CHARAKTERYSTYKA DZIAŁALNOŚCI IPIŚ PAN UDZIAŁ IPIŚ PAN W REALIZACJI PROJEKTU

Transkrypt

1 CHARAKTERYSTYKA DZIAŁALNOŚCI IPIŚ PAN UDZIAŁ IPIŚ PAN W REALIZACJI PROJEKTU KRZYSZTOF KLEJNOWSKI, WIOLETTA ROGULA-KOZŁOWSKA INSTYTUT PODSTAW INŻYNIERII ŚRODOWISKA PAN Konferencja w Ostrawie

2 INSTYTUT PODSTAW INŻYNIERII ŚRODOWISKA Polskiej Akademii Nauk - jest najstarszą w Polsce placówką naukową prowadząca w sposób kompleksowy badania podstawowe i stosowane dotyczące inżynierii środowiska obejmujące zagadnienia techniczne, przyrodnicze, przestrzenne i prawno ekonomiczne Zabrze ul. M. Skłodowskiej-Curie 34 tel.: , fax: kanc@ipis.zabrze.pl 2

3 Schemat organizacyjny Instytutu Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk w Zabrzu 3

4 Profesorowie 10 % Adiunkci, asystenci 21 % Inżynieryjno techniczni 33 % Obsługa administracja 26 % Struktura zatrudnienia Przychody z działalności Działalność statutowa - 45,3 % Projekty badawcze - 5,6 % Przychody z pozostałej działalności badawczej - 23,5%

5 AKTUALNE KIERUNKI BADAŃ IPIŚ PAN W zakresie ochrony powietrza: oznaczanie składu fizyko-chemicznego pierwotnych i wtórnych aerozoli dla potrzeb oceny ich oddziaływania na zdrowie i środowisko, określanie wpływu zanieczyszczenia powietrza na zmiany klimatu, oznaczanie ilości i składu zanieczyszczeń emitowanych z instalacji przemysłowych i energetycznych, ze szczególnym uwzględnieniem substancji niebezpiecznych, badania właściwości chemicznych i fizyko-chemicznych substancji emitowanych do powietrza, wyznaczanie wskaźników emisji.

6 AKTUALNE KIERUNKI BADAŃ IPIŚ PAN W zakresie ochrony wód: metody oczyszczania ścieków i uzdatnianie wód dla celów przemysłowych, badania nad odzyskiem substancji biogennych ze ścieków komunalnych i przemysłowych, możliwości wykorzystania kopalin (torfy, lignity, iły, bentonity, diatomity) i surowców odpadowych jako ekonomicznych i skutecznych sorbentów metali ciężkich i zanieczyszczeń organicznych w remediacji wód, ścieków oraz gleb.

7 AKTUALNE KIERUNKI BADAŃ IPIŚ PAN W zakresie ochrony powierzchni ziemi: badania właściwości fizyczno-chemicznych odpadów, określenie wpływu zanieczyszczeń punktowych i obszarowych, w tym składowisk odpadów na środowisko, możliwości unieszkodliwiania i odzysku odpadów z uwzględnieniem robót inżynierskich i rekultywacji, oceny odpadów górnictwa węglowego i innych stałych odpadów przemysłowych pod względem krótko- i długoterminowego oddziaływania na środowisko wraz z wytycznymi w zakresie ekologicznie bezpiecznego wykorzystania i składowania, zabezpieczenia środowiska przed ujemnym oddziaływaniem odpadów, opracowanie przyrodniczych i technicznych podstaw bezglebowej rekultywacji terenów poprzemysłowych

8 LABORATORIUM BADAWCZE Powietrze emisja badania akredytowane i Pobieranie próbek - metoda grawimetryczna. Natężenie przepływu gazów dla ciśnienia dynamicznego >10Pa. Stężenie i strumień masy pyłu. Zawartość BTEX. Stężenie i strumień masy benzenu, toluenu o,m,p-ksylenu i etylobenzenu - metoda chromatografii gazowej. Stężenie NO, NO 2, SO 2, CO, CO 2, O 2 i strumień masy NO, NO 2, SO 2, CO,CO 2 - metoda absorpcji promieniowania IR. Badania składu ziarnowego pyłu.

9 WYPOSAŻENIE DO BADAŃ INSTYTUT posiada nowoczesną aparaturę badawczą: chromatografy gazowe, cieczowe i jonowe, spektrometry ED-XRF, FTIR, ICP-MS, FAAS GC-MS) oraz specjalistyczną aparaturę do pobierania i badań składu fizykochemicznego pyłów i aerozoli mobilne laboratoria do badań in situ emisji i imisji.

