresultatet kan inte bli mindre än noll poäng. (6p) I en sjö som försuras: ökar möjligheten för vissa växter att växa på botten av sjön blir det mer växtplankton per liter vatten reproducerar sig mörten ner till ph 4,5 ökar halten av tungmetaller eftersom lösligheten i omgivande mark ökar ökar halten av aluminium i vattnet kan det finnas många stora insekter i det fria vattnet kan man provfiska för att ta reda på vilka somrar och vintrar sjön haft surstötar dör fisken framför allt på vintern på grund av hög halt H2S ökar siktdjupet är alkaliniteten hög ökar halten fosfat i vattnet dör fisken framför allt på sommaren på grund av hög halt H2S

5 5. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av Yttrandefriheten i Sverige gäller inte yttranden och åsikter om religiösa spörsmål. Det är därför inte tillåtet att på något sätt kritisera eller skämta om religion i Sverige. Självklart ska enskilda grupper av människor i en sekulär demokrati av västerländskt snitt få bestämma själva vilka lagar de ska behöva följa. Människorna i de sk parallella samhällen som blir följden får därför helt fritt bestämma om t.ex. familjerättsliga och ekonomiska ärenden som könsberoende arvsrätt, könsberoende lägsta ålder för giftemål, könsberoende bestraffning vid otrohet, om och i så fall till vad de ska betala skatt, vem som ska ha den ekonomiska makten i familjen osv. Fördelen med ämnen som ger luktstörningar är att de är enkla och billiga att rena bort och att det krävs mycket höga halter av ämnen för att vi ska uppfatta dem med våra luktsinnen. Det innebär att företagen som har verksamheter som innebär risk för luktstörningar trots detta ofta får bygglov nära bostäder. Skiktningen av en sjö som Mälaren gör att vattnet inte blandas om, språngskiktet (haloklinen) förhindrar effektivt en horisontell omblandning. Som en följd av detta kommer inte det lätta varma ytvattnet att blandas om med det tyngre kallare salta bottenvattnet och sedimenten i botten får därför ingen syresättning, vilket gör att det blir risk för att svavelväte produceras. Eftersom svavelväte är en giftig gas får skiktningen sålunda stor negativ effekt i sjön. I framtiden kan KRAV-märkningen och Svanen komma att ersättas helt av EU-lövet respektive EUblomman, eftersom målet är att länderna i EU ska harmonieras med bl.a. enhetliga produktmärkningar. Producenterna ska utifrån de fyra friheterna fri rörlighet för kapital, arbetskraft, varor och tjänster inte särbehandlas i de olika länderna, utan målet är att ha samma regler i alla EU-länderna. Som en start på detta måste alla varor som betecknas ekologiskt odlade och är producerade inom EU vara märkta med EU-lövet, trots att varan redan är märkt med t.ex. KRAV och endast säljs i Sverige. Eftersom HCl så snabbt kan nå stratosfären och där bryta ner ozonet är det viktigt att minska utsläppen av detta ämne (Cl som frigörs från HCl leder till en mycket snabb ozonnedbrytning). Den kraftigt ökande befolkningen har lett till ökad konsumtion, att mer energi och material används, att stora landområden exploaterats och därmed accelererande förlust av biologisk mångfald. Det är således ohållbart med fortsatt ökande befolkning. Tryckfrihetsförordningen i Sverige gäller bara för naturvetenskapliga fakta. Ingen får trycka något som kan väcka irritation eller göra någon upprörd på något sätt.

