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 km 2. 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/km 2 és 28 000 fő/km 2 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 PM 2,5 * 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. * PM 2,5 levegőben lebegő részecske, amelynek aerodinamikai átmérője kisebb, mint 2,5 µm.
1. táblázat Légszennyezési leltár az 1989., 1992. és 1998. évre PM 2,5 (t/év) SO 2 (t/év) NO x CO VOC Üzem- (t/év) 10 3 (t/év) anyag (t/év) 10 3 (t/év) 1989 Belső égés (10 3 ) km/év Benzin < 2,5 t 1015,8 8 000 165 2125 13 074 288,8 33 365 708 Motorkerékpár 335,0 6 000 11 142 227 26,4 11 637 47 Dízel < 2,5 t (taxi) 14,3 87 700 362 598 826 1,2 319 100 Dízel 3,5 16 t (teherjármű) 14,5 20 000 276 395 2 523 5,4 798 66 Dízel > 16 t (teherjármű) 9,9 20 000 318 436 3 215 3,7 1 151 73 Busz (állami) 1,6 66 390 149 211 1 758 1,8 565 35 Busz (magán) 1,5 25 000 53 74 619 0,6 199 12 Cseppfolyós kőolaj gáz 2,0 87 700 0 3 329 0,9 321 10 < 2,5 t (taxi) Közlekedésből eredő por 1556 Külső égés olaj (10 3 t/év) Fűtés Normál működés 890 1160 5340 1903 0,6 89 Begyújtás 320 Kis ipari k7zánok 60 127 840 420 0,0 10 Festék, egyéb 12 600 Összesen 4497 10 164 24 894 329,4 61 054 1992 Belső égés (10 3 ) km/év Benzin < 2,5 t 1147,3 8 000 147 2171 12 286 253,6 31 522 777 Motorkerékpár 505,4 6 000 17 215 345 40,1 17 632 72 Dízel < 2,5 t (taxi) 14,3 87 700 378 620 851 1,2 349 103 Dízel 3,5 16 t (teherjármű) 14,5 20 000 276 395 2 523 5,4 798 66 Dízel > 16 t (teherjármű) 9,9 20 000 318 436 3 218 3,7 1 152 73 Busz (állami) 1,4 66 390 122 173 1 443 1,5 464 29 Busz (magán) 1,5 25 000 53 74 619 0,6 199 12 Cseppfolyós kőolajgáz 2,0 87 700 0 3 320 1,0 349 10 < 2,5 t (taxi) Közlekedésből eredő por 1624 Külső égés olaj (10 3 t/év) Fűtés Normál működés 890 1160 5340 1903 0,6 89 Begyújtás 350 Kis ipari kazánok 60 17 360 156 0,0 21 Festék, egyéb 12 600 Összesen 4462 9787 23 664 307,7 65 575
1. táblázat folytatása PM 2,5 SO 2 NO x CO VOC Fűtő- (t/év) (t/év) (t/év) 10 3 (t/év) anyag (t/év) 10 3 (t/év) 1998 Belső égés (10 3 ) km/év Benzin < 2,5 t 1578,6 8 000 159 2128 13 559 272,3 34 395 1064 Motorkerékpár 808,6 6 000 28 239 610 66,5 27 546 120 Dízel < 2,5 t (taxi) 14,3 87 700 378 103 851 1,2 349 103 Dízel 3,5 16 t (teherjármű) 14,5 20 000 276 66 2 523 5,4 798 66 Dízel > 16 t (teherjármű) 9,9 20 000 318 73 3 218 3,7 1 152 73 Busz (állami) 1,4 66 390 122 29 1 443 1,5 464 29 Busz (magán) 1,5 25 000 53 12 619 0,6 199 12 Cseppfolyós kőolaj gáz 2,0 87 700 0 3 320 1,0 349 10 < 2,5 t (taxi) Összesen 1334 2653 23 143 351,2 65 252 Közlekedésből eredő por 1868 Külső égés olaj (10 3 t/év) Fűtés Normál működés 970 1264 3880 2074 0,6 90 Begyújtás 405 Kis ipari kazánok 60 17 360 156 0,0 21 Festék, egyéb 12 600 Összesen 4888 6893 25 373 351,8 77 963 2. táblázat Az előre jelzett és tényleges benzin- és gázolajfogyasztás Ólmozott (t/év) Ólommentes (t/év) Dízel (t/év) 1989 tényleges a 818 205 3 753 előrejelzett b 755 739 1992 tényleges a 723 686 188 971 előrejelzett b 688 235 161 088 1998 tényleges a 530 162 646 066 529 788 előrejelzett b 765 070 418 676 283 150 a Attica régión belül (magában foglalja az Athéni-medencét). b 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 1992- ben. 