Ε.Α.Ρ.- ΠΕ.ΦΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΕΙ ΔΥΤ. ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ http://airlab.edu.gr ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΑΕΡΑ ΣΤΟ ΔΗΜΟ ΚΟΖΑΝΗΣ Δίκτυο Ελέγχου της Ποιότητας του Αέρα Αξιολόγηση συγκεντρώσεων Αιωρουμένων Σωματιδίων Ετήσια Τεχνική Έκθεση για το Δήμο Κοζάνης Επιστημονικός Υπεύθυνος Α.Γ. Τριανταφύλλου, Καθηγητής Ομάδα έργου Σ. Γκάρας, Δρ., Χημικός Χ. Διαμαντόπουλος, Μτπχ, Μηχανικός Ορυχείων Τ.Ε. Α. Κρέστου, Μτπχ., Χημικός Μηχανικός Ι. Σκόρδας, Μπτχ., Μηχανικός Πληροφορικής Τ.Ε. A. Καραγιαννίδης, Δρ., Μτπχ., Φυσικός Β. Ματθαίος, Μεταπτυχιακός Φοιτητής Δ. Πρόιου, Σπουδάστρια ΓΕΩ.ΠΕ Αλ. Κουτσοχρήστος, Σπουδαστής ΤΕ.ΑΝ Γ. Κλώσσας, Σπουδαστής Μηχανολογίας Ν. Μυλωνάκης, Σπουδαστής ΤΕ.ΑΝ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2011 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2. TO ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ «Ε.Α.Ρ» ΚΑΙ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΕΡΑ ΣΤΟ ΔΗΜΟ ΚΟΖΑΝΗΣ (Δ.Ε.Π.Α.Κ) 2.1. Ιστορικό 2.2. Δομή του Δικτύου 3. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ ΑΣ10 – ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΙΜΩΝ 3.1. Γενικά 3.2. Εξοπλισμός 3.3. Διαβαθμονόμηση 3.4. Μετρήσεις συγκεντρώσεων ΑΣ - Σύγκριση με οριακές τιμές 3.5. Αποτίμηση της ποιότητας του αέρα με βάση το σύστημα δεικτών COMEAP 3.6. Μέση Ωριαία Μεταβολή 3.7. Μέση Ημερήσια Μεταβολή 3.8. Μέση Μηνιαία Μεταβολή 3.9. Συσχέτιση με Μετρήσεις Ανέμου 4. ΒΑΡΕΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΙΧΝΟΣΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑ ΑΣ 4.1. Τι είναι 4.2. Συγκεντρώσεις – σύγκριση με όρια 5. ΠΡΩΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΑΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΑΗΣ ΣΤΙΣ ΜΕΤΡΟΥΜΕΝΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ 6. ΠΡΟΓΝΩΣΗ 7. ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΤΟ ΕΠΕΙΣΟΔΙΟ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2011 Π.1. Περιγραφή του φαινομένου Π.2. Οι συγκεντρώσεις ΑΣ10 Π.3. Εξήγηση ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 2 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η τεχνική αυτή έκθεση ετοιμάστηκε από το Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης και Περιβαλλοντικής Φυσικής του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, στο πλαίσιο του πρώτου μέρους έργου, το οποίο ο Δήμος Κοζάνης ανέθεσε στο ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, με τελικό στόχο την επιχειρησιακή λειτουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης της ποιότητας του αέρα στο Δήμο Κοζάνης. Σκοπός του έργου ειδικότερα είναι • η επέκταση – αναβάθμιση του Δικτύου Ελέγχου της Ποιότητας του Αέρα στο Δήμο Κοζάνης • η συντήρηση σε μόνιμη βάση της καλής λειτουργίας του δικτύου και η αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα στην περιοχή με βάση τις μετρήσεις του • ο συνεχής έλεγχος της περιεκτικότητας των ΑΣ στην ατμόσφαιρα της περιοχής ενδιαφέροντος σε τοξικά και καρκινογόνα συστατικά • η ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των διαφόρων πηγών ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην επιβάρυνση της ατμόσφαιρας της περιοχής • ο έγκαιρος εντοπισμός επιβαρημένων καταστάσεων – επεισοδίων με σκοπό την λήψη μέτρων πρόληψης • η επιχειρησιακή λειτουργία του παραπάνω συστήματος Στην τεχνική αυτή έκθεση παρουσιάζονται : • • • • • • • Η δομή του δικτύου ελέγχου της ποιότητας του αέρα, όπως αναπτύχτηκε και λειτουργεί σήμερα. Οι μετρήσεις συγκεντρώσεων σωματιδιακών ρύπων που πραγματοποιήθηκαν στους σταθμούς του δικτύου για χρονική περίοδο ενός έτους (10/10 – 09/11) και η διαχρονική μεταβολή στην πόλη της Κοζάνης. Η σύγκριση των τιμών των συγκεντρώσεων αυτών με τα ισχύοντα όρια ποιότητας του αέρα Η αποτίμηση της ποιότητας του αέρα με βάση περιβαλλοντικούς δείκτες. Οι συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων στα ΑΣ10 της πόλης της Κοζάνης από αναλύσεις περιόδου δύο ετών. Πρώτα αποτελέσματα από την ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των εκπομπών ΑΣ από τους ΑΗΣ στις μετρούμενες συγκεντρώσεις Πρώτα αποτελέσματα από το πιλοτικό σύστημα πρόγνωσης μετεωρολογικών παραμέτρων επτά ημερών και ατμοσφαιρικής ρύπανσης Η καθυστέρηση υποβολής της παρούσας τεχνικής έκθεσης, η οποία με βάση τη συμβατική υποχρέωση έπρεπε να υποβληθεί αρχές Νοεμβρίου, «αξιοποιήθηκε» συμπεριλαμβάνοντας μία ανάλυση του πρόσφατου επεισοδίου ατμοσφαιρικής ρύπανσης που παρατηρήθηκε στην ευρύτερη περιοχή της λεκάνης Αμυνταίου – Πτολεμαΐδας – Κοζάνης, από 15 Νοεμβρίου – 4 Δεκεμβρίου 2011. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 3 2. TO ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ «Ε.Α.Ρ» ΚΑΙ ΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΕΡΑΣ ΣΤΟ ΔΗΜΟ ΚΟΖΑΝΗΣ (Δ.Ε.Π.Α.Κ) 2.1. Ιστορικό Η διαρκής και άμεση ενημέρωση των πολιτών σε σχέση με την ποιότητα αέρα αποτελεί ένα από τα βασικά σημεία του σύγχρονου Ευρωπαϊκού και Ελληνικού περιβαλλοντικού θεσμικού πλαισίου και έχει αποτυπωθεί με σαφήνεια σε σχετικές νομοθετικές οδηγίες [1-5] Σήμερα, ο συνδυασμός των τηλεπικοινωνιών και των νέων τεχνολογιών δημιουργεί ένα πλαίσιο ανάπτυξης τέτοιων συστημάτων ολοένα εξελισσόμενο [6-9] Η δυνατότητα αυτή ακριβώς διάχυσης της περιβαλλοντικής πληροφορίας και πρόσβασης σ’ αυτήν του κοινού σε πραγματικό χρόνο επιχειρήθηκε αποτελεσματικά για πρώτη φορά στη Δυτική Μακεδονία από το ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας με το σύστημα Ε.Α.Ρ, από το ακρωνύμιο του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης και Περιβαλλοντικής Φυσικής, που το ανέπτυξε. Λειτούργησε σε πρώτη μορφή από το 2002 [10]. Περιλάμβανε δίκτυο τεσσάρων τερματικών σταθμών μέτρησης ατμοσφαιρικής ρύπανσης, εγκατεστημένων στις πρωτεύουσες των τεσσάρων π. νομών της Δυτικής Μακεδονίας, ήτοι Κοζάνη, Φλώρινα, Καστοριά και Γρεβενά. Οι πραγματοποιούμενες μετρήσεις ατμοσφαιρικής ρύπανσης μεταφέρονταν σε πραγματικό χρόνο σε κεντρικό σταθμό εγκατεστημένο στο ΤΕΙΔΜ, και μετά από κατάλληλη επεξεργασία, στο διαδίκτυο σε κατάλληλα σχεδιασμένη ιστοσελίδα. Παρείχε έτσι τη δυνατότητα μέσω του διαδικτύου, αλλά και SMS, άμεσης ενημέρωσης του κοινού για τις τιμές των συγκεντρώσεων των ρύπων, τα επίπεδα ποιότητας του αέρα στις περιοχές μέτρησης με τη μορφή δείκτη ποιότητας αέρα [11,12] και των επιπτώσεων στη υγεία του πληθυσμού αντίστοιχα. Σχεδιάστηκε με πρόσθετες δυνατότητες, όπως παροχή ιστορικού μετρήσεων, επέκταση του δικτύου των τερματικών σταθμών κ.α. [13]. Το παραπάνω σύστημα αναπτύχτηκε στο πλαίσιο χρηματοδότησης από το ΠΕΠ – Δυτικής Μακεδονίας 2000 - 2006 «Κοινωνία της πληροφορίας». Εξακολούθησε να λειτουργεί και μετά το 2006 που έληξε η χρηματοδότηση από το ΠΕΠ, με κάλυψη των λειτουργικών δαπανών από το ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, κυρίως για το λόγο ότι από την αρχή ήταν συνδεδεμένο παράλληλα με την εκπαιδευτική και ερευνητική δραστηριότητα του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας. Στην πορεία, επειδή ακριβώς η συγκεκριμένη δραστηριότητα κάλυπτε παράλληλα και μια αναγκαιότητα για την περιοχή της Δυτικής Μακεδονίας, το ΤΕΙ αναζήτησε χρηματοδότηση από την τοπική αυτοδιοίκηση της περιοχής, αλλά και από τη ΔΕΗ, με σκοπό τη συντήρηση αλλά και την επέκταση – αναβάθμιση – μετεξέλιξη του συστήματος σε ένα Ολοκληρωμένο Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας του Αέρα στη Δυτική Μακεδονία (ΟΣΔΠΑ-ΔΜ). Το Μάιο του 2010, ο Δήμος Κοζάνης χρηματοδότησε τη δραστηριότητα αυτή του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας. Υπογράφηκε σχετική σύμβαση έργου του Δήμου με το ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας (φορέας υλοποίησης) και το ΚΤΕ Δυτικής Μακεδονίας (φορέα διαχείρισης), με σκοπό αρχικά την επέκταση – αναβάθμιση - συντήρηση του δικτύου παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα στο Δήμο Κοζάνης και την αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα. Σε επόμενη φάση την ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των διαφόρων πηγών ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην επιβάρυνση της ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 4 ατμόσφαιρας της περιοχής. Απώτερος στόχος είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης της ποιότητας του αέρα και η επιχειρησιακή του λειτουργία. Στο πλαίσιο αυτό λοιπόν αναπτύχτηκε η νέα μορφή του συστήματος Ε.