ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΠΑΡΕΜΒΑΣΕΩΝ ΜΕΙΩΣΗΣ ΑΕΡΙΑΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΑΣΤΙΚΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Χ. Βλαχοκώστας, Ν. Μουσιόπουλος, Χ. Αχίλλας, A.B Μιχαηλίδου Εργαστήριο Μετάδοσης Θερµότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής Τµήµα Μηχανολόγων Μηχανικών Α.Π.Θ. Πανεπιστηµιούπολη, Θυρίδα 483, 54124 Θεσσαλονίκη Τηλ: 2310 996011 Fax: 2310 996012 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα εργασία παρουσιάζει ένα ολοκληρωµένο µεθοδολογικό πλαίσιο υποστήριξης λήψης βέλτιστης απόφασης για την υιοθέτηση συγκεκριµένων µέτρων αντιρρύπανσης σε αστικές περιοχές. Ο σχεδιασµός µακροπρόθεσµων και αποδοτικών στρατηγικών ελέγχου της ατµοσφαιρικής ρύπανσης απαιτεί εκτίµηση του κόστους εφαρµογής τους, της απογραφής των εκποµπών, της µείωσης των εκποµπών που πρέπει να επιτευχθεί, καθώς επίσης και των µεταβολών των συγκεντρώσεων εκποµπών, που αντιπροσωπεύουν την ποιότητα της ατµόσφαιρας της εξεταζόµενης περιοχής. Σε αντίθεση µε την πλειονότητα των συστηµάτων αξιολόγησης που υιοθετήθηκαν µέχρι σήµερα, το παρόν πλαίσιο καθιστά δυνατή την αξιολόγηση οποιασδήποτε προτεινόµενης στρατηγικής µείωσης της ατµοσφαιρικής ρύπανσης, υπό το πρίσµα του αντίκτυπου που έχει στην ποιότητα του αέρα και στην κοινωνική ευηµερία, συσχετίζοντας τις επιπτώσεις της δέσµης µέτρων τόσο σε οικονοµικό επίπεδο, όσο και σε θέµατα δηµόσιας υγείας. INTEGRATED ASSESSMENT OF URBAN AIR POLLUTION CONTROL OPTIONS: APPLICATION FOR THESSALONIKI, GREECE Ch. Vlachokostas, N. Moussiopoulos, Ch. Achillas, A.V. Michailidou Laboratory of Heat Transfer & Environmental Engineering, Aristotle University Thessaloniki, Box 483, 54124 Thessaloniki, Greece ABSTRACT This paper presents an integrated assessment methodological scheme for the evaluation of air pollution control measures that are put forward in order to reduce sufficiently air pollution levels in urban areas. Forming long-term, efficient air pollution control strategies requires knowledge of the costs associated with their implementation, the emission inventories and emission reductions to be achieved, as well as the concentration variations that represent air quality levels in the area examined. In contrast to the majority of the currently employed assessment approaches, the presented scheme enables the evaluation of any proposed air pollution control option in terms of its combined impact on air quality and social welfare, by correlating economic and health impact assessment issues.
