ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΙΝΔΥΝΟΙ ΚΑΙ ΑΝΑΓΚΕΣ ΓΙΑ ΑΕΙΦΟΡΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Ι.Σιταράς Χημικός Περιβαλλοντολόγος-PhD, MSc Πρόεδρος Επιστημονικού Τμήματος Περιβάλλοντος, Υγείας & Ασφάλειας της Εργασίας Ένωση Ελλήνων Χημικών 1
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΙΝΔΥΝΟΙ ΚΑΙ ΑΝΑΓΚΕΣ ΓΙΑ ΑΕΙΦΟΡΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Απαίτηση για Αειφόρο Ανάπτυξη Στρατηγική για Αειφόρο Ανάπτυξη-Ατμοσφαιρική Ατμοσφαιρική Ρύπανση στο Αστικό Περιβάλλον Ευρωπαϊκή Νομοθεσία, Δεδομένα Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης, Επιστημονικές Μελέτες Εργαλεία για τον Έλεγχο και την Παρακολούθηση της Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης Case study: Συζήτηση περί άρσης της απαγόρευσης κυκλοφορίας πετρελαιοκίνητων ΙΧ οχημάτων Πραγματικοί κίνδυνοι και ανάγκες 2
Αειφόρος Ανάπτυξη είναι η «ανάπτυξη που καλύπτει τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να θέτει σε κίνδυνο τη δυνατότητα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες Η αειφόρος ανάπτυξη έχει επομένως τρεις συνιστώσες - οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική - που απαιτούν ισόρροπη πολιτική συνεκτίμηση. 3
Αειφόρος Ανάπτυξη και Αστικό Περιβάλλον Τέσσερις στους πέντε ευρωπαίους πολίτες ζουν σε πόλεις Παρόμοια προβλήματα στην ποιότητα του αστικού περιβάλλοντος στις μεγάλες πόλεις της Ευρώπης Απαιτείται ολοκληρωμένη προσέγγιση. Ενδείκνυνται εξειδικευμένες δράσεις λόγω της ποικιλομορφίας των αστικών περιοχών. Συνίσταται στρατηγική βασισμένη στην επικουρικότητα, στη συνεργασία μεταξύ των διαφόρων επιπέδων λήψης αποφάσεων (κοινοτικό, εθνικό και τοπικό) και στην ολοκλήρωση των διαφόρων πτυχών της διαχείρισης του αστικού περιβάλλοντος. 4
Προκλήσεις και Στόχοι Συμβούλιο της Ε.Ε/26.6.2006 Σχετικά με την ατμοσφαιρική ρύπανση: Περιορισμός των κλιματικών αλλαγών Αύξηση της χρήσης ανανεώσιμων πηγών και διείσδυση βιοκαυσίμων Βελτίωση των οικονομικών και περιβαλλοντικών επιδόσεων όλων των τρόπων μεταφοράς και ανάπτυξη βιώσιμου συστήματος μετακινήσεων Επιβράδυνση των χρόνιων νόσων που οφείλονται στον τρόπο ζωής, ιδίως μεταξύ των κοινωνικοοικονομικά ασθενέστερων ομάδων και περιοχών Βελτίωση της πληροφόρησης του κοινού σε σχέση με τη ρύπανση 5
Νομοθετικά Εργαλεία Οδηγία 1996/62/ΕΚ για την εκτίµηση και διαχείριση της ποιότητας του αέρα του περιβάλλοντος (ΚΥΑ 3277/209/2000, ΦΕΚ 180/Β/17-2- 2000). Οδηγία 1999/30/ΕΚ για τις οριακές τιμές διοξειδίου του θείου, οξειδίων του αζώτου, σωματιδίων και μολύβδου,, στον αέρα του περιβάλλοντος (ΠΥΣ 34/30.5.2002,ΦΕΚ125/Α/5.6.2002) Οδηγία 2000/69/ΕΚ για τις οριακές τιμές βενζολίου και μονοξειδίου του άνθρακα στον αέρα του περιβάλλοντος (ΚΥΑ 9238/332,ΦΕΚ405Β/27.2.05) Οδηγία 2002/3/ΕΚ σχετικά με το όζον στον ατμοσφαιρικό αέρα (ΚΥΑ ΗΠ38638/2016,ΦΕΚ 1334Β/21.9.2005) Οδηγία 2004/107 σχετικά με το As, Cd,, Hg,Ni και τους πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAHs) στον ατμοσφαιρικό αέρα 6