Α.Ρ. Το νέο σύστημα, ενσωματώνοντας τις εξελίξεις στις τηλεπικοινωνίες και τις νέες τεχνολογίες, έγινε περισσότερο ευέλικτο, με περισσότερες δυνατότητες και φιλικότερο στο χρήστη. Η νέα μορφή του πληροφοριακού συστήματος ΕΑΡ συνίσταται στον τρόπο μεταφοράς των δεδομένων, τον τρόπο παρουσίασης και το πλήθος των παρεχομένων πληροφοριών. Ειδικότερα συνίσταται: α) στη συνδυασμένη χρήση διαφόρων μεθόδων μεταφοράς, προσαρμοσμένων τις τοπικές ιδιαιτερότητες, σε πραγματικό ή σχεδόν πραγματικό χρόνο, δεδομένων των τερματικών σταθμών μέτρησης σε κεντρικό σταθμό βάσης, β) την αξιοποίηση – ενσωμάτωση των πλεονεκτημάτων της σύγχρονης υπηρεσίας της google, γ) την επέκταση της παρεχόμενης πληροφορίας με στοιχεία πρόγνωσης μετεωρολογικών παραμέτρων των επόμενων επτά ημερών και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η περιβαλλοντική πληροφορία προωθείται στο διαδίκτυο, σε κατάλληλα σχεδιασμένη δυναμική ιστοσελίδα με δυνατότητα πλοήγησης σε χάρτη τύπου Google Map. Η διεύθυνση της ιστοσελίδας είναι http://airlab.teikoz.gr ή http://www.airlab.edu.gr, ενώ υπάρχει σύνδεσμος και στην ιστοσελίδα του Δήμου Κοζάνης. Η πρωτογενής πληροφορία παράγεται στους τερματικούς σταθμούς ενός Δίκτυο Ελέγχου Ποιότητας του Αέρα, που παρουσιάζεται αναλυτικά παρακάτω. 2.2. Δομή του Δικτύου Το Δίκτυο Ελέγχου Ποιότητας Αέρα στο Δήμο Κοζάνης (Δ.Ε.Π.Α.Κ.) στη σημερινή του μορφή δείχνεται στο σχήμα 1. Αποτελείται από τέσσερες σταθμούς σε λειτουργία. Επιπλέον αυτών, στο δίκτυο είναι συνδεδεμένος μετεωρολογικός σταθμός εγκατεστημένος στο Αμύνταιο. Λειτουργεί με ευθύνη του Δήμου Αμυνταίου και είχε συνδεθεί στο δίκτυο στο πλαίσιο του έργου του ΠΕΠ 20002006 που προαναφέρθηκε. Υπάρχουν επιπλέον δύο σταθμοί μέτρησης του Δήμου Κοζάνης, εγκατεστημένοι στην Ποντοκώμη και το Μαυροδένδρι. Οι σταθμοί αυτοί αγοράστηκαν και λειτούργησαν με πρωτοβουλία του π. Δήμου Υψηλάντη στο πλαίσιο του έργου «Ολοκληρωμένη αποτίμηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στο Δήμο Δημητρίου Υψηλάντη από υφιστάμενες και μελλοντικές πηγές ρύπανσης» που ανέθεσε ο π. Δήμος Υψηλάντη στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και ολοκληρώθηκε το 2010 με την παρουσίαση της σχετικής μελέτης στις 13 Απριλίου 2011 στην Ποντοκώμη. Το ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας θα συνεργαστεί με το Δήμο Κοζάνης για την αξιοποίηση της υποδομής αυτής και την εξασφάλιση της αξιόπιστης λειτουργίας των σταθμών. Απαιτείται επισκευή των οργάνων αυτών, διαβαθμονόμηση παράλληλα με τον υπόλοιπο εξοπλισμό του δικτύου, ώστε να είναι αξιόπιστη η συγκρισιμότητα των μετρήσεων, και στη συνέχεια η ένταξη τους στο δίκτυο σε επιχειρησιακή λειτουργία (Σχ.2). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 5 ΣΧΗΜΑ 1: Χάρτης που δείχνει τις θέσεις των σταθμών του Δ.Ε.Π.Α.Κ. Είναι εγκατεστημένοι στην πλατεία Αριστοτέλους της πόλης της Κοζάνης, στον Οικισμό Χαραυγή, στη ΖΕΠ και στο δώμα του κτιρίου του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 6 ΣΧΗΜΑ 2: Χάρτης που δείχνει τις θέσεις των σταθμών του Δ.Ε.Π.Α.Κ. , μετά από την ένταξη των δύο σταθμών, Ποντοκώμης και Μαυροδεντδίου. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 7 Τα χαρακτηριστικά των σταθμών του δικτύου παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. ΠΙΝΑΚΑΣ 1: Xαρακτηριστικά των σταθμών του Δικτύου Ελέγχου Ποιότητας Αέρα Εξοπλισμός Θέση ΑΣ10 ΑΣ2.5 ΑΣ1 Μ.Α. ΖΕΠ x Χαραυγή x Κοζάνη x x ΤΕΙ Μαυροδένδρι x Ποντοκώμη x Δ. Αμυνταίου x x x Δειγματολήπτες ΑΣ10 Παρατηρήσεις Εξοπλισμός του ΤΕΙΔΜ, αγοράστηκε με χρηματοδότηση της ΔΕΗ και του Δ. Κοζάνης Εξοπλισμός του ΤΕΙΔΜ, αγοράστηκε με χρηματοδότηση του Δήμου Κοζάνης x x x x x x x Εξοπλισμός του ΤΕΙΔΜ Εξοπλισμός του ΤΕΙΔΜ Αγοράστηκε από τον π. Δήμο Υψηλάντη Αγοράστηκε από τον π. Δήμο Υψηλάντη Εξοπλισμός του Δήμου Αμυνταίου, ένταξη στο Δίκτυο στο πλαίσιο του ΠΕΠ 2000 - 2006 ΑΣ10 : Μετρητής συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων αεροδυναμικής διαμέτρου < 10 μm ΑΣ2.5 : Μετρητής συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων αεροδυναμικής διαμέτρου < 2.5 μm ΑΣ1 : Μετρητής συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων αεροδυναμικής διαμέτρου < 1 μm Μ.Α. : Μετεωρολογικοί αισθητήρες για την μέτρηση μετεωρολογικών παραμέτρων Τα δεδομένα συλλέγονται και μεταφέρονται σε πραγματικό χρόνο στον κεντρικό σταθμό βάσης, που είναι εγκατεστημένος στο ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ, σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο. Το σύστημα δεν έχει περιορισμό ως προς τον προς τον αριθμό των διασυνδεδεμένων περιφερειακών σταθμών. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 8 Στο σχήμα 3 δείχνεται το διάγραμμα ροής του δικτύου. ΣΧΗΜΑ 3. Διάγραμμα ροής του νέου πληροφοριακού συστήματος E.A.P Για τη σύνδεση των τερματικών σταθμών με τον κεντρικό σταθμό βάσης επιλέγονται και εφαρμόζονται διάφορες μέθοδοι, με βάση τα χαρακτηριστικά και τις ιδιαιτερότητες κάθε τερματικού σταθμού, ως εξής: • • • • Σ1, (πλ. Αριστοτέλους, Κοζάνη): Ο Η/Υ του σταθμού συνδέεται με router όπου με internet access ενός ISP (Internet Service Provider) στέλνει τα δεδομένα στον κεντρικό σταθμό βάσης. Σ2, Σ3 (Νέα Χαραυγή, ΖΕΠ): Κάθε σταθμός συνδέεται με GPRS router, όπου η μετάδοση δεδομένων προς τον κεντρικό υπολογιστή πραγματοποιείται ασύρματα μέσω APN. Σ4 (Δώμα ΤΕΙ): O H/Y του σταθμού συνδέεται μέσω τοπικού δικτύου και στέλνει τα δεδομένα στον κεντρικό σταθμό βάσης. Σ5 (Αμύνταιο): Η αποστολή των δεδομένων προς τον κεντρικό σταθμό βάσης επιτυγχάνεται μέσω router και μιας εταιρείας παροχής υπηρεσιών Internet (ISP) Τα δεδομένα συλλέγονται στον κεντρικό σταθμό όπου γίνεται η επεξεργασία και αποθήκευση δεδομένων, δημιουργούνται οι επιθυμητές πληροφορίες (χρωματική κλίμακα, μετρήσεις, περιβαλλοντικοί δείκτες κ.λ.π.) [14] και παράγονται τα αρχεία html. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 9 Οι σταθμοί μετρήσεων παρουσιάζονται στην ιστοσελίδα σ’ ένα χάρτη τύπου Google Map. Πρόκειται για μια δωρεάν υπηρεσία χαρτογράφησης στο διαδίκτυο όπου παρέχεται από την google στο http://maps.google.com. Ο χρήστης έχει την δυνατότητα να μελετήσει μια περιοχή μέσα από χάρτες, δορυφορικές φωτογραφίες και τρισδιάστατες εικόνες. Παρέχονται δυνατότητες εμφάνισης βασικών ή προσαρμοσμένων χαρτών, παροχής πληροφοριών τοπικών επιχειρήσεων – τοποθεσιών και πληροφοριών επικοινωνίας, μετακίνησης χαρτών, εμφάνισης δορυφορικών εικόνων με ή χωρίς δεδομένα, πλοήγησης σε δύο διαστάσεις σε οποιονδήποτε χάρτη, αλλαγής οπτικής γωνίας (μετακίνηση του χάρτη). Οι χάρτες απαρτίζονται από javascript αρχεία που περιέχουν κλάσεις, μεθόδους, ιδιότητες και αποτελούν παραμέτρους συμπεριφοράς του χάρτη. Στην αρχική ιστοσελίδα (http://www.airlab.edu.gr, http://airlab.teikoz.gr) απεικονίζεται χάρτης τύπου google map της περιοχής ενδιαφέροντος, από τον οποίο ο χρήστης έχει την δυνατότητα να πλοηγηθεί στους σταθμούς (Σχ.4). Για κάθε σταθμό δημιουργείται ένα χωριστό παράθυρο προβολής πληροφοριών με τρείς καρτέλες (tabs). Η πρώτη καρτέλα εμφανίζει τις τρέχουσες τιμές του σταθμού (Σχ.5), η δεύτερη τον δείκτη ατμοσφαιρικής ρύπανσης της προηγούμενης και της τρέχουσας ημέρας (Σχ.6) και η τρίτη καρτέλα εμφανίζει γενικές πληροφορίες που αφορούν τον συγκεκριμένο σταθμό. Η υλοποίηση σχετικά με την αναπαράσταση σταθμών καθώς και τις ανάλογες πληροφορίες πραγματοποιήθηκε με την χρήση κώδικα Javascript. ΣΧΗΜΑ 4. Χάρτης google map της αρχικής ιστοσελίδας με τους τέσσερις σταθμούς μέτρησης ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 10 ΣΧΗΜΑ 5. Ωριαίες μετρήσεις του σταθμού «Αριστοτέλους» στην πόλη της Κοζάνης στις 16 Δεκεμβρίου 2010, ώρα 13:00 ΣΧΗΜΑ 6. Δείκτης ρύπανσης της προηγούμενης ημέρας και τρέχοντος 24ώρου ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 11 3. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ ΑΣ10 – ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΙΜΩΝ 3.1. Γενικά Τα αιωρούμενα σωματίδια (ΑΣ), αντίθετα από τους άλλους ρύπους, δεν είναι ένα αέριο ή κάποια χημική ένωση. Είναι συνήθως μίγμα μικρών σωματιδίων που προέρχονται από διάφορες πηγές, και έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Ποικίλουν ως προς το μέγεθος, τον αριθμό, την τοξικότητα, τη χημική σύσταση. Το γεγονός αυτό κάνει το έργο της παρακολούθησης των συγκεντρώσεων ΑΣ δύσκολη υπόθεση. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι μέτρησης των συγκεντρώσεων ΑΣ, η κάθε μια με τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Για το λόγο αυτό τα αποτελέσματα δεν είναι άμεσα συγκρίσιμα. Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει υιοθετήσει ως μέθοδο αναφοράς τη λεγόμενη «βαρυμετρική» μέθοδο. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται, μεταξύ των άλλων, στο ΕΑΡ – ΠΕΦΥ για τη μέτρηση ΑΣ10. 3.2. Δεδομένα και Εξοπλισμός Παρουσιάζονται μετρήσεις συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων περιόδου ενός έτους και συγκεκριμένα της περιόδου 10/10 – 9/11 που πραγματοποιήθηκαν σε πέντε διαφορετικές θέσεις μέτρησης του Καποδιστριακού Δήμου Κοζάνης και συγκεκριμένα: στην Κοζάνη (πλατεία Αριστοτέλους), στη ΖΕΠ, στη Χαραυγή, Ποντοκώμη και Μαυροδέντρι. Στους τρεις πρώτους σταθμούς οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν από το ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, ενώ στην Ποντοκώμη και στο Μαυροδέντρι στο πλαίσιο σύμβασης του π. Δήμου Υψηλάντη με το ΑΠΘ που προαναφέρθηκε και μας διατέθηκαν από το Δήμο Κοζάνης. Αξιοποιήσιμες ήταν οι μετρήσεις μέχρι 18/09/2011 και 19/10/2011 για Ποντοκώμη και Μαυροδέντρι αντίστοιχα. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 12 ΕΙΚΟΝΑ 1 : Ο σταθμός μέτρησης στον Οικισμό της Χαραυγής ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 13 ΕΙΚΟΝΑ 2 : Ο σταθμός μέτρησης στη Ζώνη Ενεργού Πολεοδομίας (ΖΕΠ) Κοζάνης Οι μετρήσεις συγκεντρώσεων αιωρούμενων σωματιδίων στους σταθμούς Κοζάνης, ΖΕΠ, Ποντοκώμης και Μαυροδενδρίου, γίνονται με αυτόματους αναλυτές, τριών διαφορετικών οίκων, η λειτουργία των οποίων στηρίζεται στην αρχή της απορρόφησης β – ακτινοβολίας. Στη Χαραυγή άλλου οίκου και αρχής λειτουργίας (ορθογώνια σκέδαση του φωτός). Αναλυτική περιγραφή των μεθόδων υπάρχει στο βιβλίο «Ατμοσφαιρική ρύπανση – Ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα, Σύγχρονες τεχνικές μέτρησης», Α. Τριανταφύλλου, ΚΟΖΑΝΗ 2006, σελ.256. 3.3. Διαβαθμονόμηση Για τη δυνατότητα σύγκρισης των μετρήσεων και την αποφυγή σφαλμάτων πραγματοποιήθηκαν παράλληλες μετρήσεις όλων των οργάνων μέτρησης ΑΣ10 του δικτύου ευθύνης ΕΑΡ ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ. Τα όργανα αυτά εγκαταστάθηκαν στην ίδια θέση, και συγκεκριμένα στην πλατεία Αριστοτέλους της πόλης της Κοζάνης, (Εικόνα 3). Πραγματοποιήθηκαν παράλληλες μετρήσεις για χρονική περίοδο δύο μηνών (Ιούνιος, Ιούλιος 2010), στη διάρκεια της οποίας έγιναν οι απαραίτητες βαθμονομήσεις, και από τα δεδομένα κατασκευάστηκαν οι καμπύλες συσχέτισης των οργάνων. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 14 Η παραπάνω διαδικασία της διαβαθμονόμησης επαναλήφθηκε την περίοδο Ιανουαρίου – Φεβρουαρίου 2011, με τη περιοδική εγκατάσταση, αυτή τη φορά, του πρότυπου οργάνου αναφοράς του ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ διαδοχικά σε όλες τις θέσεις μέτρησης. Σε τακτά χρονικά διαστήματα πραγματοποιούνταν η βαθμονόμηση των αναλυτών, κατά τα προβλεπόμενα από το εγχειρίδιο του κατασκευαστή και τηρούνταν το σχετικό μητρώο. ΕΙΚΟΝΑ 3: Παράλληλες μετρήσεις διαβαθμονόμησης των οργάνων μέτρησης ΑΣ του Δικτύου Ελέγχου Ποιότητας Αέρα στο Δήμο Κοζάνης (Δ.Ε.Π.Α.Κ) 3.4. Μετρήσεις συγκεντρώσεων ΑΣ10 – Σύγκριση με οριακές τιμές Σύμφωνα με την ευρωπαϊκή νομοθεσία, τα κράτη μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης πρέπει να συμμορφώνονται με τις Ευρωπαϊκές Οδηγίες για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα, οι οποίες από το 1996 μέχρι το 2008 είναι : Η οδηγία πλαίσιο για την ποιότητα του αέρα 1996/62/EC και τέσσερες «θυγατρικές οδηγίες» που καλύπτουν διάφορες ομάδες ρύπων (1st DD 1999/30/EC, 2nd DD 2000/69/EC, 3rd DD 2002/3/EC και 4th DD2004/107/EC). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 15 Το Μάιο του 2008, νέα οδηγία τέθηκε σε ισχύ «για την Ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα και καθαρότερο αέρα για την Ευρώπη (2008/50/EC), του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Η οδηγία αυτή ενσωματώνει τις τρεις προηγούμενες, ενώ παραμένει σε ισχύ η τέταρτη. Ενσωματώθηκε στην ελληνική νομοθεσία ΦΕΚ.488/30.03.2011. Σύμφωνα με την νέα οδηγία, ισχύουν οι παρακάτω οριακές τιμές για την προστασία της υγείας του ανθρώπου από τη συγκέντρωση ΑΣ10 στην ατμόσφαιρα. Περίοδος μέσου όρου ΑΣ10 1 ημέρα Ημερολογιακό έτος Οριακή τιμή 50 μg/m3, δεν πρέπει να 50 % σημειώνονται υπερβάσεις περισσότερες από 35 φορές το χρόνο ανά ημερολογιακό έτος 40 μg/m3 20% Αναφορικά με τις συγκεντρώσεις ΑΣ2.5 ισχύουν : ΤΙΜΗ ΣΤΟΧΟΣ Περίοδος μέσου όρου Τιμή στόχος Ημερολογιακό έτος Περιθώριο ανοχής 25 μg/m3 Ημερομηνία κατά την οποία πρέπει να επιτευχθεί η οριακή τιμή Ισχύει ήδη από Ιανουαρίου 2005 1ης Ισχύει ήδη από Ιανουαρίου 2005 1ης Ημερομηνία κατά την οποία πρέπει να επιτευχθεί η τιμή στόχος 1η Ιανουαρίου 2010 ΟΡΙΑΚΗ ΤΙΜΗ Περίοδος μέσου όρου Οριακή τιμή Περιθώριο ανοχής ΣΤΑΔΙΟ 1 Ημερολογιακό έτος 25 μg/m3 20 % κατά τις 11-6-2008 1η Ιανουαρίου 2015 μειούμενο έως την 1η του επόμενου Ιανουαρίου και εν συνεχεία και εφεξής δωδεκάμηνο κατά ίσα ετήσια ποσοστά ώστε να καταλήξει σε 0% έως την 1η Ιανουαρίου 2015 Ημερομηνία κατά την οποία πρέπει να επιτευχθεί η οριακή τιμή ΣΤΑΔΙΟ 2(1) Ημερολογιακό έτος 20 μg/m3 1 Ιανουαρίου 2020 (1)Στάδιο 2 – ενδεικτική οριακή τιμή που θα επανεξεταστεί από την Επιτροπή το 2013 υπό το φως περαιτέρω πληροφοριών σχετικά με τις επιδράσεις στην υγεία κα το περιβάλλον, του τεχνικώς εφικτού και της εμπειρίας από την τιμή στόχο στα κράτη μέλη Από την αξιολόγηση των μετρήσεων περιόδου ενός έτους και συγκεκριμένα της περιόδου 10/1009/11, προέκυψαν τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 16 ΠΙΝΑΚΑΣ 2: Αξιολόγηση συγκεντρώσεων ΑΣ10 περιόδου ενός έτους (10/2010 – 9/11) Σταθμός Πληρότητα μετρήσεων Αριθ Υπερβ Ετησιος Μ.Ο (μg/m3) ΖΕΠ 76.2 5 21 Κοζάνη 93.7 11 27 Χαραυγή 92.1 32 31 Μαυροδένδρι 87.9 40 33 Ποντοκώμη 87.7 82 39 Από τον πίνακα 2 προκύπτει ότι η μικρότερη μέση τιμή μετρήθηκε στο σταθμό της ΖΕΠ, ίση με 21 μg/m3. H μεγαλύτερη στο σταθμό της Ποντοκώμης, ίση με 39 μg/m3. H ίδια συμπεριφορά διαπιστώνεται και ως προς τον αριθμό των υπερβάσεων της μέσης ημερήσιας οριακής τιμής 50 μg/m3. Ο μικρότερος αριθμός υπερβάσεων παρατηρήθηκε στο σταθμό της ΖΕΠ, ήτοι 5 υπερβάσεις, ο μεγαλύτερος στην Ποντοκώμη, 82 υπερβάσεις. Αξίζει να σημειωθεί ότι όλες οι υπερβάσεις στο σταθμό της ΖΕΠ, παρατηρήθηκαν στις περιπτώσεις μεταφοράς σκόνης από τη Β. Αφρική (Πίνακας 3). ΠΙΝΑΚΑΣ 3 Υπερβάσεις της οριακής τιμής 50 μg/m3 στο σταθμό της ΖΕΠ την περίοδο 10/10 – 09/11 Ημερ/νια 10 Νοε 2010 11 Νοε 2010 12 Νοε 10 1 Δεκ.10 2 Δεκ.10 Συγκέντρωση 111 145 68 65 74 (μg/m3 Στο σχήμα 7 δείχνεται η κατανομή των υπερβάσεων ανά μήνα. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 17 Αριθμός Υπερβάσεων 18 ΚΟΖΑΝΗ ΧΑΡΑΥΓΗ ΖΕΠ ΜΑΥΡΟΔΕΝΔΡΙ ΠΟΝΤΟΚΩΜΗ 12 6 0 Οκτ Νοε Δεκ Ιαν Φεβ Μαρ Απρ 2010 Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σεπ 2011 ΣΧΗΜΑ 7: Αριθμός υπερβάσεων της οριακής τιμής 50 μg/m3 ανά μήνα για κάθε θέση μέτρησης Ενδιαφέρον παρουσιάζει η σύγκριση των συγκεντρώσεων ΑΣ σε Μαυροδένδρι και Χαραυγή, που δείχνεται στο σχήμα 8, όπου υπάρχουν ταυτόχρονα μετρήσεις ΑΣ10 και ΑΣ2.5, με τις επιφυλάξεις όμως που ανακύπτουν από τα αναφερόμενα στην ενότητα «3.3. Διαβαθμονόμηση», δεδομένου επιπρόσθετα ότι πρόκειται για διαφορετικές μεθόδους μέτρησης στους δύο σταθμούς. 40 μg/m 3 30 20 10 ΜΑΥΡΟΔΕΝΔΡΙ 0 ΑΣ10 ΧΑΡΑΥΓΗ ΑΣ2,5 ΑΣ1 ΣΧΗΜΑ 8: Μέσες ετήσιες συγκεντρώσεις ΑΣ10, ΑΣ2.5, ΑΣ1 σε Μαυροδένδρι και Χαραυγή, περιόδου 10/2010 - 09/2011. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 18 Η μέση ετήσια συγκέντρωση ΑΣ10 στη Χαραυγή (31 μg/m3) είναι μικρότερη από αυτήν στο Μαυροδένδρι (33 μg/m3), ενώ η μέση συγκέντρωση ΑΣ2.5 στη Χαραυγή είναι 1.5 φορές περίπου μεγαλύτερη από αυτήν στο Μαυροδέντρι. Ο λόγος ΑΣ2.5/ΑΣ10 σε Μαυροδένδρι και Χαραυγή είναι αντίστοιχα 0.4 και 0.6, ενώ ο λόγος ΑΣ1/ΑΣ2.5 στη Χαραυγή ίσος με 0.85. Οι μέσες ετήσιες τιμές ΑΣ2.5 για την περίοδο 10/2010 έως 9/2011 και στους δύο σταθμούς, Χαραυγή και Μαυροδένδρι, ήταν κάτω από την τιμή στόχο (25 μg/m3) που ισχύει από 1ης Ιανουαρίου 2010 και η οποία προβλέπεται να αποτελέσει το θεσμοθετημένο όριο από την 1η Ιανουαρίου του 2015. 3.5. Αποτίμηση ποιότητας αέρα με βάση το σύστημα δεικτών COMEAP Διάφορα συστήματα δεικτών έχουν υιοθετηθεί και χρησιμοποιούνται για την ενημέρωση του κοινού με απλό και κατανοητό τρόπο και τη συνολική αποτίμηση της ποιότητας του αέρα (www.airlab.edu.gr) . Το 2002, όταν το ΕΑΡ – ΠΕΦΥ εφάρμοσε για πρώτη φορά στη Δυτική Μακεδονία το σύστημα ενημέρωσης του κοινού για την ποιότητα της ατμόσφαιρας της περιοχής με τη χρήση δεικτών, και για τέσσερα χρόνια στη συνέχεια, το ΕΑΡ – ΠΕΦΥ χρησιμοποίησε το δείκτης ποιότητας αέρα AQI που προτείνεται από την Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA). Στη συνέχεια και μέχρι σήμερα χρησιμοποιεί το δείκτη ρύπανσης, που είναι «πιο αυστηρός» σε σχέση με τον AQI. O δείκτης αυτός ρύπανσης έχει εγκριθεί από την Επιτροπή Ιατρικών Επιδράσεων των Επεισοδίων Αέριας Ρύπανσης (Committee on Medical Effects of Air Pollution Episodes) για την αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα στο Ηνωμένο Βασίλειο. Πρόκειται για μία κλίμακα που εκτείνεται από 1 – 10. Διαιρείται σε τέσσερες χρωματικές περιοχές, που περιγράφονται από αντίστοιχες εν δυνάμει επιπτώσεις στην υγεία του πληθυσμού (Πίνακες 3,4) . Ο δείκτης ρύπανσης COMEAP «τοποθετεί» το κόκκινο από τα 97 μg/m3 (βαρυμετρική μέθοδος μέτρησης ΑΣ10), ήτοι πολύ χαμηλότερα από το «κόκκινο» του δείκτη AQI (150 μg/m3). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 19 ΠΙΝΑΚΑΣ 3 Κλίμακα του δείκτη ρύπανσης και οι εν δυνάμει επιπτώσεις στην υγεία του πληθυσμού. http://www.airquality.co.uk/standards.php) Χαρακτηρισμός Τιμή του Δείκτη Χαμηλή 1, 2, ή 3 Οι επιδράσεις είναι απίθανο να γίνονται αντιληπτές ακόμα και από άτομα που γνωρίζουν ότι είναι ευαίσθητα στους ατμοσφαιρικούς ρύπους Μέτρια 4, 5, ή 6 Ήπιες επιπτώσεις, που είναι απίθανο να απαιτούν τη λήψη μέτρων, ενδέχεται να σημειωθούν μεταξύ των ευπαθών ατόμων. Υψηλή 7, 8, ή 9 Σημαντικές επιπτώσεις ενδέχεται να γίνουν αντιληπτές από ευαίσθητα άτομα και ίσως να χρειάζεται η λήψη μέτρων για την αποτροπή ή τον περιορισμό αυτών (π.χ. μείωση της έκθεσης περνώντας λιγότερο χρόνο σε μολυσμένους εξωτερικούς χώρους). Ασθματικοί μπορούν να διαπιστώσουν ότι η «ανακουφιστική» συσκευή εισπνοών μπορεί να αναστρέψει τις επιπτώσεις στους πνεύμονες. Πολύ Υψηλή 10 ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Περιγραφή επιπτώσεων Οι συνέπειες σε ευαίσθητα άτομα όπως περιγράφονται για την «Υψηλή» περιοχή της κλίμακας τιμών ρύπανσης, μπορεί να επιδεινωθούν Σελ. 20 ΠΙΝΑΚΑΣ 4 Συμβουλές υγείας που συνοδεύουν το Δείκτη Ρύπανσης (http://www.airquality.co.uk/standards.php) Χαρακτηρισμός Τιμή του Δείκτη Συνοδευτικές οδηγίες υγείας για τις ευπαθείς ομάδες αλλά και για τον υπόλοιπο πληθυσμό Ευπαθή Άτομα * Χαμηλή Υπόλοιπος Πληθυσμός 1-3 Απολαύστε τ ςσυνηθισμένες Απολαύστε τις συνηθισμένες σας δραστηριότητες εκτός σας δραστηριότητες εκτός σπιτιού. σπιτιού. Μεσαία 4-6 Ενήλικες και παιδιά με Απολα στετις συνηθισμένες αναπνευστικά προβλήματα σας δραστηριότητες εκτός και άτομα με καρδιακά σπιτιού. προβλήματα τα οποία είχαν συμπτώματα στο παρελθόν, καλό θα ήταν να εξετάσουν το ενδεχόμενο μείωσης των επίπονων φυσικών δραστηριοτήτων, ειδικά σε εξωτερικούς χώρους . Υψηλή 7-9 Ενήλικες και παιδιά με Άτομα με ιστορικό αναπνευστικά προβλήματα εμφάνισης ευαισθησίας καθώς και ενήλικες με όπως πόνο στα μάτια, βήχα καρδιακά προβλήματα θα ή φλεγμονή στον λαιμό, πρέπει να μειώσουν τις καλό θα ήταν να εξετάσουν επίπονες δραστηριότητες το ενδεχόμενο μείωσης των τους κυρίως στους δραστηριοτήτων, ειδικά σε εξωτερικούς χώρους, εξωτερικούς χώρους . ειδικότερα αν είχαν εμφανίσει συμπτώματα στο παρελθόν. Άτομα με άσθμα θα πρέπει να χρησιμοποιούν τον αναπνευστήρα τους πιο συχνά . Οι ηλικιωμένοι θα πρέπει να μειώσουν τις φυσικές δραστηριότητές. Πολύ Υψηλή 10 Ενήλικες και παιδιά με Μειώστε τις φυσικές αναπνευστικά προβλήματα ή δραστηριότητες, ιδιαίτερα καρδιακά προβλήματα στους εξωτερικούς χώρους, καθώς και οι ηλικιωμένοι, θα ιδίως αν είχατε στο πρέπει να αποφεύγουν τις παρελθόν συμπτώματα επίπονες φυσικές όπως βήχα ή πονόλαιμο. δραστηριότητες. Άτομα με άσθμα μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιούν τον αναπνευστήρα τους πιο συχνά. *Ενήλικες και παιδιά με αναπνευστικά προβλήματα διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης συμτωμάτων. Ακολουθήστε τις οδηγίες του γιατρού σας που αφορούν τις δραστηριότητές σας και την διαχείριση της κατάστασής σας. Ο Δείκτης Ρύπανσης, αναφορικά με τις συγκεντρώσεις ΑΣ10, υπολογίζεται με βάση τη μέση συγκέντρωση που αντιστοιχεί στο τρέχον 24ωρο από τον παρακάτω πίνακα. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 21 ΠΙΝΑΚΑΣ 5 : Υπολογισμός δείκτη ρύπανσης http://uk-air.defra.gov.uk/air-pollution/bandings?view=pm10#pollutant Δείκτης 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Χαρακτηρισμός Χαμηλή Χαμηλή Χαμηλή Μέτρια Μέτρια Μέτρια Υψηλή Υψηλή Υψηλή Πολύ Υψηλη µg/m³ 0-21 (Grav. Equiv.) 22-42 43-64 65-74 75-86 7-96 97107 108118 119129 130+ µg/m³ (Ref. Equiv.) 20-40 41-62 63-72 73-84 85-94 95105 106116 117127 128+ 0-19 Στον Πίνακα 6 και στο σχήμα 9 παρουσιάζονται για κάθε θέση μέτρησης τα ποσοστά εμφάνισης των τεσσάρων κατηγοριών ποιότητας του αέρα όπως αυτές ορίστηκαν παραπάνω. ΠΙΝΑΚΑΣ 6 Ποσοστά ημερών με ρύπανση «Χαμηλή», «Μέτρια», «Υψηλή», «Πολύ Υψηλή». ΚΟΖΑΝΗ Χ ΡΑΥΓΗ ΖΕΠ ΜΑΥΡΟΔΕΝΔΡΙ ΠΟΝΤΟΚΩΜΗ Χαμηλή 98,2 98,2 98,2 95,3 88,4 Μέτρια 0,9 1,8 1,1 3,7 10, Υψηλή 0,9 0,4 0,6 0,3 Πολύ Υψηλή 0,4 0,3 0,3 100% Πολύ Υψηλή Υψηλή 90% Μέτρια Χαμηλή 80% ΚΟΖΑΝΗ ΧΑΡΑΥΓΗ ΖΕΠ ΜΑΥΡΟΔΕΝΔΡΙ ΠΟΝΤΟΚΩΜΗ ΣΧΗΜΑ 9: Ποσοστά ημερών με ρύπανση «Χαμηλή», «Μέτρια», «Υψηλή», «Πολύ Υψηλή» σε κάθε θέση μέτρησης της περίοδο 10/10 – 09/11. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 22 Τα ποσοστά 0.4, 0.3, 0.3, της κατηγορίας «Πολύ Υψηλή» που παρατηρήθηκαν σε ΖΕΠ, Μαυροδέντρι και Ποντοκώμη αντιστοιχούν σε μία ημερομηνία, την ίδια και στις τρεις περιπτώσεις, με συγκεντρώσεις που δίνονται στον πίνακα 6 και την επιφύλαξη ως προς τη συγκρισιμότητα των μετρήσεων για του λόγους που σε άλλο σημείο αναφέρθηκαν. Ημερ Συγκέντρωση (μg/m3) ΖΕΠ 11 Νοεμβρίου 2011 145 Μαυροδένδρι 11 Νοεμβρίου 2011 147 Ποντοκώμη 11 Νοεμβρίου 2011 164 Την ημερομηνία αυτή παρατηρήθηκε έντονη μεταφορά σκόνης από τη Β. Αφρική, φαινόμενο στο οποίο αποδίδονται οι μεγάλες στην περίπτωση αυτή συγκεντρώσεις. 3.6. Μέση ωριαία μεταβολή Στο σχήμα 10 δείχνεται η μέση ωριαία μεταβολή των συγκεντρώσεων ΑΣ10 στη διάρκεια του 24ώρου στο σύνολο της περιόδου των μετρήσεων. 75 ΚΟΖΑΝΗ ΧΑΡΑΥΓΗ ΖΕΠ ΜΑΥΡΟΔΕΝΔΡΙ ΠΟΝΤΟΚΩΜΗ μg/m 3 50 25 24:00 23:00 22:00 21:00 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 09:00 08:00 07:00 06:00 05:00 04:00 03:00 02:00 01:00 0 ΣΧΗΜΑ 9: Μέση ωριαία μεταβολή των μέσων ωριαίων συγκεντρώσεων ΑΣ10 στις πέντε θέσεις μέτρησης για την χρονική περίοδο 10/2010 έως 09/2011. 3.7. Μέση ημερήσια μεταβολή Η στατιστική εικόνα των μέσων ημερήσιων τιμών των συγκεντρώσεων στις πέντε θέσεις για το σύνολο της περιόδου δείχνεται στο σχήμα 11, με τα αντίστοιχα θηκογράμματα. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 23 Όρια ορθογωνίου: τεταρτημόρια, πρώτο (κατώτερη πλευρά), τρίτο (ανώτερη πλευρά). Μουστάκια (Whiskers): εύρος (πάνω και κάτω), ±SD. Γραμμή μέσα στο ορθογώνιο: Διάμεσος. □: Μέσος όρος -: Mέγιστη και Ελαχιστη τιμή ×: 99% and 1%. ΣΧΗΜΑ 11: Θηκόγραμμα (Box and Whisker plot) των μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων των ΑΣ10 στις πέντε θέσεις δειγματοληψίας. Τα δεδομένα αναφέρονται στο σύνολο της περιόδου των μετρήσεων. 3.8. Μέση μηνιαία μεταβολή Η μέση μηνιαία μεταβολή των τιμών των συγκεντρώσεων στις πέντε θέσεις δείχνεται στο σχήμα 12. 80 ΚΟΖΑΝΗ ΧΑΡΑΥΓΗ ΖΕΠ ΜΑΥΡΟΔΕΝΔΡΙ ΠΟΝΤΟΚΩΜΗ μg/m 3 60 40 20 Σεπ 11 Αυγ 11 Ιουλ 11 Ιουν 11 Μαϊ 11 Απρ 11 Μαρ 11 Φεβ 11 Ιαν 11 Δεκ 10 Νοε 10 Οκτ 10 0 ΣΧΗΜΑ 12: Γράφημα μέσων μηνιαίων συγκεντρώσεων ΑΣ10 για ολόκληρη την περίοδο μέτρησης σε κάθε σταθμό ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 24 3.9. Συσχέτιση με τον άνεμο Στα σχήματα 13 – 17 δείχνονται τα χαρακτηριστικά του ανέμου επιφανείας σε επιλεγμένες θέσεις μέτρησης, καθώς επίσης και οι μέσες συγκεντρώσεις ΑΣ10 σε κάθε θέση ανά διεύθυνση ανέμου. ΣΧΗΜΑ 13: Ροδόγραμμα ανέμου σε δορυφορική εικόνα της ευρύτερης περιοχής της Ποντοκώμης ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 25 ΣΧΗΜΑ 14: Ροδόγραμμα συγκεντρώσεων ΑΣ10 στην Ποντοκώμη σε δορυφορική εικόνα της ευρύτερης περιοχής της Ποντοκώμης. Δείχνει τη μέση συγκέντρωση ΑΣ10 ανά διεύθυνση ανέμου. Το κέντρο του ροδογράμματος είναι η θέση του σταθμού μέτρησης. Tα σχήματα 13 και 14 αποκαλύπτουν ότι χαρακτηριστική αύξηση των συγκεντρώσεων ΑΣ10 σχετίζεται με ανέμους ΒΔ τομέα, οι οποίοι ωστόσο δεν αποτελούν την κυρίαρχη διεύθυνση στην περιοχή. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 26 ΣΧΗΜΑ 15: Ροδόγραμμα ανέμου σε δορυφορική εικόνα της ευρύτερης περιοχής του Μαυροδενδρίου ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 27 ΣΧΗΜΑ 16: Ροδόγραμμα συγκεντρώσεων ΑΣ10 στο Μαυροδένδρι, σε δορυφορική εικόνα της ευρύτερης περιοχής του οικισμού αυτού. Δείχνει τη μέση συγκέντρωση ΑΣ10 ανά διεύθυνση ανέμου. Το κέντρο του ροδογράμματος είναι η θέση του σταθμού μέτρησης. Τα σχήματα 15 και 16 αποκαλύπτουν ότι χαρακτηριστική αύξηση των συγκεντρώσεων ΑΣ10 σχετίζεται με ανέμους ΒΔ τομέα, οι οποίοι ωστόσο δεν αποτελούν την κυρίαρχη διεύθυνση στην περιοχή. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 28 ΣΧΗΜΑ 17: : Ροδόγραμμα συγκεντρώσεων ΑΣ10 στη Χαραυγή, σε δορυφορική εικόνα της ευρύτερης περιοχής του οικισμού αυτού. Δείχνει τη μέση συγκέντρωση ΑΣ10 ανά διεύθυνση ανέμου. Χαρακτηριστική αύξηση των συγκεντρώσεων ΑΣ10 σχετίζεται με ανέμους ΒΔ τομέα. Το κέντρο του ροδογράμματος είναι η θέση του σταθμού μέτρησης. Συμπερασματικά, σε Μαυροδένδρι και Ποντοκώμη οι μέσες συγκεντρώσεις ΑΣ10 είναι διπλάσιες και τριπλάσιες όταν πνέουν άνεμοι ΒΑ τομέα, διεύθυνση δηλαδή που βρίσκονται ο ΑΗΣ Καρδιάς και οι δραστηριότητες των ορυχείων Καρδιάς και Ν. Πεδίου. Η διεύθυνση αύτη δεν αποτελεί την κυρίαρχη διεύθυνση ανέμου. Στη Χαραυγή αντίστοιχα οι μέσες συγκεντρώσεις ΑΣ10 είναι διπλάσιες όταν πνέουν άνεμοι ΒΔ τομέα, διεύθυνση δηλαδή του βιομηχανικού άξονα στο λεκανοπέδιο. 3.10. Διαχρονική μεταβολή Στο σχήμα 18 δείχνεται η διαχρονική μεταβολή των συγκεντρώσεων ΑΣ10 στην πόλη της Κοζάνης, από το 1996 μέχρι το Σεπτέμβριο το 2011. Είναι χαρακτηριστική η μείωση σε ποσοστό που ξεπερνάει το 50% την περίοδο 1996 – 2011. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 29 ΑΣ10, μg/m 3 80 40 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 ΣΧΗΜΑ 18: Διαχρονική μεταβολή μέσων ετήσιων συγκεντρώσεων ΑΣ10 (Θέση μέτρησης : ΚΟΖΑΝΗ, Πλ. Αριστοτέλους). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 30 4. ΒΑΡΕΑ ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΙΧΝΟΣΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑ ΑΣ 4.1. Γενικά Τα χημικά χαρακτηριστικά των αιωρούμενων σωματιδίων ποικίλλουν σημαντικά. Αντικατοπτρίζουν την πηγή από την οποία προέρχονται, αλλά και τις αλλοιώσεις από αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων μεταξύ τους ή με αέρια συστατικά της ατμόσφαιρας. Τα βαρέα μέταλλα (μόλυβδος, ψευδάργυρος, χαλκός, κάδμιο κ.λ.π.) καθώς και άλλα τοξικά στοιχεία, όπως τα μεταλλοειδή αρσενικό, αντιμόνιο κ.ά. εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα από διάφορες ανθρωπογενείς πηγές, όπως η καύση υγρών και στερεών καυσίμων, η τήξη μετάλλων και κραμάτων, η παραγωγή τσιμέντου, η αποτέφρωση απορριμμάτων κ.ά. Αντίθετα μέταλλα όπως ο σίδηρος, το ασβέστιο, το πυρίτιο, το αργίλιο κ.ά. θεωρούνται εδαφικής προέλευσης. Κατά κανόνα, τα μέταλλα και οι ενώσεις τους βρίσκονται στην ατμόσφαιρα με τη μορφή στερεών σωματιδίων. Εξαίρεση αποτελεί ο υδράργυρος (Hg) που βρίσκεται κυρίως με τη μορφή ατμών. Υψηλές συγκεντρώσεις μολύβδου μπορεί να προκαλέσουν σοβαρές νευρολογικές και αιματολογικές διαταραχές στον εκτιθέμενο πληθυσμό και ιδιαίτερα στα παιδιά. Η κύρια πηγή μολύβδου στην ατμόσφαιρα για πολλά χρόνια ήταν η χρησιμοποίηση μολυβδούχου βενζίνης στα οχήματα [15]. Οι ενώσεις αρσενικού, καδμίου και νικελίου είναι ύποπτες για την πρόκληση καρκινογενέσεων σε ανθρώπους, μέσω της εισπνοής. Οι κύριες ανθρωπογενείς πηγές εκπομπής αρσενικού είναι οι δραστηριότητες που περιλαμβάνουν καύση ορυκτών καυσίμων (κυρίως του άνθρακα) και σε μικρότερο βαθμό η μεταλλουργική βιομηχανία. Το κάδμιο και το νικέλιο στα αιωρούμενα σωματίδια, κατά κύριο λόγο προέρχονται από την καύση άνθρακα και πετρελαίου, τη βιομηχανία μεταλλουργίας και τις οδικές μεταφορές [16]. Οι ενώσεις του χρωμίου (και ειδικότερα το εξασθενές χρώμιο) είναι τοξικές και σχετίζονται με την εμφάνιση καρκινογενέσεων στο βρογχικό δένδρο. Η παρουσία χρωμίου στον ατμοσφαιρικό αέρα οφείλεται κυρίως στις μεταλλουργικές βιομηχανίες και τα διυλιστήρια πετρελαίου. Το βανάδιο και οι ενώσεις του (και κυρίως το πεντοξείδιο του βαναδίου) συνδέονται με προβλήματα του αναπνευστικού συστήματος. Η συντριπτική πλειοψηφία των ανθρωπογενών εκπομπών βαναδίου στην ατμόσφαιρα προέρχονται από την καύση του πετρελαίου [17]. Όσον αφορά το μαγγάνιο, η έκθεση σε αυξημένα επίπεδα είναι γνωστό ότι οδηγεί σε νευροτοξικές βλάβες. Η αιώρηση εδαφικών σωματιδίων [18] και οι βιομηχανικές δραστηριότητες είναι οι κύριοι υπεύθυνοι για την παρουσία του μαγγανίου στην ατμόσφαιρα. Ο υδράργυρος και οι ενώσεις του, που εκπέμπεται στην ατμόσφαιρα μέσα από μια ποικιλία παραγωγικών διαδικασιών, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές τοξικολογικές επιπτώσεις στον άνθρωπο. Τέλος, αυξημένα επίπεδα χαλκού στον ατμοσφαιρικό αέρα μπορεί να προκαλέσουν ερεθισμό του αναπνευστικού συστήματος [19]. Οι εκπομπές χαλκού οφείλονται κυρίως στην μεταλλουργία και σε άλλες βιομηχανικές δραστηριότητες. Ωστόσο, πληθαίνουν οι ενδείξεις ότι στις αστικές ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 31 περιοχές, ο τομέας των οδικών μεταφορών αποτελεί μια σημαντική πηγή εκπομπών χαλκού, μέσα από τη φθορά των συστημάτων πέδησης των οχημάτων [20]. 