Instrumenty i narzędzia w zarządzaniu jakością powietrza z uwzględnieniem efektów zdrowotnych
ATMOTERM: Polska firma o europejskim zasięgu z ponad 30-letnim doświadczeniem w zakresie ochrony środowiska Ponad 10 lat doświadczeń w Programach Ochrony Powietrza (POP) Współpraca zarówno z organami administracji centralnej, jak i z samorządami regionalnymi i lokalnymi (miasta) Doświadczenie w używaniu narzędzi modelowych (np. Calpuff, ADMS-Urban) jak i w tworzeniu własnych modeli
Cel: Zwiększać efektywność działań na rzecz poprawy jakości powietrza Problem badawczy: Jak wykorzystywać modele/narzędzia do badania jakości powietrza w ocenie wpływu ekspozycji na zdrowie ludzi? Pytania badawcze: Dlaczego uwzględnianie efektów zdrowotnych jest ważne w zarządzaniu jakością powietrza? Jak obliczyć korzyści i koszty wynikające z poprawy jakości powietrza (metodyka CBA)? Do czego służy model typu GAINS? Jak praktycznie można zastosować wyniki modelowania rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym? Czy Nauka Obywatelska może wspomóc działania na rzecz poprawy jakości powietrza?
Efekty zdrowotne, a zarządzania jakością powietrza ludzie Badania zanieczyszczenia Efekty zdrowotne Koszty zdrowotne zanieczyszczenia Polityka ochrony powietrza Świadomość społeczna Koszty działań Efekty działań Korzyści działań Wiedza Narzędzia Instrumenty Modele
Efekty zdrowotne, a zarządzania jakością powietrza Narzędzia Instrumenty Modele Przykłady Przykłady Przykłady Metodyka CBA cost-benefits analysis Metodyka obliczania emisji Nauka obywatelska Citizens science POP Programy Ochrony Powietrza PONE Programy Ograniczania Niskiej Emisji Modele rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń np. Calpuff, ADMS-Urban Modele kompleksowe np. GAINS
Metodyka CBA cost-benefits analysis Analiza kosztów i korzyści wdrożenia strategii/polityki/zestawu działań naprawczych Wybór najbardziej optymalnego zestawu Przykład: Projekt: Ocena skuteczności realizacji celów Strategii Tematycznej UE dotyczącej zanieczyszczenia powietrza oraz wynikającej z niej Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (CAFE) ze szczególnym uwzględnieniem standardów jakości powietrza w zakresie pyłu drobnego PM2,5., Ministerstwo Środowiska, 2013 Określenie skutków finansowych, gospodarczych i społecznych nowego pakietu UE dot. jakości powietrza
Metodyka CBA- Ocena skutków finansowych, gospodarczych i społecznych dla 4 scenariuszy: CAFE-Göteborg wprowadzenia nowych pułapów emisyjnych określonych w załączniku II do Protokołu z Göteborga na rok 2020 bez zaostrzania standardów jakości powietrza; CAFE-Göteborg_bis oznacza scenariusz jw. z zaostrzeniem poziomów redukcji pułapów emisyjnych o 5/10/15% odpowiednio dla lat 2025/2030/2050; CAFE_bis- Göteborg oznacza zaostrzenie standardów jakości powietrza dla pyłu drobnego PM2,5 od roku 2020 poniżej stężenia 20 μg/m 3 oraz wprowadzenie dodatkowych standardów dla pyłu PM1,0 oraz sadzy, przy założeniu wprowadzenia nowych pułapów emisyjnych określonych w załączniku II do Protokołu z Göteborga na rok 2020; CAFE_bis- Göteborg_bis oznacza scenariusz jw. z zaostrzeniem poziomów redukcji pułapów emisyjnych o 5/10/15% odpowiednio dla lat 2025/2030/2050
Metodyka CBA
Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty opieki zdrowotnej W obliczeniach zastosowano następujące współczynniki odpowiedzi na narażenie (exposure-response factors): przewlekłe zapalenie oskrzeli [ilość nowych przypadków na µg/m 3 na rok] pobyt w szpitalu ze względu na choroby układu oddechowego [ilość pobytu na µg/m 3 na rok] pobyt w szpitalu ze względu na choroby serca [ilość pobytu na µg/m 3 na rok]
Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty utraconych dni pracy ilość utraconych dni pracy (WLD - working lost days) jest skorelowana ze stężeniem pyłu PM2,5. współczynnik odpowiedzi na narażenie [WLD na 10 µg/m 3 na 1000 mieszkańców w wieku 15-64 lat na rok]. Dla obu wskaźników: do oszacowania zmian stężeń na terenie Polski zastosowano wyniki modelu GAINS przeliczono wskaźniki na wartości monetarne
Metodyka liczenia korzyści KORZYŚCI Rok prognozy KOSZTY Rok prognozy Korzyści mln zł/rok (SC-1) Korzyści mln zł/rok (SC-2) Korzyści mln zł/rok (SC-3) Korzyści mln zł/rok (SC-4) 2020 973 1 098 1 038 1 111 2025 1 087 1 211 1 151 1 224 2030 1 160 1 284 1 224 1 297 2050 1 281 1 405 1 346 1 419 Koszty mln zł Koszty mln zł Koszty mln zł Koszty mln zł (SC-1) (SC-2) (SC-3) (SC-4) 2020 4 482 7 844 6 201 7 914
Koszty- Korzyści - metodyka bilansowania wskaźnik korzyści/koszty BCR (ang. Benefit/Costs Ratio), wyraża stosunek pomiędzy sumą korzyści a sumą kosztów, jednych i drugich skorygowanych o współczynniki dyskontujące: gdzie: B t korzyści w kolejnych latach okresu obliczeniowego C t koszty w kolejnych latach okresu obliczeniowego n założony okres obliczeniowy BCR n t 1 n t 0 B C t t * k t * k t k t współczynnik dyskontowy w kolejnych latach okresu obliczeniowego
Koszty- Korzyści - wyniki Im wyższy BCR, tym program jest bardziej opłacalny. We wszystkich przypadkach wskaźnik korzyści/koszty jest wyraźnie wyższy od jeden. SC-1 - wskaźnik BCR = 3,19 SC-2 - wskaźnik BCR = 2,04 SC-3 - wskaźnik BCR = 2,45 SC-4 - wskaźnik BCR = 2,04
Korzyści - wyniki Sektor/jednostka mln zł mln zł mln zł mln zł (SC-1) (SC-2) (SC-3) (SC-4) Korzyść Budżet (NFZ) 623 703 665 711 Gospodarka (rynek pracy) 6 188 6 979 6 602 7 063
Model GAINS Model GAINS (Greenhouse Gas and Air Pollution Interactions and Synergies) powstał na bazie modelu RAINS rozwijanego 20 lat przez instytut IIASA (International Institute for Applied Systems Analysis) Zintegrowane podejście do szacowania kosztów, potencjału do redukcji i skutków środowiskowych zanieczyszczeń powietrza i gazów cieplarnianych oraz szacowanie powiązań pomiędzy politykami (np. środowiskową, energetyczną, rolną) Współpracuje z innymi modelami: - dyspersja zanieczyszczeń powietrza (modelowanie jakości powietrza) oraz poziomy ładunków krytycznych (eutrofizacji i zakwaszenia) są obliczane zewnętrznie (model EMEP) - szacowanie danych wejściowych (tzw. aktywności - activity data) z sektora energetyki oraz transportu (PRIMES, TREMOVE). Model regionalny (poziom krajowy/europejski: obejmuje 162 regiony, głównie kraje Europy i Azji)
The RAINS model. Documentation of the model approach prepared for the RAINS peer review 2004, M. Amann, J.z Cofala, i inni, IIASA, 2004 Model GAINS
Model GAINS- rezultaty Wielkość emisji zanieczyszczeń w podziale na: kraj, scenariusz, lata prognoz, zanieczyszczenia, aktywność (sektor i paliwo), inne Koszty (najczęściej wyrażone w mln EURO/rok) związane z implementacją danego scenariusza redukcji emisji w podziale j.w. Skutki środowiskowe związane z PM2.5: śmiertelność powodowana ekspozycją na PM2.5, mapa rozkładu przestrzennego parametru LLE: oczekiwanej utraty życia [miesiące], inne Skutki środowiskowe związane z eutrofizacją i kwaśnym deszczem Skutki środowiskowe związane z zanieczyszczeniem ozonem http://gains.iiasa.ac.at/models/
Model GAINS Wykorzystanie modelu do określenia scenariuszy emisyjnych w Strategicznej ocenie oddziaływania na środowisko projektu Polityki Energetycznej Polski do 2050 roku Różnice między emisjami pyłów PM 2,5 w scenariuszu zrównoważonym i scenariuszu gaz+oze w 2050r. Różnice między emisjami pyłów PM 2,5 w scenariuszu zrównoważonym i scenariuszu jądrowym w 2050r.
