Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΙΣ ΠΟΛΕΙΣ ΤΟΥ ΒΟΛΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΛΑΡΙΣΑΣ

Transcript

1 Η ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΙΣ ΠΟΛΕΙΣ ΤΟΥ ΒΟΛΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ Σ Π. Ξυγκόγιαννη, Γ. Ανδρέου, Ει. Ρεθεμιωτάκη, Ε. Ζέρβας* Ελληνικό Ανοιχτό Πανεπιστήμιο Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας Σαχτούρη 11, Τ.Κ Πάτρα τηλ.: , ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η ρύπανση της ατμόσφαιρας αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα των δύο μεγάλων αστικών κέντρων της Θεσσαλίας (Λάρισας και Βόλου) με δυσάρεστες επιπτώσεις στους κατοίκους. Οι μετρήσεις του επιπέδου της ατμοσφαιρικής ρύπανσης ξεκίνησαν στις δύο πόλεις το 21 με ένα σταθμό μέτρησης αστικού υποβάθρου σε κάθε πόλη στο πλαίσιο του Εθνικού ικτύου Παρακολούθησης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης. Οι μετρούμενοι ατμοσφαιρικοί ρύποι περιλαμβάνουν τους αέριους ρύπους: CO, NO, NO 2, SO 2, O 3 καθώς και τα αιωρούμενα σωματίδια PM 1. Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη της εξέλιξης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στις δύο μεγαλύτερες Θεσσαλικές πόλεις την τελευταία δεκαετία. Έχει γίνει ανάλυση της διαχρονικής εξέλιξης των συγκεντρώσεων των μετρούμενων ατμοσφαιρικών ρύπων λαμβάνοντας υπόψη τα όρια που έχουν θεσπιστεί στην Ευρωπαϊκή και Ελληνική νομοθεσία. Επίσης αναζητήθηκε η τάση των συγκεντρώσεων η ανάλυσή τους μέσω στατιστικών παραμέτρων. Λέξεις Κλειδιά Ατμοσφαιρική ρύπανση, Λάρισα, Βόλος, αιωρούμενα σωματίδια, ατμοσφαιρικοί ρύποι 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ρύπανση της ατμόσφαιρας των δύο μεγαλύτερων Θεσσαλικών πόλεων αποτελεί ένα σημαντικό ζήτημα για τους κατοίκους των δύο μεγάλων αστικών κέντρων της χώρας, καθώς οι συνέπειες στην υγεία και στην καθημερινότητα των κατοίκων είναι άμεσες και μερικές φορές καταστροφικές. Πρόσφατη έρευνα (Kallantzi, 211) με περιστατικά από το Γενικό Νοσοκομείο του Βόλου έδειξε μια σημαντική σχέση για μεγάλο χρονικό διάστημα μεταξύ της επείγουσας νοσηλείας λόγω αναπνευστικών ή καρδιαγγειακών νοσημάτων και τα επίπεδα των ρύπων του περιβάλλοντος σε μια μέτρια βιομηχανική και τουριστική περιοχή όπως είναι ο Βόλος. Τα ευρήματά αυτά ενισχύουν την ανάγκη για κατάλληλα μέτρα με τα οποία ελέγχεται επαρκώς τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Για το λόγο αυτό η καταγραφή και μελέτη των συγκεντρώσεων των σημαντικότερων ατμοσφαιρικών ρύπων (αερίων και σωματιδίων) κρίνεται απαραίτητη. Στην εργασία αυτή θα αναλυθούν οι τάσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης των δύο μεγαλύτερων Θεσσαλικών πόλεων. 2. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Το Υπουργείο Περιβάλλοντος Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής διαθέτει σήμερα ένα δίκτυο σταθμών μέτρησης των κυριότερων ατμοσφαιρικών ρύπων. Οι πρώτοι σταθμοί ξεκίνησαν να λειτουργούν τη δεκαετία του 198, ενώ σήμερα λειτουργούν 16 σταθμοί μέτρησης ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε όλο το λεκανοπέδιο της Αθήνας, 7 σταθμοί στη Θεσσαλονίκη, 2 σταθμοί στην Πάτρα, και από ένας σταθμός στο Ηράκλειο, στα Ιωάννινα,