6 6. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av poäng, fler än två kryss per fråga ger noll poäng, inga minuspoäng om du kryssar fel. Katalysatorkonstruktionen ger en kraftigt förstorad reaktionsyta i den ädelmetallbärande keramiska delen (strukturen av en bikaka). Katalysatorn blir dock känslig för överhettning (det keramiska materialet och metallerna kan smälta ihop). För mycket oförbränt bränsle får därför inte lämna motorn, det skulle kunna leda till en oönskat stor efterförbränning i katalysatorn (detta regleras av bränsleinsprutningsenheten). Det är ingen risk att isen i Antarktis smälter om halterna av växthusgaserna ökar. Även om det blir en varmare global lufttemperatur kommer det inte att påverka södra halvklotet alls eftersom det finns så mycket is som kyler ner luften där. Med tanke på att Miljöbalken är den enda lagtext som länsstyrelsen använder för att bedöma de bygglovsärenden som kommer in (en privatperson skickar sin bygglovsansökan till länsstyrelsen som är den första myndighet som beslutar om bygglov), är det mycket sällan som det ges bygglov till byggprojekt som påverkar miljön negativt på något sätt. Tre principiellt olika åtgärder som du själv kan göra för att minska ditt eget bidrag till att den biologiska mångfalden minskar är 1. håll hunden kopplad, 2. städa inte bort högarna med trädgårdsavfall (grenar, ris etc.) i trädgården, 3. köp begagnade kläder. En viktig uppgift för föräldrar är att i sin uppfostran av barnen utbilda dem i kunskapen om att det är viktigt att innehållet i det som spolas ut i vattenavloppen från hushållet endast ska innehålla lätt nedbrytbara föremål eller som lätt kan renas bort i den mekaniska reningen (som toalettpapper, plåster, tops, cigarettfimpar och matavfall). Eftersom buller påverkar alla människor på samma sätt vet man i förväg vilka effekter buller från t.ex. ett vindkraftverk kommer att få på de som bor nära. Utsläpp av haloner och HFC medverkar till nedbrytningen av ozon på grund av deras innehåll av klor respektive brom. Tre principiellt olika anledningar till att vi ska bevara den biologiska mångfalden är: 1. etiska skäl, 2. moraliska skäl, 3. vi har inte rätt att utrota andra arter.

7 7. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av En åtgärd för att minska sitt eget bidrag till försurningen är att ställa om sin villa från egen oljeeldning till fjärrvärme när tillfälle ges, även om värmen i fjärrvärmesystemet skulle komma från oljeeldning (en fråga om verkningsgrad och tekniska åtgärder i förhållande till miljöbelastningen). Om vi kan hålla halterna av de farligaste ämnena under den kritiska belastningsgränsen sker inga skador på de känsligaste organismerna. För Sveriges del är det positivt att den globala temperaturen ökar. Bl.a. kommer flera nya arter av insekter att klara sig över vintern vilket enbart är av godo eftersom det leder till en ökad biologisk mångfald. När ozon bryts ner helt naturligt i stratosfären är det värmestrålning som absorberas av ozonmolekylen vilket gör att den går sönder. Det bildas en syrgasmolekyl och en syreradikal vilka snabbt återbildar ozonet, så att nettoresultatet av de naturliga processerna i stratosfärens ozonskikt är att solens UVCstrålning har omvandlats till värmestrålning. Det är bakterier som producerar svavelväte när sjön blir övergödd. Därför är det ekologiskt bästa sättet att minska svavelväteproduktionen att sätta till en hög dos av bakteriedödande ämnen till sjövattnet. Den höga alkaliniteten i försurade sjöar leder till att fisken dör. Miljömärkningen av kemiska produkter (som t.ex. tvättmedel) innebär att produkten ska ha en enkel innehållsförteckning. Detta gör det lätt för konsumenten att göra ett miljömässigt bra val genom att läsa den miljömärkta produktens innehållsförteckning, och sedan jämföra med andra icke miljömärkta produkters innehållsförteckning. Myndigheterna Boverket, Kemikalieverket, Fiskverket, Naturdepartementet och Miljödepartementet får skriva föreskrifter som rör olika miljöfrågor.

