Αποτίμηση του υποέργου με τίτλο:

Transcript

1 Αποτίμηση του υποέργου με τίτλο: Μελέτη της επίδρασης των εργοστασίων παραγωγής ενέργειας με καύση λιγνίτη στη συγκέντρωση μάζας και στη σύσταση των αιωρούμενων σωματιδίων (ΡΜ1 και ΡΜ2.5) στην ατμόσφαιρα της Μεγαλόπολης. Επιστημονική Υπεύθυνος: Ε. Παπαευθυμίου Αναπλ. Καθηγήτρια, Τμήματος Χημείας Ολόκληρο το έργο πραγματοποιήθηκε από τον χημικό κ. Μ. Μανούσακα, το οποίο αποτυπώνεται στη διδακτορική του διατριβή.

2 Στόχοι Ερευνητικού Έργου Επιμερισμός πηγών αιωρούμενων σωματιδίων PM1 στη Μεγαλόπολη Επιμερισμός πηγών αιωρούμενων σωματιδίων PM2.5 στην Πάτρα Προσδιορισμός του βιοδιαθέσιμου ποσοστού μετάλλων σε δείγματα PM2.5 από τις δύο πόλεις Για την επίτευξη των στόχων έγιναν: Δειγματοληψίες αιωρούμενων σωματιδίων στις δύο περιοχές Στοιχειακές αναλύσεις με τις τεχνικές: XRF, PIX και ICP-M Επιμερισμός πηγών με τα μοντέλα αποδέκτη PMF (Positive Matrix Factorization) και PCA (Principal Component Analysis)

3 Αιωρούμενα Σωματίδια Αιωρούμενα Σωματίδια (Particulate Matter, PM ή Αεροζόλ): είναι υγρά η στερεά σωματίδια που λόγω μεγέθους αιωρούνται στην ατμόσφαιρα. Δημιουργούνται: είτε από την κατευθείαν εκπομπή σωματιδίων από διάφορες πηγές είτε από την μετατροπή ορισμένων αερίων στην ατμόσφαιρα Μονάδες μέτρησης: μg/m 3 αέρα. Έχουν διάμετρο,1 1 μm ΡΜ1: αιωρούμενα σωματίδια με διάμετρο <1 μm PM2.5: αιωρούμενα σωματίδια με διάμετρο <2.5 μm

4 Αιωρούμενα Σωματίδια Χημική σύσταση: Ανόργανη φάση: (ανόργανα άλατα, στοιχειακός άνθρακας) Οργανική φάση: ( οργανικός άνθρακας) Πηγές: Φυσικές πηγές (π.χ. έδαφος, ηφαίστεια, βιογενή σωματίδια κ.λ.π.) Ανθρωπογενείς πηγές (π.χ. βιομηχανίες, οικιακή θέρμανση, κίνηση αυτοκινήτων κ.λ.π.) Επιπτώσεις στη υγεία: Είναι σημαντικές (αναπνευστικά και καρδιακά προβλήματα) και καθορίζονται τόσο από το μέγεθος όσο και από τη χημική σύστασή τους. Όρια εκπομπής (emission standards): εκφράζουν ανώτατες επιτρεπτές τιμές συγκέντρωσης μάζας των ΡΜ. Οδηγία 28/5/ΕΚ: ΡΜ1: μέση ετήσια τιμή 4 μg m -3 ΡΜ2.5: μέση ετήσια τιμή 25 μg m -3 HO (ΡM2.5): μέση ετήσια τιμή 1 μg m -3

5 Επιμερισμός πηγών Τι είναι ο επιμερισμός πηγών (source apportionment); Ο επιμερισμός πηγών είναι η διαδικασία εξαγωγής πληροφοριών για τις πηγές ενός ρύπου και τις εκπομπές τους χρησιμοποιώντας δεδομένα (π.χ. στοιχειακές αναλύσεις) για το ρύπο.

