ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE. Weryfikacja prognoz zasięgu zapachowej uciąŝliwości emitorów

ZACHODNIOPOMORSKI UNIWERSYTET TECHNOLOGICZNY W SZCZECINIE Kierunek studiów: InŜynieria Chemiczna i Procesowa Specjalność: Zarządzanie i eksploatacja w systemach produkcyjnych Anna Rusin Weryfikacja prognoz zasięgu zapachowej uciąŝliwości emitorów Praca magisterska wykonana w Zakładzie Ekologicznych Podstaw InŜynierii Środowiska w Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza pod kierunkiem: prof. dr hab. inŝ. Joanny Kośmider Szczecin 2009 1

Streszczenie Celem pracy była doświadczalna weryfikacja wyników modelowania rozprzestrzeniania się odorantów metodą zalecaną przez Ministra Środowiska dla innych zanieczyszczeń powietrza. Badania dotyczyły zapachowej uciąŝliwości fermy tuczu trzody chlewnej POLDANOR S.A. w Miętnie koło Nowogardu. Wielkość emisji zapachowej oszacowano na podstawie informacji o liczbie tuczników oraz wskaźnika emisji zapachowej 30 ou/s tucznik (wartość przeciętna spośród dostępnych w piśmiennictwie). Modelowanie dyspersji odorantów wykonywano stosując własne róŝe wiatrów, charakteryzujące warunki meteorologiczne w kolejnych dniach terenowych pomiarów. Pomiary terenowe zostały wykonane we wrześniu 2008. Uczestniczył w nich siedmioosobowy zespół studentów dyplomanci i członkowie Koła Zapachowej Jakości Powietrza. StęŜenie zapachowe oznaczano w punktach otoczenia fermy leŝących po stronie zawietrznej (w zasięgu smugi zanieczyszczeń). Pomiary wykonano dwiema metodami: skalowaniem intensywności zapachu oraz z uŝyciem czterech olfaktometrów terenowych NASAL RANGER. Porównując wyniki modelowania dyspersji odorantów z wynikami pomiarów wykonanych z uŝyciem NASAL RANGER stwierdzono dobrą zgodność obu zbiorów. 2

Spis treści strona Spis tabel 4 Spis rysunków 5 Spis oznaczeń 6 WSTĘP 8 I. CZĘŚĆ REFERATOWA 9 1. Zapachowa uciąŝliwość hodowli trzody chlewnej 9 2. Przegląd standardów zapachowej jakości powietrza 12 3. Metody terenowych ocen zapachowej jakości powietrza 19 3.1. Informacje ogólne 19 3.2. Skalowane intensywności zapachu 20 3.2.1. Rodzaje skal intensywności zapachu (Stany Zjednoczone, Polska) 20 3.2.2. Prawa psychofizyczne i obliczanie stęŝenia zapachowego 22 3.3. Olfaktometr terenowy NASAL RANGER (Stany Zjednoczone) 24 3.4. Godziny odorowe (Niemcy) 27 3.5. Triangular Odor Bag Method 28 3.6. Badania socjologiczne 29 4. Matematyczne modelowanie dyspersji zanieczyszczeń powietrza 30 4.1. Procesy zachodzące w atmosferze 30 4.2. Rodzaje matematycznych modeli dyspersji zanieczyszczeń powietrza 33 4.3. Referencyjny model dyspersji zanieczyszczeń 35 II. BADANIA WŁASNE 39 1. Cel i zakres pracy 39 2. Obiekt badań 39 3. Metodyka badań 42 3.1. Program OPERAT 2000 i zastosowane metody obliczeń 42 3.2. Terenowe pomiary stęŝenia zapachowego 48 3.2.1. Wyznaczanie połoŝenia punktów pomiarowych 48 3.2.2. Rejestracja warunków meteorologicznych 49 3.2.3. Metody pomiarów stęŝenia zapachowego 54 4. Wyniki pomiarów i obliczeń 60 4.1. Wyniki pomiarów 60 4.2. Modelowanie dyspersji odorantów 62 4.2.1. Charakterystyka emitorów 62 4.2.2. ZałoŜenia dotyczące topograficznych i meteorologicznych 64 3

warunków dyspersji 4.2.3. Wyniki obliczeń dotyczących skali roku 65 4.2.4. Wyniki obliczeń dotyczących okresu pomiarów terenowych 70 5. Omówienie wyników pomiarów i obliczeń 76 III. Wnioski 79 Piśmiennictwo 80 Spis tabel Lp. Tytuł Strona 1. Emisja odorów z gnojownicy 11 2. Zapotrzebowanie na białko w róŝnych okresach Ŝycia 11 3. Wpływ zawartości białka w diecie na przyrost masy i emisję odorów 12 4. Zestawienie standardów odorowych obowiązujących w wybranych krajach europejskich 13 Sposób przeliczania sztuk trzody hodowlanej na niemieckie jednostki 5. przeliczeniowe [GV], zgodnie z VDI 3471 15 6. Wartości współczynników korygujących wyniki oznaczania liczby godzin odorowych 16 7. Dopuszczalne częstości występowania godzin odorowych 16 Poziomy uciąŝliwości zalecane dla instalacji o róŝnym stopniu uciąŝliwości zapachowej 8. w Wielkiej Brytanii według IPPC H4 18 9. Projekt polskich standardów zapachowej jakości powietrza, grudzień 2003 19 10. Projekt polskich standardów zapachowej jakości powietrza (DPE, październik 2004) 19 Projekt polskich standardów zapachowej jakości powietrza (Politechnika Szczecińska, 11. (Pracownia Zapachowej Jakości Powietrza, grudzień 2004) 19 Projekt poziomów odniesienia dla zapachowej jakości powietrza, według załącznika do 12. 19 projektu ustawy o przeciwdziałaniu uciąŝliwości zapachowej (październik 2008) 13. Skala intensywności zapachu opisana w VDI-Richtlinien 3882 21 14. Przykłady Odor Intensity Referencing Scales (OIRS) 22 15. Kategorie zapachowej uciąŝliwości 30 16. Wartości współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu z 0 38 17. Stany równowagi atmosfery i wartości wykładnika meteorologicznego 39 18. Sytuacje meteorologiczne 39 19. Tabela meteorologiczna dla stacji Szczecin-Dąbie 47 20. Tabela meteorologiczna dla 29.09.08 (przykład) 48 21. Warunki meteorologiczne w punkcie pomiarowym (przykład) 54 22. Zestawienie punktów i danych meteorologicznych 54 23. Wyniki badań węchowej wraŝliwości uczestników badań (przykład) 56 24. Dane techniczne NASAL RANGER 57 25. Przykład obliczeń wyniku zespołowego pomiaru z uŝyciem Nasal Ranger 58 26. Zestawienie wyników pomiarów 62 Oszacowanie udziałów emitorów laguna (L) i chlewnia (Ch) w łącznej emisji 27. zapachowej 64 28. Dane do obliczeń stęŝeń w sieci receptorów (OPERAT 2000) 64 29. Obliczenia stanów równowagi atmosfery 65 Zestawienie wyników obliczeń częstości przekroczenia 1 ou/m 30. oraz 3 ou/m 3 dla trzech róŝnych róŝ wiatrów 67 Porównanie stęŝeń zapachowych otrzymanych w wyniku pomiarów terenowych oraz 31. przez modelowanie matematyczne 77 4

Spis rysunków Lp. Tytuł Strona 1. Struktura skarg na uciąŝliwość zapachową według działów gospodarki 10 2. Struktura skarg na uciąŝliwość zapachową według typów hodowli 11 3. Wykres minimalnych odległości od odległości od chlewni mieszczących od 500 do 2500 tuczników przeliczeniowych 15 4. Diagram minimalnych odległości fermy od budynków mieszkalnych, dla róŝnej liczby jednostek przeliczeniowych LJP oraz sposobu prowadzenia hodowli (system punktowy) 16 5. Przykład indywidualnej karty ocen intensywności zapachu 23 6. Porównania prawa Webera-Fechnera i Stevensa dla średnich intensywności zapachu 24 7. Wykres zaleŝności intensywności zapachu trzody chlewnej od stęŝenia zapachowego 25 8. Budowa olfaktometru NASAL RANGER 25 9. NASAL RANGER komplet i pokrętło regulacyjne [17, 18] 26 10. Pomiar olfaktometrem NASAL RANGER na fermie Amarillo w Teksasie 26 11. Rozkład stęŝenia zapachowego w smudze, wyznaczony z uŝyciem Nasal Ranger [15] 28 12. Określanie liczby godzin odorowych zastosowanie urządzenia MF3 (ECOMA) 28 13. Triangular Odor Bag Method - selekcja członków zespołu [42] 29 14. Triangular Odor Bag Method - przygotowanie próbek i test [42] 29 15. Schemat globalnej cyrkulacji atmosferycznej 31 16. Schemat układu mas powietrza w stanie równowaga chwiejnej i stałej 32 17. Schemat rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w atmosferze 33 18. Smuga zanieczyszczeń powietrza 37 19. Rozkład stęŝeń przygruntowych według modelu Gaussa 37 20. Zbiorniki na gnojownicę 41 21. Ferma i wieś 41 22. Ferma 41 23. Otwarty zbiornik gnojowicy i przekrój poprzeczny zbiornika w budowie 42 24. Chlewnie 42 25. Podział emitorów 43 26. RóŜe wiatrów dla stacji meteorologicznych w Szczecin-Dąbiu, Szczecinku i Koszalinie 46 27. RóŜe wiatrów dla poszczególnych dni pomiarów 49 28. PołoŜenie punktów stałych 50 29. PołoŜenie punktów pomiarowych dla 25.09.08 50 30. GPS e-trex 51 31. Zasada działania GPS 52 32. Zasada działania DGPS 53 33. Prognoza prędkości wiatru na wysokości 30m 53 34. Zasada działania przenośnej stacji meteorologicznej 55 35. Pomiar progów węchowych wykonywany przy uŝyciu olfaktometru TO7 56 36. Pomiar stęŝenia zapachowego z uŝyciem olfaktometrów Nasal Ranger 57 37. Pomiar stęŝenia metodą skalowania intensywności zapachu 58 38. Indywidualna karta oceny intensywności zapachu (przykład) 59 39. Przykład zbiorczej karty ocen intensywności zapachu (28.09.08, pkt31) 60 40. StęŜenia zapachowe wyznaczone w otoczeniu fermy 25.09.08 i 26.09.08 63 41. Dane o emisji dla Laguny 65 42. Dane o emisji dla Chlewni 65 43. PołoŜenie Miętna względem stacji IMiGW 66 44. Częstość przekroczeń 1ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie 68 45. Częstość przekroczeń 3ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie 68 46. Częstość przekroczeń 1ou/m 3 dla róŝy wiatrów Koszalin 69 47. Częstość przekroczeń 3ou/m 3 dla róŝy wiatrów Koszalin 69 48. Częstość przekroczeń 1ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecinek 70 49. Częstość przekroczeń 3ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecinek 70 50. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 25.09.08 72 51. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 25.09.08 72 52. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 26.09.08 73 53. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 26.09.08 73 54. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 27.09.08 74 55. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 27.09.08 74 5

56. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 28.09.08 75 57. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 28.09.08 75 58. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 29.09.08 76 59. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 29.09.08 76 60. Porównanie prognozowanych stęŝeń zapachowych jednogodzinnych średnich i maksymalnych z wynikami pomiarów wykonanych z uŝyciem NASAL RANGER 79 61. Porównanie prognozowanych stęŝeń zapachowych jednogodzinnych średnich i maksymalnych z wynikami pomiarów wykonanych z uŝyciem metody skalowania intensywności zapachu 79 Spis oznaczeń Symbol Jednostka Opis ou, ou E - jednostka zapachowa i europejska jednostka zapachowa (zgodnie z EN:13725) T% % częstości przekroczeń w skali roku A1 - tereny o funkcji chronionej: mieszkalne, uzdrowiska, miejsca pobytu dzieci, tereny wypoczynkowo-rekreacyjne B1 - obszary zabudowy mieszkalnej z usługami oraz zabudowy zagrodowej C1 - tereny mieszkalne na obszarach przemysłowych A2 - tereny mieszkalne, usługowe, rekreacyjno-wypoczynkowe B2 - tereny rolnicze H0 - zapach neutralny lub przyjemny H1 - zapach nieprzyjemny D 60 mg/m 3, ou/m 3 S śr, - intensywność zapachu średnia piętnastosekundowa S m - intensywność zapachu maksymalna piętnastosekundowa c od ou/m 3 stęŝenie zapachowe k WF - współczynnik Webera-Fechnera S - intensywność zapachu c ou/m 3 stęŝenie zapachowe dopuszczalne średnie jednogodzinne stęŝenie zanieczyszczeń powietrza c th mg/m 3 (1ou/m 3 ) próg wyczuwalności węchowej k s, n - stałe empiryczne w równaniu Stevensa B siła bodźca stosunek strumienia oczyszczonego i surowego, D/T - stopień rozcieńczenia w NASAL RANGER Z ITE - indywidualne oszacowanie stęŝenia zapachowego Z - stopień rozcieńczenia stopnie rozcieńczenia, przy których był wyczuwalny zapach oraz jeszcze Z TAK, Z NIE - nie S xyz mg/m 3 stęŝenie zanieczyszczenia powietrza w punkcie o współrzędnych x,y,z x,y,z - współrzędne E mg/m 3 emisja u m/s średnia prędkość wiatru w warstwie powietrza od powierzchni gruntu do wysokości punktu wyniesienia m - wykładnik meteorologiczny H m wysokość pozornego punktu emisji (efektywna wysokość komina) - współczynniki dyfuzji atmosferycznej A, B, a, b parametry równań do określania współczynników dyfuzji c od (x, y, z) ou/m 3 stęŝenie zapachowe 6

Q od ou/s, kou/h emisja zapachowa u h, u a m/s prędkości wiatru na wysokości anemometru (a) i na wysokości wylotu komina (h) z 0 m współczynnik aerodynamicznej szorstkości terenu c od,15m ou/m 3 stęŝenie zapachowe średnie odniesione do 15 minut c od,chwilowe ou/m 3 stęŝenie zapachowe chwilowe c od,60m,maks ou/m 3 stęŝenie zapachowe maksymalne odniesione do 60 minut c od,60m,śr ou/m 3 stęŝenie zapachowe średnie odniesione do 60 minut W i I k współczynnik wagi dla kategorii uciąŝliwości indeks uciąŝliwości dla tygodnia N k - łączna liczba obserwacji w tygodniu K k - współczynnik korygujący liczbę godzin odorowych n V N - suma godzin odorowych liczba ocen terenowych: liczba uczestników badań liczba kontroli w roku 7

Wstęp Działalność gospodarcza prowadzi do emisji odorantów, które negatywnie wpływają na Ŝycie mieszkańców w bezpośrednim sąsiedztwie emitorów. Z tej to przyczyny wiele krajów wprowadziło regulacje prawne, które mają na celu zmniejszenie uciąŝliwości zapachowej. Istotnym elementem słuŝącym poprawie zapachowej jakości powietrza jest modelowanie matematyczne. Istnieje wiele modeli róŝniących się dokładnością wyników. Niektóre zawierają numeryczne mapy terenu. W Polsce obliczenia przygruntowych stęŝeń zanieczyszczeń powietrza są wykonywane z uŝyciem równania Pasquille a, w sposób opisany w Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu z 5.12. 2002r (Dziennik Ustaw nr.1 z 2003, poz.12) Wynikami modelowania są stęŝenia zapachowe lub częstości przekroczeń wybranych poziomów tego stęŝenia w skali roku. Prognozowanie wymaga weryfikacji w terenie. Trwają prace nad skodyfikowaniem metod pomiarów terenowych. Do pomiarów terenowych wykorzystuje się róŝnorodne metody: badania socjologiczne, terenowe oznaczenia liczby godzin odorowych, pomiary olfaktometryczne, skalowanie intensywności zapachu. 8