the along-road spacing. Modele rozprzestrzeniania zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym (dyspersyjne) ADMS-Urban dobrze przystosowany do obliczania rozkładu przestrzennego stężeń zanieczyszczeń na terenach silnie zurbanizowanych oraz zanieczyszczeń pochodzących z ciągów komunikacyjnych. kombinacja dwóch modeli: lagranżowskiego (skrzynkowego) do emisji zagregowanych oraz gaussowskiego (II generacji) do modelowania pojedynczych źródeł takich jak emitory punktowe i powierzchniowe oraz drogi. uwzględniany jest m.in. efekt turbulencji indukowanej przez ruch komunikacyjny oraz efekt kanionu ulicznego. www.cerc.co.uk
ADMS Urban Wykorzystanie modelu do określenia skutków środowiskowych wprowadzenia instrumentów ograniczania niskiej emisji w Krakowie Projekt: Opracowanie w zakresie wprowadzenia ograniczeń w stosowaniu paliw stałych na obszarze Krakowa, UMWM, Kraków, 2010 Scenariusz dobra jakość paliwa Scenariusz całkowity zakaz paliw stałych PM10 90,4 percentyl [µg/m 3 ] Krok następny: Wykorzystanie modeli do szacowania skutków zdrowotnych i przeliczania na korzyści dla danego scenariusza
ADMS-Urban Rozkład stężeń średniorocznych benzenu wokół przykładowej stacji benzynowej Wykorzystanie modeli do badania korelacji jakości powietrza i skutków zdrowotnych w skali mikro Badania własne
Nauka obywatelska Nauka obywatelska (ang. citizen science) to badania naukowe, w których wolontariusze współpracują z badaczami zawodowymi, a także forma edukacji naukowej, forma współpracy w badaniach naukowych oraz ruch społeczny. Wielkie projekty w nauce o środowisku, oparte na gromadzeniu wielkiej ilości danych terenowych, często odnoszą sukces jedynie dzięki wolontariuszom (Wikipedia). Nauka obywatelska to nowoczesna interaktywna forma edukacji, a udział wolontariuszy w monitoringu środowiska jest najbardziej aktywną formą realizacji koncepcji dostępu społeczeństwa do informacji.
Nauka obywatelska nowe wyzwania Wykorzystanie mobilnych czujników do szacowania osobistej ekspozycji na zanieczyszczenia Stworzenie gęstej sieci pomiarowej uzupełniającej rozkład przestrzenny zanieczyszczeń Wykorzystanie danych do badania wpływu ekspozycji na zdrowie ludzi GreenWeek, Damon Rand
Podsumowanie Uwzględnienie efektów zdrowotnych w zarządzaniu jakością powietrza w sposób istotny może zwiększyć efektywność działań poprzez wzrost świadomości oraz umiejętność obliczenia kosztów zewnętrznych złej jakości powietrza Metoda CBA jest stosowana w Europie do oceny polityk środowiskowych oraz wyboru optymalnych strategii działań z uwzględnieniem efektów zdrowotnych Do wyboru optymalnych strategii działań można korzystać z kompleksowych modeli jak GAINS lub tworzyć własne Warto wykorzystać modele dyspersyjne w badaniach nad skutkami ekspozycji na zdrowie ludzi Wykorzystanie sieci mobilnych czujników oraz metody nauki obywatelskiej mogą wspomóc badania ekspozycji na zdrowie ludzi oraz budowanie świadomości społecznej
Dziękuję za uwagę! Agnieszka Bartocha bartocha@atmoterm.pl Przyroda nie zna nagrody ni kary, zna tylko konsekwencje (R.Ingersoll)
Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty opieki zdrowotnej przewlekłe zapalenie oskrzeli; pobyt w szpitalu ze względu na choroby układu oddechowego; pobyt w szpitalu ze względu na choroby serca. W obliczeniach zastosowano następujące współczynniki odpowiedzi na narażenie (exposure-response factors): dla przewlekłego zapalenia oskrzeli (dorosłych) 0,000082nowych przypadków na µg/m 3 na rok; dla pobytów w szpitalu ze względu na choroby układu oddechowego - 3,46e- 06 pobytu na µg/m 3 na rok; dla pobytów w szpitalu ze względu na choroby serca (>65 roku życia) 3,09e-05 pobytu na µg/m 3 na rok. M.S. Andersen i in.; EVA a non-linear Eulerian approach for assessment of health-cost externalities of air pollution; Aarhus University 2006.
Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty opieki zdrowotnej Średnią arytmetyczną stężenia pyłu PM2,5 dla terenu całej Polski dla roku bazowego 2010 na podstawie danych z modelu GAINS przyjęto na poziomie 13,7 µg/m 3. W siatce EMEP dokonano przeliczenia na średnią ważoną po ilości mieszkańców, uzyskując wynik 15,9 µg/m 3. W celu urealnienia rzeczywistego oddziaływania na terenach zamieszkałych, ze względu na małą rozdzielczość siatki obliczeniowej EMEP przyjęto dodatkowy współczynnik zwiększający średnią ważoną K w =1,25. Skorygowane średnie ważone stężenie pyłu PM2,5 dla roku bazowego 2010 przyjęto na poziomie 19,9 µg/m 3.
redukcja stężenia % Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty opieki zdrowotnej Rok prognozy C PM2,5 (scenariusz CLE) C PM2,5 (scenariusz MTFR) C PM2,5 (scenariusz A05) 2020 15,2 - - 2025 14,0 10,4 11,2 2030 13,2 9,5-60 50 y = 0,7029x + 12,347 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 redukcja emisji % Rok prognozy C PM2,5 (SC-1) C PM2,5 (SC-2) C PM2,5 (SC-4) 2020 5,04 5,69 5,76 2025 5,63 6,28 6,35 2030 6,01 6,65 6,72 2050 6,64 7,28 7,35
Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty opieki zdrowotnej Przeliczenie na wartości monetarne przeprowadzono korzystając z następujących założeń: średni koszt jednostkowy pobytu w szpitalu: 2000 EUR = 8 tys. zł średni roczny koszt leczenia jednego przypadku przewlekłego zapalenia oskrzeli: 1876 USD = 5,6 tys. zł szacunkowe kursy walutowe: 1 EUR = 4 zł; 1 USD = 3 zł - Service Contract for Carrying out Cost-Benefit Analysis of Air Quality Related Issues, in particular in the Clean Air for Europe (CAFE) Programme Methodology for the Cost-Benefit analysis for CAFE. Volume 2: Health Impact Assessment; AEA Technology Environment, 2005. - M.Miravitlles et all Costs of Chronic Bronchitis and COPD: A 1-year Follow-up Study; CHEST Journal, March 2003
Metodyka liczenia korzyści: uniknięte koszty utraconych dni pracy ilość utraconych dni pracy (WLD - working lost days) jest skorelowana ze stężeniem pyłu PM2,5. współczynnik odpowiedzi na narażenie wynoszący 207 WLD na 10 µg/m 3 na 1000 mieszkańców w wieku 15-64 lat na rok. ilość mieszkańców w wieku 15-64 lat (GUS) wynoszącą w 2010 roku 26,3 mln, przyjęto, że wielkość ta nie będzie się zmieniać dla lat prognozy. korzystając z wyznaczonych wcześniej prognozowanych wielkości redukcji stężeń pyłu PM2,5 obliczono prognozowane korzyści wynikające z ograniczenia utraconych dni pracy. Przeliczenie na wartości monetarne - wskaźnik 130 EUR/WLD skorygowany ze względu na relację PKB Polski do średniego PKB w Unii Europejskiej. Wartość skorygowanego wskaźnika wynosi 80,6 EUR/WLD = 322 zł/wld. - Service Contract for Carrying out Cost-Benefit Analysis of Air Quality Related Issues, in particular in the Clean Air for Europe (CAFE) Programme Methodology for the Cost-Benefit analysis for CAFE. Volume 2: Health Impact Assessment; AEA Technology Environment, 2005
ADMS Urban Dokładność modelowania www.cerc.co.uk