ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑ ΑΣ

ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑ ΑΣ ΗΜΕΡΙ Α 18.3.2005 «Ποιότητα της ατµόσφαιρας σε αστικές περιοχές Νέα δεδοµένα και προοπτικές» Αιωρούµενα Σωµατίδια (PM 10 /PM 2,5 ) και Ποιότητα της Ατµόσφαιρας στην Περιοχή της Αθήνας: ιαχρονικές Τάσεις - Κατηγορίες Πηγών Α. Χαλουλάκου ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΙΑΧΡΟΝΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΜΕΣΗΣ ΕΤΗΣΙΑΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ PM 10 100 PM 10 µg m-3 80 60 40 75,9 76,6 71,6 67,4 61,3 20 0 1999 2000 2001 2002 2003 Οριακή τιµή µέσης ετήσιας συγκέντρωσης (ΕΕ): 40 µg/m³

ΙΑΧΡΟΝΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΜΕΣΗΣ ΕΤΗΣΙΑΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗΣ PM 2.5 45 40,6 40,3 PM 2.5 36,9 30 30,8 31,0 µg m-3 15 0 1999 2000 2001 2002 2003 Οριακή τιµή µέσης ετήσιας συγκέντρωσης (USEPA): 15 µg/m³ Προβλεπόµενη οριακή τιµή µέσης ετήσιας συγκέντρωσης E.E (CAFE): <20 µg/m³

ΥΠΕΡΒΑΣΕΙΣ ΟΡΙΑΚΗΣ 24-ΩΡΗΣ ΤΙΜΗΣ PM 10 (ποσοστό ηµερών ανά έτος) Υπερβάσεις Οριακή τιµή Υπερβάσεις Οριακή τιµή (%) (µg/m³ ) (%) (+ περιθώριο ανοχής) 1999 88 50 44 75 2000 77 50 41 75 2001 71 50 37 70 2002 75 50 48 65 2003 65 50 48 60 Επιτρεπτός αριθµός υπερβάσεων: 35/έτος ~10%

Συµµετοχή λεπτόκοκκων σωµατιδίων PM 2.5 στη µάζα των PM 10 PM 2.5 /PM 10 1,0 0,8 0,6 0,53 0,53 0,52 0,46 0,51 0,4 0,2 0,0 1999 2000 2001 2002 2003 Λόγοι PM 2.5 /PM 10 στην περιοχή του 0.5 είναι συνηθισµένοι σε χώρες της Νότιας Ευρώπης και στις υτικές πολιτείες των ΗΠΑ

ΧΩΡΙΚΗ ΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ PM 10 ΣΤΗΝ ΑΘΗΝΑ Συντελεστές συσχέτισης (r) µεταξύ σταθµών: ARI-MAR: 0.84 ARI-ELE: 0.82 ARI-THR: 0.57 MAR-ELE: 0.80 MAR-THR: 0.72 Μέσες συγκεντρώσεις σε µg/m³ ιάρκεια ειγµατοληψιών: 7/2001-6/2002

ΧΩΡΙΚΗ ΙΑΚΥΜΑΝΣΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ PM 2.5 ΣΤΗΝ ΑΘΗΝΑ Λειτουργία 2ου σταθµού δειγµατοληψίας PM στο χώρο της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου (κτήριο βιβλιοθήκης) Η µέση τιµή για τις ενδεικτικές µετρήσεις PM 2.5 που πραγµατοποιούνται από το 2001υπερβαινει τα 15µg/m³ (οριακή τιµή USEPA). H αντίστοιχη µέση τιµή για τον κεντρικό σταθµό της Αριστοτέλους υπερβαίνει τα 40µg/m³ Παρατηρείται ισχυρή γραµµική συσχέτιση (r = 0.73) µε τις συγκεντρώσεις PM 2.5 που καταγράφονται στον κεντρικό σταθµό της Αριστοτέλους

ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ PM 10 ΚΑΙ PM 2.5 ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ 100 ΘΕΡΜΗ ΠΕPIΟ ΟΣ 100 ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΣΑΒΒΑΤΟΚΥΡΙΑΚΟ 80 80 µg m-3 60 40 µg m-3 60 40 20 20 0 PM10 PM2.5 0 PM10 PM2.5 Ψυχρή περίοδος: 15 Οκτ- 15 Απρ Θερµή περίοδος:16 Απρ - 14 Οκτ

ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΚΛΑΣΜΑΤΩΝ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΙΩΝ ΡΥΠΩΝ PM 10 PM 2.5 PM 10-2.5 CO NO NO 2 SO 2 Συνολικά 0.89 0.86 0.72 0.70 0.60 0.40 PM 10 Ψυχρή περίοδος 0.91 0.90 0.70 0.73 0.59 0.43 Θερµή περίοδος 0.86 0.84 0.60 0.70 0.66 0.36 Συνολικά 0.89 0.55 0.40 0.74 0.58 0.47 PM 2,5 Ψυχρή περίοδος 0.91 0.66 0.80 0.76 0.58 0.50 Θερµή περίοδος 0.86 0.52 0.73 0.69 0.67 0.43

ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΟΥ ΑΝΕΜΟΥ ΣΤΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΟΜΕΝΑ ΕΠΙΠΕ Α PM 10 KAI PM 2.5 W NW PM 10 100 80 60 40 20 0 N NE E W NW PM 2.5 50 40 30 20 10 0 N NE E SW SE SW SE S S Συντελεστές γραµµικής συσχέτισης (r) µε µέση ηµερήσια ταχύτητα άνεµου (WS) PM 10 - WS: r = - 0.61 PM 2.5 - WS: r = - 0.65 Κατά τις περιόδους άπνοιας (WS<1m/sec) οι µέσες συγκεντρώσεις PM 10 και PM 2.5 ήταν 170 µg/m³ και 68 µg/m³ To 86% των ηµερών µε WS<2m/sec, συγκεντρώσεις PM 10 και PM 2.5 υπερέβησαν τα 100 µg/m³ και 50 µg/m³ αντίστοιχα

ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ PM 10 ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΠΟΛΥΑΡΩΜΑΤΙΚΟΙ Υ ΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ (ΠΑΥ) ΧΡΟΝΙΚΗ ΙΑΡΚΕΙΑ: 7/2001-6/2002 ΣΤΑΘΜΟΙ ΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ: 4 (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΟΥΣ, ΜΑΡΟΥΣΙ, ΕΛΕΥΣΙΝΑ, ΘΡΑΚ/ ΟΝΕΣ) ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ: 8 ΜΕΤΑΛΛΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΟΕΙ Η (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, V) ΚΑΙ 13 ΠΑΥ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΟΜΑ ΕΣ: ΕΜΠ, ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΠΘ, ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΧΡΗΜΑΤΟ ΟΤΗΣΗ: Υ.ΠΕ.ΧΩ..Ε.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΑΛΥΣΕΩΝ Pb: Κάτω από τη µέση ετήσια οριακή τιµή (Ε.Ε.: 0.5 µg/m³) σε όλους τους σταθµούς. Οι µέσες συγκεντρώσεις κυµάνθηκαν στο εύρος 25.4-71.1 ng/m³. As: Υπέρβαση του προτεινόµενου κατωφλίου εκτίµησης (E.E: 6 ng/m³) σε δυο σταθµούς (Αριστοτέλους και Ελευσίνα). Cd, Ni: Κάτω από τα προτεινόµενα κατώφλια εκτίµησης (Ε.Ε: Cd: 5 ng/m³, Ni:20 ng/m³) σε όλους τους σταθµούς. Mn, V: Εντός των ορίων συγκεντρώσεων που προτείνονται από την Π.Ο.Υ. Cu, Cr: Παρατηρείται αύξηση των επιπέδων συγκέντρωσης σε σχέση µε το παρελθόν. Β[α]Py: Οι µέσες µετρούµενες συγκεντρώσεις στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας, βρίσκονται στο εύρος 0.037-0.714 ng/m³. εν παρατηρείται υπέρβαση της µέσης ετήσιας οριακής τιµής (Ε.Ε.: 1 ng/m³) Καρκινογόνοι ΠΑΥ: Η µέση συµµετοχή τους στην ολική µάζα των ΠΑΥ υπολογίζεται από 38% έως 47% στους 4 σταθµούς

ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ PM 10: ΣΤΟΙΧΕΙΑΚΟΣ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΚΟΣ ΑΝΘΡΑΚΑΣ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ PM10 ΣΕ ΟΡΓΑΝΙΚΟ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑΚΟ ΑΝΘΡΑΚΑ 20 16 ΨΥΧΡΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ (Ιαν-Maρ) 11% OC 12 8 32% 4 0 R 2 = 0.90 0 2 4 6 8 EC PM10-TC OC EC Περιοχή δειγµατοληψίας: Γουδί ιάρκεια : 1/2003-8/2003 Αυτόµατη συνεχής δειγµατοληψία ανά 1 ώρα OC 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 ΘΕΡΜΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ (Aπρ-Aυγ) R 2 = 0.48 0 2 4 6 8 10 12 EC

ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΡΙΘΜΟΥ ΑΙΩΡΟΥΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΤΗΣ ΑΘΗΝΑΣ Οι αρνητικές επιπτώσεις των αιωρουµένων σωµατιδίων στην ανθρώπινη υγεία προκαλούνται κυρίως από την έκθεση στα πλέον λεπτόκοκκα κλάσµατα (διαµέτρου 0.01-1µm). Καθότι όσο µειώνεται το µέγεθος των σωµατιδίων τόσο η συµµετοχή τους στην ολική µάζα γίνεται πιο αµελητέα, αποκτά ιδιαίτερη σηµασία η καταγραφή των κατά αριθµό συγκεντρώσεων των σωµατιδίων, ως παραµέτρου έκθεσης. Σε αυτό το πλαίσιο έχουν ξεκινήσει µετρήσεις των κατά αριθµό συγκεντρώσεων αιωρουµένων σωµατιδίων στην ατµόσφαιρα και η κατανοµή τους σε διάφορες κατηγορίες µεγέθους. Τα πρώτα αποτελέσµατα υποδεικνύουν τις ιδιαίτερα ασθενείς συσχετίσεις µεταξύ των συγκεντρώσεων PM 10 και των αριθµητικών συγκεντρώσεων των σωµατιδίων µε διάµετρο µικρότερη του 0.5 (r 2 <0.1), σε αντίθεση µε τα σωµατίδια διαµέτρου µεγαλύτερη από 1µm (r 2 <0.5).

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΣΤΑΘΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΑΥΤΟΜΑΤΗΣ ΜΕΘΟ ΟΥ ΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ PM 10 H χρήση αυτόµατων οργάνων µέτρησης συγκεντρώσεων αιωρούµενων σωµατιδίων είναι ιδιαίτερα διαδεδοµένη στα δίκτυα παρακολούθησης ατµοσφαιρικής ρύπανσης. Παρ όλα αυτά είναι γνωστό ότι οι µετρούµενες τιµές παρουσιάζουν σηµαντικές αποκλίσεις σε σχέση µε αντίστοιχες που προκύπτουν από πρότυπες σταθµικές µεθόδους. Κύριος λόγος είναι η απώλεια σωµατιδίων (νιτρικών και πτητικών οργανικών) κατά τη θέρµανση του ρεύµατος εισόδου των αυτοµάτων δειγµατοληπτών για την αποµάκρυνση της υγρασίας. Η Ε.Ε. ενθαρρύνει τη διεξαγωγή συγκριτικών δειγµατοληψιών µεταξύ αυτόµατων και πρότυπων σταθµικών οργάνων για τον υπολογισµό των κατάλληλων συντελεστών διόρθωσης. Η σύγκριση των µετρήσεων (Αριστοτέλους) του πρότυπου (κατά EPA) σταθµικού δειγµατολήπτη R&P Partisol 2000 µε τον αυτόµατο µετρητή PM 10 ESM FH 62 IR έδωσε την παρακάτω εξίσωση: PM(αυτ.) = 0.78 PM (σταθµ.) + 2.38 r 2 =0.91, N=258 Παρατηρείται λοιπόν ότι η χρήση ενός συντελεστή διόρθωσης στην περιοχή του 1.3, όπως προτείνεται και από την Ε.Ε. για παρόµοια όργανα θα ήταν κατάλληλος στην προκειµένη περίπτωση.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ A. Chaloulakou, P.Kassomenos, P.,Democritou, N. Spyrellis, P. Koutrakis: Measurements of PM 10 and PM 2.5 particle concentrations in Athens, Greece, Atmospheric Environment, 37, 649-660, 2003 A.Chaloulakou, G.Grivas, N.Spyrellis: Neural Network and Multiple Regression Models for PM 10 Prediction in Athens. A Comparative Assessment, Journal of the Air and Waste Management Association, 53, 1183-1190, 2003. G.Grivas, A. Chaloulakou, C. Samara, N. Spyrellis: Spatial and Temporal Variation of PM 10 mass concentrations within the Greater Area of Athens, Greece, Water, Air and Soil Pollution, 158, 357-371, 2004. G. Grivas, C. Asteriou, A. Chaloulakou, N. Spyrellis: Particle number size distribution at a roadside location in Athens, Greece, Journal of Aerosol Science, 35, S553-S554. G. Grivas, V. Kanouta, P. Kassomenos, A. Chaloulakou, N. Spyrellis: Comparison between low-volume gravimetric sampler and beta attenuation monitor for PM 10 measurements in Athens, Journal of Aerosol Science, 35, S653-S654. A.B. Prosmitis, E. Diapouli, G. Grivas, A. Chaloulakou, N. Spyrellis: Continuous filed measurements of organic and elemental carbon concentrations in Athens, Greece, Journal of Aerosol Science, 35, 1077-1078. A.Chaloulakou, P.Kassomenos, G.Grivas, N.Spyrellis: Particulate Matter and Black Smoke concentration levels in Central Athens, Greece, Environment International, 31, 2005. J. Mantis, A. Chaloulakou, C. Samara: PM10-bound polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the Greater Area of Athens,Greece, Chemosphere, 2005 in press. N. Manalis, G.Grivas, V. Protonotarios, A. Moutsatsou, C. Samara, A. Chaloulakou: Toxic metal content of particulate matter (PM 10 ) within the Greater Area of Athens, Chemosphere, 2005 in press.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ A. Chaloulakou, P. Kassomenos, G. Grivas, N. Manalis, N. Spyrellis: On the PM 10 -PM 2,5 Episodes in Athens During Summer 2000, 7 th International Conference on Environmental Science and Technology, 3-6 September 2001, Ermoupolis Syros, Greece, 114-120. G. Grivas, A. Chaloulakou, P. Kassomenos, V. Kanouta, N. Spyrellis: Episodes of PM 2.5 in the Athenian Atmosphere during 1999-2000, 6ο ΠανελλήνιοΣυνέδριοΜετεωρολογίας, Κλιµατολογίας και Φυσικής της Ατµόσφαιρας, Σεπτέµβριος 2002, Ιωάννινα, 586-589. A. Chaloulakou, P. Kassomenos, G. Grivas, V. Kanouta, N. Spyrellis: Continuous Measurements of PM 10 /PM 2.5 and Black Smoke Concentrations at a Fixed Site in Athens, Greece, March 2003, 4 th International Conference on Urban Air Quality, Prague, Czech Republic, 306-309. E.C. Alexopoulos, L. Diapouli, G. Grivas, S. Sarvanidis, A. Chaloulakou: Monitoring Particles and CO in Occupational Field, 8 th International Conference of the ISSA Research Section, on Tools for the Application of European Directives on Health at Workplace. The Example of Chemical Risk, Athens, May 2003, 308-312. Γ. Γρίβας, Β. Κανούτα, Β. Παπαποστόλου, Α. Χαλουλάκου, Ν. Σπυρέλλης: Στατιστική Ανάλυση Χρονοσειρών Συγκεντρώσεων Αιωρούµενων Σωµατιδίων στην Περιοχή της Αθήνας, 4 ο Πανελλήνιο ΕπιστηµονικόΣυνέδριοΧηµικής Μηχανικής, Μάιος 2003, Πάτρα, 1057-1060. Γ. Γρίβας, Β. Κανούτα, Π. Κωνσταντοπούλου, Α. Χαλουλάκου, Ν. Σπυρέλλης: Μελέτη Χωρικής ιακύµανσης Συγκεντρώσεων PM 2,5. Ανάλυση ηµερησίων κύκλων, 4 ο Πανελλήνιο Επιστηµονικό Συνέδριο Χηµικής Μηχανικής, Μάιος 2003, Πάτρα, 1061-1064. A.B.Prosmitis, E.Diapouli, A.Chaloulakou, N.Spyrellis: Organic and Elemental Carbon Particulate Continuous Field Measurement in Athens Urban Area, 8 th Conference on Environmental Science and Technology, September 2003, Lemnos, Greece, 723-729

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ J. Mantis, C. Samara, Th. Kouimtzis, G. Grivas, V. Kanouta, A. Karamberi, V. Protonotarios, N. Manalis, A. Moutsatsou, A. Chaloulakou, N. Spyrellis Chemical composition of PM 10 in the Atmosphere of Athens, Greece, 8 th Conference on Environmental Science and Technology, September 2003, Lemnos, Greece, 573-581. E.Diapouli, P.Konstantinopoulos, A.Chaloulakou, N.Spyrellis: Indoor and Outdoor PM Concentrations at Schools in Athens Area, Protection and Restoration of the Environment VII, June 2004, Mykonos, Greece, Session XVII: Air Quality and Pollution Control II. E.Diapouli, N. Mihalopoulos, A.Chaloulakou, N.Spyrellis: Indoor and Outdoor PM Mass and Number Concentrations at Schools in the Athens Area, 5 th International Conference on Urban Air Quality, 29 31 March 2005, (oral presentation), Valencia, Spain