I. CZĘŚĆ REFERATOWA 1. Zapachowa uciąŝliwość hodowli trzody chlewnej Produkcja rolnicza tradycyjnie łączy się z nieprzyjemnymi zapachami. Ludzie Ŝyjący w pobliŝu przedsiębiorstw rolnych przyzwyczajali się do odorów, z powodu ciągłej ekspozycji oraz gdyŝ ich dochody były oparte na pracy w rolnictwie. Podczas ostatnich dekad sytuacja się zmieniła. Coraz więcej osób składa skargi z powodu nieprzyjemnych zapachów. Znaczny procent tych skarg dotyczy chowu i hodowli zwierząt (rys.1), wśród nich dominuje trzoda chlewna (rys.2) [2]. Na zmianę ludzkich postaw wpłynęło kilka przyczyn. Pierwszą jest uprzemysłowienie i koncentracja produkcji, co skutkuje większą liczbą zwierząt i korzyściami ekonomicznymi. Proces wiąŝe się z większym wyczuleniem mieszkańców na zapachy oraz z przejściem z systemu stałych odpadów na ciekłą gnojownicę. Drugą przyczyną jest migracja z miasta. Ludzie przeprowadzają się, by poprawić swoją sytuację mieszkaniową, co wpływa na plany przestrzennego zagospodarowania wsi i zwiększa restrykcje nakładane na hodowlę [1]. Rys 1. Struktura skarg na uciąŝliwość zapachową według działów gospodarki [2] 9

Rys 2. Struktura skarg na uciąŝliwość zapachową według typów hodowli [2] Z problemem woni wydzielanych przez fermy trzody chlewnej wiąŝe się IPPC- system zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń. Bazuje na dyrektywie 96/61/WE. Dyrektywa zwraca uwagę na potrzebę określenia systemu kontroli. Jednym z elementów jest system pozwoleń. By je otrzymać trzeba udowodni systematyczne stosowanie propozycji zawartych w Best Available Techniques (BAT - Najlepsza Dostępna Technika) i sprostać innym wymogom, biorąc pod uwagę istotne czynniki lokalne. Zgodnie z BAT aby ograniczyć emisję zapachową naleŝy: utrzymywać emisję na poziomie, który nie wywołuje skarg w razie moŝliwości zapobiegać wydzielaniu woni w przypadku, gdy zapobieganie nie jest moŝliwe stosować metody zmniejszania emisji rozpowszechniać wykorzystanie dobrych praktyk dla kontroli woni, wliczając w to odpowiednie utrzymanie i sprzątanie, przechowywanie, etc. Regularna kontrola emisji odorów ma na celu sprawdzenie, czy poprawa sytuacji jest wymagana, a jeśli tak, to jak bardzo. W sytuacji, gdy emisje odorów mogą być zmierzone, rzeczywisty wymodelowany poziom stęŝenia moŝe zostać porównany do standardu. Jeśli nie jest moŝliwe zmierzenie emisji - kontrola opiera się na analizie wyników badań prowadzonych wśród ludności, ze szczególnym uwzględnieniem skarg [3]. UciąŜliwość fermy trzody chlewnej wiąŝe się z wydzielaniem przez zwierzęta odorów powstałych w wyniku trawienia pokarmu oraz podczas składowania gnojownicy. W tabeli 1 podano przykład dotyczący zaleŝności ilości wydzielanych odorów od sposobu Ŝywienia, 10

głównie od zawartości białka [4]. Sposób Ŝywienia zaleŝy od wieku i wagi zwierzęcia, co ilustruje tabela 2. Tabela 1. Emisja odorów z gnojownicy [4] Dieta Emisja zapachowa [ou/s] niskoproteinowa 371 normalna 949 Tabela 2. Zapotrzebowanie na białko w róŝnych okresach Ŝycia [4] Klasa Faza wzrostu Zawartość protein w karmie [%] Uwagi Prosiak <10 kg 19--21 <25 kg 17,5-19,5 Tucznik 25-50kg 15-17 Dieta zrównowaŝona 50-110 kg 14-15 z dodatkiem aminokwasów Locha Okres ciąŝy 13-15 Okres karmienia 16-17 Podczas hodowli zwierząt otrzymuje się gnojownicę - ciekły produkt, który u trzody chlewnej składa się w 40% z kału i 60% z moczu [7]. Gnojowicę przechowuje się w zbiornikach ziemnych lub stawach, gdzie ulega rozkładowi. Zbiorniki ziemne i stawy są powszechnie stosowane w wielu krajach Unii Europejskiej. Redukcji emisji odorów sprzyja kontrolowana fermentacja beztlenowa i tlenowa. W wyniku fermentacji metanowej uzyskuje się biogaz (50 %-70 % metanu i 25%-40 % dwutlenku węgla) i ustabilizowany osad. Biogaz moŝe zostać zuŝytkowany jako paliwo. Redukcja związków azotu w gnojowicy (substancje organiczne, amoniak, azotany, azotyny) prowadzi do przekształceń w neutralny dla środowiska azot. Procesy mogą róŝnić się temperaturą, czasem trwania, sposobem organizacji i wprowadzaniem domieszek. W praktyce procesy mezofilne (przy temperaturze od 33 C do 45 C) są bardziej powszechne [4]. Intensywność zapachu wydzielanego przez trzodę chlewną zaleŝy od składu paszy, wieku zwierzęcia, postępowania z odchodami oraz metody hodowli. Stosowanie wysokobiałkowej diety (np. warchlaki) przykład tabela 3 zwiększa intensywność zapachu odniesioną do jednego kilograma ciała. Składowanie nieczystości powoduje ich rozkład i wydzielenie związków siarki. Emisję zapachową moŝna obliczyć korzystając z informacji o liczbie świń oraz wskaźniku emisji zapachowej. Wartość wskaźnika emisji moŝe wahać się w zakresie 4,6 66,4 ou E /s na zwierzę [5]. Wartości zostały określone metodą pomiarów z uŝyciem olfaktometru TO7 (ECOMA). Wskaźnik 66,4ou E /s dotyczy wskaźnika emisji zapachowej dla miotu, 4,6ou E /s dla pierwszego okresu odseparowywania od maciory, 6,0-10,7 ou E /s dla ostatniego okresu chowu świń [5]. 11

Tabela 3. Wpływ zawartości białka w diecie na przyrost masy ciała i emisję odorów [6] Zawartość białka [%] 12 15 18 Początkowa masa [kg] 36,7 36,2 36,5 Końcowa masa [kg] 65,7 66,9 68,6 Przeciętny dzienny pobór paszy (kg/d) 1,7 1,7 1,7 Przeciętny dzienny przyrost (g/d) 629 668 697 Współczynnik wykorzystania paszy (feed conversion ratio) 2,69 3,87 2,44 StęŜenie zapachowe (ou E /m 3 ) 8,36 21,218 40,90 Emisja odorów (ou E /s*m 3 ) 1,18 2,94 5,76 2. Przegląd standardów zapachowej jakości powietrza Nieprzyjemny zapach powoduje psychiczny dyskomfort. WiąŜe się on z postrzeganiem odorów jako sygnału pojawienia się szkodliwych substancji. Intensywność zapachu i czas występowania zapachu moŝe wywołać nieprzyjemne odczucia u osób naraŝonych na ekspozycję. W celu zmniejszenia uciąŝliwości poszczególne kraje wprowadzają i stosują odpowiednie przepisy prawne. Metody ilościowych oznaczeń stęŝeń są opracowywane od 30 lat. W Europie od 2003 roku obowiązuje norma EN 13725: Jakość powietrza oznaczanie stęŝenia zapachowego metodą olfaktometrii dynamicznej. Dokument opisuje sposób wyznaczania stęŝenia zapachowego, wyraŝonego w europejskich jednostkach zapachowych na metr sześcienny (ou E /m 3 ). Opierają się na pomiarach wykonanych przez członków zespołu badawczego na n-butanolu. Selekcja i regularna weryfikacja zgodności węchu oceniających z kryteriami selekcji mają za zadanie zapewnić powtarzalność i odtwarzalność wyników. Oprócz metod pomiarów wiele krajów ustaliło standardy zapachowej jakości powierza. Są one odmienne dla kaŝdego kraju a nawet regionu co przedstawia tabela 4. W Polsce podobne regulacje mogą zostać wprowadzone w oparciu o ustawę Prawo ochrony środowiska [8]. Holandia [8] W Holandii długofalowy program poprawy zapachowej jakości powietrza został opracowany przez Ministerstwo VROM (Netherlands Ministry of Hausing, Spatial Planning and the Environment) na początku lat 1980-tych. Skoncentrowano się na planowaniu zagospodarowania przestrzennego (usytuowanie uciąŝliwych zapachowo źródeł w odpowiednich odległościach od obszarów mieszkalnych, prawidłowe określanie przeznaczenia obszarów, zaleŝnie od rodzaju występujących na nim obiektów). 12

Tabela 4. Zestawienie standardów odorowych obowiązujących w wybranych krajach europejskich [8] Kraj Holandia Niemcy Wielka Brytania Źródło danych Dragt, 1993 van Harreveld, 1993 van Harreveld, 2003 van Harreveld, 2003 [ Ferstellung und Beurteilung von Geruchsimmision, 1993 Północna Westfalia Knauer, 1993 Turyngia Lotze, Schwinkowski, 1998 Horizontal Guidance for Odour, Part 2 Assessment and Control, Technical Guidance Note IPPC H4, 2002 Schauberger, Piringer Zakres obowiązywania standardu (sposób zagospodarowania terenu, rodzaj źródła, sektor działalności gospodarczej) Standard imisyjny τ uśr. [min] c od [ou/m 3 ] % roku zakłady istniejące 1 2 zakłady nowe 60 0,5 źródła okresowe i zmienne 10 0,01 zakłady istniejące 2 zakłady nowe 0,5 odosobnione budynki mieszkalne na 60 0,5 5 terenach przemysłowych źródła okresowe i zmienne 0,1 zakłady istniejące 60 5 2 zakłady nowe 0,5 0,5 obszary mieszkalne i mieszkalnousługowe godzina odorowa 10 (> 1 ou/m 3 obszary handlowo-przemysłowe przez >1 min / 10 min) 15 obszary mieszkalne 3 1 obszary mieszkalno-usługowe 60 5 obszary rolnicze 3 8 obszary przemysłowe 1 3 czyste obszary mieszkalne 3 10 obszary mieszkalne i 5 mieszkalno-usługowe 60 wsie 7 wsie z fermami hodowlanymi o 60 1 wielkości powyŝej wskazanej granicy, dworce autobusowe, 10 obszary przemysłowe rafinerie ropy naftowej, oczyszczalnie ścieków, przetwarzanie odpadów rybnych 1,5 oraz pochodzenia zwierzęcego i inne 60 2 przemysł spoŝywczy, smaŝalnie, 3 intensywne hodowle bydła itp. browary, piekarnie, palarnie kawy, fabryki czekolady, i inne 6 znacząca uciąŝliwość spodziewana z duŝą pewnością 10 2 ogólnie akceptowalne dla instalacji istniejących 5 2 w większości przypadków brak znaczącej uciąŝliwości 60 1 2 wartość docelowa dla nowych instalacji 1 0,5 wartość docelowa dla nowych instalacji o charakterze okresowym 10 0,01 13

Wprowadzono pojęcia: dopuszczalny poziom uciąŝliwości (określany w wyniku analizy wielu róŝnych aspektów jak historia instalacji, charakter zapachu, techniczne i ekonomiczne konsekwencje zastosowania róŝnych technik dezodoryzacji, wpływ na zatrudnienie), akceptowalny poziom uciąŝliwości, wyznaczany na podstawie wskazań środowiskowych. Metodą opracowaną w latach 1970-tych (ciągle udoskonalaną) jest uzaleŝnienie minimalnych odległości fermy od zabudowań mieszkalnych od wielkości fermy i sposobu zagospodarowania obszaru, na którym jest zlokalizowana, co przedstawiono na rysunku 3. Wielkość fermy została określana na podstawie liczby tuczników przeliczeniowych [mve] ('mestvarkeneenheden', pig unit ), czyli emisji odorantów odniesionej do jednego ponadrocznego tucznika, hodowanego systemem tradycyjnym (22,6 ou E /s). Jedna mve przelicza się na 11 prosiąt odstawianych od matki, 1,5 macior karmiących, 3,0 maciorynie karmiące, 1,4 tuczniki hodowane w systemach o małej emisji (z 'Green Label') [8]. Rys. 3. Wykres minimalnych odległości od odległości od chlewni mieszczących od 500 do 2500 tuczników przeliczeniowych [8] Niemcy Prawną podstawą ochrony zapachowej uciąŝliwości jest federalna ustawa dotycząca ochrony powietrza atmosferycznego (Bundes-Immissionsschutzgesetz, BImSchG). Przepisy wykonawcze opierają się na dopuszczalnych poziomach stęŝeń zapachowych w otoczeniu i częstości ich przekraczania, na wielkości emisji oraz diagramach minimalnych odległości. 14

Diagramy odległości minimalnych (rys. 4) opierają się na sztukach przeliczeniowych GV (1 Grossvieheinheiten około 500kg Ŝywej wagi) (tabela 5) oraz od sposobu hodowli. Liczba punktów, które moŝna uzyska za sposób hodowli, waha się od 25 do 100. Rys. 4. Diagram minimalnych odległości fermy od budynków mieszkalnych, dla róŝnej liczby jednostek przeliczeniowych LJP oraz sposobu prowadzenia hodowli (system punktowy) [8] Przy określaniu uciąŝliwości zapachowej stosuje się olfaktometryczne pomiary emisji i modelowanie dyspersji. Początkowo za wielkość dopuszczalną emisyjnego stęŝenia zapachowego, bez względu na źródło i jego lokalizację, uznano 500ou/m 3. Dopuszczalne poziomy przygruntowych stęŝeń zapachowych i częstości ich przekroczeń (Knauer) wykorzystano przy klasyfikacji terenów przekazywaniu gruntów budowlanych w ramach tak zwanego B-Planu. Tabela 5. Sposób przeliczania sztuk trzody hodowlanej na niemieckie jednostki przeliczeniowe [GV], zgodnie z VDI 3471 [8] Faza rozwoju Niemiecka jednostka przeliczeniowa [GV] Sucha locha, knur 0,3 Mokra locha z potomstwem młodszym niŝ 4 tygodnie Mokra locha z potomstwem młodszym niŝ 4 tygodnie 0,4 Loszka 0,15 Prosię odstawione od matki o wadze mniejszej niŝ 15 kg Faza rozwoju Prosię odstawione od matki o wadze 15-25 kg Tucznik, koniec partii o wadze < 45 kg Niemiecka jednostka przeliczeniowa [GV] 0,02 0,06 0,5 Tucznik o wadze > 45 kg 0,15 0,01 Tucznik o masie 25 105 kg 0,12 15

