dr inż. Krzysztof Klejnowski, prof. dr hab. inż. Marianna Czaplicka Badania zanieczyszczeń atmosfery w Raciborzu prowadzone w ramach projektów AIR SILESIA, ACTRIS oraz projektów własnych IPIŚ PAN, IGF PAN i IMGW –PIB dr inż. Krzysztof Klejnowski, prof. dr hab. inż. Marianna Czaplicka Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu dr Leszek Ośródka IMGW PIB dr hab. Aleksander Pietruczuk IGF PAN

Plan prezentacji Wprowadzenie Badania atmosfery Lokalizacja w stacji pomiarowej w Raciborzu Program badań w projekcie AIRSILESIA Zakres badań w projekt ACTRIS 2 Warunki meteorologiczne a zanieczyszczenie powietrza w Kotlinie Raciborskiej Wyniki pomiarów stężeń i badań składu chemicznego pyłu zawieszonego PM2,5 Podsumowanie i wnioski

Wprowadzenie Udział różnych typów źródeł emisji w stężeniach PM miasto Lokalne źródła (komunikacja) Tereny rolnicze Tło miejskie Tło regionalne

Wprowadzenie – stężenia PM2,5

Badania atmosfery Sieć PMŚ Sieć EMEP Badania prowadzą WIOŚ Instytuty badawcze w ramach EMEP, GAW Instytuty i Uczelnie w ramach projektów krajowych i międzynarodowych

Projekt AIRSILESIA System Informacji o jakości powietrza na obszarze pogranicza polsko- czeskiego w rejonie Śląska i Moraw Strona projektu: www.air-silesia.eu Projekt jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej Republika Czeska – Rzeczpospolita Polska 2001-20013 Partnerzy Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej PIB, Oddział w Krakowie (IMGW PIB) Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu (IPIŚ PAN) Główny Instytut Górnictwa w Katowicach (GIG) Czeski Instytut Hydrologiczno-Meteorologiczny, Oddział w Ostrawie (ČHMÚ) Wyższa Szkoła Górnicza – Uniwersytet Techniczny w Ostrawie (VŠB-TUO) Instytut Zdrowia Publicznego w Ostrawie (ZÚOVA) – partner wiodący

ZAPLECZE BADAWCZE (IPIŚ PAN, IMGW) STACJA BADAŃ AEROZOLI W RACIBORU AIRPOINTER PM2,5,O3,CO LZO,NOx,SO2 Automatyczna stacja pomiarowa AIRSILESIA KLIMAT Stacja Meteorologiczna IMGW-PIB PM2,5 Pobornik Referencyjny IPIŚ PAN Dawniej PM10 – WSSE Katowice UFP – TSI 3031 Pomiary prowadzone od 2010 roku

Zaplecze do badan atmosfery - Stacja Badawcza IGF PAN Instrumenty do badania własności optycznych atmosfery Racibórz ul. Rolna

Reprezentatywność stacji w Raciborzu Źródło : IMGW PIB

Zakres badań i pomiarów w projekcie AIRSILESIA Pył PM2,5 - ciągły pomiar (AIRPOINTER) i 24 h ( ATMOSERVIS PNS LVS) - pobór prób do analiz chemicznych na filtry PTFE i kwarcowe) Stężenia pyłu PM2,5 wyznaczono grawimetrycznie, Zanieczyszczenia gazowe: ozon, LZO, tlenek węgla, tlenki azotu, dwutlenek siarki - AIRPOINTER Czastki ultradrobne UFP – liczebność TSI 3031 Zakres analiz chemicznych PM2,5 Pierwiastki śladowe Aniony i kationy Substancje bogate w C : -TOC – węgiel całkowity , - OC – węgiel organiczny , - EC – węgiel elementarny (sadza), Żródło UŚ, IPIŚ PAN

Projekt ACTRIS 2 Aerosols, Clouds and Trace gases Research InfraStructure (ACTRIS) Infrastruktura do badań Aerozoli, Chmur i Gazów Śladowych Partnerzy : Instytut Geofizyki PAN - wiodący Instytut Podstaw Ochrony Środowiska PAN Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB Planowany i realizowanych zakres badań atmosfery : • koncentracji krótkożyciowych gazów śladowych takich jak dwutlenek siarki, tlenki azotu, ozon przyziemny oraz lotnych związków organicznych • parametrów aerozoli in-situ takich jak koncentracja pyłu zwieszonego we frakcjach PM10, PM2.5, PM1 rozkład wielkości cząstek aerozolu oraz własności rozproszeniowe i absorpcyjne aerozoli, zawartość OC/EC I EBC w aerozolach. • własności optyczne aerozoli dla kolumny atmosfery uzyskanych z pomiarów fotometrycznych • pionowego profilu współczynnika rozpraszania i ekstynkcji aerosolowej uzyskanego z pomiarów LIDARowych.