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι οικονοµικές δραστηριότητες, που σχετίζονται µε τη χρήση και τη µετατροπή ενέργειας, συνοδεύονται από εκποµπές ατµοσφαιρικών ρύπων που υποβαθµίζουν την κατάσταση του περιβάλλοντος. Η δυνατότητα πραγµατοποίησης και η επιτυχία µίας στρατηγικής µείωσης σε αστική περιοχή είναι ζωτικής σηµασίας, δεδοµένου ότι οι ειδικοί σε θέµατα υγείας έχουν καταλήξει στο συµπέρασµα ότι η αέρια ρύπανση, ακόµη και στα σηµερινά επίπεδα, επιδεινώνει τη νοσηρότητα και οδηγεί σε µείωση του προσδόκιµου βίου. Η ανάπτυξη στρατηγικών ελέγχου είναι µία πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί τη συνεργασία επιστηµόνων από διαφορετικά επιστηµονικά πεδία. Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζεται ένα ολοκληρωµένο µεθοδολογικό πλαίσιο αξιολόγησης, το οποίο αναπτύχθηκε µε σκοπό την υποστήριξη λήψης βέλτιστης απόφασης, για την υιοθέτηση συγκεκριµένων µέτρων αντιρρύπανσης σε αστική κλίµακα. Το µεθοδολογικό πλαίσιο εφαρµόζεται λαµβάνοντας υπόψη δύο διακριτά κριτήρια για τη βελτιστοποίηση της χρήσης των διαθέσιµων µέτρων αντιρρύπανσης. Το πρώτο κριτήριο είναι η ελαχιστοποίηση του κόστους αντιρρύπανσης, που υπόκειται σε περιορισµούς συµµόρφωσης µε προκαθορισµένα πρότυπα ποιότητας αέρα (κριτήριο κόστουςαποτελεσµατικότητας), χωρίς να λαµβάνονται υπόψη τα οικονοµικά οφέλη που προκύπτουν από την εφαρµογή του µέτρου για το κοινωνικό σύνολο. Το δεύτερο κριτήριο σχετίζεται µε την εκτίµηση των βέλτιστων επιπέδων ποιότητας αέρα προκειµένου να µεγιστοποιηθεί το κοινωνικό όφελος. Με το δεύτερο κριτήριο συνεκτιµώνται οι επιπτώσεις στην υγεία και η εκτίµηση του οικονοµικού οφέλους που προκύπτει από την υιοθέτηση της βέλτιστης στρατηγικής ελέγχου της ατµοσφαιρικής ρύπανσης (κριτήριο κόστους-οφέλους). Η προσέγγιση βασίζεται στην εφαρµογή προτύπων µαθηµατικού προγραµµατισµού. Σε αντίθεση µε την πλειονότητα των ήδη εφαρµοζόµενων µεθοδολογιών, η παρούσα προσέγγιση καθιστά δυνατή την αξιολόγηση οποιουδήποτε µέτρου αντιρρύπανσης, στη βάση των επιπτώσεων που έχει στην ποιότητα αέρα και στο κοινωνικό σύνολο, συσχετίζοντας τις περιβαλλοντικές και τις οικονοµικές πτυχές των εναλλακτικών µέτρων αντιρρύπανσης. Η µεθοδολογία εφαρµόστηκε στην Ευρύτερη Περιοχή Θεσσαλονίκης (ΕΠΘ), η οποία θεωρείται µία από τις περισσότερο επιβαρυµένες πόλεις της Ευρώπης, ιδιαίτερα όσον αφορά στα αιωρούµενα σωµατίδια (PM 10 ). Η διαχρονική τάση των συγκεντρώσεων των ρύπων SO 2, CO, NO 2 υποδηλώνει ότι δεν αποτελούν σηµαντικά προβλήµατα για την περιοχή, σε αντίθεση µε την σωµατιδιακή ρύπανση που προκαλεί σηµαντικά προβλήµατα στον αστικό πυρήνα, όπου η έκθεση των πολιτών σε υψηλές συγκεντρώσεις PM 10 είναι αυξηµένη σε σχέση µε τα όρια που θέτει η ευρωπαϊκή νοµοθεσία [1]. 2. ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ: ΒΑΣΙΚΗ ΟΜΗ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Το κύριο πρόβληµα που αντιµετωπίζει ο λήπτης απόφασης είναι η επιλογή των µέτρων αντιρρύπανσης σε πηγές εκποµπής, προκειµένου οι συγκεντρώσεις των ρύπων στην περιοχή µελέτης να είναι σύµφωνες µε τις οριακές τιµές, όπως ορίζονται στη νοµοθεσία, λαµβάνοντας υπόψη και την επιρροή της υπόβαθρης διασυνοριακής ρύπανσης. Προς αυτή την κατεύθυνση, οι λήπτες απόφασης είναι δυνατό να χρησιµοποιήσουν το λογικό διάγραµµα που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1. Σε πρώτο στάδιο, η απογραφή εκποµπών παρέχει τα δεδοµένα εισόδου σχετικά µε τις εκποµπές των ρύπων για τη διαδικασία προσοµοίωσης της ποιότητας αέρα. Είναι επίσης απαραίτητα τα µετεωρολογικά δεδοµένα, δεδοµένα για τη χρήση γης, οι οριακές συνθήκες και οι υπόβαθρες συγκεντρώσεις ρύπων, προκειµένου να αποτυπωθούν τόσο η κατάσταση για το έτος αναφοράς όσο και τα πεδία συγκεντρώσεων σύµφωνα µε
µελλοντικά σενάρια αέριας ρύπανσης. Η ανάλυση της σχέσης πηγή εκποµπών-αποδέκτη ρύπανσης και ο υπολογισµός του πίνακα συντελεστών µεταφοράς ακολουθούν. Οι περιοχές ενδιαφέροντος καθορίζονται από κελιά του πλέγµατος της υπό εξέτασης περιοχής, που χαρακτηρίζονται από σηµαντικές εκποµπές. Οι συντελεστές µεταφοράς αντικατοπτρίζουν την επίπτωση µίας µονάδας εκποµπών στα επίπεδα των συγκεντρώσεων σε κάθε κελί του πλέγµατος για επιλεγµένες συνθήκες µετεωρολογίας. Οι συντελεστές µεταφοράς, τα δηµογραφικά δεδοµένα και η πληθυσµιακή πυκνότητα για τους αποδέκτες που επηρεάζονται, εισάγονται στο πρότυπο µαθηµατικού προγραµµατισµού. Εικόνα 1: Λογικό διάγραµµα αξιολόγησης παρεµβάσεων αντιρρύπανσης. Στη συνέχεια επιλέγονται τα µέτρα αντιρρύπανσης, που είναι διαθέσιµα να εφαρµοστούν σύµφωνα µε τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά και τις ανάγκες της εξεταζόµενης περιοχής. Η εκτίµηση του κόστους των µέτρων αντιρρύπανσης και η αποτελεσµατικότητά τους είναι προαπαιτούµενα, προκειµένου να εκτιµηθεί το οριακό κόστος. Το οριακό κόστος συσχετίζει το επιπλέον κόστος ενός µέτρου αντιρρύπανσης και την επιπρόσθετη µείωση των εκποµπών που αυτό επιφέρει σε µία υποκατηγορία πηγών εκποµπών (σε σύγκριση µε το λιγότερο αποτελεσµατικό µέτρο), στην περίπτωση όπου είναι διαθέσιµη µία σειρά από διαφορετικά µέτρα αντιρρύπανσης. Οι γενικές αρχές κοστολόγησης µέτρων αντιρρύπανσης περιγράφονται λεπτοµερώς σε άλλη εργασία [2]. Η αξιολόγηση των επιπτώσεων στην υγεία και η οικονοµική αποτίµηση ενσωµατώνονται επίσης στο µεθοδολογικό πλαίσιο. Κύρια προτεραιότητα είναι να συµπεριληφθούν µόνο εκείνες οι επιπτώσεις στην υγεία, όπου η ποσοτικοποίηση βασίζεται σε αξιόπιστα επιστηµονικά δεδοµένα. Με τον τρόπο αυτό διασφαλίζεται ότι η ατµοσφαιρική ρύπανση προκαλεί ζηµία, τουλάχιστον τόσο µεγάλη όσο ποσοτικοποιείται και η µείωσή της οδηγεί σε