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 8 h -ig és 19 22 h -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 10 9 -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 Gyújtás/nap Időkapcsoló 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 PM 2,5 emissziós faktort reprezentatív mintavétellel kiválasztott kazánokból származó füstgáz méréséből nyerték. Az 1. táblázat tartalmazza az égés újraindításából és a hideg kazánműködésből származó PM 2,5 többletkibocsátást is. Ezek a kibocsátások Athénben számottevőek, mert a kazánok túlméretezettek, ami az égések gyakori újraindításához vezet. A megfelelő irodalmi adatok hiányában a PM 2,5 többletkibocsátását egy kazánon végzett, kisszámú, meglehetősen pontatlan mérés alapján 0,5 g- nak vették minden kazánra és minden újraindításra. Ez 0,91 10 9 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, T i ( 0 C), és a külső levegő hőmérsékletének T o ( 0 C) függvényében t = 40,5(T i - T 0 1,8) ha T i > T 0 + 1,8. (1) Ha a fenti egyenletbe mért értékként a T i = 19,7 C-t helyettesítjük és T 0 -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 2,4- szer nagyobb az átlagosnál. Behelyettesítve az (1) egyenletbe a T 0 = 2 C-t, ami az év leghidegebb napjainak felel meg és T 0 = 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 PM 2,5 - és SO 2 -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 PM 2,5 - és SO 2 -kibocsátáshoz az Athéni-medencében PM 2,5 (a teljes kibocsátás %-ában) SO 2 (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 SO 2 -kibocsátás 32%-os csökkenése, ez a dízel- és a fűtőolaj kéntartalma csökkenésének a következménye. Mindazonáltal, 1998-ban az SO 2 -kibocsátás 34%-a a benzinmotoros járművekből eredt, és a benzin magas kéntartalmának a következménye volt. A PM 2,5 -kibocsátás lényegében állandó maradt, ennek kb. kétharmada a közlekedés, egyharmada a fűtés járuléka. A CO-, VOC- és NO x -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 SO 2 -szennyezést fluoreszcenciával, az NO x -szennyezést kemilumineszcenciával, a CO-szennyezést infravörös diszperziómentes IVabszorpcióval (Non Dispersive Infrared Absorption NDIR) és az O 3 - szennyezést 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 (PM 2,5 és PM 10 ) 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 SO 2 -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/m 3 -t, illetve 50 µg/m 3 -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 NO 2 koncentrációját 10 állomáson mérték. Az NO 2 -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 3 ) havi változása 1997-ben Állomás Hónap Évi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 átlag SO 2 #2 39 37 42 20 21 19 19 13 21 14 17 27 24 #7 49 43 35 28 36 24 11 10 14 11 20 30 26 Korom #2 73 68 41 44 42 43 42 38 53 62 75 66 55 #7 56 42 27 16 16 17 22 12 19 23 39 40 27 CO #2 4,5 4,2 3,2 2,6 3,0 2,9 2,3 1,9 3,0 3,7 4,3 4,9 3,4 #7 2,6 2,2 1,7 1,5 1,6 1,2 1,6 0,8 0,9 1,8 2,4 2,5 1,7
6. táblázat folytatása Állomás Hónap Évi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 átlag NO 2 #2 78 77 76 76 86 83 86 67 83 92 84 70 80 #7 71 56 50 47 49 53 42 36 44 49 55 55 51 O 3 #2 28 29 41 47 55 60 69 61 50 44 39 34 46 #7 27 37 57 52 70 62 59 78 75 45 29 24 49 A hideg hónapokban a SO 2 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 SO 2 -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 NO 2 koncentrációja a hideg hónapokban, a csökkent fotokémiai aktivitás ellenére változatlan. Az O 3 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 SO 2 és a korom maximális napi koncentrációjának változását is megadja. Az 1. ábra szerint az SO 2 koncentrációja mind Athén központjában, mind az Athéni-medencében számottevően csökkent. Ez a benzinminőség folyamatos javulásának a következménye, ami az SO 2 -kibocsátás csökkenéséhez vezetett (1. táblázat).
µg/m 3 SO 2, #2 mérőállomás 120 100 80 60 40 20 0 éves átlag max. 24 óra 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 év µg/m 3 SO 2, #7 mérőállomás 250 200 150 100 50 0 éves átlag max. 24 óra 89 90 91 92 93 94 95 96 97 év 1. ábra Az évi közepes és a 24 órás maximális SO 2 -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 PM 2,5 -kibocsátás csaknem változatlan mértékével.
