Zadanie nr 8 - Air Silesia

System informacji o jakości powietrza na obszarze Pogranicza Polsko-Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw
Nr rejestracyjny projektu: CZ.3.22/1.2.00/09.01610
Ocena transgranicznego transportu przepływu zanieczyszczonych substancji
Streszczenie raportu końcowego z realizacji zadania cząstkowego nr 8
Ostrawa, czerwiec 2013
Okres realizacji: 1. 7. 2011 – 30. 6. 2013.
Koordynator: Český hydrometeorologický ústav a Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava
Wykonawcy z ČHMÚ: RNDr. Zdeněk Blažek, CSc., Mgr. Libor Černikovský, Mgr. Blanka Krejčí, RNDr.
Vladimíra Volná
1. Wstęp
Transgraniczny transport zanieczyszczeń przez granice państw jest bardzo złożonym i delikatnym
problemem, którego rozwiązanie jest trudne. Powodem jest m.in. często skomplikowany przebieg
granic państwowych, czasowa zmienność częstotliwości przepływu przez granicę (zarówno kierunku jak
i prędkości wiatru), czasowa zmienność wertykalnej stabilności w przygruntowych warstwach
atmosfery, inny układ i charakter źródeł emisji po obu stronach granicy (niski/wysoki), a także
dalekobieżny transport zanieczyszczeń w atmosferze. W wyniku tychże działań transgraniczny transport
zanieczyszczeń przez określony odcinek granicy państwowej można jedynie oszacować. Aby to zrobić
można wykorzystać metody matematycznego modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w
atmosferze albo użyć bezpośrednich pomiarów zanieczyszczeń i niezbędnych, dopełniających
meteorologicznych pomiarów wzdłuż linii granicy i badać zależność zmierzonego stężenia w zależności
od kierunku przepływu. W ten sposób można jednak ocenić transgraniczny transport zanieczyszczeń
tylko na poziomie pomiaru na powierzchni ziemii, a nie w wyższych warstwach atmosfery. Do tych
celów koniecznie są pomiary z odległości lub pomiary z lotu.
Modelowania zanieczyszczeń powietrza w celu oszacowania wpływu źródeł zanieczyszczeń na
stężenia zanieczyszczeń powietrza użyli w ramach rozwiązania ZCZ Wyższa Szkoła Górnicza –
Uniwersytet Techniczny Ostrawa oraz Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowy Instytut
Badawczy (IMGW-PIB) - ad raport końcowy zadania nr 5 „Wdrożenie modelu rozprzestrzeniania
zanieczyszczeń ADMOSS:“. Treść tego artykułu stanowi oszacowanie ilości transgranicznego transportu
zanieczyszczeń powietrza pomiędzy Republiką Czeską i Rzeczpospolitą Polską, które powstało na
podstawie oceny relacji między warunkami meteorologicznymi a imisją zanieczyszczeń, która została
przeprowadzona przez ČHMÚ (Czeski Instytut Hydrometeorologiczny).
1
System informacji o jakości powietrza na obszarze Pogranicza Polsko-Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw
Nr rejestracyjny projektu: CZ.3.22/1.2.00/09.01610
2. Relacje między warunkami meteorologicznymi a imisją zanieczyszczeń
Z oceny relacji między warunkami meteorologicznymi a imisją zanieczyszczeń, którą w ramach
projektu przeprowadziły ČHMÚ oraz IMGW-PIB (więcej na ten temat w publikacji „Vliv
meteorologických podmínek na kvalitu ovzduší v přeshraniční oblasti Slezska a Moravy“ – „Wpływ
warunków meteorologicznych na jakość powietrza w obszarze przygranicznym Śląska i Moraw),
powstały następujące wnioski:
 Wpływ szybkości wiatru i pionowej struktury termicznej na stężenie zanieczyszczeń w powietrzu jest
dominujący, wpływ kierunku wiatru na danym obszarze jest opcjonalny.
 Wyjątkowo
wysokie
wartości
są
spowodowane
długotrwałymi
sytuacjami
inwersyjnymi
występującymi na całym obszarze w okresie zimowym, czyli od grudnia do lutego.
 Zmienność stężenia zanieczyszczeń w ciągu roku jest wysoka i zależy od warunków
meteorologicznych, szczególnie w czasie chłodniejszej połowy roku.
 Przepływ powietrza głównie z kierunku południowo-zachodniego jest typowy dla północnowschodnich Moraw i zależy od orograficznego wpływu Bramy Morawskiej. Wpływ ten jest obecny
także w sąsiadujących częściach województwa śląskiego.
 W dni o dobrych warunkach dyspersji zanieczyszczenia są większości przenoszone z regionu kraju
morawskośląskiego do regionu województwa śląskiego, podczas gdy w dni o pogorszonych
warunkach dyspersji jest odwrotnie.
 Tereny znajdujące się w części centralnej obszaru transgranicznego są zanieczyszczane podczas
obydwu kierunków przepływu emisjami ze źródła, które znajduje się na nawietrznej części obszaru
(na krawędziach obszaru).
3. Transport transgraniczny
Jeśli powietrze przepływa stale przez dłuższy okres czasu, stężenie zanieczyszczeń na
poszczególnych terenach zmienia się, spada lub wzrasta, w zależności od kierunku przepływu.
Z zależności tych można wywnioskować wielkość transportu zanieczyszczeń powietrza pomiędzy
obszarami. W raporcie końcowym są opisane te zależności dla poszczególnych przygranicznych terenów
wraz z pomiarami zanieczyszczeń powietrza.
