Az Athéni-medence légszennyezése és egészségi kockázata

LEVEGÕTISZTASÁG-VÉDELEM

2.1

Az Athéni-medence légszennyezése és egészségi kockázata Tárgyszavak: levegőminőség; nagyváros; légszennyeződés; emissziós leltár; egészségi kockázat; kockázatbecslés; füst.

Az Athéni-medencét hegyek veszik körül, Egaleo nyugatról, Parnitha észak-nyugatról, Penteli észak-keletről és Hymettos keletről. A hegyláncok között ÉNy-ról és DK-ről áramlik a levegő a városba. A medencén belül helyezkedik el Athén megye (prefecture), amelyben 45 város/ község és 3 agglomeráció (community) van és Piraeus megye, amelyben 31 község/város van. A medencén belül a lakóterület 430 km2. Athén lakossága 1950 és 1970 között igen gyorsan nőtt, de 1980 óta stabilizálódott és jelenleg kb. 3,5 millió fő. A népsűrűség nagyon nagy, a teljes Athéni-medencében 8000 fő/km2 és 28 000 fő/km2 Athénban. Ez a helyzet valószínűleg fokozatosan javulni fog a várostól 30 kmre keletre levő új repülőtér és a város közötti infrastruktúrának köszönhetően (út, vasút, metró). Ez az infrastruktúra már számos lakost vonzott az új, modern körzetekbe és a közeli, a medencén kívül fekvő városokba, csökkentve Athén túlnépesedését. Az időjárás tipikusan mérsékelt égövi, az évi átlagos hőmérséklet 17,8 °C, az évi közepes csapadékmennyiség 340 mm, 79 csapadékos nap van évenként, az uralkodó szél ÉK -DNy-i irányú.

Emissziós leltár A leltár eredményei az emissziós leltári modellen alapulnak; az emissziós faktorok tekintetbe veszik a nyersanyagok minőségét, az alternatív folyamatokat, és az egyes forrásokból származó kibocsátások szabályzásának lehetőségeit. A modell legújabb változatát használják a kibocsátási faktorok legfrissebb értékeivel. A közlekedési emisszióra a CORINAIR modell számítógépes változatát használták. A méretspeci-

fikus kibocsátási leltár olyan eljáráson alapult, amely lehetővé tette a teljes részecskeleltár kiterjesztését méretspecifikussá. Az ipari kibocsátások Az Athéni-medencében az ipari tevékenység az elmúlt 20 év során fokozatosan csökkent, a nagy vegyi-, cement- és egyéb gyárakat, az áramfejlesztőket a korlátozó intézkedések miatt bezártak. A megmaradt gyárak hatásos eljárásokat vezettek be a légszennyezések ellen, így az Athéni-medencében az üzemanyag-fogyasztással összefüggő kibocsátástól eltekintve, az ipari folyamatokhoz kapcsolódó légszennyezés nem jelentős. A legnagyobb gyárakba bevezették a földgázt, ez folyamatosan kiszorítja a fűtőolajat. Így az Athéni-medencében az ipar nem jelentős légszennyező. A nagyszámú működő pékséget néhány évvel ezelőtt rászorították, hogy maradék fűtőolaj helyett desztillált olajat használjon. A pékségek és a kisebb ipari kazánok által fogyasztott fűtőolaj mennyisége és a kibocsátott szennyezések mennyisége az 1. táblázatban található. Közlekedési kibocsátások Az Athénben az 1989., 1992. és 1998. években üzemelő autók száma, valamint az Athéni-medence területén megtett útjuk hossza az 1. táblázatban szerepel. 1998-ból csak a 2,5 tonnánál kisebb benzinmotoros járművekre és a motorbiciklikre voltak részletes adatok. Az 1. táblázatból kiderül, hogy a személyautók száma 1 millióról 1,6 millióra növekedett 1989 és 1998 között; és az évi növekedés nem csökken. Meg kell jegyezni, hogy 1989-ben az összes személyautó hagyományos volt, a párolgási veszteségek csökkentése nélkül működött. 1998-ban az autók 48%-át felszerelték katalizátorral és többségüket párolgást csökkentő rendszerrel. Ennek és az 1990-ben bevezetett költséges, a régi, erősen környezetszennyező autók forgalomból való kivonását célzó ösztönző programnak köszönhetően a gépkocsik növekvő száma és a romló közlekedési feltételek ellenére a közlekedés kibocsátása viszonylag állandó maradt. Az égéstermékek kibocsátása és a párolgási kibocsátás mellett a járművek okozta por PM2,5* komponense is a levegőbe jut, ez is szerepel a táblázatban és számottevőnek bizonyult. Ennek számítása az AP-42 (US EPA, 1999) kézikönyv alapján történt, tipikus adatokat feltételezve az úti por koncentrációjára. * PM2,5 levegőben lebegő részecske, amelynek aerodinamikai átmérője kisebb, mint 2,5 µm.