10 Projekty europejskie realizowane przez IPIŚ PAN Screening and Monitoring of anthropogenic pollution over Central Europe by using magnetic proxies (MAGPROX, ), Integrated Soil and Water Protection: Risk from Diffuse Pollution (SOWA, ), Safe Management of Mining Waste and Waste Facilities ( ) within the EU 6th Framework Program, Environmental Enterprise Service Provider project ( ). 10

11 BADANIA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA - IMISJA TEMAT: Zanieczyszczenie powietrza pyłem w aglomeracjach miejskoprzemysłowych ( ) Zadania: Ocena poziomu i charakterystyka zmienności stężenia PM2,5 oraz zbadanie jego udziału w zanieczyszczeniu powietrza pyłem zawieszonym. Ocena poziomu i charakterystyka zmienności stężenia PM1 oraz zbadanie jego udziału w zanieczyszczeniu powietrza pyłem respirabilnym. Właściwości pyłu ze źródeł komunikacyjnych badania stężenia pyłu i jego składników ze źródeł komunikacyjnych. Opracowanie i wdrożenie metodyki oznaczania zanieczyszczeń w pyle PM2,5 z wykorzystaniem techniki ED-XRF.

12 BADANIA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA - EMISJA TEMAT: Badanie emisji wybranych toksycznych substancji zanieczyszczających powietrze, ( ). Zadania: Właściwości pyłów emitowanych z wybranych procesów przemysłowych, w tym: właściwości pyłów emitowanych z instalacji w przemyśle koksowniczym, właściwości pyłów emitowanych z instalacji w przemyśle metalurgicznym, właściwości pyłów emitowanych z instalacji w energetyce zawodowej.

13 PROJEKTY WŁASNE MNiSW I PROJEKTY CELOWE Dystrybucja wybranych form węgla organicznego (OC) i pierwiastkowego (EC) w powietrzu województwa śląskiego w obszarach charakteryzujących się zróżnicowaną strukturą emisji pyłu - praca w toku. Badania wpływu ruchu drogowego na skład fizykochemiczny oraz udział nanocząstek w aerozolu atmosferycznym praca w toku. Specjacja rtęci atmosferycznej w obszarach miejsko-przemysłowych. Zastosowanie absorpcyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w piecu grafitowym do oznaczania pierwiastków śladowych w drobnych frakcjach ziarnowych pyłu zanieczyszczającego powietrze. Właściwości pyłu respirabilnego emitowanego z wybranych instalacji. Charakterystyka emisji pyłowych i gazowych substancji zanieczyszczających przy spalaniu węgla w paleniskach fluidalnych.

14 BADANIA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA Indeks zanieczyszczenia powietrza aerozolem pyłowym i jego gazowymi prekursorami. Występowanie rtęci w pyle zawieszonym i opadającym oraz analiza czynników decydujących o dystrybucji rtęci atmosferycznej. Charakterystyka czynników wpływających na poziom stężeń i skład chemiczny wybranych frakcji pyłu zawieszonego w aspekcie środowiskowego ryzyka zdrowotnego mieszkańców aglomeracji miejsko-przemysłowych - COST/87/2006.

15 BADANIA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA W ramach sieci Środowisko i Zdrowie: Aerozole a zagrożenia zdrowia chorobami układu sercowo naczyniowego i oddechowego. Środowiskowe zagrożenia zdrowia dzieci. Czynniki środowiskowe a endemie raka płuca. Dla potrzeb administracji i przemysłu: Monitoring pyłu PM2,5 i benzenu w Zabrzu. Zanieczyszczenie powietrza w obrębie woj. śląskiego w świetle wymogów UE ocena wstępna z określeniem kierunków modernizacji systemu monitoringu. Wykonanie terenowych badań porównawczych oraz opracowanie procedur kontroli jakości dla pomiarów pyłu PM10

16 stężenie [µg/m 3 ] ZMIANY STĘŻEŃ PYŁU PM2,5 W LATACH W ZABRZU stężenie średnioroczne stężenie średnie w sezonie zimowym stężenie średnie w sezonie letnim dopuszczalne stężenie średnioroczne* * dopuszczalne stężenie średnioroczne pyłu PM2,5 wg Dyrektywy P e i Rady w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy. Dz. U. UE nr L 152 z dnia r.