W miastach stopień uciąŝliwości zapachowej emitora jest określany z uŝyciem pojęcia częstości występowania. godzin odorowych (patrz pkt. 3.4), obliczanej za pomocą wzoru [9]: gdzie: K k współczynnik korygujący, n V suma godzin odorowych, N wielkość próbki (iloczyn liczby uczestników badań i liczba kontroli w roku). (1) Wartości współczynników korygujących przedstawiono w tabeli 6, a normy częstości występowania godzin odorowych w tabeli 7. Tabela 6. Wartości współczynników korygujących wyniki oznaczania liczby godzin odorowych [9] Współczynnik dla obszarów Wielkość próbki N mieszkalnych i mieszkalno usługowych przemysłowo -handlowych 52 1,7 1,6 104 1,5 1,2 Tabela 7. Dopuszczalne częstości występowania godzin odorowych [9] Obszary mieszkalne i mieszkalno-usługowe Obszary przemysłowo-handlowe 0,10 0,15 Wielka Brytania W 1990 roku weszła w Ŝycie ustawa o ochronie środowiska z roku, gdzie wymieniono odory jako uciąŝliwości podlegające prawnym regulacjom. W styczniu 2003 Agencja Ochrony Środowiska (EPA) wydała wytyczne techniczne IPPC H4 Zintegrowane zapobieganie i kontrola emisji zanieczyszczeń. Wytyczne dla odorów. W dokumencie znalazł się podział działalności gospodarczych na trzy grupy ze względu na potencjalną uciąŝliwość. Dla kaŝdej z grup określono zalecane wartości standardów imisyjnych (tabela 8). StęŜenia odorantów w otoczeniu źródła są obliczane metodą symulacji dyspersji odorantów. Podstawą obliczeń są wyniki pomiarów stęŝenia emisyjnego, wykonywanych metodą olfaktometrii dynamicznej [8]. 16

Tabela 8. Poziomy uciąŝliwości zalecane dla instalacji o róŝnym stopniu uciąŝliwości zapachowej w Wielkiej Brytanii według IPPC H4 [10] Względna uciąŝliwość zapachowa instalacji DuŜa Średnia Mała Zakłady i rodzaje działalności działania związane z osadem zagniwającym procesy przeróbki szczątków zwierzęcych i rybich cegielnie, krematoria przetwórstwo tłuszczów i smarów oczyszczanie ścieków procesy rafinacji ropy naftowej produkcja pasz dla zwierząt intensywny chów zwierząt smaŝenie ryb (przetwórstwo Ŝywności) przetwórstwo buraków cukrowych produkcja czekolady przemysł browarniczy przemysł cukierniczy przemysł kosmetyczny i perfumeryjny wypalanie kawy piekarnictwo Kryterium oceny (percentyl 98%) [ou E m 3 ] 1,5 3,0 6,0 Polskie projekty W Polsce brakuje ścisłych uregulowań prawnych dotyczących zapachowej jakości powietrza. Mogą być oparte na ustawie Prawo Ochrony Środowiska. W artykule 86 Minister środowiska został upowaŝniony do wydania rozporządzenia określającego standardy zapachowej jakości powietrza oraz metody ocen tej jakości. W tabeli 9 przedstawiono propozycje dopuszczalnych częstości przekraczania określonego stęŝenia zapachowego powietrza według załącznika nr 1 do pierwszej wersji projektu rozporządzenia ministerialnego (DPE, grudzień 2003). Opiera się na podziale terenów na trzy grupy: A1 tereny o funkcji chronionej: mieszkalne, uzdrowiska, miejsca pobytu dzieci, tereny wypoczynkowo-rekreacyjne; B1 obszary zabudowy mieszkalnej z usługami oraz zabudowy zagrodowej; C1 tereny mieszkalne na obszarach przemysłowych [11]. Drugim kryterium ustalania dopuszczalnej częstości przekroczeń w skali roku (T%) jest hedoniczna jakość zapachu, czyli podział zapachu według tego, czy jest on neutralny, czy przyjemny (H0) lub nieprzyjemny (H1). Symbol stęŝenia dopuszczalnego D 60 oznacza w tym przypadku dopuszczalne stęŝenie zapachowe (średnia odniesiona do godziny; wymiar [ou/m 3 ]). Kolejna propozycja polskich standardów zapachowych (tabela 10) dzieli obszary na tylko dwie grupy: A2 tereny mieszkalne, usługowe, rekreacyjno-wypoczynkowe; B2 tereny rolnicze. 17

Tabela 9. Projekt polskich standardów zapachowej jakości powietrza, grudzień 2003 [11] Sposób D 60 [ou/m 3 ] Klasa jakości zagospodarowania terenu do 31.12.2009 od 01.01.2010 zapachu T% A1 2 1 H0 3 H1 2 B1 3 2 H0 5 H1 3 C1 4 3 H0 8 H1 5 Tabela10. Projekt polskich standardów zapachowej jakości powietrza (DPE, październik 2004) [11] D 60 [ ou./m 3 ] T% Sposób zagospodarowania terenu stan istniejący do 31.12.2012 docelowo od 01.01.2013 stan istniejący do 31.12.2012 docelowo od 01.01.2013 A2 3 1,5 3 2 B2 4 3 8 5 Kolejne propozycje regulacji proponowanych przez zespół Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza zawierają tabele 11 i 12 (proponowane regulacje docelowe podobne do niemieckich). Tabela 11. Projekt polskich standardów zapachowej jakości powietrza (Politechnika Szczecińska, (Pracownia Zapachowej Jakości Powietrza, grudzień 2004) [11] T% D Sposób zagospodarowania terenu 60 [ ou/m 3 ] stan istniejący docelowo stan istniejący i docelowo do 31.12.2012 od 01.01.2013 A2 8 3 1 B2 15 8 Tabela 12. Projekt poziomów odniesienia dla zapachowej jakości powietrza, według załącznika do projektu ustawy o przeciwdziałaniu uciąŝliwości zapachowej (październik 2008) [12] Lp. 1. 2 Sposób zagospodarowania terenu Poziomy porównawcze substancji zapachowych w powietrzu, [ou/m 3 ] Okres uśredniania Dopuszczalna częstość przekraczania wartości porównawczej substancji zapachowych w powietrzu Klasa jakości zapachu % godzin w roku do 31.12.2012 od 01.01.2013 Tereny zabudowy mieszkaniowej,usługowej, H0 8 3 obszary zieleni i wód H1 8 3 Tereny uŝytkowane rolniczo 1 1 godzina H0 15 8 H1 8 3 18

3. Metody terenowych ocen jakości powietrza 3.1. Informacje ogólne Ochrona zapachowej jakości powietrza wymaga opracowania zarówno przepisów prawnych jak i terenowych metod pomiarów, które słuŝą do badań interwencyjnych lub kontrolnych oraz sprawdzania wyników matematycznego modelowania dyspersji zanieczyszczeń. Metodyka pomiarów terenowych jeszcze nie została znormalizowana. Odpowiednią normę europejską przygotowuje Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN TC 264 WG 27: Measurement of odour impact by field inspection - measurement of the impact frequency of recognizable odours). Grupa Robocza WG27 rozpoczęła pracę w grudniu 2006. NaleŜy do niej 14 uczestników z Niemiec, Szwajcarii, Holandii, Belgii, Francji, Hiszpanii i Danii. Wstępnie uzgodniono, Ŝe norma będzie dotyczyć zarówno procedur monitoringu całorocznego, w węzłach regularnej siatki pomiarowej, jak badań w smudze zanieczyszczeń. Projekt normy dotychczas nie został opublikowany. PoniŜej krótko opisano kilka sposobów przeprowadzania terenowych ocen zapachowej uciąŝliwości emitorów metody: skalowania intensywności zapachu olfaktometrii dynamicznej z uŝyciem przenośnych olfaktometrów Nasal Ranger olfaktometrii statycznej (japoński test trójkątowy), oznaczania liczby godzin odorowych analiz opinii ludności w otoczeniu emitorów (analiza skarg, ankietyzacja). 19

3.2. Skalowane intensywności zapachu 3.2.1. Rodzaje skal intensywności zapachu (Stany Zjednoczone, Polska, Niemcy, USA) Intensywność opisuje siłę z jaką zapach oddziałuje na człowieka. Jej wartość jest określana na podstawie zbioru opinii zespołu oceniającego. Do opisania intensywności stosuje się róŝne skale: punktowe, werbalne, graficzne, skale wzorców. Skala stosowana w Niemczech została szczegółowo opisana w wytycznych VDI 3882 (tabela 13) [13]. Tabela 13. Skala intensywności zapachu opisana w VDI-Richtlinien 3882 [13] Intensywność zapachu Poziom intensywności Niezwykle silny A Bardzo silny B Silny C Wyraźny D Słaby E Lekki F Nie zauwaŝalny G Procedura pomiarów została zawarta w German Standard VDI 3940. Członkowie zespołu pomiarowego wykonują badanie w wybranym punkcie przez co najmniej 30 minut, notując oceny co 10 sekund Wyjątek stanowi sytuacja, gdy zapach w smudze jest silny i niezmienny. W celu zmniejszenia adaptacji węchu zaleca się by obserwatorzy zmieniali pozycję w obrębie smugi zapachowej co 5-10 minut. Przepisy amerykańskie (ASTM E544-99) definiują sposoby oznaczania intensywności zapachu z uŝyciem wzorców n-butanolowych. Analizowana próbka lub powietrze otoczenia jest porównywane z Odor Intensity Referencing Scale (OIRS). Wzorce są przygotowywane dynamicznie (za pomocą olfaktometru) lub statycznie (butelki z odorantem rozcieńczonym wodą). W warunkach terenowych zazwyczaj wykorzystuje się skalę statyczną. StęŜenia w roztworach n-butanolu tworzą szereg geometryczny [13]. 20

Tabela 14. Przykłady Odor Intensity Referencing Scales (OIRS) [13] Poziom intensywności zapachu StęŜenie n-butanolu [ppm] Skala Skala dwunastostopniowa dziesięciostopniowa 1 10 25 2 20 24 75 3 40 48 225 4 80 96 675 5 160 192 2025 6 320 384 7 640 768 8 1280 1536 9 2560 3072 10 5120 6144 11 10240 12 20480 Skala pięciostopniowa W Pracowni Zapachowej Jakości Powietrza są stosowane dwie skale intensywności zapachu: skala punktowa (0 1 2 3) i skala wzorców. W skali punktowej liczby oznaczają intensywność zapachu: 0 - brak wraŝeń, 1 - słaby zapach, wyraźny, 3 - mocny. Skala wzorców to szereg ponumerowanych kolbek stoŝkowych z wodnymi roztworami n-butanolu, których stęŝenia tworzą szereg geometryczny o kroku 20/7. Osoba oceniająca zapach wącha wzorce zaczynając od najniŝszego stęŝenia. Wskazuje dwa numery: zero skali (próg wyczuwalności n-butanolu) i wzorzec op sile zapachu odpowiadającej próbce. Intensywność zapachu (S) oblicza się jako róŝnicę między numerami tych wzorców [14]. W warunkach terenowych stosowana jest częściej skala punktowa 0 1 2 3. Pomiary są wykonywane grupowo. Prowadzący rejestruje w dzienniku pomiarów: - połoŝenie obszaru ocen, wybranego w zasięgu smugi, określone za pomocą GPS, - datę i godzinę wykonania badania, - warunki meteorologiczne (kierunek i siła wiatru, temperatura, zachmurzenie, opady), - charakterystykę topograficzną terenu. Członkowie grupy, ustawieni w naroŝach obszaru o powierzchni około 100m 2 rejestrują swoje opinie przez 5 minut co 15 sekund na indywidualnych kartach ocen zapachu (rys. 5). 21

Data: Godzina:. Symbol:.. 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 1 minuta X X X X 2 minuta X X X X 3 minuta X X X X 4 minuta X X X X 5 minuta X X X X sekundy 15 30 45 60 Rys. 5. Indywidualna karta ocen intensywności zapachu (przykład) [14] Pomiędzy kolejnymi pomiarami naleŝy zachować przerwy. W czasie przerw zespół powinien przebywać w czystej atmosferze. Wyniki wszystkich ocen indywidualnych (najczęściej: 4 osoby * 5 minut * 4 oceny/min = 80 ocen) są zestawiane na karcie zbiorczej, pozwalającej określić zakres zmienności intensywności zapachu w czasie 5 minut kontroli, intensywność maksymalną (S m ) i średnią (S śr, średnia arytmetyczna dla zbioru wyników indywidualnych). W czasie obliczeń odpowiednich wartości stęŝenia zapachowego korzysta się z psychofizycznego prawa Webera-Fechnera [14]. 3.2.2. Prawa psychofizyczne i obliczanie stęŝenia zapachowego Intensywność zapachu zaleŝy od liczby cząsteczek odoranta wchodzących w kontakt z receptorami węchowymi, czyli od jego stęŝenia w powietrzu. ZaleŜność tą opisują prawa psychofizyczne: Webera-Fechnera lub Stevensa (rys. 6). Prawo Webera Fechnera informuje o tym, Ŝe zmiana odbioru wraŝenia (np. zapachu) jest wprost proporcjonalna do względnej zmiany wartości bodźca. Podczas obliczeń stosuje się uproszczony wzór: S = k log c od (2) c od = 10 S/k (3) Prawo Stevensa wyraŝa równanie potęgowe: S = k S *B n (4) gdzie: B - siła bodźca, k S i n stałe empiryczne. W przypadku zapachu prawo Stevensa przybiera następującą postać. S = k s c n lub S = k s (c - c th ) n (5 i 6) 22

gdzie k s - współczynnik proporcjonalności. n wykładnik Stevensa, c - stęŝenie odoranta, S intensywność zapachu, c th - próg wyczuwalności węchowej [14]. Intensywność zapachu, I 8 7 6 5 4 3 2 1 Punkty: wyniki ocen intensywności zapachu (I) Linia niebieska: I = 6 + 2 log S Linia czerwona: I = 7 * S 0,25 0-1 0,0 0,2 0,4 StęŜenie odoranta, S [ppm] Rys. 6. Porównania prawa Webera-Fechnera i Stevensa dla średnich intensywności zapachu [14] Aby wyniki terenowych ocen intensywności zapachu moŝna było wykorzystać do oszacowania stęŝenia zapachowego, naleŝy wyznaczyć wartości występujących w równaniach psychofizycznych stałych empirycznych. Stwierdzono na przykład, Ŝe współczynnik Webera Fechnera, wyznaczony przez zespół Pracowni Zapachowej Jakości powietrza dla wytwórni kwasu fosforowego, wynosił średnio k WF = 1,3. Dla innych źródeł odorantów wyznaczono wartości: hodowla norek 1,3, hodowla kur 1,3, oczyszczalni ścieków komunalnych 1,85, składowiska odpadów komunalnych 1,6 [14]. Na rysunku 7 przedstawiono zaleŝność intensywności zapachu gazów wentylacyjnych z chlewni od stęŝenia zapachowego [16]. Intensywność zapachu była wyznaczana z uŝyciem skali siedmiostopniowej, a więc współczynnik nachylenia prostej nie moŝe być bezpośrednio porównywany z wyŝej wymienionymi wartościami współczynnika Webera-Fechnera (wyznaczanymi z uŝyciem innej skali S). 23