1. táblázat Légszennyezési leltár az 1989., 1992. és 1998. évre

1989 Belső égés Benzin < 2,5 t Motorkerékpár Dízel < 2,5 t (taxi) Dízel 3,5–16 t (teherjármű) Dízel > 16 t (teherjármű) Busz (állami) Busz (magán) Cseppfolyós kőolaj gáz < 2,5 t (taxi) Közlekedésből eredő por Külső égés Fűtés Normál működés Begyújtás Kis ipari k7zánok Festék, egyéb Összesen 1992 Belső égés Benzin < 2,5 t Motorkerékpár Dízel < 2,5 t (taxi) Dízel 3,5–16 t (teherjármű) Dízel > 16 t (teherjármű) Busz (állami) Busz (magán) Cseppfolyós kőolajgáz < 2,5 t (taxi) Közlekedésből eredő por Külső égés Fűtés Normál működés Begyújtás Kis ipari kazánok Festék, egyéb Összesen

(103) km/év 1015,8 8 000 335,0 6 000 14,3 87 700 14,5 20 000 9,9 20 000 1,6 66 390 1,5 25 000 2,0 87 700

PM2,5 (t/év)

SO2 (t/év)

NOx (t/év)

CO 103 (t/év)

VOC (t/év)

Üzemanyag 103 (t/év)

165 11 362 276 318 149 53 0

2125 142 598 395 436 211 74 3

13 074 227 826 2 523 3 215 1 758 619 329

288,8 26,4 1,2 5,4 3,7 1,8 0,6 0,9

33 365 11 637 319 798 1 151 565 199 321

708 47 100 66 73 35 12 10

1160 320 127

5340

1903

0,6

89

840

420

0,0

4497

10 164

24 894

329,4

10 12 600 61 054

147 17 378 276 318 122 53 0

2171 215 620 395 436 173 74 3

12 286 345 851 2 523 3 218 1 443 619 320

253,6 40,1 1,2 5,4 3,7 1,5 0,6 1,0

31 522 17 632 349 798 1 152 464 199 349

1160 350 17

5340

1903

0,6

89

360

156

0,0

4462

9787

23 664

21 12 600 65 575

1556 olaj (103 t/év) 890 60

(103) km/év 1147,3 8 000 505,4 6 000 14,3 87 700 14,5 20 000 9,9 20 000 1,4 66 390 1,5 25 000 2,0 87 700

1624 olaj (103 t/év) 890 60

307,7

777 72 103 66 73 29 12 10

1. táblázat folytatása

1998 Belső égés Benzin < 2,5 t Motorkerékpár Dízel < 2,5 t (taxi) Dízel 3,5–16 t (teherjármű) Dízel > 16 t (teherjármű) Busz (állami) Busz (magán) Cseppfolyós kőolaj gáz < 2,5 t (taxi) Összesen Közlekedésből eredő por Külső égés Fűtés Normál működés Begyújtás Kis ipari kazánok Festék, egyéb Összesen

PM2,5 (t/év)

SO2 (t/év)

NOx (t/év)

CO 103 (t/év)

VOC (t/év)

Fűtőanyag 103 (t/év)

159 28 378 276 318 122 53 0

2128 239 103 66 73 29 12 3

13 559 610 851 2 523 3 218 1 443 619 320

272,3 66,5 1,2 5,4 3,7 1,5 0,6 1,0

34 395 27 546 349 798 1 152 464 199 349

1064 120 103 66 73 29 12 10

1334 1868

2653

23 143

351,2

65 252

1264 405 17

3880

2074

0,6

90

360

156

0,0

4888

6893

25 373

351,8

21 12 600 77 963

(103) km/év 1578,6 8 000 808,6 6 000 14,3 87 700 14,5 20 000 9,9 20 000 1,4 66 390 1,5 25 000 2,0 87 700

olaj (103 t/év) 970 60

2. táblázat Az előre jelzett és tényleges benzin- és gázolajfogyasztás

1989 1992 1998

a b

Ólmozott (t/év)

Ólommentes (t/év)

Dízel (t/év)

ténylegesa

818 205

3 753

előrejelzettb

755 739

ténylegesa

723 686

188 971

előrejelzettb

688 235

161 088

ténylegesa

530 162

646 066

529 788

előrejelzettb

765 070

418 676

283 150

Attica régión belül (magában foglalja az Athéni-medencét). Csak az Athéni-medencében.

A 2. táblázat a benzin- és dízelolaj-fogyasztást adja meg az olajforgalmazó cégek adatai alapján az 1989- 1992- és 1998-ban. A táblázat-

ban összehasonlítás céljából a közlekedési kibocsátási modell alapján számított értékek ugyancsak szerepelnek. A fogyasztásra vonatkozó számított és tényleges értékek mind az ólmozott, mind az ólommentes benzinre jól egyeznek 1989-ben és 1992ben. 1998-ban a teljes fogyasztás számított és tényleges értéke jól egyezik, de az ólommentes benzin fogyasztása 50%-kal nagyobb a számítottnál. Ez arra utal, hogy a hagyományos katalizátor nélküli gépkocsik nagymennyiségű ólommentes benzint használnak ólmozott helyett, mivel az utóbbi drágább. A dízelolaj esetében 1992-ig a tényleges fogyasztás nem volt ismeretes, mivel közlekedésre és fűtésre is ugyanazt a terméket használták. Az 1998. évi tényleges fogyasztás nagyobb, mint a számított. Ez feltehetően annak köszönhető, hogy a busz- és teherautó-forgalom jelentős részben az Athéni-medencén kívüli területekre irányul. A fűtésből eredő kibocsátás Az 1991. évi népszámlálás szerint Athénban 443 357 épület van, ennek kb. 90%-át kizárólag vagy elsősorban lakás céljára használják. A házak többségében központi fűtés van, házi kazánnal, amelyben tüzelőolajat használnak. A kazánok 80%-a kapcsolóórával működik, amely a kazánokat 6–8h-ig és 19–22h-ig működteti. A kazánok további 20%-a négyállású szelepes kompenzációs szabályzással működik. A 3. táblázat szerint az időkapcsolók alkalmazása naponta átlagosan 6,5 gyújtással jár, a kompenzációs szabályzás alkalmazása pedig 45 gyújtással. A fentiek alapján évente 0,91 · 109-szer indul az égés, ennek 63%-a a kompenzációs rendszerű kazánokban történik. 3. táblázat A gyújtások átlagos napi száma a különböző vezérlésű kazánokban A vezérlőrendszer típusa Időkapcsoló