8 8. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av Ett företag som fått sin produkt (t.ex. ett tvättmedel) tredjepartscertifierad som en miljömärkt produkt uppmanas av certifieringsorganisationen att använda märkningen tillsammans med beteckningen Garanterat miljövänlig. Produktionen av koldioxid ökar risken för bränder på soptipparna. Producentansvaret omfattar bl.a. produktgrupperna returpapper, glas, elektriska och elektroniska produkter, möbler, däck och bilar, och återvinningsstationerna där dessa kan lämnas har byggts ut, blivit många fler och finns numera nära alla boende i hela Sverige (ingen har längre än ca 2 km till närmaste återvinningsstation). Eftersom Sverige har minskat sina utsläpp av svaveldioxid och kväveoxider med mer än 90 % har nedfallet av svavelsyra och saltsyra över Sverige i princip upphört. Vid försurning av sjöar kan fosfor frigöras från sedimenten i sjöns botten, vilket motverkar syrebristens negativa effekter. De som bott och bor runt anläggningar för termisk sluthantering av blandat restavfall riskerar att få en högre exponering för dioxin. Marknära ozon kan bildas i höga halter när ved förbränns fullständigt, framför allt är det de höga utsläppen av BOC från gamla kaminer vintertid i norra Sverige som har betydelse Minkar har rymt från pälsfarmer och sedan spridit sig i Sverige. Minken är inte ursprunglig i Sverige, och hör inte hemma här. Minkar är mycket effektiva på att döda och därmed utrota fågelarter som häckar på marken, och minken är ett exempel på att vissa främmande arter måste utrotas för att den inhemska biologiska mångfalden inte ska minska.

9 9. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av Halten av lustgas ökar när vi äter allt mer kött eftersom den bildas i kornas magar av anaeroba bakterier. Producentansvaret gäller radioaktiva produkter, och kostnaden det innebär att hantera radioaktiva strålkällor som inte har någon ägare (herrelösa) ska bekostas av producenterna. Det ekonomiska styrmedlet NOx-avgiften är konstruerad så att företaget får tillbaka en del av den skatt de betalat in om de inte ökar sina utsläpp. När fosfathalten ökar i den övergödda sjön ger det en ökad tillväxt av växtplankton. Detta leder till att halten syrgas i de övre vattenmassorna minskar drastiskt eftersom växtplanktonen förbrukar syret. De skalbärande djuren i en sjö som försuras får på grund av den allt lägre förekomsten av HCO3 - allt svårare att bygga upp nya skal efter skalömsningen. Minskade halter av ozon i stratosfären leder till att mer solstrålning når jordens yta, vilket gynnar växtligheten som då kan utföra mer fotosyntes. Kvävereduktionen i avloppsvattnet i avloppsreningsverken bygger dels på att biologiskt omvandla ammonium till nitrat, dels på att få en kemisk omvandling av nitrat till kvävgas. Ett viktigt mått vad gäller partikelföroreningen av våra tätorter är det ska PM10-måttet. Detta mått anger minsta storleken på de partiklar (10 mm) som kan nå alveolerna (finns längst ner i lungorna, de sk. lungblåsorna där vi tar upp koldioxid från och avger syrgas till luften vi andas). I ett försök att minska förekomsten av partiklarna har vissa gator i bl.a. Göteborg och Stockholm dubbdäcksförbud.