µg/m 3 korom, #2 mérőállomás 300 250 200 150 100 50 0 éves átlag max. 24 óra 89 90 91 92 93 94 95 96 97 év µg/m 3 korom, #7 mérőállomás 160 140 120 100 80 60 40 20 0 éves átlag max. 24 óra 89 90 91 92 93 94 95 96 97 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, NO 2 és O 3 évi átlagos koncentrációja, a gépkocsik számának növekedése ellenére, alig változott (1. táblázat).
7 mg/m 3 CO 6 5 4 3 2 #7 állomás #2 állomás 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 80 µg/m 3 NO 2 60 40 20 #7 állomás #2 állomás 0 89 90 91 92 93 94 95 96 97 év 4. ábra Az évi közepes NO 2 -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
µg/m 3 O3 70 60 50 40 30 20 10 0 89 90 91 92 93 94 95 96 97 év #2 állomás #7 állomás 5. ábra Az évi közepes O 3 -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 1- jétől 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 A modell előrejelzései az 1989. évi adatok alapján Átlagérték Athén területére PM (µg/m 3 ) SO 2 (µg/m 3 ) NO x (µg/m 3 ) CO (mg/m 3 ) Közlekedés 4,0 12,2 68,4 1,0 Közlekedésből eredő por 4,7 Fűtés 2,7 10,1 3,6 Kis ipari kazánok 0,2 1,5 0,8 Összesen 11,6 23,8 72,8 1,0 A modell előrejelzései az 1992. évi adatok alapján Közlekedés 4,0 12,5 65,6 0,95 Közlekedésből eredő por 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 A modell előrejelzései az 1998. évi adatok alapján 2,5 Közlekedés 4,0 8,1 70,3 1,1 Közlekedésből eredő por 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* 16 26 61 113 1,2 2,0 *A PM 2,5 -t nem monitorozták. Helyette a korom koncentrációját határozták meg, ebből származtatták a PM 2,5 közelítő koncentrációját.
A modell előrejelzései az 1989. évi adatok alapján Átlagérték Athén központjában 7. táblázat folytatása PM (µg/m 3 ) SO 2 (µg/m 3 ) NO x (µg/m 3 ) CO (mg/m 3 ) Közlekedés 14,3 35,6 189,2 2,3 Közlekedésből eredő por 12,5 Fűtés 5,0 18,4 6,6 Kis ipari kazánok 0,4 2,9 1,4 Összesen 32,2 56,9 197,2 2,3 A modell előrejelzései az 1992. évi adatok alapján Közlekedés 13,8 36,0 178,0 2,2 Közlekedésből eredő por 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 2,2 Monitoring állomások 88-94 32 és 44* 49 és 56 213 és 243 3,8 as 4,6 A modell előrejelzései az 1998. évi adatok alapján 2,5 Közlekedés 13,1 19,5 183,8 2,5 Közlekedésből eredő por 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 2,5 Monitoring állomások 97 27 és 34* 24 és 34 172 és 228 2,1 és 3,4 *A PM 2,5 -t nem monitorozták. Helyette a korom koncentrációját határozták meg, ebből származtatták a PM 2,5 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 NO x -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 SO 2 koncentrációja csökkent. A PM 2,5 és a PM 10 koncentrációjának egészségi hatása Bár az adatok szerint a korom, a CO, az NO 2 és az O 3 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 (y halálozás ) és a kórházi betegfelvételek (y kórházi felvételek ) százalékos növekedésének becslését a PM 2,5 (x PM2,5 ) és a PM 10 (x PM10 ) koncentrációjának (µg/m 3 ) függvényében, a vizsgált időszakban: y halálozás = 0,151 x PM2,5 (2) y kórházi felvétel = 0,500 x PM2,5 (3) y halálozás = 0.070 x PM10 (4) y kórházi felvétel = 0,084 x PM10 (5) A fenti összefüggésekből kiderül, hogy a finomrészecske-koncentráció, még viszonylag kis értékek mellett is különösen káros hatású. Ennek ellenére a PM 2,5 és PM 10 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/m 3 -ben. A PM 2,5 és a korom 1986-ban rövid ideig végzett párhuzamos mérése szerint 1 µg/m 3 koromkoncentráció kb. 0,625 µg/m 3 PM 2,5 -koncentrációnak felel meg. Ezt az átszámítási tényezőt felhasználva az észlelt koromkoncentráció jó egyezésben van a 7. táblázatban található számított