Gyújtás/nap 6,5

A külső hőmérséklet változását automatikusan kompenzálja: az égési idő változtatásával

9,9

a kazánvíz hőmérsékletének változtatásával

34,7

a cirkuláló víz hőmérsékletének változtatásával

45,0

Belső hőmérséklet-szabályzó

50,5

Az 1. táblázat megadja az évi fűtésre fordított olajfelhasználást, valamint, a kazánok szabályos működését feltételezve, a becsült szennyezőanyag-kibocsátást. A szabályos kazánműködésnek megfelelő PM2,5 emissziós faktort reprezentatív mintavétellel kiválasztott kazánokból származó füstgáz méréséből nyerték. Az 1. táblázat tartalmazza az égés újraindításából és a hideg kazánműködésből származó PM2,5 többletkibocsátást is. Ezek a kibocsátások Athénben számottevőek, mert a kazánok túlméretezettek, ami az égések gyakori újraindításához vezet. A megfelelő irodalmi adatok hiányában a PM2,5 többletkibocsátását egy kazánon végzett, kisszámú, meglehetősen pontatlan mérés alapján 0,5 gnak vették minden kazánra és minden újraindításra. Ez 0,91 · 109 újragyújtásra 405 t/év többlet füstkibocsátást jelent. A kazánkibocsátások fontos jellemzője rendszertelen időbeli eloszlásuk. Az (1) egyenletet 50 athéni kazán a teljes fűtési időszakban végzett folyamatos monitoringja alapján származtatták; az egyenlet megadja a napi égésidőt t(perc) az épület átlagos belső hőmérsékletének, Ti (0C), és a külső levegő hőmérsékletének To (0C) függvényében t = 40,5(Ti - T0–1,8)

ha

Ti > T0 + 1,8.

(1)

Ha a fenti egyenletbe mért értékként a Ti = 19,7 °C-t helyettesítjük és T0-ként pedig az átlagos havi külső hőmérsékletet, megkapjuk az évi égésidő havonkénti eloszlását, vagy ami ezzel ekvivalens, a fűtésből eredő évi kibocsátás hónaponkénti eloszlását. Ebből kitűnik, hogy a fűtési szezon 5 hónapig tart, és a fűtési kibocsátás a fűtési szezonban 2,4szer nagyobb az átlagosnál. Behelyettesítve az (1) egyenletbe a T0 = 2 °C-t, ami az év leghidegebb napjainak felel meg és T0 = 12,5 °C-t, ami a fűtési szezon átlagos hőmérsékletének felel meg, adódik, hogy az év leghidegebb napjaiban az égési idő háromszor akkora, mint a teljes fűtési szezon átlagos napi égési ideje. Ez továbbá azt jelenti, hogy a kazán kibocsátása az év leghidegebb napjaiban háromszorosa az átlagos kibocsátásnak a teljes fűtési szezonban, és kb. 7,2-szer akkora, mint a teljes évre vonatkoztatott átlagos napi kibocsátás. Az 1. táblázatból következik, hogy a fűtés átlagos évi hozzájárulása a teljes PM2,5- és SO2-kibocsátáshoz az Athéni-medencében 1998 során 34, illetve 56% volt. Tekintetbe véve a fűtés kibocsátásának megnövekedett értékét a fűtési szezonban és a leghidegebb napokon, valamint feltéve, hogy a közlekedési kibocsátás ebben az időszakban sem tér el lényegesen az évi átlagértéktől, durván megbecsülhetjük a fűtési kibo-

csátás hozzájárulását a teljes kibocsátáshoz ebben az időszakban (4. táblázat). 4. táblázat A fűtés hozzájárulása a PM2,5- és SO2-kibocsátáshoz az Athéni-medencében PM2,5 (a teljes kibocsátás %-ában)

SO2 (a teljes kibocsátás %-ában)

Évi átlag

34

56

A fűtési szezonra vett átlag

55

76

24 órára vett maximális érték (a fűtési szezon leghidegebb napjai)

79

90

A kibocsátás tendenciái Az 1. táblázat felsorolja a becsült szennyezőanyag-kibocsátást az 1989., 1992. és 1998. évben. Ebben a tízéves időszakban a legszembetűnőbb változás az SO2-kibocsátás 32%-os csökkenése, ez a dízel- és a fűtőolaj kéntartalma csökkenésének a következménye. Mindazonáltal, 1998-ban az SO2-kibocsátás 34%-a a benzinmotoros járművekből eredt, és a benzin magas kéntartalmának a következménye volt. A PM2,5-kibocsátás lényegében állandó maradt, ennek kb. kétharmada a közlekedés, egyharmada a fűtés járuléka. A CO-, VOC- és NOx-kibocsátások főleg a közlekedésből eredtek és a gépkocsik számának jelentős növekedése, a közlekedési feltételek romlása ellenére közel állandó szinten maradtak. Ez a benzinmotoros gépkocsiállomány modernizációjának és a katalizátoros technológia alkalmazásának következménye.