2 στο Βόλο και στη Λάρισα. Το Τμήμα Ποιότητας Ατμόσφαιρας, που ανήκει στη /νση Ελέγχου Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης και Θορύβου (ΕΑΡΘ) του ΥΠΕΚΑ είναι υπεύθυνο για τη λειτουργία του δικτύου μέτρησης ατμοσφαιρικής ρύπανσης της περιοχής Αττικής. Την ευθύνη της λειτουργίας των υπόλοιπων σταθμών του Ε ΠΑΡ έχουν οι υπηρεσίες των Περιφερειών. Ειδικότερα για τους σταθμούς που είναι εγκατεστημένοι στο Βόλο και στη Λάρισα τη λειτουργία τους είχαν αναλάβει μέχρι το 21 οι αντίστοιχες Νομαρχιακές Αυτοδιοικήσεις. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων είναι διαθέσιμα στην ιστοσελίδα του Υ.Π.Ε.Κ.Α. Η παρούσα εργασία θα επικεντρωθεί στις πόλεις του Βόλου και της Λάρισας και στους εξής ρύπους: αιωρούμενα σωματίδια με διάμετρο <1 μm (PM 1 ), όζον (O 3 ) και διοξείδιο του αζώτου (NO 2 ). Στον Πίνακα 1 παρουσιάζονται οι μέθοδοι μέτρησης των ρύπων που εξετάζονται σε αυτή την εργασία. Πίνακας 1. Μέθοδος μέτρησης ανά ρύπο Ρύπος Μέθοδος Μέτρησης PM 1 Απορρόφηση β ακτινοβολίας O 3 Χημειοφωταύγεια ΝΟ 2 Απορρόφηση στο υπεριώδες Στο Βόλο, ο σταθμός μέτρησης βρίσκεται από το 2 στην ταράτσα του 1 ου ηµοτικού Σχολείου και χαρακτηρίζεται αστικός υποβάθρου. Ο σταθµός βρίσκεται σε ύψος 12 m περίπου και σε διασταύρωση δρόμων σχετικά μικρής κυκλοφορίας, ενώ κεντρικοί δρόμοι µε μεγάλη κυκλοφορία βρίσκονται σε απόσταση 8-1 m. Στη Λάρισα, ο σταθμός μέτρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης βρίσκεται στο κέντρο της πόλης και συγκεκριμένα στο κτίριο Κατσίγρα (παλαιά Ιατρική Σχολή) και χαρακτηρίζεται ως αστικός κυκλοφορίας. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ Τα αποτελέσματα αναλύονται με τις στατιστικές παραμέτρους των ετήσιων συγκεντρώσεων, τη διαχρονική εξέλιξη που παρουσιάζουν και τα όρια που έχουν τεθεί. Οι στατιστικοί παράμετροι είναι η μέση τιμή, η τυπική απόκλιση (Σχήμα 1a), η ασυμμετρία (Σχήμα 1b) και η κύρτωση (Σχήμα 1c) των ετήσιων τιμών. (a) (b) (c) Σχήμα 1. Γραφικές παραστάσεις στατιστικών περιγραφικών μέτρων (a) μέση τιμή και τυπική απόκλιση (standard deviation), (b) ασυμμετρία (skewness) και (c) κύρτωση (kurtosis) 3.1 ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙ ΙΑ Η μέτρηση των αιωρουμένων σωματιδίων PM 1 ξεκίνησε το 21 και στους δύο σταθμούς. Στο Σχήμα 2 παρουσιάζεται η μέση ετήσια συγκέντρωση των PM 1 κατά το χρονικό διάστημα 21 έως 21 για το οποίο υπάρχουν διαθέσιμα στοιχεία. Οι τιμές λαμβάνονται σε ωριαία βάση και η μέση ετήσια συγκέντρωση είναι ο μέσος όρος των

