źródłó: nasa.gov/features/aerosols/printall.php Dyskusja - Blok tematyczny Skutki Zdrowotne Zanieczyszczeń Powietrza Badania aerozoli prowadzone przez IPIŚ PAN i IMGW PIB w woj. śląskim Krzysztof Klejnowski, Leszek Ośródka IPIŚ PAN IMGW PIB
Plan prezentacji PM1 OC/EC, w PM1 i PM2,5 BC w PM2,5, 14C w PM1 Liczebność cząstek - UFP Prognozy jakości powietrza Białe plamy http://www.cas.manchester.ac.uk/images/ photos/instruments/6x4/fractal-soot.jpg
Wyniki badań stężenie PM1 PM1. 1 Punkt tła regionalnego ZŁOTY POTOK Punkt tła miejskiego KATOWICE IETU Punkt komunikacyjny KATOWICE STRAŻ stężenie PM [µg/m 3 ] 9 8 7 6 5 4 3 4,7 wąsy - zakres skrzynka 25 i 75 percentyl linia pozioma średnia kółeczko mediana 41,6 2 1 13,3 2,8 18,4, A) B) C) A) B) C) A) B) C) w okresie badań (A) w sezonach: grzewczym (B) i niegrzewczym (C)
Wyniki badań udział OC i EC w PM1 stężenie OC [µg/m 3 ] OC PM1. 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Punkt tła regionalnego ZŁOTY POTOK Punkt tła miejskiego KATOWICE IETU Punkt komunikacyjny KATOWICE STRAŻ A) B) C) A) B) C) A) B) C) stężenie EC [µg/m 3 ] EC PM1. 26 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Punkt tła regionalnego ZŁOTY POTOK Punkt tła miejskiego KATOWICE IETU Punkt komunikacyjny KATOWICE STRAŻ A) B) C) A) B) C) A) B) C) w okresie badań (A) w sezonach: grzewczym (B) i niegrzewczym (C) wąsy - zakres skrzynka 25 i 75 percentyl linia pozioma średnia kółeczko mediana
Wyniki badań OC/EC w PM1 PM1. OC/EC [-] 15 14 13 12 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Punkt tła regionalnego ZŁOTY POTOK Punkt tła miejskiego KATOWICE IETU Punkt komunikacyjny KATOWICE STRAŻ A) B) C) A) B) C) A) B) C) w okresie badań (A) w sezonach: grzewczym (B) i niegrzewczym (C)
Wyniki badań średnie stężenia BC - sezonowe i roczne 9 8 7 7,6 7, 7,1 stężenie średnioroczne stężenie [µg/m 3 ] 6 5 4 3 5,2 3, 4,7 2,5 4,4 stężenie średnie w sezonie grzew czym 2 1 29 21 211 1, stężenie średnie w sezonie niegrzew czym
Wyniki badań Parametry statystyczne serii 1-godzinnych stężeń BC 4 35 3 stężenie BC [µg/m 3 ] 25 2 15 1 5 lut-9 mar-9 kwi-9 maj-9 cze-9 lip-9 sie-9 wrz-9 paź-9 lis-9 gru-9 sty-1 lut-1 mar-1 kwi-1 maj-1 cze-1 lip-1 sie-1 wrz-1 paź-1 lis-1 gru-1 sty-11 lut-11 mar-11 kwi-11 maj-11 cze-11 lip-11 sie-11 wrz-11 paź-11 lis-11 gru-11
Seria czasowa OC/EC w PM2,5 Godów 211 225 2 175 SEZON GRZEWCZY SEZON NIEGRZEWCZY stężenie [µg/m 3 ] 15 125 1 75 5 25 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % 1-1-11 8-1-11 15-1-11 22-1-11 29-1-11 5-2-11 12-2-11 19-2-11 26-2-11 5-3-11 12-3-11 19-3-11 26-3-11 2-4-11 9-4-11 16-4-11 23-4-11 3-4-11 7-5-11 14-5-11 21-5-11 28-5-11 4-6-11 11-6-11 18-6-11 25-6-11 2-7-11 9-7-11 16-7-11 23-7-11 3-7-11 6-8-11 13-8-11 2-8-11 27-8-11 3-9-11 1-9-11 17-9-11 24-9-11 1-1-11 8-1-11 15-1-11 22-1-11 29-1-11 5-11-11 12-11-11 19-11-11 26-11-11 3-12-11 1-12-11 17-12-11 24-12-11 31-12-11 OC EC PM1.-TC
Chemiczne dopełnienie masy pyłu PM1 w Raciborzu w dwóch sezonach: zimowym (październik-marzec) i letnim (wrzesień, kwiecień-czerwiec) 211r PM1 1 UM 8 15.1 2.6 5.6 16.7.3 25.1 4.5 4.1.3 OE CM % 6 8.1 22. MC 4 5.7 SIA 2 51.7 38.3 EC OM sezon zimowy sezon letni SIA MC OM EC CM OE UM Nieorganiczny Sól Materia Węgiel Materia inne oznacz. Materia Aerozol Wt. Morska Organiczna Elementarny Mineralna Pierwiastki Nieoznaczona
Analiza węgla 14C w próbach pyłu PM1 z Zabrza stężenie PM1, ug/m3 81,2 stężenie PM1, ug/m3 23,6
Wyniki badań liczebności UFP w Zabrzu liczebność cząstek [1/cm 3 ] 11 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 sty-1 lut-1 mar-1 (A) kwi-1 maj-1 cze-1 lip-1 sie-1 wrz-1 paź-1 lis-1 gru-1 Średnie miesięczne liczebności cząstek o wymiarze 2-1 nm (A), udział poszczególnych frakcji cząstek (B) oraz stężenie pyłu PM1 (A) w Zabrzu w 21 roku. A) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-1 -2 stężenie [µg/m 3 ] 1% 8% 6% 4% 2% % sty-1 lut-1 mar-1 cząstki 2-3 nm cząstki 5-7 nm cząstki 1-2 nm PM1 (B) cząstki 3-5 nm cząstki 7-1 nm cząstki 2-1 nm kwi-1 maj-1 cze-1 lip-1 sie-1 wrz-1 paź-1 lis-1 gru-1