A légszennyezés monitoringjának adatai Athén levegőjének minőségét 11, a Környezetvédelmi Minisztérium által üzemeltetett automatikus mérőállomás monitorozza. Az #1–#3 állomások Athén központjában vannak. Az #1 állomás közlekedési főútvonalon helyezkedik el. A #4 állomás Piraeus kikötőváros középpontjában helyezkedik el. Az #5–#11 állomások közül három viszonylag a centrumhoz közeli, a fennmaradó négy a centrumtól viszonylag távol helyezkedik el.

A három centrumban lévő monitoring állomás közül az egyik viszonylag szabad helyen van, erre közvetlenül nem hat az utcai közlekedés kibocsátása. A fennmaradó állomások közül #7 állomás a városközpont és a külső övezet között helyezkedik el, az itt mért értékek illeszkednek a legjobban a koncentrációk számított térbeli átlagértékéhez. Így a #2 állomáson mért értékek az Athén városközpontjára, a #7 állomáson mért értékek a teljes Athéni-medence átlagos légszennyezésére jellemzőek. Az SO2-szennyezést fluoreszcenciával, az NOx-szennyezést kemilumineszcenciával, a CO-szennyezést infravörös diszperziómentes IVabszorpcióval (Non Dispersive Infrared Absorption — NDIR) és az O3szennyezést ultraibolya abszorpcióval mérték. A méréseket percenként, napi 24 órában végezték, a pillanatnyi értékek tárolása és az egy órára vonatkoztatott átlagérték számítása helyben történt. Az egy órára vonatkoztatott átlagértékeket modemen keresztül a Környezetvédelmi Minisztériumba továbbították. Bár a szénhidrogén- és benzolkoncentrációt bizonyos időszakokban mérték, erre vonatkozó adatokat nem tettek közzé. A finom részecskék koncentrációjának (PM2,5 és PM10) monitoringja csak az utóbbi időben kezdődött, az erre vonatkozó adatok még nem hozzáférhetőek. A korom mennyiségét reflexiós módszerrel mérték hat állomáson, ez képezi az egyedüli információt a finomszemcsés szennyeződésről. A #10 állomás, neve megőrzése mellett, új helyszínre került. Az #1 állomás közelében a közlekedési rend megváltozott. Ezek a változtatások hatással vannak a mért koncentrációkra, és diszkontinuitást idéznek elő a szennyezettséget jellemző tendenciákban. A szennyező anyagok környezeti koncentrációja Az 5. táblázat a monitoring-hálózat mérései alapján megadja a szennyező anyagok évi átlagos és rövid időtartamú maximális koncentrációját az 1997. évben; a táblázatban összehasonlítás céljából az Egészségügyi Világszervezet (WHO) irányelveinek megfelelő maximális megengedett adatok is szerepelnek. Az SO2-t 9 állomáson monitorozták, és a mért koncentrációk 24 órára és 1 órára vett átlagértéke csak az #1 és #4 állomásokon haladta meg a WHO irányelveiben szereplő értékeket. A koromkoncentrációt hat állomáson monitorozták; mind a 24 órára vonatkozó maximum, mind az évi átlagérték meghaladja a WHO 1989. évi irányelveiben szereplő értékeket – 125 µg/m3-t, illetve 50 µg/m3-t.

Az ólom koncentrációját két állomáson monitorozták, és az nem haladta meg a WHO irányelveiben szereplő értékeket. Az ólomkoncentráció további számottevő csökkenése várható az ólmozott benzin ólommentessel való helyettesítését követően, 2002. január 1. után. A CO koncentrációját kilenc állomáson monitorozták, két állomás kivételével az összes állomáson a 8 órás átlagértéke meghaladta a WHO irányelveknek megfelelő értéket. 1997-ben az NO és NO2 koncentrációját 10 állomáson mérték. Az NO2-koncentráció évi átlagértéke és/vagy 1 órára vonatkoztatott maximális értéke egy kivételével minden állomáson meghaladta a WHO irányelveinek megfelelő értékeket. Az ózon koncentrációját kilenc állomáson mérték, egy centrális állomás kivételével minden állomáson meghaladta a 8 órás WHO irányértéket. A szennyező anyagok koncentrációjának havi változása A korábban mondottaknak megfelelően a #2 és #7 állomáson mért adatok Athén centruma, illetve a teljes Athéni-medence levegőjének minőségét jellemzik. A szennyező anyagok átlagos havi koncentrációjának változását tünteti fel e két állomáson a 6. táblázat. 6. táblázat A légszennyezés koncentrációjának (µg/m ) havi változása 1997-ben 3