3 ημερησίων συγκεντρώσεων ανά έτος. Με συνεχή κόκκινη γραμμή είναι σημειωμένο το ετήσιο όριο, το οποίο καθορίστηκε στην ευρωπαϊκή οδηγία 99/3/ΕΚ (Directive 1999/3/EC) και από τον Ιανουάριο του 25 είναι 4 μg/m 3. Παρατηρείται ότι η μέση ετήσια τιμή βρίσκεται στο κοντά στο ήμισυ του ορίου των 4 μg/m 3 για το σταθμό του Βόλου με μία πτωτική τάση τα τελευταία 5 έτη, ενώ τα στοιχεία της Λάρισας είναι ελλιπή. Στη Λάρισα η μέγιστη μέση τιμή καταγράφεται το 21 (26,64μg/m 3 ) και η ελάχιστη το 21 (6,64μg/m 3 ), χωρίς όμως να υπάρχει καταγραφή των μετρήσεων για οκτώ μήνες (21/4 έως 6/12). Στις υπόλοιπες χρονιές τα δεδομένα παρουσιάζουν επίσης ελλείψεις που ποικίλλουν από 1 έως 23 ημέρες ανάλογα με το έτος, ενώ από το 23 έως 26 δεν υπάρχουν δεδομένα γεγονός που δεν επιτρέπει την εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων. 5 Μέση ετήσια συγκέντρωση PM ΟΡΙΟ Σχήμα 2. Μέση ετήσια συγκέντρωση PM 1 Το Σχήμα 3 απεικονίζει τη μέση ετήσια τυπική απόκλιση της συγκέντρωσης των αιωρουμένων σωματιδίων, η οποία είναι ιδιαίτερη υψηλή και στους δύο σταθμούς για όλα τα έτη των μετρήσεων. Παρατηρούμε το μεγάλο εύρος των συγκεντρώσεων που έχουν μετρηθεί, γεγονός που δηλώνει ότι μόνο η μέση τιμή δεν αρκεί για την περιγραφή της κατάστασης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. 4 Τυπική απόκλιση της μέσης ετήσιας συγκέντρωσης PM Σχήμα 3. Τυπική απόκλιση της μέση ετήσιας συγκέντρωσης PM 1 Η γραφική παράσταση της ασυμμετρίας των μέσων ετήσιων συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων PM 1 απεικονίζεται στο Σχήμα 4. Ο συντελεστής ασυμμετρίας (skewness) δίνει πληροφορίες για την ασυμμετρία της κατανομής των δεδομένων. Τιμές κοντά στο μηδέν παρέχουν ενδείξεις ότι η κατανομή των παρατηρήσεων είναι συμμετρική.

4 Θετική ασυμμετρία ή δεξιά ασυμμετρία παρουσιάζει μία κατανομή όταν οι περισσότερες τιμές της είναι μικρές. Η κατανομή έχει δηλαδή λίγες μεγάλες τιμές και η επικρατούσα τιμή βρίσκεται δεξιά της διαμέσου. Οι σταθμοί παρουσιάζουν θετική ασυμμετρία, που γενικά αυξάνεται με τον χρόνο, το οποίο οφείλεται στις πολλές τιμές με υψηλές συγκεντρώσεις. 8 6 Ασυμμετρία PM Σχήμα 4. Ασυμμετρία των μέσων ετήσιων συγκεντρώσεων PM 1 Στο Σχήμα 5 παρουσιάζεται ο συντελεστής της κύρτωσης των ετήσιων συγκεντρώσεων των PM 1. Οι τιμές είναι θετικές τις περισσότερες φορές για τους δύο σταθμούς μέτρησης, γεγονός που δείχνει ότι οι κατανομές είναι λεπτόκυρτες και άρα οι παρατηρούμενες τιμές βρίσκονται σχετικά κοντά στην μέση τιμή Κύρτωση PM Σχήμα 5. Κύρτωση των μέσων ετήσιων συγκεντρώσεων PM ΙΟΞΕΙ ΙΟ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Το διοξείδιο του αζώτου είναι χαρακτηριστικός ρύπος της αυτοκίνησης και για αυτό οι υψηλότερες συγκεντρώσεις του βρίσκονται σε σταθμούς που χαρακτηρίζονται από την έντονη κυκλοφοριακή κίνηση. Στο διάγραμμα που ακολουθεί παρατηρείται μία πτωτική τάση της συγκέντρωσης του ΝΟ 2 αν και τα δεδομένα που υπάρχουν μέχρι το 29 είναι ελλιπή. Η συγκέντρωση ήταν ιδιαίτερα αυξημένη στην αρχή της δεκαετίας στο Βόλο, ενώ τα τελευταία χρόνια είναι κάτω του ορίου είναι των 4 μg/m 3, το οποίο ισχύει από Ιδιαίτερα μεγάλη είναι και η τυπική απόκλιση των συγκεντρώσεων στην πόλη του Βόλου το 21 και 22, γεγονός που οφείλεται σε πολλές ακραίες τιμές που παρατηρήθηκαν εκείνες τις χρονιές. Οι συγκεντρώσεις και στις δύο πόλεις είναι σαφώς μικρότερες από συγκεντρώσεις NO 2 που έχουν μετρηθεί στην Αθήνα και τη Θεσσαλονίκη.