Róże stężeń dla PM2,5 w Raciborzu WARUNKI METEOROLOGICZNE A ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA W KOTLINIE RACIBORSKIEJ Róże zanieczyszczeń Róże wiatru Źródło : IMGW PIB Róże stężeń dla PM2,5 w Raciborzu częstość napływu zanieczyszczenia z danego kierunku wiatru średnia wartość stężeń PM2,5 przy napływie z poszczególnego sektora kierunku wiatru

Wyniki pomiarów stężeń PM2,6 oraz OC/EC Średnie µg/m 3 PM2,5 - 32,26 OC -13,94 EC - 2,24 TC - 19,02 Średnie µg/m 3 PM2,5 - 30,74 OC -13,16 EC - 3,10 TC - 17,53

Skład chemiczny PM2,5 w Raciborzu – serie roczne I okres badań II okres badań

Racibórz - Przebieg zmienności EC, OC, PM2,5 i EBC (PM T ) PM2,5 [μg·m-3] 25.80 BC [μg·m-3] 2.36 EC [μg·m-3] 1.67 OC [μg·m-3] 9.53 TC [μg·m-3] 11.19 2014 2015 PM2,5 [μg·m-3] 25.22 BC [μg·m-3] 2.11 EC [μg·m-3] 1.47 OC [μg·m-3] 8.94 TC [μg·m-3] 10.40

Skład chemiczny PM2,5 - % udział OC/EC i jonów nieorganicznych

Stężenie pyłu zawieszonego PM2,5 i OC/EC – 2017r. Średnie stężenie PM2,5 - 24,7 µg/m 3 OC- 9,1µg/m 3 EC - 1,3µg/m 3 TC - 10,4µg/m 3

Stężenie PM2,5 i nieorganicznych jonów Średnie stężenie PM2,5 - 24,7 µg/m 3 Średnie stężenie sumy jonów 11,3 µg/m 3

Przebieg zmienności stężeń związków wtórnych w PM2,5 w Raciborzu

Stężenie sadzy (EBC) Ednie stężenie ok 1,6 µg/m 3

Podsumowanie i wnioski Badania zanieczyszczeń atmosfery prowadzone są od 2010 roku na stacji pomiarowej zlokalizowanej na terenie IMGW-PIB (projekt KLIMA, AIRSILESIA, ACTRIS 2). Zakres badań wykracza poza rutynowe analizy prowadzone w ramach PMŚ jednak umożliwia ocenę jakości powietrza w Mieście i na terenach podmiejskich. Jakość powietrza w Raciborzu i Powiecie Raciborskim nie odbiega od sytuacji odnotowywanych w tzw. strefie śląskiej, w obszarach o podobnym stopniu urbanizacji. Analogicznie jak w innych rejonach woj. śląskiego w sezonie zimowym odnotowywany jest ponad 3 krotny wzrost stężeń PM i podstawowych jego makroskładników składników w stosunku do sezonu letniego. Głównym składnikiem PM jest aerozol węglowy, pierwotny i wtórny oraz nieorganiczne jony (wtóre produkty przemian prekursorów gazowych cząstek stałych i głownie pochodzą z odległych źródeł - daleki transport). Wzrost stężeń odnotowywany jest przy napływach z kierunków: północno wschodniego, wschodniego i południowo wschodniego. Kumulacja negatywnych odziaływań lokalnych występuje w sytuacjach stagnacji atmosferycznych i układów barycznych związanych z mocno rozbudowanymi wyżami przy niskiej temperaturze i ciszach (wiatr < 1 m/s). Poziom stężeń długookresowych jest na granicy dopuszczalnego, co wymaga prowadzenia dalszych działań w zakresie ograniczenia niskiej emisji. Planowana jest dalsza rozbudowa infrastruktury pomiarowej instytutów prowadzących badania w Raciborzu. Możliwe jest (przy współpracy z samorządem) poszerzenie programu pomiarów o składniki monitorowane w ramach PMŚ (metodami referencyjnymi). Planowana jest rozbudowa segmentu pomiarów własności optycznych atmosfery w tym pomiar w pionowym słupie oraz pomiary ozonu ( czynnika sprzyjającego powstawaniu smogu letniego) Racibórz jest jednym z niewielu miejsc w kraju, gdzie prowadzony jest pomiar stężeń sadzy i który planuje się rozszerzyć wykorzystując nowsze technologie, wiedza na temat stężeń EBC ma istotne znaczenie z punktu widzenia bilansu radiacyjnego (efekty klimatyczne ) jak też jest bardzo wygodnym sposobem kontroli zmian w strukturze emisji komunalnej (jako narzędzie monitorowania POP).

Dziękuję za uwagę Podziękowania W pracy przedstawiono wyniki uzyskane w ramach realizacji projektów badawczych: -AIR SILESIA finansowanego ze środków Programu Operacyjnego Współpracy Transgranicznej RCz- PL 2007 – 2013 CZ.3.22/12.00/09.01610 - IPIŚ PAN A1/104 /2015-17 - Wpływ czynników lokalnych i synoptycznych na skład fizykochemiczny aerozoli i wybranych substancji gazowych. - Projektu H2020, proj. nr: 654109; Aerosols, Clouds, and Trace gases Research InfraStructure - ACTRIS 2 Dziękuję za uwagę