ευρέως αποδεκτά ποσοτικά προσδιορισµένα οφέλη. Αποφάσεις απαιτούνται για τις συναρτησιακές σχέσεις συγκεντρώσεων ρύπου-επιπτώσεων στον αποδέκτη (CRFs) που υιοθετούνται, όπως επίσης και για το σχετικό πληθυσµό όπου αυτές εφαρµόζονται (π.χ. ολόκληρος πληθυσµός, ηλικιωµένοι, ασθµατικοί, παιδιά, κλπ) [3]. Η ως άνω πληροφορία εισάγεται στη διαµόρφωση του προτύπου µαθηµατικού προγραµµατισµού. Αυτό επιτυγχάνεται µε το γραµµικό πρότυπο ανάλυσης του κόστους µέτρων αντιρρύπανσης και του οφέλους τους στη µείωση των συγκεντρώσεων πολλών ρύπων ταυτόχρονα (MPCBCRP), σε αντίθεση µε το πρότυπο MPCECRT, όπου αφορά στην ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους εφαρµογής της στρατηγικής αντιρρύπανσης, χωρίς την αποτίµηση των επιπτώσεων στη δηµόσια υγεία. Η µαθηµατική διαµόρφωση των ως άνω προτύπων παρουσιάζεται αναλυτικά σε άλλη εργασία [4]. 3. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΕΥΡΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Στο υπό εξέταση πλέγµα της ΕΠΘ πραγµατοποιείται η επιλογή i=6 κελιών υψηλού φορτίου εκποµπών του ρύπου p=pm 10, στη βάση της γεωγραφικής διαµόρφωσης και τα χαρακτηριστικά των δήµων που περιλαµβάνονται (Εικόνα 2). Σε κάθε τέτοια περιοχή, το άθροισµα των εκποµπών PM 10 για κάθε κελί που περιλαµβάνεται στην επιλεγµένη περιοχή αποδίδει και το συνολικό φορτίο ανά περιοχή. Ο συνολικός πληθυσµός των έξι περιοχών εκποµπών αιχµής υπερβαίνει τις 925.000 για το Σενάριο Αναµενόµενης Εξέλιξης 2010 (ΣΑΕ- 2010), και αντιστοιχεί στο 83% του συνολικού πληθυσµού της ΕΠΘ ενώ από τις περιοχές αυτές προέρχεται το 84% περίπου των ολικών εκποµπών PM 10. Το ΣΑΕ-2010 περιγράφεται αναλυτικά σε άλλη εργασία [4]. Πολύ υψηλό ποσοστό του πληθυσµού και των εκποµπών βρίσκεται σε έκταση 312 km 2, ποσοστό µόλις 20,6% της περιοχής πλέγµατος. Εικόνα 2: Επιλογή περιοχών υψηλού φορτίου εκποµπών PM 10. Η κατηγοριοποίηση των πηγών γίνεται µε βάση το είδος της οικονοµικής δραστηριότητας. Ο τοµέας της «Βιοµηχανίας», όπως διατυπώνεται στην Εικόνα 3, διαδραµατίζει τον πιο σηµαντικό ρόλο όσον αφορά στις σωµατιδιακές εκποµπές PM 10 στις πέντε από τις έξι επιλεχθείσες περιοχές. Υπάρχουν πολλές µονάδες, µικρού και µεσαίου µεγέθους, σχετικά κοντά σε κατοικηµένες περιοχές. Ωστόσο, στην Κεντρική ΕΠΘ οι «Οδικές Μεταφορές» είναι η κυρίαρχη πηγή εκποµπών, ακολουθούµενη από τη «Θέρµανση Εσωτερικών Χώρων», δεδοµένου ότι στην περιοχή αυτή κατοικεί πάνω από µισό εκατοµµύριο του συνολικού πληθυσµού και κινείται µεγάλος αριθµός πάσης φύσεως οχηµάτων.