Νομοθετικά Εργαλεία-Στόχοι Αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά τους κινδύνους; Είναι εργαλεία για τους διαχειριστές καταστάσεων ρύπανσης; Ανταποκρίνονται στις ειδικές συνθήκες (μορφολογία, μετεωρολογία, μικροπεριβάλλοντα;) Ανταποκρίνονται στις ανάγκες για αειφόρο ανάπτυξη; 7
Η περίπτωση του όζοντος Αθήνα Δεδομένα 2006 (Πηγή: Έκθεση ΔΕΑΡΘ/ΥΠΕΧΩΔΕ) Αριθµός ηµερών για το 2006 µε ωριαία τιµή όζοντος µεγαλύτερη από 180 µg/m3 8
Είδη χημικών νεφών-νέφος τύπου LA Φωτοχημικός Κύκλος :εξαρτώμενος από ΗCsΗ Cs,, ΝΟx και ηλιοφάνεια Παραγωγή Ο 3, καρβονυλικών ενώσεων και άλλων ερεθιστικών προϊόντων Μετασχηματισμός πτητικών οργανικών ενώσεων σε οξειδωμένα παράγωγα Αντιδράσεις υδρογονανθράκων με O 3 υπεύθυνες για σχηματισμό μη πτητικών οργανικών οξέων Συμπύκνωση παραγόμενων προϊόντων σε σωματίδια ή πυρηνογένεση νέων σωματιδίων 9
Φωτοχημικός κύκλος 10
Πολυπλοκότητα του φαινομένου Οι καρβονυλικές ενώσεις αποτελούν τυπικό παράδειγμα ενώσεων που οι πρωτογενείς εκπομπές τους (κυκλοφορία) παρεμβαίνουν στο φωτοχημικό κύκλο επιτείνοντας τις επιδράσεις τους Μελέτες στην Αθήνα (Bakeas( Bakeas et al 2003) σχετικά με τις καρβονυλικές ενώσεις : o Πρωτογενή παραγωγή από αυτοκίνητα o Φωτοχημική σύνθεση κυρίως τους θερινούς μήνες o Συνεισφέρουν με την διάσπαση τους στην συνέχιση του κύκλου του όζοντος 11
Απόφαση Ευρ.Επιτροπής EC 2004/79 σχετικά με κατευθυντήριες γραμμές στην υλοποίηση της Οδηγίας 2002/3/EC σχετικά με το Ο3 : Σχολιασμός κατάστασης στην Ν.Ευρώπη (με ιδιαίτερη αναφορά στην Αθήνα: Τοπικές συνθήκες (ανακυκλοφορία( αερίων μαζών, επίδραση θάλασσας, μορφολογίας), Φυσικές εκπομπές VOCs προκαλούν υπερβάσεις O3 Έλλειψη γνώσης σχετικά με την αποτελεσματικότητα βραχυπρόθεσμων μέτρων Έλλειψη αποτελεσματικότητας Σύσταση στις εθνικές κυβερνήσεις για μέτρα περισσότερο υποχρεωτικού χαρακτήρα στον έλεγχο των εκπομπών Επίδραση τοπικών συνθηκών Έλλειψη επιστημονικής γνώσης για την πολυπλοκότητα του φαινομένου Ανάγκη για περισσότερα μέτρα στον έλεγχο των εκπομπών 12
Η περίπτωση των PAHs Οδηγία 2004/107 σχετικά με το As, Cd,, Hg,Ni και τους PAHs Προβλέπει την παρακολούθηση του βενζο-[α] [α]-πυρενίου, Β[a]P (καρκινογόνος) με τιμή στόχο 1 ng m -3 B[a]P συγκεντρώνεται στα σωματίδια σε ποσοστό 80-100% στις συνθήκες της Αθήνας Οι περισσότερο πτητικοί PAHs,, μικρότερης επικινδυνότητας, υπάρχουν στην αέρια φάση σε συγκεντρώσεις 2-32 3 τάξεις μεγέθους μεγαλύτερες Ίσες συγκεντρώσεις σωματιδιακού B[a]Pyr σε μια πόλη της Β.Ευρώπης και σε μια πόλη της Ν.Ευρώπης, αντιστοιχούν σε τελείως διαφορετική ρυπαντική κατάσταση 13