5 Μέση ετήσια συγκέντρωση NO ΟΡΙΟ Σχήμα 6. Μέση ετήσια συγκέντρωση NO 2 45 Τυπική απόκλιση της μέσης ετήσιας συγκέντρωσης NO Σχήμα 7. Τυπική απόκλιση της μέσης ετήσιας συγκέντρωσης NO ΟΖΟΝ Το όζον αποτελεί χαρακτηριστικό ρύπο της φωτοχημικής ρύπανσης. Είναι δευτερογενής ρύπος που παράγεται από τους υπόλοιπους ρύπους και επίσης απαιτεί ένα χρονικό διάστημα για να παραχθεί. Κατά συνέπεια η συγκέντρωσή του αυξάνει στην περιφέρεια λόγω της διάχυσης των ρύπων από το κέντρο προς αυτή. Αυτό σημαίνει πως αν υπήρχαν μετρήσεις σε περιαστικές τοποθεσίες στις δύο πόλεις, οι τιμές θα ήταν πιο αυξημένες. Οι μέσες ετήσιες συγκεντρώσεις του όζοντος που παρατηρούνται στο Σχήμα 8 είναι μικρότερες του ορίου που έχει τεθεί από την Ε.Ε. από (Directive 22/3/EC). Το όριο των 12 μg/m 3 αποτελεί τη μέγιστη ημερήσια μέση 8ωρη τιμή, της οποίας δεν πρέπει να σημειώνεται υπέρβαση περισσότερες από 25 φορές ανά έτος για διάστημα 3 ετών. Αν και τα δεδομένα δεν υπάρχουν για όλα τα έτη, παρατηρείται μία σταθερή μείωση της συγκέντρωσης του όζοντος στο Βόλο με μία σταθερή τυπική απόκλιση, ενώ στη Λάρισα οι τελευταίες μετρήσεις δείχνουν πως η τιμή του ρύπου βρίσκεται στο 1/3 του ορίου.

6 Μέση ετήσια συγκέντρωση Ο ΟΡΙΟ Σχήμα 8. Μέση ετήσια συγκέντρωση Ο 3 6 Τυπική απόκλιση της μέσης ετήσιας συγκέντρωσης Ο Σχήμα 9. Μέση ετήσια συγκέντρωση Ο 3 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε σε ένα αρχικό στάδιο η διαχρονική εξέλιξη της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. εν παρουσιάστηκαν τιμές που να υπερβαίνουν τα νομοθετικά όρια, αλλά οι μετρήσεις είναι αρκετά ελλιπείς ώστε να υπάρχει μία πιο ολοκληρωμένη εικόνα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Υπάρχει μία γενική τάση μείωσης των ρύπων, παράλληλα όμως παρατηρείται και μία μεγάλη τυπική απόκλιση των τιμών, γεγονός που οφείλεται σε αρκετές ακραίες τιμές, ειδικά υψηλές. Η εργασία θα συνεχιστεί με ανάλυση των ακραίων τιμών, καθώς και σύγκρισή της ατμοσφαιρικής ρύπανσης των Θεσσαλικών πόλεων με άλλων Ελληνικών πόλεων. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Directive 1999/3/EC, relating to limit values for sulphur dioxide, nitrogen dioxide and oxides of nitrogen, particulate matter and lead in ambient air. Off J Eur Communities 1999 (L163):41 6. Directive 22/3/EC of the European Parliament and of the Council of 12 February 22 relating to ozone in ambient air Kalantzi Ε., Makris D., Duquenne M.N., Kaklamani S.,Stapountzis E. and. Gourgoulianis K., 211, Air pollutants and morbidity of cardiopulmonary diseases in a semi-urban Greek peninsula, Atmos. Environ., 45: