ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Περιγραφή, πηγές εκπομπής, επιπτώσεις, πρότυπα ποιότητας αέρα

Transcript

1 ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ Περιγραφή, πηγές εκπομπής, επιπτώσεις, πρότυπα ποιότητας αέρα Μ. Γκίνη, Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. «Δημόκριτος» Αθήνα, 18 Φεβρουαρίου

2 Συνοπτικά... Ατμοσφαιρική ρύπανση (αέριοι / σωματιδιακοί ρύποι) Πηγές σωματιδιακής ρύπανσης Επιπτώσεις στην υγεία και στο περιβάλλον Νομοθεσία 2

3 Ατμοσφαιρική ρύπανση Η ατμοσφαιρική ρύπανση ορίζεται ως εκείνη η κατάσταση της ατμόσφαιρας στην οποία υπάρχουν ουσίες σε συγκεντρώσεις αρκετά υψηλότερες από τα συνηθισμένα επίπεδα, ώστε να προκαλέσουν ένα μετρήσιμο ανεπιθύμητο αποτέλεσμα στους ανθρώπους, τα οικοσυστήματα και τα υλικά. 3

4 Ατμοσφαιρική ρύπανση Ο αέρας της Αθήνας είναι καθαρός και εξ αυτού οι κάτοικοι έχουν περισσότερο οξεία αντίληψη και ταχύτερα αντανακλαστικά απ ό,τι στην υπόλοιπη Ελλάδα. Της Θήβας, από την άλλη μεριά, είναι πυκνός και ομιχλώδης και οι κάτοικοί της πληκτικοί και αργοί» Κικέρων ( π.χ.) 4

5 Επεισόδια ατμοσφαιρικής ρύπανσης Τοποθεσία Ημερομηνία Ρύποι Συμπτώματα - Επιδράσεις Πεδιάδα Meuse, Βέλγιο 1 5/12/1930 SO 2 63 θάνατοι. Πόνοι στο στήθος, βήχας, ερεθισμός ματιών, ρινικής κοιλότητας. Επίδραση σε όλες τις ηλικίες Donora, PA, Η.Π.Α /10/1948 SO 2, σωματίδια 20 θάνατοι, ασθενείς. Βήχας, ερεθισμός ματιών, ρινικής περιοχής. Επίδραση κύρια σε ηλικιωμένους Poza Rica, Μεξικό 24/11/1950 H 2 S 22 θάνατοι, 320 ασθενείς. Επίδραση σε όλες τις ηλικίες Λονδίνο, Η.Β. 5-9/12/1952 SO 2, σωματίδια θάνατοι Νέα Υόρκη, Η.Π.Α /11/1966 SO 2, σωματίδια 168 θάνατοι 5

6 Αέρια Ατμοσφαιρικοί ρύποι Όζον (Ο 3 ) Διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ 2 ) Διοξείδιου του θείου (SO 2 ) Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) Υγρά σταγονίδια / Στερεά σωματίδια Ετερογενές μίγμα ουσιών, με μεταβαλλόμενα μορφολογικά, χημικά, φυσικά και θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά 6

7 Αιωρούμενα σωματίδια (Particulate Matter, PM) Με τον όρο «αιωρούμενη σωματιδιακή ύλη» (particulate matter, PM) ή «αιωρούμενα σωματίδια» περιγράφουμε τα διεσπαρμένα στον αέρα, στερεά ή υγρά σωματίδια, με μέγεθος μεγαλύτερο από αυτό των απλών μορίων (περίπου μm σε διάμετρο), αλλά μικρότερο από 100 μm. 7

8 Κατάταξη αιωρουμένων σωματιδίων, με βάση τον τρόπο σχηματισμού τους (αιθάλη, σκόνη, ομίχλη κ.α.) το μέγεθός τους (χονδρόκοκκα, λεπτόκοκκα) τη διεισδυτικότητα στον ανθρώπινο οργανισμό (εισπνεύσιμα, θωρακικά, αναπνεύσιμα) 8

9 Ορισμός μεγέθους Στις κατανομές κατά μέγεθος, ως κριτήριο κατάταξης χρησιμοποιείται το μέγεθος της ισοδύναμης διαμέτρου του σωματιδίου, η οποία είναι δυνατόν να προσδιορισθεί: Γεωμετρικά (με οπτική ή ηλεκτρονική μικροσκοπία) Από την σκέδαση που προκαλεί στο φως Από τα χαρακτηριστικά του, όπως είναι η ηλεκτρική ευκινησία, η ταχύτητα εναπόθεσης ή η αεροδυναμική του συμπεριφορά. Αεροδυναμική Διάμετρος (Da) 9

10 Αεροδυναμική διάμετρος «Η διάμετρος σφαίρας, πυκνότητας μονάδας (1 g/cm 3 ), η οποία έχει την ίδια τελική ταχύτητα πτώσης στον αέρα με το υπό εξέταση σωματίδιο.» Από την αεροδυναμική διάμετρο εξαρτάται η μεταφορά του σωματιδίου από αέρια ρεύματα, η συλλογή στους δειγματολήπτες και η εναπόθεση μέσα στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα. Η διάμετρος των σωματιδίων συνήθως εκφράζεται σε: μm (10-6 m) ή nm (10-9 m) 10

11 Ταξινόμηση με κριτήριο το μέγεθος Ολικά αιωρούμενα στερεά (Total Suspended Particles, TSP): Είναι ο όρος που δόθηκε στο σύνολο των αιωρούμενων στερεών σωματιδίων και σταγονιδίων. Τα TSP ποικίλουν γενικά σε μέγεθος από μm έως και μερικές εκατοντάδες μm. Ωστόσο τα σωματίδια εκείνα με μέγεθος άνω των 50μm έχουν την τάση να καθιζάνουν πολύ εύκολα. Λεπτόκοκκα: Σωματίδια με μέγεθος αεροδυναμικής διαμέτρου μέχρι 2.5μm. Τα σωματίδια αυτά εκπέμπονται από πηγές καύσης αλλά δημιουργούνται και δευτερογενώς από αέριες πρόδρομες ενώσεις. Σωματίδια PM 2,5 Χονδρόκοκκα: Σωματίδια με μέγεθος αεροδυναμικής διαμέτρου άνω των 2.5μm. Παράγονται συνήθως με μηχανικούς τρόπους. Σωματίδια PM 2,5-10 ή Σωματίδια PM 10 11

12 Τυπική κατανομή μεγέθους 12

13 Αριθμός Επιφάνεια Όγκος 13

14 Πρωτογενής και Δευτερογενής σχηματισμός σωματιδίων 14

15 Πρωτογενείς πηγές - Ανθρωπογενείς Εκπομπές από οχήματα Τα καυσαέρια των οχημάτων και η φθορά από την χρήση των ελαστικών και των φρένων είναι κύριες πηγές εκπομπής αιωρούμενων σωματιδίων σε αστικές περιοχές. Η κίνηση των οχημάτων στις οδούς προκαλεί επίσης επαναιώρηση της σκόνης του δρόμου. Οικιακές πηγές Η κυριότερη πηγή εκπομπής αιωρούμενων σωματιδίων είναι οι κεντρικές θερμάνσεις. 15

16 Πρωτογενείς πηγές - Ανθρωπογενείς Εκπομπές από βιομηχανίες Οι βιομηχανικές εκπομπές συνεισφέρουν στη παραγωγή αιωρούμενων σωματιδίων σε αστικές περιοχές ανάλογα με την απόσταση της βιομηχανίας από την αστική περιοχή και την τεχνολογία που εφαρμόζουν. Διάθεση αστικών απορριμάτων Οι χωματερές εναπόθεσης και ταφής των απορριμμάτων αποτελούν πηγή εκπομπής αιωρούμενων σωματιδίων, είτε μέσω μεταφοράς τους από τον άνεμο, είτε μέσω παραγωγής τους από την επιτόπου καύση των απορριμμάτων. 16

17 Πρωτογενείς πηγές - Φυσικές Επαναιώρηση σκόνης Η επαναιώρηση της σκόνης από το χώμα οφείλεται σε μετεωρολογικούς μηχανισμούς όπως είναι ο άνεμος οι μεταβολές στη θερμοκρασία και η υγρασία. Η κατανομή της ως προς το μέγεθος εξαρτάται από το είδος της αρχικής πηγής. Γενικά το μέγεθος κυμαίνεται μέσα στα όρια των 5 έως 50 μm. Μεταφορά σωματιδίων σε μεγάλες αποστάσεις 150 εκ. τόνοι σκόνης προς το Βόρειο ημισφαίριο ετησίως 3.9 εκ. τόνοι προς την Βορειοδυτική περιοχή της Μεσογείου ετησίως 17

18 Πρωτογενείς πηγές - Φυσικές Θαλάσσια αερολύματα Σταγονίδια από θαλασσινό νερό ξηραίνονται μέσω εξάτμισης και δημιουργούν αιωρούμενα σωματίδια από θαλασσινό αλάτι. Ηφαιστιακή δραστηριότητα Η έκρηξη των ηφαιστείων συνοδεύεται από εκπομπή σωματιδιακής ύλης και αέριων ρυπαντών. Οι εκπομπές από την έκρηξη είναι τέτοιου μεγέθους ώστε οι επιπτώσεις στο φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον να εκτείνονται σε αρκετά μεγάλες αποστάσεις. Το νέφος της σωματιδιακής ύλης παραμένει αιωρούμενο για μεγάλο χρονικό διάστημα. 18

19 Πρωτογενείς πηγές - Φυσικές Τυχαίες πυρκαγιές Μεγάλες και ανεξέλεγκτες φωτιές σε δασικές περιοχές εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ρύπων σε μορφή καπνού, τέφρας και άλλων αέριων ρυπαντών. 19

20 Επιπτώσεις... στην υγεία Απώλεια προσδόκιμου ζωής (σε μήνες) εξαιτίας PM 2,5 από ανθρωπογενείς πηγές 20

21 Ποσοστό εναπόθεσης Σεμινάριο Καθηγητών Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης του προγράμματος AIRUSE Οι επιδράσεις στην υγεία εξαρτώνται πολύ από το μέγεθος των σωματιδίων και τη σύσταση τους. Πυκνότητα: 1 g cm -3 Αναπνεόμενος όγκος: 300 cm 3 s -1 Περίοδος κύκλου αναπνοής: 5 s Διάμετρος σωματιδίου (µm) 21

22 Επιπτώσεις... στην υγεία Ομάδες υψηλού κινδύνου: Ηλικιωμένοι Παιδιά Πάσχοντες από άσθμα και καρδιοαγγειακές ασθένειες 22

23 Επιπτώσεις... στο κλίμα Απορρόφηση / Σκέδαση εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας Μεταβολή των μικροφυσικών ιδιοτήτων των νεφών Αύξηση ζωής των συννέφων Όξινη βροχή 23

24 Επιπτώσεις... στο περιβάλλον Ελάττωση ορατότητας Λειτουργουν ως ένα είδος φίλτρου ως προς την ηλιακή ακτινοβολία. Μειωμένη και αλλοιωμένη ηλιακή ακτινοβολία συνεπάγεται ελαττωμένη ορατότητα. PM 2,5 < 2.5 μg/m 3 PM 2,5 ~ 35 μg/m 3 24

25 Επιπτώσεις... στο περιβάλλον Διάβρωση Δρουν συνεργιστικά με τους φυσικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες (άνεμος, βροχή, ήλιος κλπ.), επιτείνοντας τη διαβρωτική επίδραση. Το φαινόμενο αυτό έχει σημαντική επίδραση και στο χρόνο ζωής των υλικών. Επικάθηση Απαιτεί αύξηση της συχνότητας καθαρίσματος των επιφανειών, το οποίο συνεπάγεται άμεσο οικονομικό κόστος αλλά και μείωση του χρόνου ωφέλιμης χρήσης της επιφάνειας. Εξάλλου, εκτός από την επίπτωση στην αισθητική, η επικάθηση των σωματιδίων μειώνει την ανακλαστικότητα των αδιαφανών επιφανειών αλλά και το ποσοστό του φωτός που διεπερνά τις διαφανείς επιφάνειες. 25

26 Νομοθεσία - Οδηγία 2008/50/ΕΚ PM 10 Περίοδος αναφοράς Οριακή τιμή 24-ωρη οριακή τιμή Ετήσια οριακή τιμή 24 ώρες 50 μg/m 3 (να μην υπερβαίνεται πάνω από 35 φορές / έτος) Ημερολογιακό έτος 40 μg/m 3 26

27 Νομοθεσία - Οδηγία 2008/50/ΕΚ PM 2,5 Περίοδος αναφοράς Τιμή στόχος Ημερομηνία κατά την οποία πρέπει να έχει επιτευχθεί η τιμή Ημερολογιακό έτος 25 μg/m 3 1η Ιανουαρίου 2010 Περίοδος αναφοράς Οριακή τιμή Ημερομηνία κατά την οποία πρέπει να έχει επιτευχθεί η τιμή Ημερολογιακό έτος 25 μg/m 3 1η Ιανουαρίου 2015 Ημερολογιακό έτος 20 μg/m 3 1η Ιανουαρίου

28 Σταθμοί Δικτύου Παρακολούθησης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης στην Αττική 28

29 Υπουργείο Περιβάλλοντος, Ενέργειας και Κλιματικής Αλλαγής 29

30 Ημερήσιο Δελτίο Τιμών Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης 30

31 Ετήσια εξέλιξη συγκεντρώσεων αιωρουμένων σωματιδίων (ΑΣ) 31

32 Ερωτήσεις?? 32