Állomás

Hónap

Évi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

átlag

SO2 #2 #7

39 49

37 43

42 35

20 28

21 36

19 24

19 11

13 10

21 14

14 11

17 20

27 30

24 26

Korom #2 #7

73 56

68 42

41 27

44 16

42 16

43 17

42 22

38 12

53 19

62 23

75 39

66 40

55 27

CO #2 #7

4,5 2,6

4,2 2,2

3,2 1,7

2,6 1,5

3,0 1,6

2,9 1,2

2,3 1,6

1,9 0,8

3,0 0,9

3,7 1,8

4,3 2,4

4,9 2,5

3,4 1,7

6. táblázat folytatása Állomás

Hónap

Évi

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

átlag

NO2 #2 #7

78 71

77 56

76 50

76 47

86 49

83 53

86 42

67 36

83 44

92 49

84 55

70 55

80 51

O3 #2 #7

28 27

29 37

41 57

47 52

55 70

60 62

69 59

61 78

50 75

44 45

39 29

34 24

46 49

A hideg hónapokban a SO2 és a korom koncentrációjának szembeszökő növekedése figyelhető meg, ami legalábbis részben, a fűtőkazánok működésével magyarázható. A CO koncentrációja is megnő a hideg hónapokban, de nem olyan szembeszökően, mint az SO2-é vagy a koromé; megfigyelhető továbbá a CO koncentrációjának csökkenése a nyári szabadságok ideje alatt a jobb közlekedési feltételek következtében. A fotokémiai szennyező anyagok közül az NO2 koncentrációja a hideg hónapokban, a csökkent fotokémiai aktivitás ellenére változatlan. Az O3 koncentrációja azonban a várakozásnak megfelelően, a nyári hónapokban maximális. Tendenciák a szennyező anyagok koncentrációjának változásában Az 1–5. ábrák az évi átlagos szennyezőanyag-koncentráció változásának tendenciáit mutatják be az 1989 és 1997 évek között, a #2 és #7 állomásokon végzett monitoring alapján; e két mérőállomás a korábbiaknak megfelelően számot ad a levegő minőségéről Athén központjában és a teljes Athéni-medencében. Az 1. és 3. ábra az SO2 és a korom maximális napi koncentrációjának változását is megadja. Az 1. ábra szerint az SO2 koncentrációja mind Athén központjában, mind az Athéni-medencében számottevően csökkent. Ez a benzinminőség folyamatos javulásának a következménye, ami az SO2-kibocsátás csökkenéséhez vezetett (1. táblázat).

éves átlag max. 24 óra

100 80 60 40

3

µg/m SO2, #2 mérőállomás

120

20 0 88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

év


200 150 100

3

µg/m SO2, #7 mérőállomás

250

50 0 89

90

91

92

93

94

95

96

97

év

1. ábra Az évi közepes és a 24 órás maximális SO2-koncentráció változása 1989 és 1998 között a #2 és #7 mérőállomáson; a #2 mérőállomás az Athén központjában lévő koncentrációt, a #7 mérőállomás az Athéni-medencében lévő átlagos koncentrációt mutatja A 2. ábra szerint a korom évi átlagos és 24 órára vett maximális koncentrációja alig változott. Ez összhangban van a PM2,5-kibocsátás csaknem változatlan mértékével.

250


200 150 100

3

µg/m korom, #2 mérőállomás

300

50 0 89

90

91

92

93

94

95

96

97

94

95

96

97

év

3

µg/m korom, #7 mérőállomás

160 140 120


100 80 60 40 20 0 89

90

91

92

93 év

2. ábra Az évi közepes és a 24 órás maximális koromkoncentráció változása 1989 és 1998 között a #2 és #7 mérőállomáson; a #2 mérőállomás az Athén központjában lévő koncentrációt, a #7 mérőállomás az Athéni-medencében lévő átlagos koncentrációt mutatja A 3–5. ábráknak megfelelően a CO, NO2 és O3 évi átlagos koncentrációja, a gépkocsik számának növekedése ellenére, alig változott (1. táblázat).

7 #7 állomás #2 állomás

6

3

mg/m CO

5 4 3 2 1 0 89

90

91

92

93

94

95

96

97

év

3. ábra Az évi közepes CO-koncentráció változása 1989 és 1998 között a #2 és #7 mérőállomáson; a #2 mérőállomás az Athén központjában lévő koncentrációt, a #7 mérőállomás az Athéni-medencében lévő átlagos koncentrációt mutatja 100

60

#7 állomás #2 állomás

3

µg/m NO2

80

40 20 0 89

90

91

92

93

94

95

96

97

év

4. ábra Az évi közepes NO2-koncentráció változása 1989 és 1998 között a #2 és #7 mérőállomáson; a #2 mérőállomás az Athén központjában lévő koncentrációt, a #7 mérőállomás az Athéni-medencében lévő átlagos koncentrációt mutatja

70

3

µg/m O3

60 50 #2 állomás #7 állomás

40 30 20 10 0 89

90

91

92

93

94

95

96

97

év

5. ábra Az évi közepes O3-koncentráció változása 1989 és 1998 között a #2 és #7 mérőállomáson; a #2 mérőállomás az Athén központjában lévő koncentrációt, a #7 mérőállomás az Athéni-medencében lévő átlagos koncentrációt mutatja

A légszennyezés a klimatológiai modell alapján Az Athéni-medence légszennyezésének átlagos értékét a légszenynyezés kezelésére kifejlesztett klimatológiai modell segítségével előrejelezték. Ez a modell sík, kör alakú városi területet és normál kibocsátású sűrűségprofilokat feltételez, megadja a légszennyezés átlagos térbeli koncentrációját az egész városra, a légszennyezés koncentrációját a városközpontban, valamint az egyes területi források hozzájárulását. A modell illeszthető szabálytalan kibocsátási profilokhoz, így lehetővé teszi a kibocsátás időbeli változása hatásának becslését a levegő minőségére. A szennyezők koncentrációjának becsült térbeli átlagértéke összefüggésben van a lakossági terheléssel. A fenti feltevések mellett a modell előrejelzései megegyeznek az USA EPA Klimatológiai Diszperziós Modell (CDM) előrejelzéseivel. Érdekes megjegyezni, hogy a koncentrációk térbeli átlagára vonatkozó előrejelzések csaknem függetlenek a kibocsátások térbeli eloszlásától, így alig hat rá ennek bizonytalan ismerete. A modell alkalmazásához szükséges klimatológiai paramétereket egy tipikus évre és tipikus fűtési szezonra származtatták (november 1jétől március 31-ig) feldolgozva az 1985. és 1986. évi, az athéni Helikon repülőtérről származó talajmenti meteorológiai adatokat.