Ανατολική Θεσσαλονίκη 7% 11% 81% Βορειοδυτική Θεσσαλονίκη 5% 6% 89% Κεντρική Θεσσαλονίκη 43% 40% 14% υτική Θεσσαλονίκη 17% 10% 71% ΒΙΠΕΘ 97% Eχέδωρος 5% 9% 84% Υπόλοιποι Τοµείς Οδικές Μεταφορές Θέρµανση Βιοµηχανία Εικόνα 3: Ποσοστιαία συνεισφορά των κατηγοριών πηγών εκποµπών στις επιλεγµένες περιοχές υψηλού φορτίου στην ΕΠΘ για το έτος αναφοράς. Προκειµένου να αποτυπώσουµε την ποιότητα αέρα στην ΕΠΘ, είναι απαραίτητη η χρήση ενός κατάλληλου υπολογιστικού εργαλείου. Το υπολογιστικό εργαλείο OFIS, έχει αποδειχθεί αξιόπιστο εργαλείο για την αξιολόγηση και τη διαχείριση της ποιότητας αέρα. Οι παραδοχές υπολογισµού των συγκεντρώσεων PM 10 για το έτος 2002 και το ΣΑΕ-2010, αποτυπώνονται αναλυτικά σε άλλη εργασία [1]. Η Εικόνα 4 καταδεικνύει το γεγονός ότι η σωµατιδιακή ρύπανση αποτελεί ένα από τα πιο έντονα περιβαλλοντικά προβλήµατα ιδιαίτερα στο πυκνοκατοικηµένο κέντρο της πόλης, στην περιοχή του σταθµού Αγίας Σοφίας, µε επίπεδο µέσων ετήσιων συγκεντρώσεων PM 10 που υπερβαίνει τα 60 µg/m 3 (2002: 65,5 µg/m 3, 2010: 60,9 µg/m 3 ). Τα κελιά σηµαντικής έκθεσης αποδεκτών σε σωµατιδιακή ρύπανση είναι δυνατό να επιλεχθούν µε βάση δύο κριτήρια: i) την πληθυσµιακή πυκνότητα και ii) τη µέση συγκέντρωση αέριων ρύπων. Η επιλογή 24 κελιών µε Pop>1500 κάτοικοι και C>32 µg/m 3 θεωρείται ορθολογική για λόγους απλούστευσης και προκειµένου να µειωθεί ο χρόνος προσοµοίωσης, χωρίς σηµαντική επίδραση στα αποτελέσµατα. Στη βάση αυτή, το υπολογιστικό εργαλείο OFIS χρησιµοποιείται και για την εκτίµηση του µητρώου (6x24) συντελεστών µεταφοράς για τυπικές µετεωρολογικές συνθήκες της περιοχής µελέτης. Η οικονοµική αποτίµηση των επιπτώσεων της αέριας ρύπανσης στην υγεία είναι σηµαντική για την ανάδειξη του οφέλους από τον περιορισµό της. Οι επιπτώσεις στην υγεία, οι σχετικές CRFs και οι συνιστώµενες τιµές για την οικονοµική αποτίµηση για την ΕΠΘ συνοψίζονται σε άλλη εργασία [3]. Στον Πίνακα 1 παρουσιάζονται συνοπτικά τα αποτελέσµατα της επίλυσης του προτύπου MPCBCRP και 3 σεναρίων του προτύπου MPCECRP. Το MPCECRP (<40) αναφέρεται στη στρατηγική, στην οποία η µέση ετήσια συγκέντρωση στις 24 σηµαντικές περιοχές αποδεκτών µειώνεται κάτω από το όριο των 40 µg/m 3. Παρόµοια ορίζονται τα MPCECRP (<35) και MPCECRP (<32). Η περιοχή αποδεκτών που βρίσκεται στην Κεντρική ΕΠΘ - αναφορά i=19 στον Πίνακα 1- ανταποκρίνεται στον «αυστηρό περιορισµό» (hard constraint) του προτύπου µαθηµατικού προγραµµατισµού, δηλαδή σε επίπεδα συγκεντρώσεων 40, 35 και 32 µg/m 3 για τα MPCECRP (<40), MPCECRP (<35) και MPCECRP (<32) αντίστοιχα. Στον Πίνακα 1 καταγράφονται το συνολικό κόστος αντιρρύπανσης καθώς και το κοινωνικό όφελος κάθε στρατηγικής. Ο υπολογισµός του κοινωνικού οφέλους επιτυγχάνεται αν συµπεριλάβουµε το εξωτερικό κόστος που οφείλεται στην ατµοσφαιρική ρύπανση. Η διαφορά ανάµεσα στο οικονοµικό όφελος από τη µείωση της θνησιµότητας και της νοσηρότητας εξαιτίας των PM 10 και στο ολικό κόστος της στρατηγικής αντιρρύπανσης, είναι το καθαρό κέρδος της στρατηγικής αντιρρύπανσης. Καταγράφονται επίσης οι απαιτούµενες µειώσεις εκποµπών.