Σχηματισμός nitro-pahs από τη φωτοχημική ρύπανση-α ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ Ν-ΠΑΥ ΣΤΑ ΑΔΡΑ ΚΑΙ ΛΕΠΤΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ 1400 1200 C (pg.m -3 ) 1000 800 600 400 Αδρά Σωματίδια Λεπτά Σωματίδια 200 0 1NNAP 2NNAP 2NFLU 2NFLA 1NPYR 2NPYR Ν-ΠΑΥ Μέσες τιμές συγκεντρώσεων NPAHs στη θέση Πατησίων την περίοδο 10/2003-02/2004 Σχηματισμός σημαντικών ποσοτήτων nitro-pahs από φωτοχημικές αντιδράσεις στην Αθήνα: (Marino et al 2000, Τsakas et al 2004) Γρήγορη κατανάλωση πτητικών PAHs από την αέρια φάση στην Αθήνα πιθανώς λόγω αντιδράσεων (Sitaras et al 2004) 14
Σχηματισμός nitro-pahs από τη φωτοχημική ρύπανση-β Η μεταλλαξογόνος δραστηριότητα σωματιδιακής και αέριας φάσης πολλαπλασιάζεται με σχηματισμό παραγώγων των PAHs με φωτοχημικές αντιδράσεις [Sasaki et al 1995] Περαιτέρω φωτοχημική διάσπαση των nitro-pahs προς PAHs-κινόνες, εξαιρετικά μεταλλαξογόνες (αντιδρούν απευθείας με το DNA) Οι κυριότεροι ΝPAHs παράγονται (εκτός από τις εκπομπές πετρελαιοκινητήρων) από μητρικούς πτητικούς PAHs μικρής επικινδυνότητας (ΝΑP, FLU, FLA, PYR, ANTH) Μικρότερα επίπεδα σωματιδιακών PAHs το καλοκαίρι στη Θεσσαλονίκη και στην Αθήνα, αντιστοιχούσαν σε ίση μεταλλαξογόνο δράση σε σχέση με τη χειμερινή περίοδο [Vyras et al 1990] Η παρακολούθηση του Β[α]P στα σωματίδια, είναι αντιπροσωπευτική για τις πιθανές επιπτώσεις στην υγεία από την παρουσία των PAHs στην ατμόσφαιρα, σε περιοχές με αυξημένες θερμοκρασίες και φωτοχημεία; 15
Case study: Συζήτηση σχετικά με την πετρελαιοκίνηση Στη συζήτηση που έχει ξεκινήσει σχετικά με την πετρελαιοκίνηση αναπτύσσονται διάφορες απόψεις: Οι εκπομπές των πετρελαιοκινητήρων θα επιβαρύνουν την κατάσταση της ατμόσφαιρας σε σωματίδια Η Αθήνα και η Θεσσαλονίκη έχουν ήδη υψηλές τιμές ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε σωματίδια, εκτός από τις υψηλές τιμές όζοντος Οι σύγχρονοι πετρελαιοκινητήρες βάσει των νέων προτύπων ρυπαίνουν ελάχιστα Είναι πιο οικονομικοί, αποδοτικοί, με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής Είναι παράλογος ο αποκλεισμός των πετρελαιοκίνητων 16
Νέα πρότυπα εκπομπών και καυσίμων Πρότυπο εκπομπών Σωματιδιακή ύλη (mg km -1 ) Oξείδια αζώτου, ΝΟx (g km -1 ) Yδρογονάνθρακες (g g km -1 ) CO (g km -1 ) Diesel Βενζίνη Diesel Βενζίνη Diesel Βενζίνη Diesel Βενζίνη Euro 2 80-100 - - - - - 1,0 2.0 Euro 3 50-0,50 0,15-0,20 0,64 2,30 Euro 4 25-0,25 0,08-0,10 0,50 1,0 Euro 5 5 5 0,20 0,06 0,075 0,075 0,50 1,0 Οι στόχοι του Euro5 είναι εφικτοί εφόσον διασφαλίζεται η τροφοδοσία των πετρελαιοκίνητων οχημάτων με το κατάλληλο καύσιμο (πετρέλαιο κίνησης) και η κατάλληλη συντήρηση τους 17