PM 2,5 -koncentrációval. Újabban a #3 állomás adatainak felhasználásával azt találták, hogy 1,0 µg/m 3 koromkoncentráció 0,9 µg/m 3 PM 10 - koncentrációnak felel meg. Az 5. táblázatban található, mért koromkoncentrációkból a fenti átszámítási tényezők felhasználásával, valamint a PM 2,5 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 PM 2,5 és a PM 10 évi átlagos és 24 órára vett maximális koncentrációja Athén központjában és az Athéni-medencében; az egészségügyi következmények Standard a Athén központja A teljes Athéni-medence (térbeli átlag) (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) A halálozási arány növekedése (%) Évi átlagos PM 2,5 -koncentráció és egészségi hatása (µg/m 3 ) 15 30 4,53 15 2,27 573 1060 élettartam-csökkenés, év 3,3 1,7 A 24 órás maximális PM 2,5 -koncentráció és egészségi hatása 65 120 halálozási arány növekedése 18 % A halálozási arány növekedése (%) korai halálozások száma/év, Athéni-medence élettartam-csökkenés, év 95 halálozási arány növekedése 14% a korházi felvételek számának a kórházi felvételek számának növekedése 60 % növekedése 47% Évi átlagos PM 10 -koncentráció és egészségi hatása 1. szakasz b 50 3,5 25 1,75 30 2. szakasz c 20 korai halálozások száma/év, Athén korai halálozások száma/év, Athén 450 820 élettartam-csökkenés, év 2,5 1,3 korai halálozások száma/év, Athéni-medence élettartam-csökkenés, év
8. táblázat folytatása Standard a Athén központja A teljes Athéni-medence (térbeli átlag) (µg/m 3 ) (µg/m 3 ) A halálozási arány növekedése (%) (µg/m 3 ) A 24 órára vonatkoztatott maximális PM 10 -koncentráció és egészségi hatása A halálozási arány növekedése (%) 1. szakasz d 170 halálozási arány növekedése 135 halálozási arány növekedése 50 12 % 9,5 % 2. szakasz e kórházi felvételek számának kórházi felvételek számának növekedése növekedése 50 14 % 11% a A külső levegő PM 2,5 -koncentrációjára vonatkozó USA szabvány, a külső levegő PM 10 -koncentrációjára vonatkozó EU szabvány b Érvényes 2005. január 1-jétől. c Érvényes 2010. január 1-jétől d Egy év alatt ez az érték legfeljebb 25 alkalommal léphető túl. e Egy év alatt ez az érték legfeljebb 7 alkalommal léphető túl. A fenti PM 2,5 - és PM 10 -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 PM 2,5 -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 PM 10 - koncentráció 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 SO 2 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 PM 2,5 - és/vagy a PM 10 -koncentrációk értékén alapszik. A PM 2,5 - és a PM 10 -koncentráció alapján becsülték a halálozási arány növekedését és a várható élettartam csökkenését. A várakozásnak megfelelően, a halálozási arány növekedése és az élettartam-csökkenés PM 2,5 és a PM 10 alapján számolt értéke különbözik. Az eltérés részben annak tulajdonítható, hogy a PM 2,5 és a PM 10 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 PM 2,5 -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 SO 2 -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 SO 2 -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 SO 2 - kibocsátást, 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 SO 2 -koncentráció tovább enyhíthető a benzin kéntartalmának csökkentésével. Ez tovább javítja a katalitikus rendszerek hatásfokát, csökkenti a benzinhajtású könnyű járművek CO-, NO 2 - és VOCkibocsátását.
A NO 2, O 3 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, NO x, és VOC kibocsátása és külső koncentrációja 1989 és 1998 között lényegében állandó, míg az SO 2 és Pb kibocsátása és külső koncentrációja, a gépkocsiállomány megújulása, a katalizátoros technológia, és az üzemanyag jobb minősége miatt csökkent. Az eredmények szerint a CO, NO x és VOC elsődleges forrása a közúti közlekedés, a PM 2,5 és az SO 2 forrása a közúti közlekedés és a fűtés. A légszennyezők koncentrációját 11 állomásból álló hálózat mérte. A finomrészecske-koncentrációt nem monitorozták, a PM 2,5 és PM 10 koncentrációját a korom koncentrációjából becsülték kísérleti úton meghatározott átszámítási tényezőkkel. A számított és megfigyelt légszennyezések jól egyeznek. A klasszikus szenynyezők koncentrációja, az SO 2 és Pb kivételével, meghaladja a WHO irányértékeket, és feltehetően jelentős, káros egészségi kihatásai vannak. A PM 2,5 és PM 10 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.