Rys. 7. Wykres zaleŝności intensywności zapachu trzody chlewnej od stęŝenia zapachowego [16] 3.3. Olfaktometr terenowy NASAL RANGER (Stany Zjednoczone) NASAL RANGER (rys. 8-10) to olfaktometr terenowy wyprodukowany i opatentowany przez St. Croix Sensory (U.S. Patent No. 6,595,037). W 2002 roku został wprowadzony na rynek. Urządzenie posiada dwa wymienne filtry z węglem aktywnym. Zawór regulacyjny umoŝliwia wybór wartości stosunku powietrza oczyszczonego do nie oczyszczonego (V czyste /V surowe = 2, 4, 7, 15, 30 i 60) oraz pozycji BLANK w której wdycha się całkowicie oczyszczone powietrze. Według informacji producenta dokładność i odtwarzalność pomiarów wynosi odpowiednio ±10% i ± 5%. W urządzeniu znajduje się czujnik informujący o przepływie wdychanego powietrza. Producent zaleca przepływ 16 20 dm 3 /h. Rys..8. Budowa NASAL RANGER [17, 18] 24

Rys. 9. NASAL RANGER komplet i pokrętło regulacyjne [17, 18] Rys 10. Pomiar olfaktometrem NASAL RANGER na fermie Amarillo w Teksasie (http://www.nasalranger.com/media/wtamu_oct_2003.htm) Na początku badania oceniający przez minutę oddycha oczyszczonym powietrzem (BLANK). Manipulując zaworem stopniowo zmniejsza stopień rozcieńczenia rozcieńczenia powietrza zewnętrznego oczyszczonym, aŝ do momentu w którym wyczuwa zapach. Otrzymanym wynikiem jest wartość D/T (Standard Dilution-to-Threshold Ratios), która umoŝliwia obliczanie stęŝenia zapachowego [13]. Na podstawie określanego stosunku obu strumieni: oczyszczonego i surowego (D/T): V V czyste surowe D = (7) T moŝna obliczyć indywidualne oszacowanie stęŝenia zapachowego Z ITE [ou/m 3 ], analogiczne do wyznaczanego zgodnie z EN 13725 [13]. W tym celu z zaleŝności: 25

(8) oblicza się dwie wartości stopnia rozcieńczenia (Z): odpowiadające pierwszemu ustawieniu V czyste /V surowe, przy którym zapach stał się wyczuwalny (Z TAK ), i ustawieniu poprzedniemu (Z NIE ). Indywidualnym oszacowaniem progu (Z ITE ) jest średnia geometryczna z wartości Z TAK i Z NIE: (9) Wartość stęŝenia zapachowego c od [ou/m 3 ] oblicza się jako średnią geometryczną z wyników kaŝdego uczestnika pomiaru [13]. (10) Olfaktometr terenowy NASAL RANGER moŝe być wykorzystany w celach wymienionych poniŝej [18]. 1. Codzienny monitoring zapachowej jakości powietrza 2. Porównanie działań dla wyboru alternatyw (np. wybór technologii, surowców itp.) 3. Dokumentowanie wydarzeń albo wydarzenia w celu zebrania dowodów 4. Sprawdzanie zgodności z zezwoleniami na działalność 5. Ustalenie zgodności z przepisami, wymagane do odnowienia pozwoleń 6. Ustalanie poziomu odniesienia jako danych dla planowania rozwoju 7. Badania skuteczności dezodoryzacji i innych metod zmniejszania emisji odorów 8. Weryfikacja wyników modelowania dyspersji 9. Badania interwencyjne w przypadku skarg (oceny zasadności skarg, ustalenie źródła) Na rysunku 11 przedstawiono siatkę punktów pomiarowych, w których ustawiają się z terenowymi olfaktometrami Nasal Ranger francuscy inspektorzy ochrony środowiska w celu określenia zasięgu ponadnormatywnego oddziaływania źródła odorantów (Prowansja: standard: 5 ou E /m 3 < 2%) [15]. 26

Rys 11. Rozkład stęŝenia zapachowego w smudze, wyznaczony z uŝyciem Nasal Ranger [15] 3.4. Godziny odorowe Według niemieckich wytycznych Imisja odorów (Geruchsimmisions Richtlinie, Nordheim- Westfalen 1993) analiza istniejącej i przewidywanej uciąŝliwości zapachowej opiera się na częstości występowania przekroczeń progów węchowej wyczuwalności zanieczyszczeń powietrza. Wielkość tę wyraŝa się w godzinach odorowych. Wystąpienie godziny odorowej stwierdza się, gdy oceniający czuje zapach przez przynajmniej 1 minutę podczas 10 minut pomiaru (wynik: jeden). Wykorzystywane są urządzenia do przekazywania opinii oceniających drogą radiową (rys. 12). Pomiary powtarza się 13 lub 26 razy w roku w stałych punktach wokół emitora. Ocenę zapachowej jakości powietrza w komórce siatki pomiarowej oblicza się jako iloraz liczby godzin odorowych (jedynek) stwierdzonych w skali roku w wierzchołkach kwadratu przez liczbę przeprowadzonych ocen. W ocenie końcowej jest uwzględniany współczynnik korygujący 1,3 1,7 (patrz część referatowa, tabela 5) [19, 14]. Rys. 12. Określanie liczby godzin odorowych zastosowanie urządzenia MF3 (ECOMA) [45] http://www.ecoma.de/en/index_frameset.php?url=http://www.ecoma.de/en/show_links.php?id=60&typ=link 27

3.5. Triangular Odor Bag Metod W Japonii Ministerstwo Środowiska zaleca stosowanie metody olfaktometrii statycznej. Procedura pomiaru składa się z kilku etapów. Pierwszym jest wybór panelu czyli grupy pomiarowej. Przeprowadza się go metodą dwa z pięciu, uŝywając pięciu standardów zapachowych (roztwory parafinowe pięciu odorantów; rys. 13). Pomiar jest przeprowadzany przez zespół co najmniej sześcioosobowy. Próbki badanego powietrza atmosferycznego są pobierane do worków z folii w punktach terenu i w chwilach, w których zapach jest najsilniejszy. W laboratorium są one statycznie rozcieńczane czystym powietrzem i prezentowane zespołowi (rys. 14). Właściwy test trójkątowy polega na prezentowaniu oceniającemu trzech przygotowanych worków jednego z rozcieńczoną próbką i dwóch z bezwonnym powietrzem. Poszukiwany jest stopień rozcieńczenia próbki, przy którym liczba poprawnych wskazań próbki zanieczyszczonej odpowiada liczbie trafień losowych. Wynikiem pomiaru jest zespołowa wartość średnia, obliczana po odrzuceniu wyników skrajnych najmniejszego i największego. Rys. 13. Triangular Odor Bag Method - selekcja członków zespołu [42] Rys. 14. Triangular Odor Bag Method - przygotowanie próbek i test [42] 28

3.6. Badania socjologiczne [14] WaŜną i często stosowaną metod zbierania informacji o uciąŝliwości emitorów są badania socjologiczne. Są prowadzone w formie ankiet i analizy skarg. Prowadzi się je w wielu krajach. W Niemczech zostały opracowane wytyczne VDI Richtlinien, które dokładnie wyznaczają sposoby zbierania i opracowywania opinii, oraz precyzują pojęcie indeksu zapachowej uciąŝliwości I k (12) gdzie: I k - indeks uciąŝliwości dla tygodnia, N k łączna liczba obserwacji w tygodniu k, i- kategoria uciąŝliwości 0-5) W i - współczynnik wagi dla kategorii uciąŝliwości W tabeli 15 przedstawiono wartości współczynnika wagi w i oraz kategorię uciąŝliwości. Badania ankietowe mogą zostać uzupełnione o spontaniczne skargi ludności, co posiada szczególne znaczenia dla gęsto zaludnionych terenów i długich okresów czasu. W Polsce analizą skarg zajmuje się Instytut Ochrony Środowiska w Warszawie [14]. Tabela 15. Kategorie zapachowej uciąŝliwości [14] Kategoria uciąŝliwości I Współczynnik wagi w i Brak zapachu 0 0 Brak uciąŝliwości 1 0 Mała uciąŝliwość 2 25 UciąŜliwość 3 50 DuŜa uciąŝliwość 4 75 Skrajna uciąŝliwość 5 100 29

4. Matematyczne modelowanie dyspersji zanieczyszczeń powietrza 4.1. Procesy zachodzące w atmosferze Atmosfera to zewnętrzna, gazowa powłoka Ziemi. NajniŜsza część (troposfera) styka się z litosferą i hydrosferą, a jej górne partie stopniowo przechodzą w próŝnie międzyplanetarną. Dla rozprzestrzeniania zanieczyszczeń najwaŝniejsza jest troposfera, która rozciąga się od powierzchni planety do wysokości 7 17 km. Troposfera gromadzi 80% powietrza atmosferycznego i prawie 100% pary wodnej. Zachodzą w niej wszystkie zjawiska meteorologiczne [20]. Obserwuje się tu zwykle spadek temperatury wraz z wysokością (6 10 o C/km), zaleŝny od wilgotności powietrza, oraz zmniejszanie się ciśnienia z około 1000 do około 200 hpa. Ruchy mas powietrza w troposferze są określane jako cyrkulacja globalna oraz lokalna (rys. 15) [21]. Cyrkulację globalną wywołują następujące czynniki: nierównomierne nagrzanie powierzchni Ziemi, co tworzy pasy ciśnienia niskiego (niŝe baryczne) oraz wysokiego (wyŝe). siła Coriolisa zmienia kierunek wiatru na północno-wschodni na półkuli północnej oraz południowo-wschodni na półkuli południowej Rys. 15. Schemat globalnej cyrkulacji atmosferycznej [22] Lokalną cyrkulację moŝna zdefiniować jako zakłócenia globalnych ruchów powietrza przez lokalne czynniki np.: róŝnice ciśnień między lądem a morzem w poszczególnych porach roku lub w częściach doby [21]. Pojęciem istotnym dla matematycznego modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powietrza jest stan równowagi atmosfery (rys. 16). Opiera się na relacjach 30

pomiędzy zimnym a ciepłym powietrzem. Powietrze ciepłe jest lŝejsze niŝ chłodniejsze, co oznacza Ŝe unosi się wyŝej. Do określenia stanu równowagi niezbędny jest aktualny pionowy gradient termiczny. WyróŜnia się trzy stany: równowaga stała (atmosfera stabilna): występuje gdy wartość aktualnego gradientu termicznego wynosi mniej niŝ 0,5 st. C / 100 m równowaga względna: występuje gdy gradient termiczny zawiera się w granicach 1-0,5 st. C / 100 m. Jest on najczęściej spotykany. równowaga chwiejna (atmosfera niestabilna): w tym przypadku gradient termiczny wynosi powyŝej 1 st. C / 100 m. Występuje zwykle w upalny i słoneczny dzień. [24] Rys. 16. Schemat układu mas powietrza w stanie równowaga chwiejnej i stałej [23] Spośród zjawisk związanych z dyspersją zanieczyszczeń w dolnych warstwach atmosfery szczególne znaczenie mają (rys. 17): powstawanie aerozoli, sucha depozycja, transport turbulentny i dyfuzja, przemiany chemiczne, wymywanie przez opady, mgły, chmury, zachowanie smugi w pobliŝu emitora [25]. 31

Rys. 17. Schemat rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w atmosferze [26] Na transport turbulentny wpływa ukształtowanie i pokrycie terenu. ZaleŜności te bywają opisywane w modelach matematycznych jako szorstkość aerodynamiczna. Sucha depozycja jest tworzona przez bezpośredni transport zanieczyszczeń i oddziaływanie pomiędzy nimi a powierzchnią ziemi. Wielkość procesu mokrej depozycji czyli wymywania przez opady zaleŝy od intensywności opadu i wymiarów kropel deszczu. Aerozol wodny absorbuje zanieczyszczenia i inicjuje procesy chemiczne. Skala procesu określa, które zjawiska dominują, a które moŝna pominąć. W przypadku mniejszej skali moŝna załoŝyć jednorodność i stacjonarność warunków dyspersji. W modelach regionalnych lub globalnych pomija się dyfuzję horyzontalną, poprzez przyjęcie jednorodnie uśrednionych stęŝeń w warstwie mieszania [25]. Działalność człowieka wywołuje róŝnorakie zanieczyszczenia, które oddziałują na biosferę. Modele matematyczne mają za zadanie ułatwić analizę przyczyn zagroŝeń, prognozować wielkość i zasięg oddziaływania czy pomóc w wyborze strategii zrównowaŝonego rozwoju. Zanieczyszczenia są emitowane do atmosfery zarówno ze źródeł naturalnych (erupcja wulkanów, emisja oceanów, zanieczyszczenia organiczne) jak i związanych z działalnością człowieka (energetyka, przemysł, rolnictwo sieć komunalna, gospodarka transportowa). Występują w postaci gazowej (tlenki siarki, azotu, ozon), ciekłej (aerozole), stałej (pyły mikroorganizmy, piasek). Zanieczyszczenia emitowane bezpośrednio ze źródeł podlegają przemianom chemicznym, których efektem jest powstawanie zanieczyszczeń wtórnych, często znacznie groźniejszych od pierwotnych (np. NO 2 w NO, O 2 w O 3,) [25]. 32

4.2. Rodzaje matematycznych modeli dyspersji zanieczyszczeń powietrza WaŜną cechą opisującą zanieczyszczenia oraz ich rozprzestrzenianie jest skala przestrzenna czyli zasięg oddziaływania. Występują następujące rodzaje skali: lokalna lub miejska dotyczy procesów w których zakres oddziaływania mieści się w zakresie 10m-20km (niewielka dyspersja, krótki czas transportu), mezoskala zakres 20km 100 km, skala regionalna obszar od 100 do kilku tysięcy kilometrów, skala globalna obszar całych kontynentów lub globu ziemskiego. Skala wpływa na rodzaj opisu matematycznego, który pozwala określić związek pomiędzy emisją a czasowo-przestrzennym rozkładem zanieczyszczeń. Dopasowanie opisu oraz jakość danych decyduje o dokładności prognoz modelu [25]. a) Modele eulerowskie Modele eulerowskie znajdują zastosowanie w skalach od lokalnej do globalnej (gdzie współrzędne kartezjańskie zastępowane są współrzędnymi sferycznymi). Zmienność meteorologiczna oraz złoŝoność pola emisji mogą zostać uwzględnione w modelu obliczeniowym. W skalach regionalnych i globalnych zwykle jest pomijana dyfuzja horyzontalna i pionowa [25]. Modele eulerowskie moŝna stosować do reagujących zanieczyszczeń, zmiennych warunków meteorologicznych i róŝnych emitorów. Problemy pojawiają się w przypadku chwiejnej pogody [27]. b) Modele lagranŝowskie W modelu lagranŝowskim układ współrzędnych jest ściśle związany z poruszającą się cząstką. Adwekcja zaleŝy od skali, ukształtowania terenu. W modelach regionalnych stosuje się pełną adwekcję dwu lub trójwymiarową. Przyjmuje się Ŝe dyfuzja horyzontalna jest jednorodna w trzech wymiarach. Modele oparte na załoŝeniach Lagrange a (np. LPD-Lagrangian Particle Dispersion) symulują dyspersję zanieczyszczeń poprzez modelowanie ruchu duŝej liczby cząstek w ilości proporcjonalnej do natęŝenia emisji. Sposób ten jest bardziej zbliŝony do procesów naturalnych, spełnia zasadę zachowania masy, nie istnieją problemy z rozróŝnieniem dyfuzji numerycznej od atmosferycznej. Modele uwzględniają zmienność pola wiatru, co jednak wymusza dostarczenie danych meteorologicznych. MoŜna wykonywać obliczenia dla tak 33

specyficznych warunków jak bryza morska czy góry. Modele takie mogą być stosowane dla wszystkich skal przestrzennych i w obszarów o złoŝonej topografii. Niestety, nie uwzględniają nieliniowych procesów przemian zanieczyszczeń oraz potrzebują duŝej liczby śledzonych cząstek, co zwiększa koszty obliczeń [27, 25]. c) Modele Gaussa Model Gaussa upraszcza zjawiska zachodzące podczas rozprzestrzeniania zanieczyszczeń. Transport zachodzi podczas poziomego przemieszczania się zanieczyszczeń w smudze wiatru na skutek mikroturbulencji w idealnych warunkach czyli w przypadku braku przeszkód terenowych. Model stosuje niedokładne wzory do obliczania wyniesienia smugi. Modele Gaussowskie stosuje się w następujących przypadkach: emisji substancji, których strumień nie zmienia istotnie właściwości powietrza niezbyt ekstremalnych warunków pogodowych; obszarów w odległości przynajmniej 100 m, niewysokich źródeł, terenów niezbyt zróŝnicowanych topograficznie, prędkości wiatru powyŝej zera. Aby udoskonalić obliczenia koryguje się czas obserwacji, rodzaj emitorów szorstkość powierzchni (czyli dane topograficzne i pokrycie) [27, 25]. Pomimo licznych wad wynikających z załoŝeń model Gaussa znajduje szerokie zastosowanie. MoŜna szybka wykonać obliczenia, wiedza o modelu jest rozpowszechniona, istnieje gotowe oprogramowania oraz katalog danych meteorologicznych [27, 25]. d) Przykłady modeli Model Calmett/Calpuff [28] Jest to model opracowany w USA, badany w Krakowie i w województwie małopolskim, przeznaczony do modelowania rozprzestrzeniania zanieczyszczeń na terenie miast i aglomeracji, województw. Model został oparty na rozkładzie Gaussa. Uwzględnia rzeźbę terenu oraz zmienność warunków meteorologicznych w czasie i przestrzeni. 34

