Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας και ξύλου στην ποιότητα αέρα:Μετρήσεις και προσομοιώσεις Ν. Μουσιόπουλος Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, ΑΠΘ

Περίγραμμα παρουσίασης • Το πρόβλημα των ανεξέλεγκτων καύσεων • Εκπομπές σωματιδίων • Επιβαρυντικοί παράγοντες • Μετρήσεις αιωρούμενων σωματιδίων στη Θεσσαλονίκη • Επιλεγμένες θέσεις μετρήσεων • Μηνιαίοι μέσοι όροι • Ημερήσια διακύμανση • Εκτίμηση συγκεντρώσεων με χρήση μοντέλων • Το Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα • Σενάρια εκπομπών • Εκτιμήσεις προσαυξήσεων συγκεντρώσεων • Συμπεράσματα

Το πρόβληματων ανεξέλεγκτων καύσεων Αύξηση χρήσης βιομάζας ξυλείας για θέρμανση Πτώση ζήτησης πετρελαίου λόγω αύξησης του Ε.Φ.Κ. Δυσμενής οικονομική συγκυρία Καταγραφή ιδιαίτερα υψηλών συγκεντρώσεων ρύπων 29/03/2013

Το πρόβληματων ανεξέλεγκτων καύσεων – εκπομπές σωματιδίων • Ισχυρές πηγές εκπομπής λεπτόκοκκων σωματιδίων • Τα εκπεμπόμενα σωματίδια επιβαρύνουν τον ήδη βεβαρημένο από εκπομπές κυκλοφορίας αστικό αέρα • Οι εκπομπές εντείνονται κατά τις κρύες περιόδους, οι αντίστοιχες μετεωρολογικές συνθήκες ευνοούν τη συσσώρευση ρύπων • Επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία • Καρδιοαναπνευστικά προβλήματα • Αύξηση θνησιμότητας/μείωση προσδόκιμου βίου • Καρκίνος των πνευμόνων • Συστηματική φλεγμονή και οξειδωτικό στρες

Το πρόβληματων ανεξέλεγκτων καύσεων – εκπομπές σωματιδίων Περισσότερο από 90% των πρωτογενών εκπομπών σωματιδίων από καύσεις σε τζάκια-σόμπες αφορούν το λεπτόκοκκο κλάσμα PM2.5

Το πρόβληματων ανεξέλεγκτων καύσεων – επιβαρυντικοί παράγοντες • Χρήση μη πιστοποιημένων συστημάτων καύσης • Συστήματα παλαιάς τεχνολογίας • Ανεπαρκής συντήρηση • Ανεξέλεγκτη χρήση ακατάλληλων καυσίμων • Ανεπάρκεια ελέγχων ποιότητας καυσίμων από τους αρμόδιους φορείς • Ανεπαρκής ενημέρωση ή αδιαφορία του καταναλωτή

Ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των καύσεων στα επίπεδααστικών συγκεντρώσεων PM • Διεξαγωγή πολύμηνων μετρήσεων πεδίου σε θέσεις αστικού υποβάθρου για τις συγκεντρώσεις διαφορετικών κλασμάτων PM, διαμέτρου ως 10, 2.5 και 1.0 μm. • Εξέταση σεναρίων: βασικής κατάσταση (καύσεις πετρελαίου) και υποκατάστασης καυσίμου (καύσεις ξύλων και παραγώγων) • Εκτίμηση του βαθμού υποκατάστασης και γεωγραφικής κατανομής των εκπομπών με χρήση συστήματος GIS • Εισαγωγή σεναρίων εκπομπών στη γραφική διεπαφή του Συστήματος Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα (ΣΔΠΑ) που έχει αναπτυχθεί στο ΕΜΘΠΜ. • Εκτέλεση μοντέλου διασποράς και χημικού μετασχηματισμού για αποτίμηση της επιβάρυνσης στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις με διαφορετικά σενάρια εκπομπών

Μετρητικό όργανο DustTrak 8520 για τη μέτρηση και καταγραφή των αιωρούμενων σωματιδίων PM2.5. Η περιοχή χαρακτηρίζεται ως αστική. Η πλειονότητα των κτιρίων της περιοχής είναι κατοικίες ενώ παρατηρείται αυξημένος κυκλοφοριακός φόρτος. Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – περιοχή Πυλαίας Δρ. Χρίστος Βλαχοκώστας, Σάββας Νικολαΐδης

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – περιοχή Τριανδρίας Μετρητικό όργανο Aeroqual AQM 60. Aeroqual AQM 60. Ενότητες αισθητήρων αέριων ρύπων (CO, NO2, NOx, O3, PM2.5, PM10 ) και μετεωρολογικών δεδομένων. Περιοχή με χρήσεις κατοικίας, χωρίς σημαντικό κυκλοφοριακό φόρτο. Δρ. Χρίστος Βλαχοκώστας, Αναστάσιος Τσαϊρέλης

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μηνιαίοι μέσοι όροι Σταθμός Πυλαίας

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μηνιαίοι μέσοι όροι Σταθμοί Πυλαίας, Τριανδρίας

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μέση ημερήσια διακύμανση • Σημαντική αύξηση (πάνω από 3 φορές) στις συγκεντρώσεις PM2.5κατά τη διάρκεια του ψυχρότερου μήνα. • Ισχυρό μέγιστο κατά τις απογευματινές και βραδινές ώρες.

Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα στη Θεσσαλονίκη (1/2) • Αναπτύχθηκε από το Εργαστήριό μας και εγκαταστάθηκε, μεταξύ των άλλων, στον ΟΡΘΕ (Οργανισμός Ρυθμιστικού Σχεδίου και Προστασίας Περιβάλλοντος Θεσσαλονίκης), για την εκτίμηση ποιότητας αέρα στην Ευρύτερη Περιοχή Θεσ/νίκης. • Βασικές Λειτουργίες: • Εκτίμηση της ποιότητας αέρα σε πραγματικό χρόνο • Πρόβλεψη 24ώρου. • Διεξαγωγή υπολογισμών σεναρίων • Τα αποτελέσματα των υπολογισμών γίνονται διαθέσιμα στο κοινό μέσω της ιστοσελίδας του ΟΡΘΕ.

Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα στη Θεσσαλονίκη (2/2) • Δυνατότητα διεξαγωγής υπολογισμών σεναρίων ποιότητας αέρα βασισμένων σε σενάρια εκπομπών που δημιουργήθηκαν μέσω της χρήσης κατάλληλου λογισμικού • Η περιοχή υπολογισμού των σεναρίων επιλέγεται από το χρήστη μέσω γραφικής διεπαφής • Τα αποτελέσματα των υπολογισμών γίνονται διαθέσιμα υπό μορφή χαρτών, χρονοσειρών και στατιστικών δεικτών

Υπόβαθρο εκπομπών: από τη βάση δεδομένων που χρησιμοποιείται στο ΣΔΠΑ σε επιχειρησιακή βάση Εισαγωγή σεναρίων με χρήση της γραφικής διεπαφής που έχει αναπτυχθεί στο ΕΜΘΠΜ. Υπολογισμοί διασποράς βάσει δύο σεναρίων: Βασικής κατάστασης (προ του 2011) Υποκατάστασης πετρελαίου θέρμανσης από καύσεις βιομάζας στο 70% των οικιακών εγκαταστάσεων Υπολογισμοί διασποράς – σενάρια εκπομπών

Υπολογισμοί διασποράς – Ημερήσια διακύμανση συγκεντρώσεων Σύγκριση αποτελεσμάτων μοντέλου-μετρήσεων για δύο χειμερινές ημέρες με δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκες 21/1/2013 11/1/2013

Υπολογισμοί διασποράς – Μέσες συγκεντρώσεις PM10 Υποκατάσταση 70% από Καύσεις βιομάζας Βασική κατάσταση • Αύξηση >50% στις μέσες συγκεντρώσεις PM10 κατά τη διάρκεια μιας ολιγοήμερης χειμερινής περιόδου με δυσμενή μετεωρολογία • Μετατόπιση μεγίστου από τα δυτικά προς το κέντρο και ανατολικά

Υπολογισμοί διασποράς – Μεταβολές στα PM10 & PM2.5 PM2.5 PM10 • Οι χάρτες μεταβολής μέσων συγκεντρώσεων (υποκατάσταση καυσίμου) – (βασική κατάσταση) δείχνουν μετατόπιση του μεγίστου προς τα ανατολικά • Το 75% της αύξησης αφορά το λεπτόκοκκο κλάσμα (PM2.5)

Συμπεράσματα • Η καύση βιομάζας και ξύλου οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της μέσης μηνιαίας συγκέντρωσης των λεπτών σωματιδίων τους χειμερινούς μήνες (Νοέμβριος 2012 – Ιανουάριος 2013). • Προκύπτει επίσης έντονη (μέχρι και 75%) αύξηση των αιωρούμενων σωματιδίων τις απογευματινές και βραδινές ώρες (17:00-24:00) της χειμερινής περιόδου. • Με βάση τις προσομοιώσεις, το σενάριο υποκατάστασης 70% συνεπάγεται αυξήσεις των συγκεντρώσεων PM κατά 50%. • Η σύγκριση υπολογισμών με μετρήσεις αποδεικνύει εκ νέου την αξιοπιστία του συστήματος διαχείρισης ποιότητας αέρα.

Ευχαριστίες • Θερμές ευχαριστίες στους συνεργάτες • Χρίστο Βλαχοκώστα • Αλεξία Μιχαηλίδου • Γιώργο Μπανιά • Γιάννη Ντούρο • Γιώργο Τσέγα • για τη συνεισφορά τους στην παρούσα ερευνητική δράση. • Βλ. και http://aix.meng.auth.gr

Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

Presentation Transcript