Βενζινοκινητήρες CO και CO 2 Πετρελαιοκινητήρες Καλύτερη απόδοση, μικρότερες εκπομπές CO 2 και CO NOx σημαντικά μικρότερες εκπομπές από πετρελαιοκινητήρες Σημαντικές εκπομπές NO x σε σχέση με βενζινοκινητήρες VOCs σημαντικά μεγαλύτερες εκπομπές από πετρελαιοκινητήρες, εισαγωγή στον κύκλο όζοντος των: ΒΤΕΧ Αλκάνια,, αλκένια C 4 -C 8 ΜΤΒΕ (ως βελτιωτικό στην αμόλυβδη βενζίνη) ή άλλες οξυγονούχες ενώσεις Σωματίδια: σημαντικά μικρότερες εκπομπές από πετρελαιοκινητήρες, Eκπομπές POM (polycyclic organic matter): PAHs, nitro-pahs Σημαντικά μικρότερες εκπομπές HC Σημαντικές εκπομπές PM (particulate matter) Eκπομπές SO 2 (χρήση ακατάλληλου καυσίμου) 18
Eλληνικά δεδομένα από εκπομπές κυκλοφορίας για PAHs Συγκεντρώσεις σε ng mg -1 oλικών PAHs και καρκινογόνων PAHs σε σωματιδιακές εκπομπές από καταλυτικά, μη καταλυτικά βενζινοκίνητα οχήματα και πετρελαιοκίνητα επιβατικά οχήματα, λεωφορεία στη Θεσσαλονίκη [Πηγή Manoli et al 2004] Όχημα Bενζινοκίνητα Καταλυτικά Βενζινοκίνητα μη καταλυτικά Σ13[PAHs] (ng mg -1) Σ[PAHs] carc (ng mg mg -1) 3420 421 (12%) 6900 644 (9%) Πετρελαιοκίνητα Επιβατικά 444 65 (15%) Πετρελαιοκίνητα λεωφορεία 273 89 (33%) Ta πετρελαιοκίνητα έχουν μεγαλύτερες σωματιδιακές εκπομπές και η συνεισφορά τους σε καρκινογόνους PAHs αναμένεται μεγαλύτερη [Manoli et al 2004] 19
Το πρόβλημα των σωματιδίων στην Αθήνα Αριθµός ηµερών για το 2006 µε µέση ηµερήσια τιµή PM10 µεγαλύτερη από 50 µg m -3 (Πηγή: Έκθεση ΔΕΑΡΘ/ΥΠΕΧΩΔΕ) 20
Σχηματισμός δευτερογενούς αερολύματος από αντιδράσεις VOCs-O 3 Σημαντική συνεισφορά της φωτοχημικής ρύπανσης στις συγκεντρώσεις σωματιδίων Οξείδωση των VOCs από όζον και άλλα οξειδωτικά Σχηματισμός προϊόντων χαμηλής τάσης ατμών και συμπύκνωση προϊόντων σε υπάρχοντα σωματίδια ή σχηματισμός δευτερογενούς οργανικού αερολύματος SOA: Secondary Organic Aerosol Formation Tο ποσοστό του οργανικού αερολύματος σε διάφορες πόλεις: Από 15% έως και 80% [Turpin and Hantzicker 1995] σε μελέτες στη California Aπό 17% στο Birmingham (UK) έως και 50% στην Coimbra (PT) σε μετρήσεις στην Ευρώπη [Castro et al 1999] Στην Αθήνα δεν υπάρχουν εκτιμήσεις για το ποσοστό δευτερογενούς προέλευσης του αερολύματος. Λόγω φωτοχημείας και συνθηκών συσσώρευσης ρύπων δεν αναμένεται να είναι αμελητέα. 21
