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

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

Το πρόβλημα των 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 επίπεδα αστικών 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

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – περιοχή Πυλαίας 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. Ο σταθμός τοποθετήθηκε στο δώμα του Δημαρχείου Πυλαίας. To DustTrak λειτουργεί με βάση την αρχή της σκέδασης φωτός από σωματίδια (nephelometer). Το συγκεκριμένο όργανο έχει βαθμονομηθεί σε PM10 και PM2.5 με βάση μετρήσεις σταθμών του Δήμου Θεσσαλονίκης. 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. Ο σταθμός τοποθετήθηκε σε δώμα πολυκατοικίας στην περιοχή Τριανδρίας. Οι αισθητήρες PM του Aeroqual AQM 60 λειτουργούν με βάση την αρχή της σκέδασης φωτός από σωματίδια (nephelometer) και έχουν διακριβωθεί με βάση μετρήσεις του Δήμου Θεσσαλονίκης. Δρ. Χρίστος Βλαχοκώστας, Αναστάσιος Τσαϊρέλης 9

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μηνιαίοι μέσοι όροι Μετρήσεις από τον σταθμό Πυλαίας Σταθμός Πυλαίας

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μηνιαίοι μέσοι όροι Μετρήσεις από σταθμούς Πυλαίας & Τριανδρίας για το κοινό διάστημα λειτουργίας τους Σταθμοί Πυλαίας, Τριανδρίας

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

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μέση ημερήσια διακύμανση Μετρήσεις από τον σταθμό Πυλαίας

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μέση ημερήσια διακύμανση Μετρήσεις από τον σταθμό Πυλαίας

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. Επίσης, links για τη σελίδα του συστήματος υπάρχουν στα: Παρατηρητήριο Αειφορίας και Περιβάλλοντος Θεσσαλονίκης (http://www.oset.gr/) ΥΠΕΚΑ (http://www.ypeka.gr/) CEST 2009 - Sept. 3rd - 5th 15

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 CEST 2009 - Sept. 3rd - 5th 16

Υπολογισμοί διασποράς – σενάρια εκπομπών 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 – Ημερήσια διακύμανση συγκεντρώσεων Υπολογισμοί διασποράς – Ημερήσια διακύμανση συγκεντρώσεων Σύγκριση αποτελεσμάτων μοντέλου-μετρήσεων για δύο χειμερινές ημέρες με δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκες 11/1/2013 21/1/2013 Οι χρονοσειρές υπολογισμών προέρχονται από τις δύο αντιπροσωπευτικές χειμερινές ημέρες με δυσμενή μετεωρολογικά χαρακτηριστικά, για τη θέση σταθμού Πυλαίας. Οι χρονοσειρές μετρήσεων προέρχονται από τον σταθμό της Πυλαίας, για τις ημερομηνίες του 2013 που φαίνονται στο σχήμα. Οι ημερομηνίες αυτές επιλέχθηκαν ως μετεωρολογικά «αντίστοιχες» εκείνων του υπολογιστικού έτους αναφοράς (2003).

Υπολογισμοί διασποράς – Μέσες συγκεντρώσεις PM10 Υποκατάσταση 70% από Καύσεις βιομάζας Βασική κατάσταση Οι διαφορές για τη χειμερινή περίοδο γίνονται ορατές σαν μετακίνηση του πλουμίου προς το κέντρο και ανατολικά, σε περιοχές χρήσης κατοικίας. 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 19

Υπολογισμοί διασποράς – Μεταβολές στα PM10 & PM2.5 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

Στοιχεία ατομικής ευθύνης Όλες οι συσκευές και τα συστήματα θέρμανσης πρέπει να διαθέτουν τη νόμιμη πιστοποίηση Τήρηση κανόνων συντήρησης και χρήση εγκεκριμένων και καλής ποιότητας καυσίμων σε κάθε εγκατάσταση Απαγορεύεται ρητά η καύση πάσης φύσεως βαμμένων ξύλων, επίπλων, χαρτιών και εντύπων, πλαστικού, υφασμάτων, απορριμμάτων και ελαστικών Απαγορεύεται η χρήση ξυλείας εμποτισμένης με χημικά, με δήθεν επιθυμητές ιδιότητες (αργή καύση, εύκολο άναμμα)

Επιπλέον φωτογραφίες/σχήματα

Επιπλέον φωτογραφίες/σχήματα