Mivel a repülőtér közel van a tengerhez, a meteorológiai viszonyok némileg különbözhetnek az Athén központjában lévő körülményektől. Mégis a repülőtérről származó adatok jobban megfelelnek az egyszerű modell alkalmazásának, mivel az athéni központi meteorológiai állomás helyén a terepviszonyok bonyolultak. A modell által felhasznált adatok az 1. táblázatban találhatók; a modell előrejelzései az 1989, 1992 és 1998 referenciaévekre a 7. táblázatban szerepelnek. 7. táblázat A légszennyező anyagok modell által előrejelzett és mért koncentrációja Átlagérték Athén területére PM2,5 (µg/m3)

SO2 (µg/m3)

NOx (µg/m3)

CO (mg/m3)

A modell előrejelzései az 1989. évi adatok alapján Közlekedés

4,0

Közlekedésből eredő por

4,7

Fűtés Kis ipari kazánok Összesen

12,2

68,4

1,0

2,7

10,1

3,6

0,2

1,5

0,8

11,6

23,8

72,8

1,0

12,5

65,6

0,95


4,0


4,9

Fűtés

2,7

10,1

3,6

Kis ipari kazánok

0,0

0,7

0,3

Összesen

11,6

23,3

69,5

0,95

Monitoring állomások 88-94

12,5–20*

16–32

47–145

1,7–2,7

8,1

70,3

1,1


4,0


5,6

Fűtés

3,1

7,3

3,9

Kis ipari kazánok

0,1

0,7

0,3

Összesen

12,8

16,1

74,5

1,1

Monitoring állomások 97

14 és17*

61–113

1,2–2,0

16–26

*A PM2,5-t nem monitorozták. Helyette a korom koncentrációját határozták meg, ebből származtatták a PM2,5 közelítő koncentrációját.

7. táblázat folytatása Átlagérték Athén központjában PM2,5 (µg/m3)

SO2 (µg/m3)

NOx (µg/m3)

CO (mg/m3)


14,3


12,5

35,6

189,2

2,3

Fűtés

5,0

18,4

6,6

Kis ipari kazánok

0,4

2,9

1,4

32,2

56,9

197,2

2,3

36,0

178,0

2,2

Összesen


13,8


13,0

Fűtés

5,1

18,4

6,6

Kis ipari kazánok

0,1

1,2

0,5

Összesen

32,0

55,6

185,1

Monitoring állomások 88-94

32 és 44*

49 és 56

213 és 243

19,5

183,8

2,2 3,8 as 4,6


13,1


14,0

Fűtés

5,7

13,4

7,1

Kis ipari kazánok

0,1

1,2

0,5

Összesen

32,9

34,1

191,4

Monitoring állomások 97

27 és 34*

24 és 34

172 és 228

2,5

2,5 2,1 és 3,4

*A PM2,5-t nem monitorozták. Helyette a korom koncentrációját határozták meg, ebből származtatták a PM2,5 közelítő koncentrációját.

A modell alátámasztására az 1987 és 1994 közötti megfigyelt közepes koncentrációkat összehasonlítják a modell 1989 és 1992 évekre vonatkozó előrejelzéseivel, valamint az 1997 folyamán észlelt koncentrációkat az 1998-ra vonatkozó előrejelzésekkel. A #2 és #3 állomásokról származó minták a város központjáról, az #5–#11-ről származó minták pedig a térbeli átlagos koncentrációról adnak számot. A CO-szennyezésre a legnagyobb az eltérés az észlelt és az előrejelzett koncentráció között. Ez részben annak köszönhető, hogy az összes mérőállomás nagyforgalmú utcákon vagy azok közelében he-

lyezkedik el (kanyon-effektus). Jelezheti azonban nagykibocsátású könynyűbenzin üzemanyagú autók és motorkerékpárok jelenlétét is, ez esetben a VOC-kibocsátás is nagyobb és az NOx-kibocsátás némileg kisebb, mint a becsült érték. Megjegyzendő azonban, hogy 1987-től 1994-ig a megfigyelt CO-koncentráció kétszeresen meghaladja az 1989-re és 1992-re számított értéket, az 1997-ben észlelt koncentráció közel van a számított értékhez. Az 1. táblázatban szereplő kibocsátási adatok és a 7. táblázatban a légszennyezésre vonatkozó adatok jelzik, hogy a gépjárművek számának jelentős növekedése és a közlekedési viszonyok romlása ellenére, a levegő minősége az Athéni-medencében lényegében változatlan maradt az 1989-től 1998-ig terjedő évtizedben, csak az SO2 koncentrációja csökkent.