4.2. Συγκεντρώσεις – σύγκριση με όρια Αναλύθηκαν 255 δείγματα, περιόδου δειγματοληψίας δύο ετών. Στο σχήμα 18 δίνονται οι μέσες τιμές των συγκεντρώσεων των στοιχείων που ανιχνεύθηκαν. Όπως φαίνεται στο σχήμα, τα επικρατέστερα στοιχεία είναι τα Al, S, Fe, Si, Mg, Na και Ca. Από αυτά υψηλότερες μέσες συγκεντρώσεις παρουσίασαν τα Si, S και Ca. ng/m 3 10000 10 Te Sr Cd Ca K Na Br Se Cr As V Ti Mg Si Pb Ba Sb Sn Zn Cu Ni Fe Co Cl Mn S Al P 0,01 ΣΧΗΜΑ 19: Στοιχειακή σύσταση των αιωρούμενων σωματιδίων (μέσες συγκεντρώσεις περιόδου) Πρέπει να σημειωθεί επιπλέον ότι οι συγκεντρώσεις που προσδιορίστηκαν για τα στοιχεία Pb, V, Mn και Ni ήταν κάτω από τα αντίστοιχα θεσμοθετημένα όρια (500, 1000, 150 και 20 ng/m3, (EC, 1999, WHO, 2000). Αντίθετα, σε ότι αφορά τις συγκεντρώσεις Cd και As, είχαμε υπερβάσεις των αντίστοιχων οριακών τιμών (5 και 6 ng/m3, Οδηγία 2004/107/ΕΚ). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 32 5. ΠΡΩΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΟΣΟΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΣΥΝΕΙΣΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΕΚΠΟΜΠΩΝ ΑΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΑΗΣ ΣΤΙΣ ΜΕΤΡΟΥΜΕΝΕΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι ποσοτικοποίησης της συνεισφοράς διαφόρων πηγών εκπομπής ΑΣ στις μετρούμενες συγκεντρώσεις σε κάποιον αποδέκτη. Σε μελέτη του Εργαστηρίου Ελέγχου Ρύπανσης Περιβάλλοντος του Τμήματος Χημείας ΑΠΘ [21] που χρηματοδοτήθηκε από τη ΔΕΗ, υπολογίστηκε η συνεισφορά των διαφόρων πηγών εκπομπής αιωρουμένων σωματιδίων στις μετρούμενες συγκεντρώσεις TSP (ολικά αιωρούμενα σωματίδια) σε διάφορες θέσεις στη λεκάνη Αμυνταίου – Πτολεμαΐδας Κοζάνης με τη μέθοδο εφαρμογής μοντέλου αποδέκτη. Στα σχήματα 20 α,β δίνονται τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής για δύο θέσεις, Κοζάνη και Ποντοκώμη στις δύο περιόδους του έτους, την ψυχρή και τη θερμή περίοδο. (α) ΚΟΖΑΝΗ (β) ΠΟΝΤΟΚΩΜΗ ΣΧΗΜΑ 20 : Ποσοστά συμμετοχής πηγών εκπομπής αιωρουμένων σωματιδίων, στις συγκεντρώσεις ολικών αιωρουμένων σωματιδίων που μετρήθηκαν στην ατμόσφαιρα της (α) Κοζάνης, (β) Ποντοκώμης (Κουιμτζής κ.α., 2002). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 33 Στο ΕΑΡ- ΠΕΦΥ εφαρμόζεται η μέθοδος των μοντέλων διασποράς για την ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των διαφόρων πηγών εκπομπής ΑΣ10, στις μετρούμενες συγκεντρώσεις τους σε διάφορους αποδέκτες στη περιοχή [22, 23]. Προκαταρκτικά αποτελέσματα υπολογισμού της συνεισφοράς των ΑΗΣ στις μετρούμενες συγκεντρώσεις σε Ποντοκώμη και Κοζάνη έδειξαν, στην Ποντοκώμη μέσο ποσοστό της τάξεως του 30%, στην Κοζάνη μέσο ποσοστό της τάξεως του 10 - 15 %. Τα ποσοστά αυτά διαμορφώνονται σε 65 % και 20% αντίστοιχα, αν δεν ληφθούν υπόψη οι συγκεντρώσεις υποβάθρου. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 34 6. ΠΡΟΓΝΩΣΗ Επιπρόσθετο καινούργιο στοιχείο του συστήματος ΕΑΡ αποτελεί επίσης η παρεχόμενη πληροφορία σχετικά με την πρόγνωση μετεωρολογικών παραμέτρων των επόμενων επτά ημερών και ατμοσφαιρικής ρύπανσης [24,25]. Η πληροφορία αυτή παράγεται στην παράλληλη υπολογιστική μηχανή του ΕΑΡ – ΠΕΦΥ, διαβάζεται και αποθηκεύεται σε βάση δεδομένων και στη συνέχεια με κώδικα php γίνεται άντληση των δεδομένων, δημιουργία και προβολή στο διαδίκτυο με τη μορφή γραφημάτων (Σχ.21). Οποιοσδήποτε χρήστης μέσα από ειδικό μενού δύναται να επιλέγει την περιοχή ενδιαφέροντος, οδηγούμενος σε σειρά γραφημάτων που δίνουν τη χρονική εξέλιξη για τις επόμενες επτά ημέρες των παραμέτρων της θερμοκρασίας, υγρασίας, ταχύτητας και διεύθυνσης ανέμου, ηλιακής ακτινοβολίας, ύψους βροχής, καθώς και την εξέλιξη του στρώματος ανάμειξης. ΣΧΗΜΑ 21: Πρόγνωση μετεωρολογικών παραμέτρων των επόμενων επτά ημερών από το ΕΑΡ – ΠΕΦΥ και γνωστοποίηση στο διαδίκτυο http://www.airlab.edu.gr/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=168&lang=el Σε ότι αφορά την πρόγνωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης υπάρχει, στη φάση αυτή, διαβαθμισμένη πρόσβαση (Σχ.22). Το σύστημα είναι σε δοκιμαστική λειτουργία. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 35 ΣΧΗΜΑ 22: Πρόγνωση της διασποράς των ρύπων που εκπέμπονται από τους ΑΗΣ Αγ. Δημητρίου, Καρδιάς, Πτολεμαΐδας, Αμυνταίου, Bitola και παροχή στο διαδίκτυο διαβαθμισμένης πληροφορίας (πιλοτική εφαρμογή). (http://www.airlab.edu.gr/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=144&lang=el). ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 36 8. ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ Στο πλαίσιο του έργου αυτού πραγματοποιήθηκαν οι παρακάτω επιστημονικές ανακοινώσεις. Α. Γ. Τριανταφύλλου, Ι. Σκόρδας, Χ. Διαμαντόπουλος, E. Τοπάλης, 2011, «Το νέο δυναμικό πληροφοριακό σύστημα ποιότητας της ατμόσφαιρας «ΕΑΡ» και η εφαρμογή του στη Δυτική Μακεδονία, 4o Περιβαλλοντικό Συνέδριο Μακεδονίας, Θεσσαλονίκη, Μάρτιος 2011 X. Διαμαντόπουλος, Σ. Γκάρας, Ι. Σκόρδας, Α. Τριανταφύλλου, Φ. Βοσνιάκος, Ν. Ζουμάκης, 2011, «Συγκεντρώσεις ΑΣ10 στις δυο μεγαλύτερες πόλεις της Δυτικής Μακεδονίας», 4o Περιβαλλοντικό Συνέδριο Μακεδονίας, Θεσσαλονίκη, Μάρτιος 2011 Triantafyllou A.G., Krestou A., Hurley P. and Thatcher M., , “An operational high resolution local-scale meteorological and air quality forecasting system for Western Macedonia, Greece: Some first results”, Proceedings of the 12th International Conference on Environmental Science & Technology (CEST2011), 8 – 10 September 2011, pp.A-1904:1911 Iordanidis A., Buckman J., Triantafyllou AG. and Asvesta A., 2011 Heavy metals in airborne particulate matter from an industrialized area of northern Greece, Proceedings of the 12th International Conference on Environmental Science & Technology (CEST2011), 8 – 10 September 2011, pp.B-409:415 A. G. Triantafyllou, S. Garas, Ch. Diamantopoulos, A. Iordanidis, Α. Asvesta, Α. Krestou , D. Proiou, 2011, “PM10 CONCENTRATIONS, MORPHOLOGY, MINERALOGY AND CHEMICAL CHARACTERISTICS IN ΑN URBAN AND NEARBY INDUSTRIAL LOCATION IN GREECE”, 16th International Symposium On Environmental pollution and its Impact on Life in the Mediterranean Region, Ioannina, Greece, organized by MESAEP A.G. Triantafyllou, S. Skordas, Ch.Diamantopoulos, V. Mattheos, 2011, “EAP/WMAQIS: THE NEW DYNAMIC ATMOSPHERIC QUALITY INFORMATION SYSTEM AND ITS APPLICATION IN WESTERN MACEDONIA, HELLAS”, 16th International Symposium On Environmental pollution and its Impact on Life in the Mediterranean Region, Ioannina, Greece, organized by MESAEP. Skodras I., Fragulis G. F., Triantafyllou A.G., 2011, “e-AirQualiy: A Dynamic Web Based Application for Evaluation the Air quality Index for the city of Kozani, Greece”, PCI 2011, 15th Panhellenic Conference on Informatics, with international participation, 30 September - 2 October 2011, Kastoria, Greece Triantafyllou A.G., S. Garas, A. Krestou, V. Matthaios, Ch. Diamantopoulos, J. Skordas, 2011, PM10 concentrations and source attribution in urban and industrial area in Greece, Submitted ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 37 9. • • • • • • • • • ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Αυτόματο δίκτυο σταθμών μέτρησης ατμοσφαιρικής ρύπανσης καταγράφει μόνιμα τις συγκεντρώσεις ΑΣ στον Καποδιστριακό Δήμο Κοζάνης. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε πραγματικό χρόνο στο διαδίκτυο με τη μορφή μετρήσεων και παράλληλα δείκτη ρύπανσης σε χρωματική κλίμακα. Οι σταθμοί είναι εγκατεστημένοι στη ΖΕΠ(ΑΣ10), Κοζάνη/Πλατεία Αριστοτέλους (ΑΣ10), Χαραυγή (ΑΣ10, ΑΣ2.5, ΑΣ1), Μαυροδένδρι (ΑΣ10, ΑΣ2.5), Ποντοκώμη (ΑΣ10). Πραγματοποιούν σε μόνιμη βάση μετρήσεις (Ποντοκώμη, Μαυροδένδρι σε προσωρινή διακοπή λειτουργίας). Σε όλες τις θέσεις καταγράφονται επίσης οι βασικές μετεωρολογικές παράμετροι επιφανείας. Την περίοδο ενός έτους, 10/10 – 9/11, η μέση ετήσια συγκέντρωση ΑΣ10 κυμάνθηκε από 21 μg/m3 (ΖΕΠ) μέχρι 39 μg/m3 (Ποντοκώμη). Ο αριθμός των υπερβάσεων της οριακής τιμής 50 μg/m3 κυμάνθηκε από 5 υπερβάσεις (ΖΕΠ) μέχρι 82 (Ποντοκώμη). Όλες οι υπερβάσεις της οριακής τιμής στο σταθμό της ΖΕΠ σημειώθηκαν στις περιπτώσεις μεταφοράς σκόνης από τη Β. Αφρική. Οι μεγάλες συγκεντρώσεις σε Ποντοκώμη και Μαυροδένδρι σχετίζονται με ανέμους ΒΑ τομέα, διευθύνσεις δηλαδή στις οποίες βρίσκονται ορυχεία και ΑΗΣ. ΟΙ διευθύνσεις στις θέσεις αυτές δεν είναι οι επικρατέστερες. Στη Χαραυγή οι μεγάλες συγκεντρώσεις σχετίζονται με ανέμους ΒΔ τομέα, διεύθυνση δηλαδή του βιομηχανικού άξονα. Αναλύσεις στοιχειακής σύστασης 255 δειγμάτων ΑΣ10 από δειγματοληψίες στη πόλη της Κοζάνης διάρκειας δύο ετών έδειξαν επικρατέστερα στοιχεία Al, S, Fe, Si, Mg, Na και Ca, με υψηλότερες συγκεντρώσεις αυτές των Si, S και Ca. Οι συγκεντρώσεις των στοιχείων για τα οποία υπάρχουν θεσμοθετημένα όρια ήταν: α) κάτω από τα θεσμοθετημένα όρια για τα Pb, V, Mn, Ni, και β) πάνω από τα όρια για τα στοιχεία κάδμιο (Cd) και αρσενικό (As). Πραγματοποιείται πιλοτικά πρόγνωση μετεωρολογικών παραμέτρων διάρκειας επτά ημερών. Τα στοιχεία προωθούνται στο διαδίκτυο. Επίσης σε δοκιμαστική λειτουργία πρόγνωση της διασποράς των ρύπων που εκπέμπονται από τους ΑΗΣ της περιοχής Δυτικής Μακεδονίας και Bitola. Προκαταρκτικοί υπολογισμοί της μέσης συνεισφοράς των εκπομπών από τους ΑΗΣ στις μετρούμενες συγκεντρώσεις ΑΣ κατά την παραπάνω χρονική περίοδο έδειξαν στην Ποντοκώμη μέσο ποσοστό της περιόδου, που δεν ξεπερνάει το 30%, στην Κοζάνη ποσοστό της τάξεως του 10 - 15%. Τα ποσοστά αυτά διαμορφώνονται σε 65 % και 20% αντίστοιχα, αν δεν ληφθούν υπόψη οι συγκεντρώσεις υποβάθρου. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 38 ΑΝΑΦΟΡΕΣ 1. Οδηγία 90/313/EEC: Council Directive 90/313/EEC of 7 June 1990 on the freedom of access to information on the environment. 2. Οδηγία 92/72/EEC: Council Directive 92/72/EEC of 21 September 1992 on air pollution by ozone.. 3. Οδηγία 99/30/EC: Council Directive 1999/30/EC of 22 April 1999 relating to limit values for sulphur dioxide, nitrogen dioxide and oxides of nitrogen, particulate matter and lead in ambient air. 4. Οδηγία 96/62/EC: Council Directive 96/62/EC of 27 September 1996 on ambient air quality assessment and management. 5. Οδηγία 04/2003/CE: Επεκτείνει το επίπεδο πρόσβασης στην πληροφορία που προβλέπεται από την Οδηγία 90/313/ΕEC, την οποία καταργεί. 6. Karatzas K. and J. Kukkonen, 2009, COST Action ES0602 Workshop Proceedings “Quality of life information services towards a sustainable society for the atmospheric environment” ed. K. Karatzas and J. Kukkonen. 7. Schimak G., 2003 : Environmental data management and monitoring system UWEDAT. Environmental Modelling & Software 18, 573-580/. 8. Xuan Zhu, Allan P. Dale, 2001 : JavaAHP : a web-based decision analysis tool for natural resource and environmental management, Environmental Modelling & Software 16, 251-262. 9. http://www.airthess.gr/ 10. http://www.airlab.edu.gr/arlb/Anakoinwseis/6_dt02_zwntanes_metrhseis.pdf 11. Τριανταφύλλου Α., 2004: Ατμοσφαιρική Ρύπανση – Ατμοσφαιρικό Οριακό Στρώμα. Σύγχρονες Τεχνικές Μέτρησης, σελ.256 12. Τριανταφύλλου Α.Γ., Α.Γ.Παλιατσός, Μ. Βουτσινάς, "Εκτίμηση της ποιότητας της ατμόσφαιρας βιομηχανικής περιοχής με περιβαλλοντικούς δείκτες», Πρακτικά 6ου Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Μετεωρολογίας - Κλιματολογίας - Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Ιωάννινα 2002, σελ. 455 - 463. 13. Τριανταφύλλου Α.Γ., Ευαγγελόπουλος Β., Κύρος Η., Διαμαντόπουλος, 2004. «Σχεδιασμός Δυναμικού Πληροφοριακού Συστήματος στο Διαδίκτυο για την Ποιότητα του Αέρα στη Δυτική Μακεδονία». 7ο Πανελλήνιο (Διεθνές) Συνέδριο Μετεωρολογίας – Κλιματολογίας – Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Κύπρος 28 – 30/09/2004, πρακτικά σελ. 881 – 888) 14. Skordas J., George F. Fragulis, Athanasios G. Triantafyllou, 2011, "e-AirQuality: A Dynamic Web Application for Evaluating the Air Quality Index for the city of Kozani, Hellas", 15th, Panhellenic Conference on Informatics, 30 September – 02 October 2011, Kastoria, Greece 15. (EC, 1997) EC, European Commission, DG XI, Working Group on Lead, 1997. Air Quality Daughter Directives-Position Paper on Lead. 16. (EC, 2001). EC, European Commission, DG Environment, Working Group on Arsenic, Cadmium and Nickel Compounds, 2001. Ambient Air Pollution by As, Cd and Ni compounds- Position Paper. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg. 17. WHO, 2000. Air Quality Guidelines, second ed. WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, Denmark, 2000. 18. Harrison, R.M., Tilling, R., Callen Romero, M.S., Harrad, S., Jarvis, K., 2003. A study of trace metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in the roadside environment. Atmos. Environ. 37, 2391–2402. 19. ATSDR, 2002. Toxicological profile of Copper. Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Division of Toxicology, Atlanta, GA, USA. 20. (Weckwerth, 2001) Weckwerth, G., 2001. Verification of traffic emitted aerosol components in the ambient air of Cologne, Germany. Atmos. Environ. 35, 5525–5536. 21. Μελέτη χημικής σύστασης αιωρουμένων σωματιδίων για τον προσδιορισμό του ποσοστού συμμετοχής των πηγών εκπομπής τους στην ατμόσφαιρα του λεκανοπεδίου Εορδαίας, Τελική έκθεση Ιούνιος 2002, χρηματοδότηση ΔΕΗ. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 39 22. Triantafyllou A.G., Krestou A., Matthaios V., 2012, «Lignite power plant’s contribution to the particulate pollution in the grater Western Macedonia area, GREECE», 11th Int. Conf. onMeteo. Clim. & Atm Phys. , accepted for oral presentation. 23. Triantafyllou A.G., S. Garas, A. Krestou, V. Matthaios, Ch. Diamantopoulos, J. Skordas, 2011, PM10 concentrations and source attribution in urban and industrial area in Greece, Submitted. 24. A.G. Triantafyllou, S. Skordas, Ch.Diamantopoulos, V. Mattheos, 2011, “EAP/WMAQIS: THE NEW DYNAMIC ATMOSPHERIC QUALITY INFORMATION SYSTEM AND ITS APPLICATION IN WESTERN MACEDONIA, HELLAS”, 16th International Symposium On Environmental pollution and its Impact on Life in the Mediterranean Region, Ioannina, Greece, organized by MESAEP. 25. Triantafyllou A.G., Krestou A., Hurley P. and Thatcher M., 2011, “An operational high resolution local-scale meteorological and air quality forecasting system for Western Macedonia, Greece: Some first results», Proceedings of the 12th International Conference on Environmental Science & Technology (CEST2011), 8 – 10 September 2011, pp.A-1904:1911 26. A. F. Karagiannidis, A.G. Triantafyllou and T.S. Karacostas, 2012, “The meteorological setting of a particulate air pollution episode during November 2009, in Western Macedonia industrial area, Greece”, 11th International Conference on Meteorology, Climatology and Atmospheric Physics, Athens, Greece, 30May – 1June 2012, accepted for oral presentation. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 40 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΤΟ ΕΠΕΙΣΟΔΙΟ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2011 Π.1. Περιγραφή του φαινομένου Στο χρονικό διάστημα 15/11/2011 έως 04/12/2011 καταγράφηκαν υψηλές τιμές συγκεντρώσεων αιωρούμενων σωματιδίων ΑΣ10 στην περιοχή του άξονα Αμύνταιο –Πτολεμαΐδα- Κοζάνη. Η μέση συγκέντρωση ΑΣ10 της περιόδου αυτής ήταν: • Μεγαλύτερη από 75 μg/m3 στην περιοχή Αμυνταίου – Ποντοκώμης, περιοχή δηλαδή αγροτική βιομηχανική και στην Φλώρινα (αστική περιοχή). • Μικρότερη από 75 μg/m3 , αλλά μεγαλύτερη από τη μέση ημερήσια οριακή τιμή των 50 μg/m3 , στις περιοχές της πόλης της Κοζάνης και νοτιότερα μέχρι Πετρανά και Κ.Κώμη. • Ίση με την ημερήσια οριακή τιμή των 50μg/m3 στην Κοιλάδα, μικρότερη (38 μg/m3) στη ΖΕΠ. Ειδικότερα, μετρήθηκε με το δείκτη «Πολύ Υψηλή» ρύπανση σε ποσοστό εμφάνισης πάνω από το 50% της παραπάνω περιόδου, η ατμοσφαιρική ρύπανση στις θέσεις Ανάργυροι και Οικισμός. Στις περιοχές αυτές υπάρχει έντονη τοπική επίδραση. Ακολουθούν σε ποσοστά εμφάνισης της ίδιας κατηγορίας (Πολύ Υψηλή) οι θέσεις Ποντοκώμη (25%), Αμύνταιο (20%), Μαυροπηγή (10%) Πεντάβρυσος (5%) και Φλώρινα (5%). Οι θέσεις αυτές χαρακτηρίζονται, όπως προαναφέρθηκε ως αγροτικές – βιομηχανικές με εξαίρεση τη Φλώρινα (αστική περιοχή). Αντίθετα στη ΖΕΠ, ο δείκτης ρύπανσης μετρήθηκε στην κατηγορία «Καλή» στο 100% της περιόδου (Σχ.Π.1). ΣΧΗΜΑ Π.1. : Ποσοστά εμφάνισης κατηγοριών επιπέδων ρύπανσης στο σύνολο της περιόδου του «επεισοδίου», ήτοι από 15/11/2011 έως 04/12/2011 Π.2. Οι Μετρηθείσες Συγκεντρώσεις ΑΣ10 Στο Σχήμα Π.2 παρουσιάζονται οι μέσες ημερήσιες τιμές συγκεντρώσεων ΑΣ10 από 10/11/201108/12/2011, ενώ στον Πίνακα Π.1 παρουσιάζεται ο αντίστοιχος δείκτης ρύπανσης την περίοδο 15/11 – 4/12/11. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 41 ΣΧΗΜΑ Π.2. Μέσες ημερήσιες συγκεντρώσεις ΑΣ10 σε διάφορες θέσεις μέτρησης την περίοδο από 10/11/2011 έως 08/12/2011. Η κόκκινη γραμμή δείχνει τη μέση ημερήσια οριακή τιμή των 50 μg/m3. ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 42 Πίνακας Π.1. Τα επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης από ΑΣ10 την περίοδο του «επεισοδίου» Α.Ρ. 15/11/2001 - 04/12/20011), όπως ποσοτικοποιούνται με βάση το δείκτη ρύπανσης (χρωματική διαβάθμιση, http://airquality.co.uk/standards.php) http://airlab.teikoz.gr ΕΑΡ-ΠΕΦΥ/ΤΕΙΔΜ Σελ. 43 Από τον Πίνακα Π.1. φαίνεται η χαρακτηριστική διαφορά επιπέδων ατμοσφαιρικής ρύπανσης εκατέρωθεν του άξονα ΖΕΠ – Κοζάνη – Κοιλάδα. Στο Σχήμα Π.3, παρουσιάζεται η μέση συγκέντρωση ΑΣ10 της περιόδου του επεισοδίου (15/11/2011-04/12/2011) ως άθροισμα του υπολογιζόμενου υποστρώματος για κάθε θέση και της πρόσθετης συνεισφοράς λόγω του επεισοδίου. Στο ίδιο σχήμα παρουσιάζεται και η οριακή μέση ημερήσια συγκέντρωση, 50μg/m3 ως ευθεία γραμμή (Οδηγία 1999/30/EC). ΣΧΗΜΑ Π.3. Μέση συγκέντρωση ΑΣ10 για την περίοδο του επεισοδίου 15/11/201104/12/2011 στις θέσεις παρακολούθησης αέριας ρύπανσης. Από τα δεδομένα προκύπτει ότι στις μετρηθείσες συγκεντρώσεις ΑΣ10, η συνεισφορά λόγω του επεισοδίου κυμάνθηκε από 46 % (ΖΕΠ) έως 76% (ΑΝΑΡΓΥΡΟΙ). Π.3. Εξήγηση του φαινομένου Κατά το διάστημα από 14/11 έως 22/11 υψηλές πιέσεις κάλυπταν την νοτιοανατολική Ευρώπη (Σχ. Π.4) με αποτέλεσμα την εξασθένιση του επιφανειακού πεδίου του ανέμου και την απουσία αξιόλογων ανοδικών κινήσεων στην περιοχή. Η προαναφερθείσα συνοπτική κατάσταση συνέβαλε σημαντικά στην σταδιακή αύξηση των συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων ΑΣ10 στην περιοχή, οι οποίες ειδικότερα το διάστημα 18/11 έως 23/11 ήταν ιδιαίτερα υψηλές. ΣΧΗΜΑ Π.4 Η μικρή ενίσχυση των ανέμων καθώς και κάποιες ασθενείς βροχοπτώσεις που σημειώθηκαν κατά τις ημέρες που ακολούθησαν έως και τις 29/11, διατήρησαν τις συγκεντρώσεις των ΑΣ10 σε μέτρια επίπεδα. Στη συνέχεια και μέχρι τις 3/12 παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση των συγκεντρώσεων ΑΣ10, η οποία σχετίζεται με την εκ νέου επικράτηση υψηλών πιέσεων στην νοτιοανατολική Ευρώπη (Σχ. Π.5) ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτ. Μακεδονίας Σελίδα 45 ΣΧΗΜΑΠ.5 Η προσέγγιση ενός βαθέως χαμηλού από την 4η Δεκεμβρίου προκάλεσε την ενίσχυση των επιφανειακών ανέμων, την ανάπτυξη ισχυρών ανοδικών κινήσεων στη μέση και κατώτερη τροπόσφαιρα, και την εκδήλωση βροχοπτώσεων κατά τις επόμενες ημέρες (Σχ. Π.6), με αποτέλεσμα τη διασπορά και εναπόθεση των ΑΣ, και την ελάττωση των συγκεντρώσεων σε χαμηλά επίπεδα. ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτ. Μακεδονίας Σελίδα 46 ΣΧΗΜΑ Π.6 Η παραπάνω συνοπτική κατάσταση που αναλύθηκε διαμόρφωσε συνθήκες έντονης ευστάθειας στην ατμόσφαιρα της περιοχής, που ήταν και η αιτία του φαινομένου [1,2,3]. Στο σχήμα Π.7 παρουσιάζεται το μέσο κατακόρυφο προφίλ της δυναμικής θερμοκρασίας για το διάστημα 16/11 – 4/12. Το ισχυρό ευσταθές νυχτερινό στρώμα εξελίσσεται σε ένα ρηχό στρώμα ανάμειξης στη διάρκεια της ημέρας, το οποίο, ακόμη και τις θερμές ώρες της ημέρας, περιορίζεται από ισχυρή αναστροφή ύψους, η βάση της οποίας κυμαίνεται μεταξύ 300 – 500 m. Το γεγονός αυτό, που συνδυάζεται με κατάσταση άπνοιας, συνεπάγεται τη συσσώρευση των ρύπων που εκπέμπονται στην επιφάνεια (ορυχεία, αστικές πηγές, άλλες) αλλά και τον εγκλωβισμό των ρύπων που εκπέμπονται από τις καμινάδες των ΑΗΣ, με αποτέλεσμα τη δημιουργία μεγάλων συγκεντρώσεων. Ανάλογη περίπτωση παρατηρήθηκε στην περιοχή επίσης το Νοέμβριο του 2011 και συγκεκριμένα την περίοδο 14 – 27 Νοεμβρίου 2011, που οδήγησε σε μακράς επίσης διάρκειας επεισόδιο ατμοσφαιρικής ρύπανσης [4] ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτ. Μακεδονίας Σελίδα 47 ΣΧΗΜΑ Π.7: Το μέσο κατακόρυφο προφίλ της δυναμικής θερμοκρασίας κατά το διάστημα 16/114/12. Υπερτιθέμενη φαίνεται η μεγέθυνση του για τα πρώτα 1800m. Κλίση προς τα αριστερά (ελάττωση της δυναμικής θερμοκρασίας με το ύψος) δηλώνει ασταθές ατμοσφαιρικό στρώμα ενώ κλίση προς τα δεξιά (αύξηση της δυναμικής θερμοκρασίας με το ύψος) δηλώνει ευσταθές ατμοσφαιρικό στρώμα. ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτ. Μακεδονίας Σελίδα 48 O δείκτης ρύπανσης λόγω συγκεντρώσεων ΑΣ10 σε διάφορες θέσεις μέτρησης στο βιομηχανικό άξονα της Δυτικής Μακεδονίας, στις 3 Δεκεμβρίου 2011. Σε 11 από τις 14 θέσεις μέτρησης που δείχνονται στο χάρτη, η ατμοσφαιρική ρύπανση από ΑΣ10 χαρακτηρίζεται, με βάση το δείκτη, πολύ υψηλή (5 θέσεις) ή υψηλή (6 θέσεις ), σε μία θέση μέτρια (Κοζάνη) και σε δύο χαμηλή (Κοιλάδα , ΖΕΠ). ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτ. Μακεδονίας Σελίδα 49 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ : Στην ανάλυση του «επεισοδίου» ατμοσφαιρικής ρύπανσης που παρουσιάστηκε στο Παράρτημα αυτό χρησιμοποιήθηκαν, μεταξύ των άλλων, δεδομένα συγκεντρώσεων ΑΣ10 που μας παραχώρησε η Διεύθυνση Περιβάλλοντος – Παραγωγής της ΔΕΗ Α.Ε., προς την οποία, για το λόγο αυτό, εκφράζουμε τις ευχαριστίες μας ΑΝΑΦΟΡΕΣ 1. A.G.Triantafyllou, C.G.Helmis, D.N.Asimakopoulos, and A.T.Soilemes, 1995, "Boundary layer evolution over large and broad mountain basin", Theoretical and Applied Climatology Vol.52, No 1-2, p.19-25. 2. Triantafyllou, A., Kassomenos P., Kallos G., 1999, « On the degradation of air quality due to SO2 and PM10 in Eordea Basin», GREECE, Meteorologische Zeitschrift, N. F. 8, 60-70 3. A.G. Triantafyllou, 2001, «PM10 pollution episodes as a function of synoptic climatology in a mountainous industrial area», Environmental Pollution Vol.112/3, pp.491-500. 4. F. Karagiannidis, A.G. Triantafyllou and T.S. Karacostas, 2012, “The meteorological setting of a particulate air pollution episode during November 2009, in Western Macedonia industrial area, Greece”, 11th International Conference on Meteorology, Climatology and Atmospheric Physics, Athens, Greece, 30May – 1June 2012, accepted for oral presentation. . ΕΑΡ – ΠΕΦΥ/ΤΕΙ Δυτ. Μακεδονίας Σελίδα 50