Εικόνα 4: α)σύγκριση υπολογιστικού εργαλείου ποιότητας αέρα και διαθέσιµων µετρήσεων και β) χωρικά πεδία PM 10 στην ΕΠΘ για το έτος 2010. Το MPCECRP (<40) οδηγεί σε σηµαντική βελτίωση της ποιότητας αέρα στις περιοχές αποδεκτών για το ΣΑΕ-2010. Η ως άνω βελτίωση επιτυγχάνεται µε σχετικά χαµηλό κόστος αντιρρύπανσης και αξιόλογα οφέλη. Το όφελος του σεναρίου υπερβαίνει τα 350 Μ. Το MPCECRP (<35) απαιτεί σχεδόν το διπλάσιο κόστος αντιρρύπανσης σε σύγκριση µε το MPCECRP (<40). Ωστόσο, το καθαρό κέρδος αυξάνεται πάνω από τα 385 Μ. Η βέλτιστη στρατηγική αντιρρύπανσης για τη µεγιστοποίηση του καθαρού οφέλους στην ΕΠΘ υπολογίζεται από το πρότυπο MPCΒCRP. Σε αυτή την περίπτωση, το καθαρό όφελος υπερβαίνει τα 400 Μ. Το MPCECRP (<32) οδηγεί σε περαιτέρω βελτίωση της ποιότητας αέρα και σε χαµηλότερες µέσες ετήσιες συγκεντρώσεις για όλες τις περιοχές αποδεκτών. Ωστόσο, η µεγάλη αύξηση του κόστους αντιρρύπανσης οδηγεί σε χαµηλότερο καθαρό όφελος σε σχέση µε το MPCΒCRP και MPCECRP (<35). Οι απαιτούµενες συνολικές µειώσεις εκποµπών PM 10 προκύπτουν από την εφαρµογή µέτρων ανά περίπτωση, που παρουσιάζονται στο για λόγους οικονοµίας χώρου στην ιστοσελίδα [5]. Αξίζει να σηµειωθεί ότι τη µεγαλύτερη «προστιθέµενη αξία» παρουσιάζουν τα µέτρα που αφορούν στις κατηγορίες «Βιοµηχανικές ιεργασίες Ασβέστη», «Χυτήρια Μετάλλων» καθώς και όλα τα µέτρα που αφορούν στην «Οδική Κυκλοφορία». Η διαµόρφωση του γραµµικού προτύπου παρέχει ευελιξία στον λήπτη απόφασης για τους εξής λόγους: (i) το µικρό υπολογιστικό χρόνο για την επίτευξη βέλτιστης λύσης, (ii) την εύχρηστη διαµόρφωσή του και (iii) παρέχει τη δυνατότητα ανάλυσης ευαισθησίας. Η τελευταία δίνει µια εικόνα για το εύρος τιµών στο οποίο η βέλτιστη λύση δε µεταβάλλεται µε τις αλλαγές των µεταβλητών απόφασης και των παραµέτρων του προτύπου, όπως π.χ. στοιχεία κόστους, συντελεστές µεταφοράς, CRFs κλπ. Αξίζει να αναφερθεί η σηµασία του ενεργού περιορισµού δοµής στην περιοχή αποδεκτών αιχµής µε αναφορά 19 στον Πίνακα 1. Η ανάλυση ευαισθησίας υποδεικνύει ότι για εύρος µέσων ετήσιων συγκεντρώσεων στην περιοχή αποδέκτη µεταξύ 40,22 και 34,3 µg/m 3,το επιπρόσθετο κόστος είναι 6,9 Μ /µg/m 3 µείωσης σε σχέση µε το όριο των 40 µg/m 3. Για συµµόρφωση π.χ. µε το όριο των 37 µg/m 3,
το οποίο βρίσκεται µέσα στο όριο των 5,7 µg/m 3, απαιτείται επιπρόσθετο κόστος 20,7 Μ στα 33,8 Μ. Εποµένως, το ολικό κόστος ελέγχου σε αυτή την περίπτωση αγγίζει τα 54,5 Μ. Εποµένως, η οριακή τιµή κόστους µίας παραπάνω µονάδας συγκέντρωσης αναβάθµισης της ποιότητας αέρα (µg/m 3 ) είναι δυνατό να εκτιµηθεί. Στη µετάβαση στο όριο των 37 µg/m 3, η κατανοµή του επιπρόσθετου κόστους στις περιοχές εκποµπών αιχµής αποτελεί εξίσου ενδιαφέρον θέµα και είναι σηµαντικό για τη λήψη απόφασης (π.