A PM2,5 és a PM10 koncentrációjának egészségi hatása Bár az adatok szerint a korom, a CO, az NO2 és az O3 környezeti koncentrációja magas, sok esetben lényegesen meghaladja a WHO irányelvekben meghatározott értéket, azonban csak a finom részecskék esetében vannak információk az egészségi kockázatok kvantitatív becslésére. A (2)–(5) egyenletek lehetővé teszik a halálozás (yhalálozás) és a kórházi betegfelvételek (ykórházi felvételek) százalékos növekedésének becslését a PM2,5 (xPM2,5) és a PM10 (xPM10) koncentrációjának (µg/m3) függvényében, a vizsgált időszakban: yhalálozás = 0,151 xPM2,5 (2) ykórházi felvétel = 0,500 xPM2,5 (3) yhalálozás = 0.070 xPM10 (4) ykórházi felvétel = 0,084 xPM10 (5) A fenti összefüggésekből kiderül, hogy a finomrészecske-koncentráció, még viszonylag kis értékek mellett is különösen káros hatású. Ennek ellenére a PM2,5 és PM10 kültéri koncentrációjának monitorozása csak az utóbbi időben kezdődött meg Athénben, az idevonatkozó adatok még nem elérhetők. Csupán a koromra vonatkozó adatok állnak rendelkezésre, mivel reflexiós méréseket végeztek és ebből származtatták a korom koncentrációját µg/m3-ben. A PM2,5 és a korom 1986-ban rövid ideig végzett párhuzamos mérése szerint 1 µg/m3 koromkoncentráció kb. 0,625 µg/m3 PM2,5-koncentrációnak felel meg. Ezt az átszámítási tényezőt felhasználva az észlelt koromkoncentráció jó egyezésben van a 7. táblázatban található számított

PM2,5-koncentrációval. Újabban a #3 állomás adatainak felhasználásával azt találták, hogy 1,0 µg/m3 koromkoncentráció 0,9 µg/m3 PM10koncentrációnak felel meg. Az 5. táblázatban található, mért koromkoncentrációkból a fenti átszámítási tényezők felhasználásával, valamint a PM2,5 7. táblázatban szereplő térbeli középértékéből és a városközpontbeli maximumából számítható az éves átlagérték, és a 24 órára vonatkoztatott maximális érték Athén központjában és az egész Athéni medencében (8. táblázat). 8. táblázat A PM2,5 és a PM10 évi átlagos és 24 órára vett maximális koncentrációja Athén központjában és az Athéni-medencében; az egészségügyi következmények Standarda

Athén központja

(µg/m3)

(µg/m3)

A halálozási arány növekedése (%)

A teljes Athéni-medence (térbeli átlag) (µg/m3)


15

2,27

Évi átlagos PM2,5-koncentráció és egészségi hatása 15

30

4,53 korai halálozások száma/év, Athén 573

korai halálozások száma/év, Athéni-medence 1060

élettartam-csökkenés, év 3,3


A 24 órás maximális PM2,5-koncentráció és egészségi hatása 65

120

halálozási arány növekedése 95 18 %

halálozási arány növekedése 14%

a korházi felvételek számának növekedése 60 %

a kórházi felvételek számának növekedése 47%

Évi átlagos PM10-koncentráció és egészségi hatása 1. szakaszb 50 30

3,5

25

1,75

2. szakaszc 20

korai halálozások száma/év , Athén 450

korai halálozások száma/év, Athéni-medence 820



8. táblázat folytatása Standarda

Athén központja

(µg/m3)

(µg/m3)

A teljes Athéni-medence (térbeli átlag)


(µg/m3)


A 24 órára vonatkoztatott maximális PM10-koncentráció és egészségi hatása 1. szakaszd 170 50

halálozási arány növekedése 135 12 %

halálozási arány növekedése 9,5 %

2. szakasze

kórházi felvételek számának növekedése 14 %

kórházi felvételek számának növekedése 11%

50 a

b

A külső levegő PM2,5-koncentrációjára vonatkozó USA szabvány, a külső levegő PM10-koncentrációjára vonatkozó EU szabvány Érvényes 2005. január 1-jétől.

c d e

Érvényes 2010. január 1-jétől Egy év alatt ez az érték legfeljebb 25 alkalommal léphető túl. Egy év alatt ez az érték legfeljebb 7 alkalommal léphető túl.

A fenti PM2,5- és PM10-koncentrációk alapján könnyen számítható a halálozás évi átlagértékének és napi maximális értékének a növekedése a (2)–(5) egyenletek alapján. A 8. táblázat alapján könnyen becsülhető az évenként bekövetkező idő előtti halálozások száma, és az Athén központjában élő 950 000 lakos és az Athén megyében élő 3 500 000 lakos élettartamának a csökkenése a következő eljárással: Feltételezve, hogy az egész országra vonatkozó átlagos élettartam 75 év, akkor a halálozások évi várható száma Athén városban 950 000/75 = 12 667 lenne. Ez azonban 4,53%-kal megnövekedett az évi átlagos PM2,5-koncentráció miatt, így 13 240 lesz. A megnövekedett finomrészecske-koncentráció 573 korai halált okoz évente, és az átlagos élettartamot 950 000/13 240 = 71,7 évre csökkenti. Más szóval Athén városában a várható élettartam 3,3 évvel csökken. A fenti számítás könnyen megismételhető az egész Athéni-medencére, és a PM10koncentráció hatására is, az eredményeket a 8. táblázat tartalmazza.