Zróżnicowanie przestrzenne obszarów zagrożenia epizodami pyłowymi w Polsce źródło: wyniki projektu KLIMAT PM1 > 2 μg/m 3 epizod IV stopnia L.p. Stacja Prawdopodobieńst monitoringowa wo 1. Kraków Al. Krasińskiego,45 2. Jelenia Góra- Cieplice,44 3. Rybnik,28 4. Kraków Nowa Huta,19 5. Zabrze,19 6. Kraków Krowodrza,18 7. Bydgoszcz,8 8. Chorzów,8 9. Opole,8 1. Katowice,7 Ranking stacji monitoringowych PMŚ (GIOŚ) pod względem prawdopodobieństwa przekroczenia 24-godz. stężenia 2 μg/m 3 źródło: wyniki projektu KLIMAT 12 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej PIB
zima wiosna lato jesień 2 1 Z[m] Konwekcyjna warstwa mieszania W. przyziemna Strefa przejściowa Atmosfera swobodna Inwersja nakrywająca Warstwa turbulencji resztkowej Strefa przejściowa Warstwa mieszania W. przyziemna 12 12 Dobowa ewolucja warstwy granicznej atmosfery 5 45 4 35 3 25 2 15 1 PM1 [ug/m 3 ] : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: UTC Dobowy przebieg wysokość warstwy mieszania w sezonach 18 25 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1111213141516171819221222324 2 15 1 5 Wysokość warstwy mieszania [m] Warszawa Dobowy przebieg 15 listopada PM1 na 212 tle wysokości warstwy mieszania 13 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej PIB
Możliwości diagnozy pionowego rozkładu warunków meteorologicznych sodar, minisodar, wind profiler wizualizacja głębokości warstwy mieszania ceilometer model CL31 firmy Vaisala 14 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej PIB
Prognozowanie stężeń zanieczyszczeń Portale informujące o zagrożeniach zdrowia w szczgólności grup populacji wrażliwych w woj. śląskim wspiera ją -bieżące zarządzanie jakością powietrza Założenia Systemu Prognoz Jakości Powietrza w województwie śląskim (SPJP) powstały w 24 roku na zlecenie Śląskiego Wojewódzkiego Inspektora Ochrony Środowiska w Katowicach (WIOŚ) w wyniku realizacji pracy badawczej realizowanej wspólnie przez IMGW Oddział w Katowicach i IPIŚ PAN w Zabrzu, dofinansowanej Projekt ze środków AIR SILESIA WFOŚiGW w Katowicach. System ten został wdrożony do operacyjnej działalności w monitoringu jakości powietrza w województwie śląskim w roku 25. Metodyka - oparta jest na eksploracyjnej analizie danych (data mining) przy wykorzystaniu numerycznej prognozy pogody COSMO (Consortium for Small-Scale Modelling). Publikacja w publicznych środka komunikacji - PLATNA Projekt AIR SILESIA portal informacyjno- prognostyczny dla pogranicza polsko czeskiego
Schemat tworzenia prognozy jakości powietrza w województwie śląskim Mapa prognozy CAQI dla PM1, PM2,5, SO2, NO2, O3, CO http://spjp.katowice.pios.gov.pl/ 16
Białe plany - wnioski Identyfikacja wpływu energetyki na powstawanie wtórnego aerozolu organicznego i nieorganicznego i jego konsekwencji zdrowotnych, Stworzenie infrastruktury do badań wpływ warunków meteorologicznych w szczególności wysokości warstwy mieszania na stężenie PM, poprawa jakości modeli oceniających ryzyko zdrowotne i prognoz krótkoterminowych narażenia populacji Nowe narzędzia wspomagające projektowanie kominów dla instalacji energetycznych, w kontekście warunków termodynamicznych panujących w obszarach wrażliwych minimalizacja skutków narażenia populacji (obecne stan wiedzy z przed 3 lat) Konieczne stworzenia stacji badań składu chemicznego aerozoli, dla potrzeb badań skutków zmian struktury emisji energetycznej w zakresie zdrowia środowiskowego i dla potrzeb racjonalizacji programów ograniczenia emisji, Wprowadzenie monitoringu BC w strefach realizacji programów ograniczenia niskiej emisji jako najbardziej miarodajnego wskaźnik redukcji emisji z procesów brudnego spalania. Konieczne wsparcie badań atmosfery - NCBR NCN nie finansuje badań z pogranicza badań stosowanych i podstawowych w szczególności w zakresie modeli receptorowych i meteorologii zanieczyszczeń
Podziękowania - Badania finansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Projekt badawczy własny Nr N N523 42137 pt.: Dystrybucja wybranych form węgla organicznego i pierwiastkowego w powietrzu województwa śląskiego w obszarach charakteryzujących się zróżnicowanąstrukturą emisji pyłu - Projekt: KLIMAT Wpływ zmian klimatu na środowisko, gospodarkę i społeczeństwo (zmiany, skutki i sposoby ich ograniczania, wnioski dla nauki, praktyki inżynierskiej i planowania gospodarczego) finansowanego przez UE z Funduszu Rozwoju Regionalnego - W pracy wykorzystano dane uzyskane w ramach PMŚ prowadzonego przez WIOŚ w Katowicach finansowanego przez WFOŚiGW w Katowicach