10 10. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av Vid de gröna växternas produktion av organiskt material används energin från solljuset för att producera socker och koldioxid. Den systemavgränsning som sätts när en LCA ska utföras är standardmässig (samma för alla LCA) och enkel att avgöra. Under 1900-talet har många svenska sjöar sakta men säkert fått ökad sedimentering, minskat bottendjup och minskad fri vattenmassa. Genom att röta slammet (dvs man producerar biogas) minskas volymen, vattenhalten och halten av patogener (sjukdomsalstrande bakterier) och man får ett slam som enklare kan komposteras. Atmosfärens förmåga att absorbera strålningen från jorden, dvs. IR-strålning, påverkas av utsläppen av dikväveoxider. Orsaken är att dikväveoxiderna omvandlas i troposfären till nitrat och ammonium och dessa ämnen regnar ner och omvandlas av markbakterierna till NO2 som är en växthusgas. Det finns ganska få miljömärken som är typ 1- märken, dvs som certifieras av tredje oberoende part. Detta gör det enkelt för kunden att välja genom att känna igen miljömärkena KRAV, Änglamark, Miljöbra val och Svanen. I det första steget i de nedbrytande processerna när ozonet bryts ner i stratosfären av ämnen som människan orsakat utsläpp av, bildas (beroende på om ozonet reagerar med de frigjorda ämnena från haloner, freoner eller lustgas) bromdioxid, klordioxid respektive kvävedioxid. Producentansvaret har haft en god effekt på producenternas förändringsarbete vad gäller möjligheterna att återanvända produkterna i alla produktgrupper.

11 11. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av Att göra experiment för att förutsäga vilka nya kemiska ämnen som kan bli miljögifter är enkelt och billigt. Det behövs några få arter (en däggdjursart, en fiskart, och en fågelart) som exponeras under tre månader för att få fram ett bra resultat. Ju mer granskog som växer runt en sjö desto bättre står sjön emot försurningen, eftersom mer granskog ger bättre jord, och ju bättre jord desto större motståndskraft mot försurning. Det är bara ett av Sveriges 16 olika nationella miljömål som har grönt ljus/grön smiley (Skyddande ozonskikt). Av de övriga har sex gult ljus (t.ex. Storslagen fjällmiljö och Myllrande våtmarker) och resten, 9 st, har rött ljus (t.ex. Hav i balans samt levande kust och skärgård och Levande skogar). Rökavgasernas halter av koldioxid påverkar inte bildningen av troposfäriskt ozon. BOD kan bara brytas ner anaerobt och eftersom halten av BOD ökar i avloppsvattnen hela tiden måste kommunerna bygga ut de kommunala avloppsreningsverken så att detta kan ske optimalt. Troposfäriskt ozon bidrar till övergödningen För att höga halter av marknära ozon ska bildas ska reaktiva kolsyreradikaler ROO. oxidera kvävgasen så att NO2 återbildas, därefter startar processen om från början igen. FSC och MSC har fått beröm för att ha stränga kriterier, vara helt opåverkade av företagens önskemål och ha mycket bra kontroll av miljömärkningen.

12 12. Markera med ett litet men tydligt x på den korta raden x direkt efter det svar som är helt rätt av Avgaserna från skogsbränder innehåller luftföroreningar som efter att ha ombildats i atmosfären kan regna ner till marken. Bakterier i marken kan sedan omvandla dem till en gas som kan nå ozonlagret och efter omvandling bryta ner ozonet. CO2 är en dödlig gas pga att den binder till järnjonerna på hemoglobinmolekylerna. Man kan bestämma vilket ph det har varit i en sjö under flera 1000 år bakåt i tiden genom att analysera vilka olika försurningskänsliga respektive försurningståliga växtplanktonarter som levt i sjön (sk. kiselalger). Deras skal bevaras i bottensedimentet och lagras in år för år, och man kan artbestämma dem utifrån deras skal (man tar ett prov på sedimentet och analyserar det). Troposfäriskt ozon ger ökad reflektion av IR från jorden vilket ger ett varmare klimat Jonbytet i markerna beror på att Al 3+ och Na + i det sura regnet byter plats med H + på markpartiklarna. Tre exempel på tredjepartscertifierade miljömärken är Pandan, Änglamark och EU-lövet. Knubbsälarnas exponering för PVC (polyvinylklorid) gjorde att de fick skador, t.ex. växte livmodern ihop, klorna deformerades och käkbenen skadades. Författningstexten om producentansvaret innefattar bl.a. absoluta krav på att producenterna (den som producerat, importerat eller sålt produkten) ska ta fram produkter som är lättare att återvinna och som inte innehåller giftiga ämnen.