6 Περιοχές μελέτης Σταθμός Δειγματοληψίας

7 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

8 Μεγαλόπολη, PM1 Στατιστικά στοιχεία για τα PM1 και BC (σε μg/m 3 ) (Απρίλιος 29 Οκτώβριος 21). Όπου:Μ.Ο., ο αριθμητικός μέσος όρος, Τ.Α., η τυπική απόκλιση PM (μg/m 3 ) BC (μg/m 3 ) M.O. ± ΤΑ 22, ± 12 2,18 ± 1,33 Εύρος τιμών 2,61-61,6,54-6,46 Θερμή περίοδος 23,4,76 Ψυχρή περίοδος 19,3 1,19 Καθημερινές 23,5 1, Σαββατοκύριακα 15,9 Υπέρβαση του ορίου: ανέρχεται στο 3,5% των μετρήσεων ΡΜ1: μέση ετήσια τιμή 4 μg m -3

9 ΠΑΤΡΑ - PM1 Στατιστικά στοιχεία για τα PM1 και BC (σε μg/m 3 ) ( ). Όπου: Μ.Ο., ο αριθμητικός μέσος όρος, Τ.Α., η τυπική απόκλιση PM (μg/m 3 ) BC (μg/m 3 ) M.O. ± ΤΑ 33, ± 2 2,24 ± 1, 44 Εύρος τιμών 6,6-151,54-6,5 Θερμή περίοδος 26,12 1,23 Ψυχρή περίοδος 36,93 2,82 Καθημερινές 32,96 2,4 Σαββατοκύριακα 32,97 2,12 Υπέρβαση του ορίου: ανέρχεται στο 1% του συνόλου των μετρήσεων

10 ΠΑΤΡΑ - PM2.5 Στατιστικά δεδομένα για τη δειγματοληψία των ΡΜ2.5 (21-211). Όπου: Μ.Ο., ο αριθμητικός μέσος όρος, Τ.Α., η τυπική απόκλιση PM (μg/m 3 ) BC (μg/m 3 ) M.O. ± ΤΑ 19,1 ± 12 2,18 ± 1,33 Εύρος τιμών 4,6-9,54-6,46 Θερμή περίοδος 15,24 1,63 Ψυχρή περίοδος 23,4 2,76 Καθημερινές 18,38 2,1 Σαββατοκύριακα 18,2 2,4 Υπέρβαση του ορίου: ανέρχεται στο 13% του συνόλου των μετρήσεων ΡΜ2.5: μέση ετήσια τιμή 25 μg m -3 HO (RM2.5) : μέση ετήσια τιμή 1 μg m -3

11 Συνεισφορά πηγών (PMF) - Μεγαλόπολη PM1 Θερμή Περίοδος Δρόμων 16% Εδάφους 48% Κίνηση 8% Καύση Βιομάζας 11% Θαλάσσιο Σπρέι 3% Εργοστάσια ΔΕΗ 14% Συνολική Περίοδος Ψυχρή Περίοδος Δρόμων 14% Εδάφους 2% Κίνηση 15% Καύση Βιομάζας 26% Θαλάσσιο Σπρέι 13% Εργοστάσια ΔΕΗ 12% Εδάφους 33% Δρόμων 15% Καύση Βιομάζας 19% Εργοστάσια ΔΕΗ 13% Κίνηση 12% Θαλάσσιο Σπρέι 8%

12 Συσχετίσεις πηγών με τη διεύθυνση του ανέμου N 1,2 N 1,2 N 1,2 Καύση Βιομάζας Θαλάσσιο Σπρέι Εργοστάσια Δ.Ε.Η. N 1,2 N 1,2 N 1,2 Κίνηση Εδάφους Δρόμων

13 Συνεισφορά πηγών PMF - Πάτρα PM2.5 Εκπομπές Πλοίων 11% Καύση Βιομάζας 1% Θερμή Περίοδος Θαλάσσιο Σπρέι 16% Εκπομπές Πλοίων Καύση 6% Βιομάζας 5% Ψυχρή Περίοδος Θαλάσσιο Σπρέι 14% Δευτερογενή 39% Κίνηση 28% Εδάφους 5% Δευτερογενή 32% Εδάφους 4% Κίνηση 39% Εκπομπές Πλοίων 7% Καύση Βιομάζας 3% Συνολική Περίοδος Θαλάσσιο Σπρέι 15% Δευτερογενή 35% Κίνηση 35% Εδάφους 5%

14 Συσχετίσεις πηγών με τη διεύθυνση του ανέμου 1 N,2 1 N,2 1 N,2 Θαλάσσιο Σπρέι Κίνηση Εδάφους 1 N,2 1 N,2 1 N,2 Δευτερογενή Καύση Βιομάζας Πλοία

15 Αναγνώριση φαινομένων μεταφοράς σκόνης από την Αφρική 9/11/1 29/11/1 1/12/1

16 Προσδιορίστηκε το υδατοδιαλυτό κλάσμα των στοιχείων σε δείγματα PM2.5 από τις δύο περιοχές. Πάτρα: 23,32 ng/m 3 το άθροισμα της συγκέντρωσης των υδατοδιαλυτών Cr, Cu, Fe, Mn, Ni και V Μεγαλόπολη: 13,83 ng/m 3 το άθροισμα της συγκέντρωσης των υδατοδιαλυτών Cr, Cu, Fe, Mn, Ni και V 12,3 ng/m 3 είναι η τιμή που θεωρείται ως ελάχιστη για να υπάρχει στατιστικά σημαντική αύξηση των εισαγωγών σε νοσοκομεία λόγω παιδικού άσθματος.

17 Επαγγελματική πορεία υπότροφων Ο κ. Μ. Μανούσακας εργάζεται ως συνεργαζόμενος μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εργαστήριο Ραδιενέργειας Περιβάλλοντος στο Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. Δημόκριτος με αντικείμενο μελέτης αντίστοιχο με αυτό του έργου Καραθεοδωρή.

18 Επιτεύγματα του έργου Α. Δημοσιεύσεις που προέκυψαν από το ερευνητικό πρόγραμμα: i. Εργασίες σε διεθνή περιοδικά με κριτές: 1.Manousakas M, Diapouli, Papaefthymiou H, Migliori a., Karydas a. G, Padilla- Alvarez R et al. ource apportionment by PMF on elemental concentrations obtained by PIX analysis of PM1 samples collected at the vicinity of lignite power plants and mines in Megalopolis, Greece. Nucl Instruments Methods Phys Res ect B Beam Interact with Mater Atoms 215; 349: Manousakas M, leftheriadis K, Papaefthymiou H. Characterization of PM1 ources and Ambient Air Concentration Levels at Megalopolis City (outhern Greece) Located in the Vicinity of Lignite-Fired Plants. Aerosol Air Qual Res 213; 13: Manousakas M, Papaefthymiou H, leftheriadis K, Katsanou K. Determination of water-soluble and insoluble elements in PM2.5 by ICP-M. ci Total nviron 214; 493C: Manousakas M, Diapouli, Papaefthymiou H, Migliori a., Karydas a. G, ftheriadis K. et al. Assessment of PM2.5 sources and their corresponding level of uncertainty in a coastal urban area using PA PMF 5. enhanced diagnostics. nvironmental pollution (under review)

19 Επιτεύγματα του έργου ii. Περιλήψεις εργασιών σε πρακτικά διεθνών συνεδρίων με κριτές 1. M. Manousakas,. Diapouli, H. Papaefthymiou, A. Migliori, A.G. Karydas, R. Padilla-Alvarez, M. Bogovac, R. B. Kaiser, M. Jaksic, I. Bogdanovic Radovic and K. leftheriadis, Identification of APM sources using PIX and multivariate analysis, XR- 214, Bologna, June M. Manousakas,. Diapouli, H. Papaefthymiou, A. Migliori, A.G. Karydas, R. Padilla-Alvarez, M. Bogovac, R. B. Kaiser, M. Jaksic, I. Bogdanovic Radovic and K. leftheriadis, Identification of PM sources in two Greek cities using PIX and multivariate analysis, 8 th International ymposium on BioPIX, eptember 214, Bled, lovenia

20 Επιτεύγματα του έργου Β. Διαφορές στις πηγές ΡΜ μεταξύ αστικών και βιομηχανικών περιοχών: Πάτρα: Κίνηση αυτοκινήτων (35%), Δευτερογενή ανόργανα σωματίδια (35%), Εκπομπές πλοίων (7%) Μεγαλόπολη: Επαναιώρηση σκόνης εδάφους λιγνιτορυχεία ανοικτά (33%), Εργοστάσια ΔΕΗ (13%), Επαναιώρηση σκόνης δρόμων (15%). Οι πληροφορίες που προέκυψαν για το είδος των πηγών και τη συνεισφορά τους στη συνολική μάζα των ΡΜ μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τις αρμόδιες αρχές για χάραξη περιβαλλοντικής πολιτικής. Αντίστοιχες έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί σε Ευρωπαϊκό επίπεδο με το πρόγραμμα Life Airuse+.

21 Χρησιμότητα του έργου στην πορεία των εμπλεκομένων Απόκτηση εμπειρίας Συνέχιση και διεύρυνση της έρευνας στο ίδιο αντικείμενο