Model STACKS [28] Model został opracowany w Holandii, przy współpracy z Polską (IMGW). Stosuje się go głównie dla wysokich emitorów, źródeł punktowych, obszaru 50x50 km. Podobnie jak Calmett. jako aparat matematyczny został zastosowany Gaussowski opis smugi. MISKAM [29] Miskan opiera się na równaniu Eulera. Wykorzystuje się go do modelowania w miejskiej skali, zwłaszcza zanieczyszczeń w ruchu ulicznym. Model bazuje na prostokątnej siatce obliczeniowej o róŝnych odległościach. NaSt3D [29] Podstawą tego modelu jest trójwymiarowe równanie Naviera-Stokesa. Obliczenie przepływu i dyspersji następuje równocześnie dla kaŝdego punktu, co daje moŝliwość symulacji zmienności stęŝeń, które to stanowi istotne zagadnienie w procesach rozprzestrzeniania zanieczyszczeń. 4.3. Referencyjny model dyspersji zanieczyszczeń Podstawy modelu matematycznego wykorzystywanego w Polsce do obliczeń stęŝeń zanieczyszczeń w otoczeniu emitorów są opisane w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 5 grudnia 2002 roku w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu. Rozporządzenie określa wartości odniesienia, czyli zawartość substancji w powietrzu, zaleŝne od rodzaju terenu, warunki w których są ustalane, oznaczania numeryczne substancji, okresy uśredniania. Dodatkowo dokument precyzuje metody modelowania (załącznik 4) [30]. NajwaŜniejszym fragmentem modelu jest matematyczny model smugi bazujący na róŝniczkowym równaniu Pasquilla (rys. 18, 19): (13) gdzie: S xy stęŝenie w powietrzu w punkcie o współrzędnych x,y,z [mg/m 3 ], E emisja [mg/m 3 ] u średnia prędkość wiatru w warstwie powietrza od powierzchni gruntu do wysokości punktu wzniesienia [m/s], H wysokość pozornego punktu emisji (efektywna wysokość komina) [m], współczynniki dyfuzji atmosferycznej: (14, 15) 35

By obliczyć parametry A, B stosuje się następujące wzory: (16, 17) w których: z 0 to parametr aerodynamicznej szorstkości powierzchni (szorstkość podłoŝa), m wykładnik meteorologiczny. Wartości wykładników a i b oblicza się w następujący sposób [14] : a = 0,367*(2,5-m) b = 1,55*exp(-2,35m) (17, 18) Kolejny składnik równania to H, czyli wysokość pozornego punktu emisji, definiowana jako suma wysokości komina i wyniesienia smugi. Rys.18. Smuga zanieczyszczeń powietrza [14] Rys 19. Rozkład stęŝeń przygruntowych według modelu Gaussa [31] 36

Wyniesienie ( h) zaleŝy od ciepła właściwego i temperatury emitowanych gazów, prędkości na wylocie z komina i prędkości wiatru. By obliczyć wartość h stosuje się wzory Hollanda lub CONCAWE. Wybór wzoru zaleŝy od emitowanego strumienia ciepła. Dla zadaszonych lub poziomych emitorów wysokość wyniesienia wynosi zero. Następnym elementem równania jest parametr aerodynamicznej szorstkości podłoŝa. Wielkość opisuje pokrycie terenu (tabela 16). Rząd wielkości z o odpowiada w przybliŝeniu 1/10 średniej wysokości elementów pokrycia. Wzrost parametru przekłada się na wzrost turbulencji w powietrzu [14]. Tabela 16. Wartości współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu z 0 [30,9] Lp. Typ pokrycia terenu Współczynnik Z 0 dla roku 1 woda 0,00008 2 łąki, pastwiska 0,02 3 pola uprawne 0,035 4 sady, zarośla, zagajniki 0,4 5 lasy 2,0 6 zwarta zabudowa wiejska 0,5 7 miasto do 10 tys. mieszkańców 1,0 8 miasto 10-100 tys. mieszkańców 8.1 - zabudowa niska 0,5 8.2 - zabudowa średnia 2,0 9 miasto 100-500 tys. mieszkańców 9.1 - zabudowa niska 0,5 10 miasto powyŝej 500 tys. mieszkańców 10.1 - zabudowa niska 0,5 10.2 - zabudowa średnia 2,0 10.3 - zabudowa wysoka 5,0 Wykładnik meteorologiczny m opisuje wzrost prędkości wiatru wraz z wysokością. PrzybliŜoną wartość moŝna określić równaniem u h = u a *(h/h a ) m (19) w którym u h, u a oznaczają prędkości wiatru na wysokościach h a i h. W tabeli 17 podano wartości wykładnika meteorologicznego, którym zostały przypisane poszczególne określenia stanu równowagi atmosfery [14]. 37

Tabela.17. Stany równowagi atmosfery i wartości wykładnika meteorologicznego [14] Stan Równowaga Współczynnik m 1 silnie chwiejna 0,080 2 chwiejna 0,143 3 lekko chwiejna 0,196 4 obojętna 0,270 5 lekko stała 0,363 6 stała 0,440 Podczas ocen jakości powietrza trzeba uwzględnić zmienność warunków meteorologicznych. Statystyki stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru oraz średnie temperatury powietrza zawierają katalogi danych meteorologicznych, opracowane przez państwową słuŝbę meteorologiczną. Obliczenia przygruntowych stęŝeń zanieczyszczeń wykonuje się dla 36 odmiennych sytuacji meteorologicznych, korzystając z klasyfikacji w której wyodrębniono (tabela 18): 11 klas prędkości wiatru oraz 6 stanów równowagi atmosfery dwanaście kierunków wiatru w skali 30 o zaczynając od N. W tabeli 18 zestawiono informacje o prędkościach wiatru, które mogą występować w róŝnych stanach równowagi atmosfery. W kaŝdej z wymienionych sytuacji moŝna obliczyć stęŝenie zanieczyszczeń S xyz w dowolnym miejscu smugi. Przyjmuje się, Ŝe uzyskana wartość odpowiada w przybliŝeniu rzeczywistej wartości odniesionej do 60 minut (średnia 60 minutowa S 60 ). Tabela 18. Sytuacje meteorologiczne [14] Stan równowagi atmosfery Zakres prędkości wiatru u a [m/s] 1 - silnie chwiejna 1-3 2 - chwiejna 1-5 3 - lekko chwiejna 1-8 4 - obojętna 1-11 5 - lekko stała 1-5 6 - stała 1 4 Wyznaczenie izolinie maksymalnych i średnich stęŝeń 60 minutowych w skali roku lub częstości występowania określonych stęŝeń w analizowanym obszarze moŝna obliczyć, jeŝeli zostanie uwzględniona charakterystyczna dla niego róŝa wiatrów (uzyskana z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej lub tworzona na podstawie własnych pomiarów) [9]. 38

II. BADANIA WŁASNE 1. CEL I ZAKRES PRACY Celem pracy była doświadczalna weryfikacja wyników prognozowania zapachowej uciąŝliwości metodą modelowania dyspersji odorantów. Badania wykonano w okresie 23-29.09.08 w otoczeniu rzeczywistego źródła odorantów - duŝej fermy tuczu trzody chlewnej. Na terenie fermy znajdują się dwie laguny z gnojowicą (powierzchniowe źródła odorantów) oraz kilkanaście chlewni (liczne emitory punktowe o zmiennej emisji). Łączną emisję zapachową oszacowano na podstawie opublikowanych w piśmiennictwie wskaźników emisji zapachowej, odniesionych do "tucznika przeliczeniowego" oraz udostępnionych przez POLDANOR informacji o liczbie tuczników. Pomiary stęŝenia zapachowego w otoczeniu fermy wykonywano dwoma metodami metodą skalowania intensywności zapachu oraz za pomocą olfaktometru terenowego NASAL RANGER. Zostały wykonane zespołowo przez 5-7 osób w 5-7 punktach obszaru o promieniu około 1 km. Wyniki pomiarów porównano z odpowiednimi wartościami stęŝenia zapachowego, obliczonymi metodą modelowania dyspersji zanieczyszczeń powietrza. W czasie obliczeń zastosowano program OPERAT 2000. Skorzystano z trzech róŝ wiatrów zawartych w programie oraz z pięciu "własnych" róŝ wiatrów, określających warunki meteorologiczne w kolejnych dniach pomiarów terenowych. 2. OBIEKT BADAŃ Badanym obiektem jest ferma tuczu trzody chlewnej połoŝona około 0,8 km od granic Miętna w gminie Nowogard (rys. 20-22). Otaczają ją pola uprawne i las. Ferma naleŝy do przedsiębiorstwa Poldanor S.A., zarządzanego przez duńską spółkę Polen Invest, zajmującą się hodowlą Ŝywca. Produkcja Ŝywca dzieli się na trzy etapy: fermy mateczne fermy odchowu prosiąt fermy tuczu 39

Ferma Miętno otrzymała pozwolenie zintegrowane IPPC 3 grudnia 2004 roku. Przygotowanie do otrzymania dokumentu trwały od 2003 do połowy 2004 roku. W spółce od 2001 stosuje się przykryte zbiorniki na gnojownicę, mino Ŝe Ustawa o nawozach regulują ten dział gospodarki została uchwalona w Polsce w 2004 roku a w 2004 weszła w Ŝycie. Stosowanie przykryć redukuje emisję gazów [32]. Rys 20. Zbiorniki na gnojownicę [32] Po fermentacji w zbiornikach nawóz zostaje uŝyty do uŝyźniania pól uprawnych. Dzieje się to 1-2 razy w przeciągu roku. Przedsiębiorstwo informuje lokalną społeczność o terminie zabiegów. Do rozlewania gnojownicy stosuje się węŝe rozlewowe, co pozwala na ograniczenie uciąŝliwości zapachowej [32]. Ferma tuczu trzody chlewnej znajduje się w Miętnie w gminie Nowogard. Jest połoŝona około 0,8 km od granic Miętna. Otaczają ją pola uprawne i las. Rys 21. Ferma i wieś [35] Rys 22. Ferma [35] 40

Przedsiębiorstwo prowadzi chów trzody chlewnej metodą bezściółkową. Obecną zabudowę fermy w Miętnie stanowią popegeerowskie obiekty budowlane przeznaczone do chowu trzody chlewnej. Ferma składa się z 12 chlewni. W nich znajdują się 23 sekcje, czyli jednostki hodowlane. W 11 budynkach znajdują się dwie sekcje a w budynku numer 12 tylko jedna. Obiekt moŝe pomieścić maksymalnie 19020 tuczników z zachowaniem 0,55 m 2 na młodą sztukę oraz 0,65m 2 na starszą. KaŜda chlewnia została wyposaŝona w instalację wodną, paszową, gnojownicową, elektryczną i wentylacyjną. W skład instalacji wentylacyjnej wchodzą otwory nawiewne z regulowaną Ŝaluzją o powierzchni 0,42 m 2 znajdujące się na ścianach bocznych, wentylatory osiowe o średnicy 800 mm, mocy 0,37 kw, wydajności wynoszącej 5,5 m 3 na sekundę, ciśnieniu 200 Pascali, liczbie obrotów na minutę równej 984. Instalację gnojownikową stanowią wanny podrusztowe, kanały gnojownikowe oraz rurociągi odbierające gnojownicę z kanałów. Oprócz chlewni na terenie obiektu mieszczą się trzy magazyny, przygotowalnia pasz, zbiornik wieŝowy wody pitnej, trzy silosy paszowe, dwa zbiorniki na gnojownicę, przepompownia gnojownicy, dyŝurka ze śluzą sanitarną, śmietnik. Na terenie fermy znajdują się dwa główne emitory. Jednym z nich jest otwarty zbiornik na gnojówkę, a drugim kompleks 12 chlewni (rys. 23 i 24) [33]. Rys 23. Otwarty zbiornik gnojowicy i przekrój poprzeczny zbiornika w budowie Rys 24. Chlewnia 41

3. METODYKA BADAŃ 3.1. Modelowanie dyspersji odorantów Program Operat 2000 umoŝliwia ocenę zapachowej uciąŝliwości obiektu metodą modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń według obowiązujących przepisów. Za pomocą programu moŝna wykonać następujące obliczenia: stęŝenia maksymalne z jednego lub wszystkich emitorów, odległości wystąpienia stęŝeń maksymalnych i krytycznych warunków atmosfery, emisji granicznej, stęŝeń maksymalnych, średniorocznych i częstości przekroczeń stęŝeń dyspozycyjnych (lub 99,8 percentyla ze stęŝeń maksymalnych) w sieci receptorów, na róŝnych wysokościach, z podaniem krytycznych parametrów atmosfery, udziału poszczególnych emitorów w stęŝeniu średniorocznym w punktach sieci receptorów, opadu pyłu w sieci receptorów oraz udziału emitorów w opadzie. Do wykonania obliczeń wprowadza się następujące dane o emitorze, czyli: ustaleni czy jest jeden emitor czy więcej, nazwę, symbol, połoŝenie, rodzaj wylotu. WaŜne jest przyporządkowanie do jednego z trzech rodzajów emitorów: liniowy (np. droga), punktowy (np. komin), czy powierzchniowy (np: ferma). Dla fermy trzody chlewnej w Miętnie załoŝono występowanie dwóch emitorów: chlewni, oraz lagun czyli betonowych zbiorników na gnojownicę co pokazano na rysunku 25. Rys. 25. Podział emitorów [35] 42

Program Operat 2000 pozwala na wprowadzenie dodatkowych obiektów, które mają się znaleźć na wykresie izolinii (np. drogi, granica lasu, budynki). W przypadku emitora liniowego lub powierzchniowego moŝna wpisywać współrzędne wierzchołków z podglądem graficznym wprowadzanych danych. Dla emitora liniowego - drogi moŝna włączyć obliczanie metodą CALINE3 [34] Lista emitowanych zanieczyszczeń z wybranego emitora - moŝna wybierać zanieczyszczenia z wcześniej ustalonej listy, dodawać i kasować emitowane zanieczyszczenia. Emisja zanieczyszczeń - wpisuje się emisję maksymalną i roczną wybranych wcześniej zanieczyszczeń oraz udział emisji w okresach pracy emitora. Emisja pyłu zawieszonego jest obliczana przez program na podstawie podanej emisji pyłu całkowitego i składu frakcyjnego pyłu. Skład frakcyjny pyłu - moŝna wpisać ręcznie lub skorzystać z bibliotek typowych składów frakcyjnych pyłu. Okresy obliczeniowe - ustala się liczbę okresów i czas ich trwania w roku oraz jaką róŝę do nich przypisać.. Sieć receptorów - moŝna ustalić siatkę prostokątną lub skośną po podaniu rozmiarów lub wpisać punkty ręcznie, moŝna dodać takŝe współrzędne np. budynków mieszkalnych. Tło zanieczyszczenia atmosfery - program umoŝliwia automatyczne obliczenie tła jako podanego procentu stęŝeń dopuszczalnych średniorocznych. Po obliczeniach Operat2000 prezentuje wyniki w następujących formach. tabela emisji maksymalnej, rocznej i średniej z podanego emitora, tabela parametrów wszystkich emitorów na terenie obiektu tabela parametrów i emisji dla wszystkich emitorów, tabela sumy emisji z wszystkich emitorów wyniki obliczeń stęŝeń maksymalnych wraz z oceną wyników, wyniki obliczeń emisji granicznej dla danego emitora i grupy emitorów, wyniki obliczeń stęŝeń w sieci receptorów tj. :stęŝenia maksymalne, średnie, częstość przekroczeń stęŝeń dyspozycyjnych (lub 99,8 percentyl) i krytyczne parametry atmosfery, udział emitorów w stęŝeniu średniorocznym, 43

izokony dla stęŝeń maksymalnych i długookresowych w sieci receptorów oraz dla częstości przekroczeń (lub 99,8 percentyla ze stęŝeń), wyniki obliczeń opadu pyłu udział poszczególnych emitorów w opadzie, izolinie opadu pyłu. Program Operat 2000 umoŝliwia wprowadzenie dodatkowej siatki zawierającej współrzędne obiektów, co pozwala na obliczanie stęŝeń na róŝnych wysokościach obiektu. W przypadku wtórnej emisji związanej z erozją wietrzną istnieje moŝliwość wprowadzenia zaleŝności emisji od prędkości wiatru. Pakiet zawiera róŝe wiatrów dla terenu Polski z moŝliwością ich edycji. Operat 2000 umoŝliwia wydruk uzyskanych wyników w postaci izolinii w załoŝonej skali np. 1: 5 000. Ponadto istnieje moŝliwość umieszczenia w tle wykresu mapy badanego obszaru [34]. Obliczenia dotyczące częstości przekroczeń w skali roku określonego stęŝenia zapachowego wykonano korzystając ze statystyki meteorologicznej trzech najbliŝszych stacji IMiGW: Szczecin-Dąbie, Koszalin, Szczecinek (rys. 26). W tabeli 20 przedstawiono przykładową tabelę meteorologiczną. W programie moŝna tworzyć własne róŝe wiatrów. Potrzebne są dane o stanie równowagi, kierunku i sile wiatru. Rozkład prędkości jest rozkładem Gaussa. Wprowadza się go do programu w formie tabeli meteorologicznej. Przykładem są tabele 19 i 20. Stan równowagi atmosferycznej wyznaczono za pomocą równań: u h = u a *(h/h a ) m m = ln (u h /u a ) / ln (h/h a ) (21, 22) Kolejnym waŝnym parametrem meteorologicznym jest kierunek wiatru opisywany w skali 30 o. W pracy wyznaczono go metodą pośrednią. Na mapki nanoszono punkty pomiarowe, leŝące w smudze zanieczyszczeń, i na podstawie ich rozmieszczenia określano sektor, z którego wiał wiatr (odpowiednie wartości od 1 do 12). Własne róŝe wiatrów, wyznaczone dla poszczególnych dni pomiarów terenowych przedstawiono na rysunku 27. 44

Rys 26. RóŜe wiatrów dla stacji meteorologicznych w Szczecin-Dąbiu, Szczecinku i Koszalinie 45

Tabela 19. Tabela meteorologiczna dla stacji Szczecin-Dąbie 46

Tabela 20. Tabela meteorologiczna dla 29.09.08 (przykład) Stacja meteorologiczna: Mietno nowe 29.09 - rok. Ilość obserwacji 108.Wysokość anemometru 1,5 m. Temperatura 287 K Prędk. Syt. Kierunki wiatru wiatru met. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 4 0 0 0 0 0 0 0 2 4 2 0 0 3 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 4 0 0 0 0 0 0 0 4 8 4 0 0 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 4 0 0 0 0 0 0 0 7 16 7 0 0 5 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 4 0 0 0 0 0 0 0 7 16 7 0 0 7 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 7 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8 4 0 0 0 0 0 0 0 4 8 4 0 0 9 4 0 0 0 0 0 0 0 2 4 2 0 0 10 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47

W RóŜa w iatrów roczna Stacja meteorologiczna MIĘTNO 25.09.08 N 0 % E <= 1 m/s <= 2 m/s <= 3 m/s <= 4 m/s <= 5 m/s <= 6 m/s <= 7 m/s <= 8 m/s <= 9 m/s <= 10 m/s razem W RóŜa w iatrów roczna Stacja meteorologiczna MIĘTNO 26.09,08 N 30 % 20 % 10 % 0 % 10 % 20 % 30 % E <= 1 m/s <= 2 m/s <= 3 m/s <= 4 m/s <= 5 m/s <= 6 m/s <= 7 m/s <= 8 m/s <= 9 m/s <= 10 m/s razem S S Rys 27. RóŜe wiatrów dla poszczególnych dni pomiarów 3.2 Terenowe pomiary stęŝenia zapachowego 3.2.1. Wyznaczanie połoŝenia punktów pomiarowych Pomiary wykonywano w 3-4 stałych punktach bezpośredniego otoczenia emitorów oraz 5-7 innych punktach obszaru o promieniu około 1 km, wyznaczanych kaŝdego dnia w zasięgu smugi zanieczyszczeń (po stronie zawietrznej w stosunku do fermy). Na rysunku 28 przedstawiono połoŝenie punktów stałych. PołoŜenie pozostałych punktów pomiarowych, bardziej odległych od fermy, było uzaleŝniane od warunków meteorologicznych. Na rysunku 29 pokazano połoŝenie punktów pomiarowych wytypowanych 25.09.08. Kolor fioletowy oznacza pomiary olfaktometrem terenowym NASAL RANGER, Ŝółty - metodą skalowania intensywności zapachu wykonany przez kilkuosobowy zespół, róŝ - pomiar tą samą metodą przeprowadzony przez jedną lub dwie osoby. 48

Rys 28. PołoŜenie stałych punktów pomiarowych Rys 29. PołoŜenie punktów pomiarowych leŝących w zasięgu smugi zanieczyszczeń dnia 25.09.08 3.2.2. Rejestracja warunków pomiarów terenowych Geograficzne połoŝenie punktu pomiarowego PołoŜenie punktu pomiarowego było określane za pomocą urządzenia e-trex (rys. 30). E-trex to ręczny nawigator przeznaczony głównie do celów turystycznych. Swoje działanie opiera na systemie GPS (rys. 31-32). W pamięci moŝe zachować pozycje 500 waypointów (śladów trasy). KaŜdy z nich moŝna wykorzystać do nawigacji wtedy odbiornik pokaŝe odległość, kierunek, a takŝe czas podróŝy do wybranego celu. MoŜna zbudować trasy, czyli sekwencje punktów według których uŝytkownik zamierza odbyć podróŝ. Urządzenie podpowiada wówczas w którą stronę naleŝy się udać, aby trafić punkt po punkcie do celu podróŝy. Kiedy uŝytkownik przemieszcza się, etrex zapamiętuje przebytą podróŝ jako ślad. Pozwala to na późniejsze 49

prześledzenie przebytej drogi, a takŝe powrót do miejsca początkowego. W pamięci urządzenia zapisać moŝna do 10 takich śladów. Rys. 30. GPS e-trex E-Trex potrafi pokazać prędkość z jaką aktualnie się przemieszcza, maksymalną zarejestrowaną prędkość, pozycję geograficzną, dokładny czas, przebytą odległość, czasy wschodu i zachodu słońca oraz księŝyca, wysokość nad poziomem morza. E-trex współpracuje z komputerem. Dzięki odpowiedniemu oprogramowania moŝna zarządzać danymi. Przy wykorzystaniu oprogramowania mapowego dane dostarczane przez nawigację ręczną GPS etrex są prezentowane na ekranie monitora na podkładzie mapy. Urządzenie zasilane jest dwoma bateriami alkalicznymi AA lub poprzez przewód zasilający z gniazda zapalniczki. Wyświetlacz posiada podświetlenie oraz regulację kontrastu. Urządzenie ma 6 klawiszy. Nawigator GPS etrex został wyposaŝony w polską wersję systemu [38,39]. GPS czyli Globalny System Pozycjonowania (Global Positioning System) jest systemem satelitarnym przeznaczonym do precyzyjnego oznaczania pozycji, prębbdkości i czasu. Dokładność pomiaru waha się od centymetra ( odbiorniki geodezyjne, pomiar róŝnicowy - Differential GPS) do stu metrów ( proste odbiorniki nawigacyjne bez korekcji róŝnicowej). System opiera się na pomiarze odległości pomiędzy satelitą, który porusza się po ściśle wyznaczonej orbicie a odbiornikiem na podstawie pomiaru czasu dotarcia fali i jej długości. Odbiornik GPS posiada zegar kwarcowy. Odbierając sygnał od czterech satelitów moŝna wyliczyć zarówno rzeczywisty czas, jak i połoŝenie Błąd pomiaru pozycji wynosi mniej niŝ 10 metrów. Jest to dokładność do niedawna zastrzeŝona dla amerykańskich odbiorników wojskowych. Odbiorniki cywilne musiały się zadowolić kodem C/A, w którym sygnał czasu był umyślnie zakłócany poprzez Departament 50

Obrony USA, co w konsekwencji dawało nieścisłość rzędu ok. 50-100 metrów. Zakłócenia wprowadzone sztucznie do systemu nazywały się SA (Selective Availability) i sprawiały, Ŝe kaŝdy samodzielny odbiornik GPS, pozostawiony w bezruchu, stopniowo wykazywał zmiany pozycji. Przyczyną było zapobieganie wykorzystania systemu GPS przez wrogie armie. Decyzją władz Stanów Zjednoczonych 1 maja 2000 roku SA zostało wyłączone, co zwiększyło dokładność wyznaczania pozycji ze 100 do 10-20 metrów. Poprawie uległo teŝ określania prędkości. Metodą obejścia SA był pomiar względny, korekcja róŝnicowa (DGPS - Differential GPS) który polega na tym, Ŝe jeŝeli ustawi się przyrząd GPS w konkretnym punkcie, to na skutek zakłócenia sygnału pozycja przez niego wyznaczona będzie się zmieniać. JeŜeli obliczy się róŝnicę pomiędzy zmierzoną przez odbiornik pozycją, a pozycją rzeczywistą odbiornika to otrzymamy tzw. wektor błędu. DGPS pozwala wyeliminować następujące błędy: wpływ Słońca i KsięŜyca oraz innych ciał niebieskich, ciśnienie promieniowania słonecznego, pływy skorupy ziemskiej i pływy oceaniczne, oddziaływanie sił elektromagnetycznych, efekty relatywistyczne [36], błędy spowodowane opóźnieniem jonosferycznym i troposferycznym( wiąŝą się ze zmianą prędkości sygnału przy przejściu przez troposferę i jonosferę) błędy spowodowane szumem odbiornika i odbiciem. DGPS nie eliminuje szumu odbiornika ani efektu wielotorowości sygnału satelitarnego (multipath) Odbiorniki GPS automatycznie przystosowują się do wyznaczania pozycji w nowych warunkach po usunięciu SA [ 37 ]. Rys 31. Zasada działania GPS [37] 51

Rys 32. Zasada działania DGPS Warunki meteorologiczne Podczas pomiaru zapisywano połoŝenie na podstawie odczytu z GPS-e-trex oraz temperaturę, ciśnienie, wilgotność powietrza oraz siłę i kierunek wiatru. Prędkość ciśnienie, temperaturę i wilgotność z uŝyciem przenośnej stacji meteorologicznej. Prędkość wiatru na wysokości 30 metrów określono dzięki numerycznym mapom pogody (ICM; http://weather.icm.edu.pl/gpp/meteogram.php). Przykład przedstawiono na rysunku 33. Przyziemną prędkość wiatru (h = 1,5 3m) mierzono za pomocą anemometru. W tabeli 21 pokazano przykładowy zapis warunków meteorologicznych w jednym z punktów pomiarowych. Rys 33. Prognoza prędkości wiatru na wysokości 30m (http://weather.icm.edu.pl/gpp/meteogram.php) 52

Tabela 21. Warunki meteorologiczne w punkcie pomiarowym (przykład) DATA: 28.09 GODZINA: 14.30 NUMER PUNKTU: 31 POŁOśENIE: długość geogr.: 53 42,742N szerokość geogr.: 15 06,512 E Temperatura ( o C} 18,1 Kierunek wiatru (nr sektora 30 0) pn-zach (9) WARUNKI Prędkość wiatru na wysokości 1.5m 3,9 m/s METEOROLOGICZNE Prędkość wiatru na wysokości 30 m 7 m/s Zachmurzenie (x/8) 8/8 Ciśnienie 1019.2 Wilgotność względna (%) 63 Informacje o opadzie lekki deszcz Tabela 22. Zestawienie punktów i danych meteorologicznych Data Godzina Punkt Siła Kierunek Temperatura Data Godzina Punkt Siła Kierunek Temperatura wiatru wiatru [oc] wiatru wiatru [oc] 25.09.08 13.30 5 3,5 2 na 1 27.09.08 16,15 9 1,5 11 na 12 25.09.08 13.45 6 3,7 2 na 1 24 27.09.08 16,20 10 2,6 11 na 12 25.09.08 14.00 7 3,5 2 na 1 27.09.08 16,25 11 11 na 12 25.09.08 14.15 8 3,5 2 na 1 27.09.08 16,35 27 0,6 11 na 12 25.09.08 14.45 9 1,4 2 na 1 27.09.08 15,50 1 1,1 11 na 12 25.09.08 15.00 10 2 na 1 28.09.08 14,00 28 4,9 9 na 10 25.09.08 15.15 11 2 na 1 28.09.08 14,20 29 3,9 9 na 10 25.09.08 12.15 1 3,5 2 na 1 28.09.08 14,10 30 3,6 9 na 10 25.09.08 12.20 3 3,5 2 na 1 28.09.08 14,30 31 3,9 9 na 10 18 25.09.08 12.25 4 6,2 2 na 1 28.09.08 14,10 9 0,32 9 na 10 26.09.08 12.00 12 1,1 2 na 1 28.09.08 15,32 10 1,2 9 na 10 26.09.08 12.25 13 1,2 2 na 1 28.09.08 15.35 11 9 na 10 26.09.08 12.35 14 2,1 2 na 1 28.09.08 14.4 27 0,6 9 na 10 26.09.08 12.45 15 2,7 2 na 1 28 28.09.08 14.45 37 9 na 10 26.09.08 13.00 16 2,5 2 na 1 28.09.08 15.00 26 3,6 9 na 10 26.09.08 13.05 17 2 2 na 1 29.09.08 11,25 38 5,2 9 26.09.08 14,35 9 1,5 2 na 1 29.09.08 11,35 39 5,8 9 26.09.08 14,20 10 1,5 2 na 1 29.09.08 11,45 40 5,5 9 26.09.08 14,30 11 2 na 1 29.09.08 11,55 41 5,1 9 26.09.08 1 1,2 2 na 1 29.09.08 12,00 42 8,5 9 19 26.09.08 4 1,5 2 na 1 29.09.08 13,30 9 9 27.09.08 14.10 21 3,6 11 na 12 29.09.08 13,35 10 9 27.09.08 14.45 22 0,8 11 na 12 21 29.09.08 13,40 11 9 27.09.08 15.00 23 3,1 11 na 12 29.09.08 13,45 27 9 27.09.08 15.10 24 4,6 11 na 12 29.09.08 13,45 37 9 27.09.08 15.20 25 1,1 11 na 12 29.09.08 13,20 45 9 27.09.08 20,45 28 11 na 12 29.09.08 12,20 1 4,9 9 27.09.08 16,15 9 1,5 11 na 12 29.09.08 12,45 44 3,5 9 Przenośna stacja meteorologiczna pozwala określić temperaturę, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność, siłę wiatru (rys. 34). Stacja jest wyposaŝona w barometr róŝnicowy, który pozwala na prognozowanie pogody na podstawie znajomości kierunku i szybkości zmian ciśnienia barometrycznego. Urządzenie posiada rejestrator, który słuŝy do wizualizacji i rejestracji wyników pomiarów. Błąd pomiaru temperatury zwykle nie przekracza 1 C, a błąd pomiaru wilgotności 5% [40]. 53

Rys. 34. Zasada działania przenośnej stacji meteorologicznej [41] 3.2.3 Pomiary stęŝenia zapachowego Zespół pomiarowy Przed wyjazdem na pomiary w Miętnie i podczas pobytu mierzono wraŝliwość węchu zgodnie z PN-EN 13725 (rys. 35). Z uŝyciem olfaktometru TO7 wykonywano oznaczenia indywidualnego progu wyczuwalności zapachu n-butanolu, ITE n-butanol (ITE - Individual Threshold Estimate). Przed wyjazdem pomiary były przeprowadzane co drugi dzień. Obliczana była średnia geometryczna z uzyskanych wartości : ITE n-butanol [µg/m 3 ] = c / Z ITE (23) oraz odchylenie standardowe z logarytmów tych wartości (s ITE ). Członkiem zespołu moŝe być osoba, dla której średnia geometryczna z ITE n-butanol mieści się w zakresie od 62µg/m 3 do 246µg/m 3 (20-80ppb), a antylogarytm z s ITE jest mniejszy niŝ 2,3. W tabeli 23 przedstawiono zestawienie wyników badań węchowej wraŝliwości zespołu pomiarowego, uczestniczącego w badaniach uciąŝliwości fermy w Miętnie. 54

Tabela 23. Wyniki badań węchowej wraŝliwości uczestników badań (przykład) 1 2 3 4 1 2 3 Maciej Piersiński Patrycja Romanowska Joanna Przybylska Z_tak ref./ślepe/kroki Z_tak ref./ślepe/kroki Z_tak ref./ślepe/kroki Maciek 1, 08.09.2008 40 0/0/11 Rozgrzewka_10.09.08 320 1/0/9 p1_10.09.08 640 1/0/5 8,85ppm 20 1/0/11 8,85ppm 320 0/0/10 8,85ppm 640 2/1/10 20 0/0/11 320 0/0/11 640 4/0/6 Maciek 2, 08.09.2008 40 0/0/7 p2_10.09.08 640 0/0/5 p2_10.09.08 320 1/1/7 8,85ppm 10 0/0/10 8,85ppm 320 0/0/10 8,85ppm 160 2/0/6 20 0/0/9 160 0/0/6 320 0/1/11 Maciek 3, 10.09.2008 40 1/0/7 p2_10.09.08 320 0/0/7 8,85ppm 20 0/0/10 8,85ppm 320 0/0/6 20 0/0/10 320 0/0/11 Maciek 4, 10.09.2008 40 0/0/7 8,85ppm 20 0/0/10 20 0/0/10 Magdalena Iwan Anna Rusin Karolina Wysocka Z_tak ref./ślepe/kroki Z_tak ref./ślepe/kroki Z_tak ref./ślepe/kroki Rozgrzewka_10.09.08 80 0/0/9 Rozgrzewka_10.09.08 40 0/0/9 Rozgrzewka_10.09.08 640 1/2/9 8,85ppm 80 0/1/10 8,85ppm 40 0/0/10 8,85ppm 10 1/0/10 160 0/1/10 40 0/0/11 5 1/0/11 p1_10.09.08 160 0/0/5 p1_10.09.08 160 0/0/5 8,85ppm 320 0/0/10 8,85ppm 5 1/0/10 40 0/0/6 80 0/0/6 p2_10.09.08 160 0/1/7 p2_10.09.08 40 2/0/7 8,85ppm 160 1/0/6 8,85ppm 160 0/0/6 160 0/0/11 1 0/0/11 Rys 35. Pomiar progów węchowych wykonywany przy uŝyciu olfaktometru TO7 55

Olfaktometr terenowy Nasal Ranger W czasie badań korzystano z czterech olfaktometrów terenowych Nasal Ranger (rys. 36). Zasada działania urządzenia została opisana w pkt 3.3 części referatowej. Dane techniczne olfaktometru zestawiono w tabeli 24. Przystępując do pomiaru zajmowaliśmy pozycje w wytypowanym punkcie, a następnie przez minutę oddychaliśmy oczyszczonym powietrzem przez filtry aparatu. Potem ustawiano wartość D/T = 60 i sprawdzano, czy zapach uległ zmianie. JeŜeli nie uległ ( NIE, nie czuję ), stopień rozcieńczenia stopniowo zmniejszano, aŝ do osiągnięcia stanu TAK, juŝ czuję. Sposób obliczenia wyniku jednego zespołowego pomiaru przedstawiono w tabeli 25. Tabela 24. Dane techniczne NASAL RANGER [30] Metoda wykrywania Ludzki nos Standardowe progi rozcieńczeń 2, 4, 7, 15, 30, 60 D/T Czas reakcji 2-sekundy Dokładność: +/- 10% Powtarzalność +/- 2% Ilość wdychanego powietrza 16-20 litrów/minutę Zakres temperatur 32 to 104 F, 0 to 40 C Zasilanie Standardowa 9 V alkaliczna bateria Wymiary urządzenia 35.5 x 19 x 10 cm Waga 0.91 kg Materiał konstrukcyjny PTFE oraz kompozyt polimerowy Filtry 8.9 cm średnica x 7 cm Wymiary maski Nasala 7 cm x 5.7 cm Patent: U.S. Patent nr. 6,595,037 EMC Verification: Emisja: EN 61326: 1997, Class B Immunity: EN 61326: 1997, Industrial Location Oznaczenia 89/336/EEC (EMC) 92/59/EEC (General Product Safety) Rys. 36. Pomiar stęŝenia zapachowego z uŝyciem olfaktometrów Nasal Ranger 56

Tabela 25. Przykład obliczeń wyniku zespołowego pomiaru z uŝyciem Nasal Ranger PUNKT: 9 DATA: 25.09.08 D/T Asia Patrycja Ania Karolina 2 15 7 7 Z TAK 3 16 8 8 Z NIE 5 31 16 16 Z ITE 3,9 22,3 11,3 11,3 c ou [ou/m 3 ] 10,3 Metoda skalowania intensywności zapachu W pracy wykorzystano czterostopniową punktową skalę intensywności zapachu: 0 brak zapachu 1 słaby, 2 wyraźny, 3 - mocny (patrz cz. ref. pkt. 3.2). Pomiar stęŝenia zapachowego metodą skalowania intensywności zapachu polegał na szukaniu punktów w zasięgu smugi zapachowej i notowaniu przez 5 minut co 15 sekund najsilniejszych wraŝeń. W pomiarze uczestniczył zespół (4-7 osób, rys. 37). W kilku przypadkach wykonywano równieŝ oceny indywidualne. Na rysunku 38 przedstawiono przykład indywidualnej karty do oceny intensywności Rys 37. Pomiar stęŝenia metodą skalowania intensywności zapachu 57

Rys 38. Indywidualna karta oceny intensywności zapachu (przykład) Sposób sporządzania zestawienia ocen wszystkich oceniających przedstawiono na rysunku 39. Wypełnienie jednej kratki na wykresie oznaczało indywidualną ocenę intensywności zapachu wynoszącą 0,5, dwóch 1, trzech półtora, czterech 2, pięciu 2,5, sześciu - 3.. Maksymalną piętnastosekundową intensywność zapachu (S m ) odczytywano bezpośrednio z wykresu zbiorczego (najwyŝszy słupek wypełnionych komórek). Jest to najwyŝsza wartość średnia ze zbioru indywidualnych ocen, dotyczących najsilniejszego zapachu w okresie upływających 15 sekund. Intensywność zapachu (S śr, ), średnią dla grupy i dla 5 minut pomiaru, obliczano jako średnią arytmetyczną dla zbioru wszystkich ocen indywidualnych. Odpowiednie wartości stęŝenia zapachowego - maksymalne i średnie odniesione do pięciu minut kontroli obliczano korzystając z równania Webera-Fechnera (patrz część referatowa, pkt 3.2). (24) (25) W czasie obliczeń stosowano wartość współczynnika Webera-Fechnera określoną na podstawie danych z piśmiennictwa (rys. 7 [16]). 58

Rys 39. Przykład zbiorczej karty ocen intensywności zapachu (28.09.08, punkt 31) S średnie =(60* 0 + 2* 0,5 + 43* 1 + 4* 1,5 + 26* 2 + 0* 2,5 + 5* 3 ) / (7*5*4) S średnie = 118 / 140 = 0,84, S maks. = 2 k = 1,14 c od,maks = 56,8 ou/m 3, c od,śr = 5,4 ou/m 3 59

4. WYNIKI BADAŃ 4.1. Wyniki pomiarów Wyniki pomiarów stęŝenia zapachowego zestawiono w tabeli 26. Zastosowane w tabeli barwy dotyczą metod pomiarów: fiolet pomiar olfaktometrem terenowym NASAL RANGER Ŝółty zespołowe skalowanie intensywności zapachu, róŝ indywidualne skalowanie intensywności zapachu (jedna lub dwie osoby), czerwień zespołowe skalowanie intensywności zapachu w warunkach nocnych. W kolumnie pierwszej znajduje się data pomiarów, w drugiej godzina, w trzeciej numer punktu, w czwartej połoŝenie. Kolumna piąta zawiera prędkości wiatru w punktach pomiarowych, szósta dane topograficzne, siódma uwagi czy teŝ obserwacje, które mogłyby wpłynąć na wynik pomiarów a dwie ostatnie stęŝenia średnie oraz maksymalne uzyskane dzięki badaniom terenowym. 60

Data Godzina Punkt PołoŜenie Tabela 26. Zestawienie wyników pomiarów Wyniki pomiarów Prędkość Warunki topograficzne Uwagi StęŜenia StęŜenia wiatru średnie maksymalne 25.09.2008 13.30 5 53 42,829N 15 05,584 E 3,5 m/s 4,9 58,8 25.09.2008 13.45 6 53 42,747N 15 05,627 E 3,7 m/s 8,4 66,8 25.09.2008 14.00 7 53 42,712N 15 05,639 E 3,5 m/s 22,7 110,6 25.09.2008 14.15 8 53 42,656N 15 05,578 E 3,5 m/s 1,1 1,4 25.09.2008 14.45 9 53 42,789N 15 05,778 E 1,4 m/s przy bramie wjazdowej na Lagunę 11,1 22,3 25.09.2008 15.00 10 53 42,789N 15 05,778 E brama końcowa przy Lagunie 4,9 8,0 25.09.2008 15.15 11 53 42,823N 15 05,780 E przy mostku dzielącym nowe Laguny 22,3 22,3 25.09.2008 12.15 1 53 42,795N 15 05 742E 3,5 m/s 1*4*3 17,9 34,3 25.09.2008 12.20 3 53 42,823N 15 05 662E 3,5 m/s 1*4*3 6,6 34,3 25.09.2008 12.25 4 53 42,776N 15 05 737E 6,2 m/s 1*4*3 20,7 34,3 26.09.08 12.00 12 53 42,748N 15 05,542 E 1 m/s 3,6 7,5 26.09.08 12.25 13 53 42,712N 15 05,641 E 1,3 m/s 24,0 102,0 26.09.08 12.35 14 53 42,748N 15 05,627 E 2,1 m/s 15,0 102,0 26.09.08 12.45 15 53 42,714N 15 05,640 E 2,7 m/s 19,8 135,4 26.09.08 13.00 16 53 42,795N 15 05,613 E 1 m/s 4,6 31,6 26.09.08 13.05 17 53 42,755N 15 05,750E 2 m/s 55,6 128,1 26.09.08 14,35 9 53 42,789N 15 05,778 E 1,5 m/s przy bramie wjazdowej na Lagunę 36,9 61,0 26.09.08 14,20 10 53 42,789N 15 05,778 E 1,5 m/s brama końcowa przy Lagunie 22,1 31,0 26.09.08 14,30 11 53 42,823N 15 05,780 E przy mostku dzielącym nowe Laguny 8,0 43,0 26.09.08 1 53 42,795N 15 05 742E 1 m/s 1*4*3 1,5 2,7 26.09.08 4 53 42,776N 15 05 737E 1,5 m/s 1*4*3 8,2 34,3 27.09.08 14.10 21 53 42,735N 15 06,785 E 3,6 m/s koszenie trawy 4,2 59,3 27.09.08 14.45 22 53 42,622N 15 06,847 E 0,8 m/s koszenie trawy 12,1 34,3 27.09.08 15.00 23 53 42,627N 15 06,753 E 3,1 m/s koszenie trawy 1,7 9,2 27.09.08 15.10 24 53 42,671N 15 06,600 E 4,6 m/s koszenie trawy 7,0 56,7 27.09.08 15.20 25 53 42,718N 15 06,352 E 1,1 m/s koszenie trawy 2,6 127,4 27.09.08 20,45 28 53 42,718N 15 06 904E noc 2,0 5,7 27.09.08 16,15 9 53 42,789N 15 05,778 E 1,5 m/s przy bramie wjazdowej na Lagunę koszenie trawy 1,7 1,7 27.09.08 16,20 10 53 42,789N 15 05,778 E 2,6 m/s brama końcowa przy Lagunie koszenie trawy 1,7 1,7 27.09.08 16,25 11 53 42,823N 15 05,780 E przy mostku dzielącym nowe Laguny koszenie trawy 1,7 1,7 27.09.08 16,35 27 53 42,854N 15 05,839 E 0,6 m/s przy Lagunie,obok opuszczonego budynku koszenie przy drzewie trawy 22,2 43,5 27.09.08 15,50 1 53 42,795N 15 05 742E 1,1 m/s 2*3*4, koszenie trawy 38,1 122,4 28.09.08 14,00 28 53 42,718N 15 06,904 E 4,9 m/s koszenie trawy 33,8 75,4 28.09.08 14,20 29 53 42,720N 15 06,791 E 3,9 m/s kukurydza przy budynku koszenie trawy 19,4 179,6 28.09.08 14,10 30 53 42,740N 15 06,989 E 3,6 m/s koszenie trawy 1,0 49,3 28.09.08 14,30 31 53 42,742N 15 06,512 E 3,9 m/s koszenie trawy 5,4 56,8 28.09.08 14.10 9 53 42,789N 15 05,778 E 0,32 m/s przy bramie wjazdowej na Lagunę koszenie trawy 1,7 1,7 28.09.08 15.32 10 53 42,789N 15 05,778 E 1,2 m/s brama końcowa przy Lagunie koszenie trawy 1,7 1,7 28.09.08 15.35 11 53 42,823N 15 05,780 E przy mostku dzielącym nowe Laguny koszenie trawy 1,7 1,7 28.09.08 14.4 27 53 42,854N 15 05,839 E przy Lagunie,obok opuszczonego budynku koszenie przy drzewie trawy 61,0 61,0 28.09.08 14.45 37 53 42,885N 15 05,867 E przy pierwszej otwartej Lagunie, na rogu koszenie trawy 10,3 22,3 28.09.08 15.00 26 53 42,767 N, 15 06,155E 3,6 m/s 2*3*4, koszenie trawy 129,0 428,0 29.09.08 11,25 38 53 42,697N 15 07,160 E 5,2 m/s trawa przy sklepie 1,7 10,0 29.09.08 11,35 39 53 42,757N 15 06,990 E 5,8 m/s 4,9 64,5 29.09.08 11,45 40 53 42,725N 15 06,792 E 5,5 m/s 19,4 56,8 29.09.08 11,55 41 53 42,702N 15 06,506 E 5,1 m/s 2,5 94,1 29.09.08 12,00 42 53 42,773N 15 06,516 E 8,5 m/s 16,7 238,3 29.09.08 13,30 9 53 42,769N 15 05,877 E przy bramie wjazdowej na Lagunę 1,5 1,7 29.09.08 13,35 10 53 42,789N 15 05,778 E brama końcowa przy Lagunie 1,7 1,7 29.09.08 13,40 11 53 42,823N 15 05,780 E przy mostku dzielącym nowe Laguny 1,7 1,7 29.09.08 13,45 27 53 42,854N 15 05,839 E przy Lagunie,obok opuszczonego budynku przy drzewie 61,0 61,0 29.09.08 13,45 37 53 42,885N 15 05,867 E przy pierwszej otwartej Lagunie, na rogu 22,7 43,5 29.09.08 13,20 45 53 42,788N 15 06,091 E w rogu fermy,przy budynku 10,0 22,3 29.09.08 12,20 1 53 42,795N 15 05,742E 4,9 2*3*4*4 3,0 5,9 29.09.08 12,45 44 53 42,796N 15 05,744E 3,5 2*3*4*4 54,5 64,1 61

4.2. Modelowanie dyspersji odorantów 4.2.1. Charakterystyka emitorów Oszacowanie łącznej emisji zapachowej Emisję zapachową obliczono jako iloczyn liczby świń i wskaźnika emisji zapachowej. Przyjęto, Ŝe wskaźnik wynosi 30 ou E /s tucznik. Jest to wartość przeciętna z zakresu 4,6 66,4 ou E /s na zwierzę, wymienianego w piśmiennictwie [5]. Średnia liczba zwierząt na fermie wynosiła 14300, a maksymalna 19020. Oszacowanie udziałów emitorów Na terenie fermy znajdują się dwa główne emitory: zbiorniki gnojówki-zwane lagunami oraz chlewnie. Udziały w emisji zanieczyszczeń zapachowych zostały określone w sposób opisany poniŝej. Dla kaŝdego dnia pomiarów przygotowano mapę satelitarną, na którą naniesiono punkty pomiarowe wraz z intensywnością zapachu. Intensywność zapachu została obliczona jako średnia grupowa pięciominutowa, czyli średnia arytmetyczna w przeciągu pięciu minut dla wszystkich wartości dla danego punktu. Spośród mapek z zaznaczonymi punktami pomiarowymi wybrano te, w których dominował wiatr wiejący z kierunku laguny i chlewni (rys.40). Rys. 40. StęŜenia zapachowe wyznaczone w otoczeniu fermy 25.09.08 i 26.09.08 Na wybrano pary punktów połoŝonych w podobnej odległości od emitora, w których czuć było zapach znad laguny albo tylko znad chlewni i porównano średnie intensywności tego zapachu. Wyniki zestawiono w tabeli 27. Na podstawie danych z piśmiennictwa [16], przedstawionych na rysunku 9, obliczono współczynnik Webera Fechnera k WF = 1,14, co pozwoliło określić wartości stęŝenia zapachowego i stosunek tych stęŝeń. 62

Tabela 27. Oszacowanie udziałów emitorów laguna (L) i chlewnia (Ch) w łącznej emisji zapachowej Data Intensywność zapachu punkt L punkt Ch StęŜenie zapachowe laguna StęŜenie zapachowe chlewnia Udział % laguny Udział % chlewni 25.09 0,8 1,5 5 21 19 81 25.09 0,94 1,5 7 21 25 75 25.09 1,19 1,53 11 22 33 67 26.09 1,53 1,78 21 36 38 62 26.09 0,76 1,99 5 56 8 92 26.09 0,63 1,48 4 20 17 83 23% 77% Zestawienie danych do obliczeń Zgromadzone dane o emitorach, emisji i podstawowych warunkach emisji i dyspersji wprowadzano do programu OPERAT 2000. PoniŜej przedstawiono dla przykładu odpowiedni fragment raportu z obliczeń, sporządzanego w programie (tabela 28). Dodatkowo, na rysunkach 41 i 42, zamieszczono wygląd okna programu z danymi o emisji zapachowej. Tabela 28. Dane do obliczeń stęŝeń w sieci receptorów (OPERAT 2000) 63

Rys. 41. Dane o emisji dla Laguny Rys.42. Dane o emisji dla Chlewni 4.2.2. ZałoŜenia dotyczące topograficznych i meteorologicznych warunków dyspersji W otoczeniu emitora dominują pola uprawne. Rosła na nich kukurydza, która była ścinana podczas trwania badań. Dlatego wybrałam 0,035m jako wartość współczynnika szorstkości. W tabeli 29 znajdują się wyniki określania stanów równowagi atmosfery Tabela 29. Obliczenia stanów równowagi atmosfery Dzień a h u a u h log (h/a) log (u h /u a ) m Równowaga 25.09.08 1,5 30 3,6 7 3 0,66 0,22 3 26.09.08 1,5 30 1,7 3 3 0,56 0,19 3 27.09.08 1,5 30 2,1 3 3 0,35 0,12 1 28.09.08 1,5 30 2,8 7 3 0,93 0,31 4 29.09.08 1,5 30 5,5 7 3 0,24 0,08 4 64

4.2.3. Wyniki obliczeń dotyczących skali roku Badany obiekt ferma trzody chlewnej w Miętnie - znajduje się pomiędzy Szczecinem, Koszalinem i Szczecinkiem (rys.. 43). Z powodu bliskości Szczecina przyjmuję róŝę wiatrów Szczecin-Dąbie. Być moŝe jednak, Ŝe warunki meteorologiczne Nowogardu i Miętna lepiej odpowiadają statystyce Szczecinka lub Koszalina. MoŜe o tym decydować odległość od zbiorników wodnych (Morze Bałtyckie, Zalew Szczeciński), które wpływają na nagrzanie podłoŝa i związane z tym tworzenie wiatrów. Rys 43. PołoŜenie Miętna względem stacji IMiGW W pracy wykonano obliczenia częstości przekraczania poziomów 1ou/m 3 i dla 3ou/m 3. Wybrano jedną jednostkę zapachową w metrze sześciennym, gdyŝ jest to stęŝenie najłatwiejsze do zbadania. Określenie, czy na danym terenie występuje ta wartość, polega na wysłaniu wyselekcjonowanej grupy i sprawdzeniu czy połowa członków wyczuwa zapach. Jeśli tak, moŝna mówić o występowaniu 1ou/m 3. Badanie powtarza się wielokrotnie. Natomiast o wyborze 3 ou/m 3 zadecydowało występowanie tej lub podobnych wartości w normach niemieckich, francuskich lub japońskich. Otrzymane dla róŝnych róŝ wiatrów wyniki obliczeń częstości przekraczania wybranych poziomów przedstawiono w formie izolinii na rysunkach 44 49. Zestawienie wyników obliczeń dotyczących terenu wsi Miętno zawiera tabela 30. 65

Tabela 30. Zestawienie wyników obliczeń częstości przekroczenia 1 ou/m 3 oraz 3 ou/m 3 dla trzech róŝnych róŝ wiatrów RóŜa wiatrów Częstość (%) przekroczeń poziomu 1 ou/m 3 3 ou/m 3 Szczecin-Dąbie 5-10 <3, 3-5 Koszalin 3-5 1-2 Szczecinek 5-8 < 3 Według norm niemieckich stosowanych na terenie Turyngii dla wszystkich trzech róŝ wiatrów dla 1ou/m 3 nie został przekroczony poziom, który w tym przypadku dla wsi wynosi 12%. Dla przepisów dotyczących Północnej Westfalii tylko w przypadku róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie niewielki obszar wsi znajdował się w zakresie częstości przekroczeń większej niŝ 8%. Natomiast porównanie z bardzo restrykcyjnymi przepisami holenderskimi dla istniejącym zakładów (2%) wypada na niekorzyść fermy w Miętnie. Analizując wyniki dotyczące przekroczeń 1ou/m 3 według standardów zaproponowanych w projekcie ustawy z 17.10.2008, które miałyby obowiązywać do 2012 roku tylko w przypadku wykorzystania róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie niewielka część wsi znajdzie się w obszarze przekroczeń. Według norm obowiązujących na terenie Północnej Westfalii tylko przypadku przekroczeń 3ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie niewielka część wsi znajduje się w strefie, w której występują częstości większe od standardowych 3%. Podsumowując powyŝsze rozwaŝania moŝna stwierdzić, Ŝe przekroczenia standardów polskich i niemieckich zdarzają się tylko na niewielkiej części obszaru wsi Miętno 66

Rys 44. Częstość przekroczeń 1ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie Rys 45. Częstość przekroczeń 3ou/m 3 ou dla róŝy wiatrów Szczecin-Dąbie 67

Rys. 46. Częstość przekroczeń 1ou/m 3 dla róŝy wiatrów Koszalin Rys 47. Częstość przekroczeń 3 ou/m 3 dla róŝy wiatrów Koszalin 68

Rys 48. Częstość przekroczeń 1 ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecinek Rys 49. Częstość przekroczeń 3 ou/m 3 dla róŝy wiatrów Szczecinek 69

4.2.4. Wyniki obliczeń dotyczących okresu pomiarów terenowych Wyniki wykonanych obliczeń przedstawiono poniŝej w formie wykresów. Dla kaŝdego z pięciu dni pomiarów (róŝne własne róŝe wiatrów ) sporządzono dwa rysunki: 25.09.08 - rysunki 50 i 51, 26.09.09 - rysunki 52 i 53, 27.09.10 - rysunki 54 i 55, 28.09.11 - rysunki 56 i 57, 29.09.12 - rysunki.58 i 59. Na rysunkach zamieszczono: - izolinie obliczonych średnich stęŝeń zapachowych (linie niebieskie), - izolinie obliczonych maksymalnych stęŝeń zapachowych (linie czerwone), - punkty pomiarowe z wyznaczonymi wartościami stęŝenia zapachowego. Cyfra znajdująca się przy kaŝdym punkcie informuje o zespołowym wyniku pomiaru stęŝenia. Kolory punktów i cyfr oznaczają: Ŝółty - punkty, w których wykonywano zespołowe pomiary stęŝenia zapachowego metodą skalowania intensywności zapachu, róŝowy - punkty, w których skalowanie intensywności zapachu wykonywała jedna lub dwie osoby, niebieski - punkty, w których wykonywano zespołowe pomiary stęŝenia zapachowego z uŝyciem olfaktometrów terenowych Nasal Ranger. 70

Rys 50. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 25.09.08 Rys 51. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 25.09.08 71

Rys 52. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 26.09.08 Rys 53. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 26.09.08 72

Rys 54. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 27.09.08 Rys 55. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 27.09.08 73

Rys 56. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 28.09.08 Rys 57. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 28.09.08 74

Rys 58. Izolinie stęŝeń średnich jednogodzinnych dla 29.09.08 Rys 59. Izolinie stęŝeń maksymalnych jednogodzinnych dla 29.09.08 75

5. Omówienie wyników pomiarów i obliczeń W tabeli 31b zestawiono w kolejności chronologicznej - wyniki terenowych oznaczeń stęŝeń zapachowych oraz odpowiadające im prognozowane stęŝenia średnie i maksymalne. W tabeli zastosowano kolory informujące o źródle danych (sposobie wykonania pomiarów patrz objaśnienie kolorów punktów na rysunkach 50-59). Na rysunku 60 zestawiono wyniki pomiarów stęŝeń wykonanych za pomocą olfaktometru terenowego NASAL RANGER z rezultatami modelowania. Wartości pochodzące z modelowania (linie) zostały odczytane z odpowiednich izolinii przechodzących przez punkty pomiarowe. Dane uzyskane w wyniku pomiarów (punkty) są podobne do wartości średnich obliczonych. Analogiczny rysunek 61 dotyczy wyników pomiarów wykonanych metodą skalowania intensywności zapachu. Punkty pomiarowe zajmują cały obszar między liniami średnich i maksymalnych wartości obliczonych, a nawet przekraczają poziom stęŝeń maksymalnych. Jako przyczynę widzę subiektywność metody, czyli fakt, Ŝe dla jednej osoby zapach wyraźny moŝe oznaczać dla innej mocny lub słaby. Tabela 31. Porównanie stęŝeń zapachowych otrzymanych w wyniku pomiarom terenowym oraz przez modelowanie matematyczne STĘśENIA ZAPACHOWE, c odm60m [ou/m 3 ] Wyniki pomiarów Wyniki obliczeń 25.09.08 26.09.08 c od,15m i c od,chwilowe c od,60m,śr c od,60m,maks 5 5,8 140 8 8 130 23 8 120 1 5 120 11 25 150 5 17 220 22 15 220 18 17 200 7 17 200 21 9 180 4 5 30 15 6 37 76

27.09.08 28.09.08 29.09.08 20 6 35 5 9 40 56 12 70 37 22 120 22 18 90 8 19 100 2 18 30 8 14 70 4,2 0 2 12,1 0 2 1,7 0 2 7,0 1 3 2,6 2 8 2 0 1 2 1 20 2 2 35 2 9 30 22 18 140 38 7 30 34 1 22 19 2 28 1 1 19 5 3 45 2 5 90 2 2 30 2 20 100 61 50 400 10 30 400 129 18 150 2 1 3 5 1 6,5 19 1 9 3 2 16 17 2 15 2 15 60 2 1 15 2 1 4 61 30 100 77

23 19 70 10 17 60 3 9 50 55 15 50 Rys. 60. Porównanie prognozowanych stęŝeń zapachowych jednogodzinnych średnich i maksymalnych z wynikami pomiarów wykonanych z uŝyciem NASAL RANGER 160 StęŜenie zapachowe, cod [ou/m 3 ] 140 120 100 80 60 40 20 0 cod, 15min cod,60min,maks cod,60min,śr. Rys 61. Porównanie prognozowanych stęŝeń zapachowych jednogodzinnych średnich i maksymalnych z wynikami pomiarów z uŝyciem metody skalowania intensywności zapachu. 78