Εκτίμηση για τη συνεισφορά των τύπων κινητήρων στην ατμοσφαιρική ρύπανση της Αθήνας Πετρελαιοκινητήρες Βενζινοκινητήρες +: Λιγότερα VOCs +: Λιγότερο πρωτογενές αερόλυμα +: Συνεισφορά στον έλεγχο των εκπομπών αερίου θερμοκηπίου +: Πολύ λιγότερο δευτερογενές αερόλυμα -:: Πολύ περισσότερα NOx -:: περισσότερο πρωτογενές αερόλυμα και πολύ πιο τοξικό (παρουσία PAHs και nitro-pahs PAHs) -:: Δευτερογενής αύξηση μεταλλαξογόνου δραστηριότητας των εκπομπών με φωτοχημεία (σχηματισμός nitro-pahs PAHs) +: Έλεγχος ΝΟx -: Περισσότερες εκπομπές VOCs ιδιαίτερα τοξικών -: Πολύ μεγαλύτερη συμμετοχή στο σχηματισμό δευτερογενούς αερολύματος -:: Πολύ μεγαλύτερη συμμετοχή στην παραγωγή όζοντος στα φωτοχημικά επεισόδια 22
Εκτιμήσεις Eίναι πιθανόν ότι οι πετρελαιοκινητήρες θα συμβάλλουν στη μείωση των επιπέδων των VOCs και δευτερογενώς αρνητικά στο σχηματισμό όζοντος και SOA. Είναι πιθανόν ότι οι πετρελαιοκινητήρες θα συμβάλλουν στην αύξηση πρωτογενώς παραγόμενου αερολύματος και στα επίπεδα των NOx Eκτιμάται ότι στην Αθήνα το φαινόμενο της φωτοχημικής ρύπανσης εξαρτάται από τα επίπεδα των VOCs και όχι από τα NOx,, όπως συμβαίνει σε περιοχές με σημαντικό ποσοστό βιογενών VOCs Είναι πιθανόν ότι η αυξημένη χρήση πετρελαιοκινητήρων θα συμβάλλει στην αύξηση των επιπέδων PAHs και της μεταλλαξογόνου δράσης των σωματιδίων και της αέριας φάσης Το πιθανότερο είναι ότι η τροποποίηση σε μεγάλο βαθμό της σύνθεσης του στόλου θα επιφέρει αλλαγές στη χημική σύσταση των ρυπαντικών παραγόντων χωρίς να μειώσει τα επίπεδα της, ιδιαίτερα στα μικροπεριβάλλοντα της πόλης 23
Πραγματικές ανάγκες και κίνδυνοι Η σύνδεση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην Αθήνα και στη Θεσσαλονίκη με την πολιτική για την πετρελαιοκίνηση δεν είναι μονοδιάστατη Το ερώτημα δεν είναι ποιος κινητήρας ρυπαίνει περισσότερο αλλά: Λαμβάνεται υπόψη η ιδιαίτερη κατάσταση στην Αθήνα, με την έντονη φωτοχημεία και τις μορφολογικές ιδιομορφίες; Προτείνεται πολιτική για την ατμοσφαιρική ρύπανση που θα οδηγήσει ι στην αλλαγή και στην ουσιαστική μείωση της χρήσης αυτοκινήτου; Υποδομές για την εκπλήρωση των απαιτήσεων ορθής λειτουργίας των πετρελαιοκινητήρων. Υπάρχουν; Η πιθανή άρση της απαγόρευσης της κυκλοφορίας πετρελαιοκίνητων είναι ε ενταγμένη σε μια μακροχρόνια στρατηγική για την ατμοσφαιρική ρύπανση; Δεν θα έπρεπε να συζητάμε για περιορισμό της χρήσης αυτοκινήτου στις δύο μεγάλες πόλεις αντί για τροποποίηση του στόλου των οχημάτων; -Έχει ενημερωθεί κατάλληλα το κοινό για το ζήτημα; 24
Συμπεράσματα Τα υπάρχοντα νομοθετικά εργαλεία δεν μπορούν να καλύψουν πλήρως τις εξειδικευμένες καταστάσεις ρύπανσης Η ανατροφοδότηση των κέντρων αποφάσεων με τα νέα δεδομένα δεν είναι τόσο γρήγορη-η Η έρευνα σχετικά με τα τοπικά περιβαλλοντικά δεδομένα δεν καλύπτει όλες τις ανάγκες κατανόησης του φαινομένου της ρύπανσης Οι εθνικές-τοπικές πολιτικές πρέπει να βασίζονται στις εξειδικευμένες ανάγκες, στην ολοκληρωμένη προσέγγιση και στην κατάλληλη πληροφόρηση του κοινού 25
Ευχαριστώ για την προσοχή σας 26