χ. για τη χρήση οικονοµικών εργαλείων, όπως οικονοµικά κίνητρα ή φόροι). Η αναφορά επίλυσης του προτύπου δίνει την αξία των περιορισµών δοµής που αντιστοιχούν στις αναγκαίες µειώσεις εκποµπών ανά περιοχή. Σε συνδυασµό µε την ανάλυση ευαισθησίας, το επιπρόσθετο κόστος για µετάβαση στο όριο των 37 µg/m 3 αναλύεται ανά περιοχή ως εξής: 3.1t 1.58k /t+1.1t 7.37k /t+25.9t 197.34k /t+4.7t 13.77k /t+49.5t 312.16k /t+5 5.57k /t =20.7 M για τις περιοχές 1, 2, 3, 4, 5, 6 αντίστοιχα. Οι απαιτούµενες µειώσεις εκποµπών είναι µέσα στο επιτρεπτό εύρος τιµών που υποδεικνύει η ανάλυση ευαισθησίας. Κατά συνέπεια είναι δυνατή η κατανοµή του κόστους µε αντικειµενικό και αµερόληπτο τρόπο στις περιοχές εκποµπών αιχµής στη βάση της συνεισφοράς που αυτές έχουν στην ποιότητα αέρα και τις επιπτώσεις στη δηµόσια υγεία των περιοχών σηµαντικών αποδεκτών. Πίνακας 1: Αποτελέσµατα της επίλυσης του προτύπου MPCBCRP και 3 σεναρίων του προτύπου MPCECRP. Μέσες ετήσιες συγκεντρώσεις PM10 (µg/m 3 ) ΣΑΕ-2010 MPCECRP MPCECRP MPCBCRP MPCECRP Περιοχή i Πληθυσµός (<40) (<35) (<32) 1 ΒΙΠΕΘ 4917 32,3 25,6 25,3 24,5 24 2 ΒΙΠΕΘ 1639 39,4 26,6 26,1 25,3 24,4 3 ΠΕ ΠΣ 2987 34,3 25,6 24,9 24,4 23,7 4 ΠΕ ΠΣ 8202 39,8 27,2 26,1 25,4 24,5 5 ΠΕ ΠΣ 8006 48,4 30,9 29,7 28,9 27,7 6 ΠΕ ΠΣ 2165 45,6 29,6 27,8 27 25,9 7 ΠΕ ΠΣ 45.256 51,1 32,8 31,1 30,1 28,9 8 ΠΕ ΠΣ 11.484 34,6 26,1 25,3 24,6 24 9 ΠΕ ΠΣ 47.988 56,6 35,4 32,2 30,5 29,1 10 ΠΕ ΠΣ 71.517 50,7 33,6 31,8 30,1 29,1 11 ΠΕ ΠΣ 21.521 32,8 26,3 25,6 24,5 24 12 ΚΕΠΘ 41.138 33,1 26,6 25,3 24,6 24,2 13 ΚΕΠΘ 45.926 59,5 37,5 32,8 31,4 30,3 14 ΚΕΠΘ 50.702 60,9 38,3 33,4 31,8 30,6 15 ΚΕΠΘ 136.094 62,7 38,4 33,9 32,1 30,8 16 Β ΕΠΘ 51.272 38,6 29,2 27,7 25,8 25,1 17 ΚΕΠΘ 47.695 34,5 27 25,6 24,7 24,3 18 ΚΕΠΘ 133.712 47,8 33 30 28,4 27,6 19 ΚΕΠΘ 44.532 64,3 40 35 33,3 32 20 ΚΕΠΘ 15.436 50,6 34,1 31,2 28,8 27,8 21 Β ΕΠΘ 6.474 35,5 28,4 27,3 25,4 24,9 22 ΑΕΠΘ 3.709 33,8 26,7 25,4 24,6 24,3 23 ΑΕΠΘ 27.905 38,5 28,5 26,8 25,6 25,1 24 ΑΕΠΘ 3.126 35,6 27,8 26,2 25,4 25,1 Κόστος αντιρρύπανσης (Μ /a) 33,8 68,2 88,1 149,6 Όφελος αντιρρύπανσης (µείωση εξωτερικού κόστους) (M /a) 386,5 454,6 489,3 511,8 Καθαρό όφελος (Μ /a) 352,7 386,4 401,2 362,2 Μείωση εκποµπών PM10 (t) 2133 2282 2768 2906 Η ανάλυση ευαισθησίας αποτελεί το κύριο πλεονέκτηµα της αναπτυχθείσας µεθοδολογίας, δεδοµένου ότι στις πραγµατικές εφαρµογές τα δεδοµένα εισόδου π.χ. δεδοµένα κόστους, συντελεστές µεταφοράς, ποσοστά εκποµπής, CRFs, τιµές για τις εκτιµήσεις των επιπτώσεων στην υγεία, και σχετικές παράµετροι, προέρχονται από εκτιµήσεις. Για το λόγο αυτό τα δεδοµένα εισόδου αναπόφευκτα εµπεριέχουν σφάλµατα και αβεβαιότητες. Οι αβεβαιότητες είναι δυνατό να προέρχονται από τα δεδοµένα των εκποµπών, τη διασπορά ρύπων, τη