17 INDEKS JAKOŚCI POWIETRZA DLA PM2,5 W ZABRZU PORÓWNANIE LAT (% CZASU) CAŁY ROK SEZON ZIMOWY SEZON LETNI 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% dobra jakość powietrza umiarkowana jakość powietrza warunki niezdrowe dla grup wrażliwych warunki niezdrowe warunki bardzo niezdrowe warunki niebezpieczne

18 stężenie [µg/m 3 ] ŚREDNIE MIESIĘCZNE STĘŻENIA SADZY I PYŁU PM2,5 W ZABRZU W 2009 R. lut-09 mar-09 kwi-09 sie-09 wrz-09 paź-09 lis-09 gru-09 sadza pył PM2,5

19 Sezon zimowy, dni robocze ŚREDNI SKŁAD CHEMICZNY PYŁU DROBNEGO (PM2,5) W SEZONIE ZIMOWYM. masa nieoznaczona 29,34% OC 11,27% Pozostałe pierwiastki: Ag, As, Au, Ba, Br, Cd, Cr, Cs, Cu, Ga, Ge, I, Mn, Mo, Ni, Pd, Rb, Rh, Sb, Se, Sn, Sr, Te, W, Y 0,22% EC 30,98% Pierwiastki krustalne: Al, Ca, Fe, Si, Ti 1,37% Pb 0,10% Zn 0,35% K 0,66% Cl 3,17% P 0,52% SO42-12,12% NO3-5,58% F- 0,21% Mg2+ 0,13% NH4+ 3,43% Na+ 0,56%

20 ŚREDNI SKŁAD CHEMICZNY PYŁU DROBNEGO (PM2,5) Sezon letni, dni robocze W SEZONIE LETNIM Cl 0,26% Pierwiastki krustalne: Al, Ca, Fe, Si, Ti 5,38% Zn 0,41% Pb 0,15% Pozostałe pierwiastki: Ag, As, Au, Ba, Br, Cd, Cr, Cs, Cu, Ga, Ge, I, Mn, Mo, Ni, Pd, Rb, Rh, Sb, Se, Sn, Sr, Te, W, Y 0,31% masa nieoznaczona 2,27% OC 24,85% K 1,00% P 0,97% SO42-19,07% NO3-2,44% F- 0,29% Na+ 1,30% EC 38,25% Mg2+ 0,00% NH4+ 3,06%

21 stężenie [mg/m 3 ] WYNIKI BADAŃ STĘŻENIA BENZENU W Zabrzu ( )

22 POMIARY STĘŻENIA RTĘCI W ZABRZU stanowisko komunikacyjne (PSP) stanowisko tła miejskiego (IPIŚ PAN) stężenie TGM, ng m Zabrze PSP stężenie TGM, ng m Zabrze IPIŚ Średnie stężenie rtęci gazowej w Zabrzu, w latach wynosiło na stanowisku PSP 3,1 ng/m 3, a na stanowisku IPIŚ PAN 3,2 ng/m 3, tj. na poziomie zbliżonym do innych miast Aglomeracji Górnośląskiej.

23 ROZBUDOWA ZAPLECZA DO AUTOMATYCZNYCH I MANUALNYCH POMIARÓW STĘŻENIA ATMOSFERYCZNEJ RTĘCI stacjonarny system do automatycznej specjacji Hg (Tekran, Kanada) mobilny system do automatycznych pomiarów Hg o rozdzielczości 1 min. (Lumex, Rosja-USA) laboratoryjny analizator Hg do próbek stałych, ciekłych i gazowych (Nippon, Japonia)

24 ROZBUDOWA ZAPLECZA DO BADAŃ AEROZOLI ANALIZATOR WĘGLA ORGANICZNEGO I ELEMENTARNEGO W AEROZOLACH 1. Minimalna oznaczana wielkość całkowitego węgla organicznego (OC) - 0,1μgC 2. Minimalna oznaczana wielkość całkowitego węgla pierwiastkowego (EC) - 0,1μgC 3. Maksymalne tło przyrządu - 0,1μgC (normalnie <0.01 0,05 μgc)

