Rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w atmosferze mgr inż. Maria Skrętowicz bud. D-2 pok. 17B e-mail: maria.skretowicz@pwr.wroc.pl

Roczne emisje zanieczyszczeń gazowych z powierzchni Ziemi

Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze – ale po co? Określenie wpływu istniejącej instalacji na środowisko – decyzje o emisji dopuszczalnej, Przewidywanie zanieczyszczenia powietrza spowodowanego przez nową instalację na etapie projektowania, Awarie (np. przemysłowe) – prognozowanie skutków ekologicznych na skutek poważnych awarii przemysłowych (ryzyko)

Podział i rodzaje modeli modele fizyczne – procesy zachodzące w rzeczywistej atmosferze są symulowane w mniejszej skali w laboratorium przy wykorzystaniu tuneli wiatrowych lub zbiorników wodnych; modele matematyczne modele empiryczne – korzystają z danych pomiarowych, które służą do ustalenia empirycznych zależności opisujących procesy atmosferyczne, modele deterministyczne – wykorzystują matematyczny opis fizycznych i chemicznych procesów zachodzących w atmosferze.

Matematyczne deterministyczne modele rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze Modele Lagrangeowskie modele gaussowskie modele pudełkowe modele cząstek Modele Eulerowskie modele analityczne modele pudełkowe modele numeryczne (z domknięciem pierwszego rzędu, drugiego rzędu, uwzględniającym turbulencję podsiatkową) Modele Gaussowskie modele smugowe starej generacji korzystające z dyskretnych stanów równowagi atmosfery modele smugi segmentowej i/lub obłoku przystosowane dla opisu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w warunkach niestacjonarnych i niejednorodnych modele nowej generacji z modułem gaussowskim posługujące się parametrami warstwy granicznej

Formuła Pasquilla model gaussowski smugowy starej generacji, uproszczone równanie dyfuzji zanieczyszczenia gazowego w poruszającym się ośrodku gazowym, do zagadnień rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń wyrzucanych do atmosfery z kominów, równanie opisuje rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń dla dowolnego punktu emisji, ustalonego w czasie Gdzie: C(x,y,z) – stężenie zanieczyszczenia w punkcie (x,y,z)

Formuła Pasquilla Zalety: prosta koncepcja, dostępność danych, niskie koszty Wady: wynikają z założeń upraszczających (np. stacjonarne i jednorodne warunki meteorologiczne, teren płaski, jednorodne warunki terenowe, ciągła i niezmienna emisja zanieczyszczenia, czas uśredniania do 1 godziny)

Najważniejsze pojęcia: Emisja („Poś”) – wprowadzane bezpośrednio lub pośrednio, w wyniku działalności człowieka do powietrza, wody, gleby lub ziemi: substancje, energie, takie jak ciepło, hałas, wibracje lub pole magnetyczne. Emisja (słownik PWN) – ilość (np. masa) zanieczyszczeń pyłowych lub gazowych wprowadzana do powietrza atmosferycznego w jednostce czasu. Imisja (słownik PWN) – ilość zanieczyszczeń pyłowych lub gazowych odbierana przez środowisko, jest miarą stopnia jego zanieczyszczenia, definiowaną jako stężenie zanieczyszczeń w powietrzu (wyrażane w jednostkach masy danego zanieczyszczenia na jednostkę objętości powietrza lub w ppm, ppb) oraz jako depozycja zanieczyszczeń – ilość danego zanieczyszczenia osiadającego na powierzchni ziemi.

Najważniejsze pojęcia (‘Poś’): Metodyka referencyjna – określona na podstawie ustawy metoda pomiarów lub badań, która może obejmować w szczególności sposób poboru próbek, sposób interpretacji uzyskanych danych, a także metodyki modelowania rozprzestrzeniania substancji oraz energii w środowisku. Poziom dopuszczalny – jest to poziom substancji, który ma być osiągnięty w określonym terminie i który po tym terminie nie powinien być przekraczany; poziom dopuszczalny jest standardem jakości powietrza Standardy emisyjne – dopuszczalne wielkości emisji (Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22.04.2011 r. Dz. U. Nr 95 poz. 558) Standard jakości środowiska – poziomy dopuszczalne substancji lub energii, które muszą być osiągnięte w określonym czasie przez środowisko jako całość lub jego poszczególne elementy przyrodnicze (tu: powietrza)

Czynniki wpływające na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w atmosferze: warunki emisji, warunki terenowe, warunki meteorologiczne, właściwości fizyko-chemiczne zanieczyszczenia.

Dane wejściowe do modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu Dane dotyczące emisji zanieczyszczeń i jej źródeł wielkość emisji, rodzaj i parametry źródła (lokalizacja w terenie, wysokość wyrzutu zanieczyszczenia, czas trwania emisji, prędkość i temperatura gazów odlotowych); Dane terenowe ukształtowanie i zagospodarowanie terenu (szorstkość, hipsometria), pokrycie roślinne, rodzaj gleby; Dane meteorologiczne temperatura i wilgotność powietrza, wektor wiatru, ciśnienie atmosferyczne, opad (rodzaj i natężenie), zachmurzenie, natężenie promieniowania słonecznego, energia turbulencyjna; Dane dotyczące procesów fizykochemicznych zanieczyszczeń w atmosferze opis chemii zanieczyszczeń, procesy suchej i mokrej depozycji

Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze – metodyka referencyjna Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 roku w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz. U. z 2010 roku Nr 16 poz. 87) Rozporządzenie określa między innymi: Wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu, zróżnicowane dla: terenu kraju z wyłączeniem obszarów ochrony uzdrowiskowej, obszarów ochrony uzdrowiskowej Warunki, w jakich ustala się wartości odniesienia, Okresy, dla których są uśrednione wartości odniesienia, Warunki uznawania wartości odniesienia za dotrzymane, Referencyjne metodyki modelowania poziomów substancji w powietrzu