Értékelés és következtetések A légszennyezés csökkentése érdekében folytatott tevékenység következtében az elmúlt évtizedben, a gépkocsik számának jelentős növekedése és a közlekedési viszonyok romlása ellenére, a legtöbb légszennyező anyag kibocsátása állandó maradt, az SO2 és a Pb kibocsá-

tása jelentős mértékben csökkent. Athén azonban nagyon zsúfolt város és a legtöbb 'klasszikus' légszennyező anyag koncentrációja jelentősen meghaladja a WHO irányelveiben szereplő értékeket. A légszennyezések egészségi hatásai mennyiségileg csak a finomrészecske-koncentrációk esetében határozhatók meg a WHO által javasolt kockázatbecslő függvényekkel. Ez a becslés a PM2,5- és/vagy a PM10-koncentrációk értékén alapszik. A PM2,5- és a PM10-koncentráció alapján becsülték a halálozási arány növekedését és a várható élettartam csökkenését. A várakozásnak megfelelően, a halálozási arány növekedése és az élettartam-csökkenés PM2,5 és a PM10 alapján számolt értéke különbözik. Az eltérés részben annak tulajdonítható, hogy a PM2,5 és a PM10 koncentrációját nem közvetlenül mérték, hanem a koromkoncentráció alapján számították. Az eredmények azonban világosan jelzik, hogy a részecskekoncentráció magas értéke Athénban számottevő hatást gyakorol 3,5 millió lakos várható élettartamára, a végkövetkeztetés érvényes akkor is, ha az élettartam csökkenése 1,7 év helyett 1,3 év. A WHO által javasolt kockázatbecslő tényezőkkel becsülhető, hogy a finomrészecske-koncentráció értéke lényegesen növeli a halálozási arányt. Azokon a napokon, amikor a PM2,5-koncentráció maximális, a kórházi felvételek számának növekedése az egész Athéni-medencében elérheti a 47%-ot, Athén központjában pedig a 60 %-ot. Athénban a fűtés lényegesen hozzájárul a finomrészecske- és az SO2-kibocsátáshoz (1. és 7. táblázat). Továbbá a fűtésből eredő kibocsátás külső hőmérséklettől való függése előidézi a kibocsátás nagymértékű havonkénti és hónapon belül naponkénti változását; így a leghidegebb napokon a kibocsátás 7,2-szerese az éves átlagértéknek (4. táblázat). Az évi átlagos és az adott évben 24 órára vonatkoztatott maximális finomrészecske- és SO2-koncentráció az 1. és 2. ábrán szerepel. A fűtőkazánok szigorú ellenőrzési és karbantartási programja 75%kal csökkentette a finomrészecske-kibocsátást és 6,3%-kal az SO2kibocsátást, egyidejűleg a fűtőanyag-felhasználás is 6,3%-kal csökkent. A kazánok 80%-át szabályozó kapcsolóórák kicserélése a nappali égésidőt növeli az éjszakai ellenében; nappal a kibocsátott anyag szétterjedésének kedvezőbbek a feltételei. Ez lényegesen csökkenti a fűtés által előidézett légszennyeződést, és a jobb hőmérséklet-szabályzás révén 15% fűtőanyag-megtakarításhoz is vezet. A1997. évi SO2-koncentráció tovább enyhíthető a benzin kéntartalmának csökkentésével. Ez tovább javítja a katalitikus rendszerek hatásfokát, csökkenti a benzinhajtású könnyű járművek CO-, NO2- és VOCkibocsátását.

A NO2, O3 és CO nagy koncentrációja a zsúfolt közlekedés következménye. A helyzet fokozatos javulása várható az útak és a tömegközlekedési infrastruktúra javulásával és Athén területének növekedésével változatlan lakosság mellett.

Összefoglalás Felmérés készült a légszennyezés forrásairól az Athéni-medencében az 1989, 1992 és 1998 években, a kapott eredményeket bemenő adatként használták fel a külső koncentrációk előrejelzésére szolgáló klimatológiai modellben. A gépjárművek számának jelentős növekedése és a romló közlekedési viszonyok ellenére, a finom részecskék, a CO, NOx, és VOC kibocsátása és külső koncentrációja 1989 és 1998 között lényegében állandó, míg az SO2 és Pb kibocsátása és külső koncentrációja, a gépkocsiállomány megújulása, a katalizátoros technológia, és az üzemanyag jobb minősége miatt csökkent. Az eredmények szerint a CO, NOx és VOC elsődleges forrása a közúti közlekedés, a PM2,5 és az SO2 forrása a közúti közlekedés és a fűtés. A légszennyezők koncentrációját 11 állomásból álló hálózat mérte. A finomrészecske-koncentrációt nem monitorozták, a PM2,5 és PM10 koncentrációját a korom koncentrációjából becsülték kísérleti úton meghatározott átszámítási tényezőkkel. A számított és megfigyelt légszennyezések jól egyeznek. A „klasszikus” szenynyezők koncentrációja, az SO2 és Pb kivételével, meghaladja a WHO irányértékeket, és feltehetően jelentős, káros egészségi kihatásai vannak. A PM2,5 és PM10 jelenlegi koncentrációja Athénban lényegesen növeli a halálozási és a megbetegedési arányszámot, és 1,3–1,7 évvel csökkenti a várható élettartamot. Összeállította: Schultz György Economopoulou, A. A.; Economopoulos, A. P.: Air pollution in Athens basin and health risk assessment. = Environmental Monitoring and Assessment, 80. k. 3. sz. 2002. dec. p. 277–299. Economopoulou, A. A.; Economopoulos, A. P.: Method for estimating size-specific particulate emission inventories. = Journal of Environmental Engineering, 127. k. 12. sz. 2001. p. 1139–1148. Kassomenos, P.; Skouloudis, A. N. stb.: Air quality indicators for uniform indexing of atmospheric pollution in large metropolitan areas. = Atmospheric Environment, 33. k. 1999. p. 1861–1879.

Az Athéni-medence légszennyezése és egészségi kockázata

Recommend Documents