25 Aktualnie prowadzone projekty badawcze W ramach Projektu: KLIMAT Wpływ zmian klimatu na środowisko, gospodarkę i społeczeństwo Stan zanieczyszczenia powietrza w Polsce i jego wpływ na jakość życia możliwości ograniczenia skutków W ramach PMS (GIOŚ): Sprawdzenie i kalibracja systemów pomiarowych w sieciach monitoringu powietrza zanieczyszczenia gazowe faza II Wykonanie terenowych badań porównawczych dla pomiarów pyłu PM10 i PM2,5 Analiza stanu zanieczyszczenia powietrza pyłem PM10 i PM2,5 z uwzględnieniem składu chemicznego pyłu oraz wpływu źródeł naturalnych W ramach INTERREG: System informacji o jakości powietrza w obszarze Pogranicza Polski Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw

26 UDZIAŁ IPIŚ W ZADANIACH REALIZOWANYCH W PROJEKCIE Identyfikacja problemów jakości powietrza w badanym obszarze - Przygotowanie przestrzennych danych cyfrowych Inwentaryzacja i charakterystyka źródeł zanieczyszczeń Wdrożenie modelu rozprzestrzeniania zanieczyszczeń ADMOSS: Realizacja wspólnych pomiarów zanieczyszczeń powietrza KORDYNACJA PO STRONIE POLSKIEJ Ocena transgranicznego transportu zanieczyszczeń Wdrożenie systemu informacji o zanieczyszczeniu powietrza 26

27 Obszar analizy prowadzonej przez: IPIŚ PAN IDENTYFIKACJA PROBLEMÓW JAKOŚCI POWIETRZA W BADANYM OBSZARZE Powiat raciborski Powiat rybnicki Powiat wodzisławski Powiat grodzki m. Jastrzębie-Zdrój Powiat grodzki miasto Rybnik Powiat grodzki miasto Żory Miasto Racibórz Miasto i gmina Kuźnia Raciborska Gmina Nędza Gmina Rudnik Gmina Pietrowice Wielkie Gmina i miasto Krzanowice Gmina Kornowac Gmina Krzyżanowice Miasto i gmina Czerwionka- Leszczyny Gmina Lyski Gmina Gaszowice Gmina Świerklany Gmina Jejkowice Miasto Wodzisław Śląski Miasto Pszów Miasto Rydułtowy Miasto Radlin Gmina Lubomia Gmina Marklowice Gmina Mszana Gmina Gorzyce Gmina Godów Miasto Jastrzębie-Zdrój Miasto Rybnik Miasto Żory 27

28 POMIARY IMISJI RACIBÓRZ Airpointer POMIAR: PM2,5 SO2 NOX, NO, NO2 VOC CO 28

29 POMIARY IMISJI MOBILNA STACJA POMIAROWA 29

30 ULTRAFINE PARTICLE MONITORS MODEL 3031 UFP pomiar: ciągły w czasie rzeczywistym nanocząstek w powietrzu atmosferycznym, z rejestracją 10 minutową zakres rozmiarów mierzonych cząstek: nm podzielonych na 6 kanałów zakres stężeń: cząstek/cm 3 przy 20 nm, cząstek/cm 3 przy 200 nm zasada działania: analizator mobilności elektrycznej (DMA) Rozdzielczość (rozmiar) Rozdzielczość czasowa Rozdaj detektora Warunki pracy 6 kanałów: nm, nm, nm, nm, nm, > 200 nm 10 min (+ 1 min czas zerowania) Czuły elektrometr Temperatura: C Wilgotność: 0 90%RH Ciśnienie: kpa ( atm.) Wilgotność aerozolu Wymiary Waga < 50%RH Model 3031: (HWD) in. Model : in. 40 kg

31 stężenie [µg/m 3 ] liczebność cząstek [#/cm 3 ] Wyniki Pomiarów UFP sierpień 2009 r godzina (UTC+2) 10xBC PM2.5 PM10 cząstki nm Liczebności cząstek poszczególnych frakcji oraz 1-godzinne stężenia sadzy, pyłu PM2.5 i PM10 w dniu 21 sierpnia 2009 r.

32 INWENTARYZACJA EMISJI Cel: zebranie danych o EMISJACH I PARAMETRACH TECHNICZNYCH emitorów: punktowych, liniowych i powierzchniowych w obszarze wsparcia i w rejonie domeny obliczeniowej modelu Źródła danych: -urzędy wydające pozwolenia na wprowadzanie pyłów lub gazów, -statystyka opłatowa, -raporty OOŚ, -program POP, -badania i pomiary wykonywane w ramach innych projektów w obszarze wsparcia, -ankiety, -wizje terenowe, -analizy GIS. 32

33 33