µελλοντική εξέλιξη, την ερµηνεία των δεδοµένων, τη µη πληρότητα των δεδοµένων. Σκοπός της παρούσας έρευνας είναι η σε βάθος γνώση και η προσπάθεια καθορισµού τέτοιων θεµάτων, τα οποία είναι απαραίτητα για τη σωστή ερµηνεία των αποτελεσµάτων. Η επίπτωση πιθανών µεταβολών στις τιµές των παραµέτρων, στις µεταβλητές απόφασης και στους περιορισµούς δοµής, είναι δυνατόν να διερευνηθούν µε νέες προσοµοιώσεις του γραµµικού προτύπου, δεδοµένου του µικρού υπολογιστικού χρόνου που δίνει τη δυνατότητα ταχύτατου υπολογισµού για κάθε αναδιαµορφωµένο πρότυπο. 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η παρούσα εργασία παρουσιάζει ένα ολοκληρωµένο µεθοδολογικό πλαίσιο υποστήριξης λήψης βέλτιστης απόφασης για την υιοθέτηση µέτρων αντιρρύπανσης σε αστική κλίµακα. Ο λήπτης απόφασης απαιτείται να επιδιώκει την περισσότερο ορθολογική λύση ενός περιβαλλοντικού προβλήµατος βελτιστοποίησης σύµφωνα µε τα κριτήρια που έχει επιλέξει και ο µαθηµατικός προγραµµατισµός µε τις δυνατότητες που προσδίδει µπορεί να διαδραµατίσει σηµαντικό ρόλο προς αυτή την κατεύθυνση. Τα τελευταία χρόνια η εκτίµηση των επιπτώσεων της αέριας ρύπανσης στην υγεία, έχει γίνει θέµα µείζονος σηµασίας, δεδοµένης της αύξησης των επιστηµονικών στοιχείων που επιβεβαιώνουν αυτές τις επιπτώσεις. Η ανάλυση κόστους-οφέλους µπορεί να οδηγήσει σε βέλτιστα επίπεδα µείωσης της ρύπανσης µε το µέγιστο οικονοµικό όφελος από την κοινωνική οπτική γωνία. Η εκτίµηση των επιπτώσεων στην υγεία και συνεπώς η εκτίµηση µείωσης του εξωτερικού κόστους που µπορεί να επιτευχθεί µε την εφαρµογή της βέλτιστης λύσης του MPCBCRP, µεταθέτει το πρόβληµα στη βάση της κοινωνικής ευηµερίας. Το πρότυπο αυτό ξεπερνά τον υπολογισµό των ικανών µειώσεων εκποµπών σε επίπεδα που ελαχιστοποιούν το κόστος αντιρρύπανσης και παρέχει ένα αξιόπιστο και αντικειµενικό εργαλείο κόστους-οφέλους που αφορά τον έλεγχο της αέριας ρύπανσης. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Moussiopoulos N, Vlachokostas Ch, Tsilingiridis G, Douros I, Hourdakis E, Naneris C (2009) Air quality status in Greater Thessaloniki Area and the emission reductions needed for attaining the EU air quality legislation, Sci Total Environ 407: 1268-1285. 2. Klimont Z, Cofala J, Bertok I, Amman M, Heyes C, Gyarfas F (2002) Modelling particulate emissions in Europe a framework to estimate reduction potential and control costs, Interim Report IR-02-076, Laxenburg, Austria: IIASA. 3. Vlachokostas Ch, Achillas Ch, Moussiopoulos N, Kalogeropoulos K, Sigalas G, Kalognomou E.A, Banias G (2010) Health effects and social costs of particulate and photochemical urban air pollution: a case study for Thessaloniki, Greece, Air Quality, Atmosphere and Health (DOI 10.1007/s11869-010-0096-1). 4. Vlachokostas Ch, Achillas Ch, Moussiopoulos N, Hourdakis E, Tsilingiridis G, Ntziachristos L, Banias G, Stavrakakis N, Sidiropoulos C (2009) Decision support system or the evaluation of urban air pollution control options: Application for particulate pollution in Thessaloniki, Greece, Sci Total Environ 407: 5937-5948. 5. Official web page of the Laboratory of Heat Transfer and Environmental Engineering http://aix.meng.auth.gr/~vlahoco/