Aby ocenić transgraniczny transport zanieczyszczeń powietrza pod względem kwantyfikacji, użyto
metody bezpośrednich pomiarów PM10 i SO2 oraz kierunku i prędkości wiatru ze stacji znajdujących się
w pobliżu granicy państwowej w latach 2006-2012. Ocena kwantyfikacji jest rozpisana dla odcinka
granicy państwowej znajdującego się pomiędzy Věřňovicemi a Godowem, który to odcinek
2
System informacji o jakości powietrza na obszarze Pogranicza Polsko-Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw
Nr rejestracyjny projektu: CZ.3.22/1.2.00/09.01610
rezprezentuje główny obszar transportu zanieczyszczeń powietrza między Republiką Czeską, a
Rzeczpospolitą Polską.
Przebieg dziennego stężenia PM10 był na stacjach pomiarowych w Věřňovicích (CZ) i Godowie (PL)
w okresie od X.2009 do XII.2012 podobny, tzn. pomiary na obydwu stacjach były porównywalne co do
wielkości i zależności od kierunku wiatru. Można zatem wykluczyć dominujący wpływ gminy Věřňovice i
elektrowni Dětmarovice na stężenie PM10, ponieważ leżą one w różnych kierunkach od stacji, a pomiary
na tychże stacjach można wykorzystać do oszacowania kwantyfikacji transgranicznego transportu.
Dla stacji pomiarowych w Věřňovicích (CZ) i Godowie (PL) zostały wyliczone dzienne typy
przepływu i zależności stężenia PM10 od kierunku wiatru:
 W dniach ze stałym przepływem, przy kierunku przepływu z Polski do Czech widoczne jest wyraźnie
wyższe obciążenie imisją i wyraźnie większa częstotliwość dni z dziennym średnim stężeniem
wyższym niż 50 i 100 ug.m-3, w porównaniu do odwrotnego przepływu, a to zarówno w okresie
chłodnym jak i ciepłym.
 Największa częstotliwość dni z dziennym średnim stężeniem wyższym niż 50 i 100 ug.m-3 przypada
na dni z niejednoznacznie określonym kierunkiem przepływu, których było prawie 50 % w okresie
chłodnym i około 2/3 w okresie ciepłym. Chodzi przede wszystkim o dni ze zmiennym kierunkiem
wiatru lub o dni z wyraźną zmianą kierunku wiatru w ciągu dnia. Zmienny wiatr występuje
najczęściej przy niskich prędkościach wiatru.
 Pomimo tego, że powietrze przepływa częściej z Czech do Polski, obiążenie imisją jest większe przy
odwrotnym kierunku przepływu, tj. z Polski do Czech.
Za jednoznacznie transgraniczny był na tym odcinku granicy państwowej uważany przepływ
z Polski do Czech z NNW do NE, a z Czech do Polski z SSW do W (więcej na załączonym obrazku).
Przepływ z pozostałych kierunków nie może być jednoznacznie oznaczony jako transgraniczny. Z tegoż
oszacowania wynika, iż (więcej w tabeli):
 Transgraniczny transport PM10 jest większy z Polski do Czech niż z Czech do Polski.
 Największy udział w całkowitym obciążeniu imisją przypada na dni z niejednoznacznie określonym
dziennym kierunkiem przepływu; można przypuszczać, że podczas tych dni zanieczyszczone
powietrze, nasycone źródłami z obydwu stron granicy, przesuwa się z jednej strony granicy na drugą.
Bardzo ogólnie moglibyśmy stężenie tych dni przypisać po równo stronie czeskiej jak i polskiej.
3
System informacji o jakości powietrza na obszarze Pogranicza Polsko-Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw
Nr rejestracyjny projektu: CZ.3.22/1.2.00/09.01610
4.
Podsumowanie
wyników
ČHMÚ
(Czeskiego
Instytutu
Hydrometeorologicznego)
 Wszystkie przeprowadzone pomiary, analizy i oceny pokazują, że największy pod względem
powierzchni obszar z najwyższym zanieczyszczeniem powietrza znajduje się między czesko-polską
granicą a Rybnikiem (włącznie).
 Zanieczyszczenia pochodzące z tegoż obszaru mają wyraźny wpływ także na pogranicze Republiki
Czeskiej.
 Po polskiej stronie wielki wpływ ma sposób ogrzewania domów. Wielkie, przemysłowe zakłady
również mają znaczenie.
 Po czeskiej stronie do najbardziej zanieczyszczonych należą szczególnie tereny znajdujące się pod
dużym wpływem wielkich źródeł przemysłu. Jednakże podział pozostałych typów źródeł z niską
emisją nie jest bez znaczenia. Ich wpływ zwiększa się w czasie niekorzystnych warunków dyspersji.
 Pomimo tego, iż powietrze przepływa częściej z Czech do Polski, obciążenie imisją jest większe przy
odwrotnym kierunku przepływu, tj. z Polski do Czech.
 Można to stwierdzić również z konstatacją wszystkich nieścisłości, uproszczeń i niejasności, którymi
obciążone są przeprowadzone oceny.
4
System informacji o jakości powietrza na obszarze Pogranicza Polsko-Czeskiego w rejonie Śląska i Moraw
Nr rejestracyjny projektu: CZ.3.22/1.2.00/09.01610
Na obrazku widoczne rozmieszczenie stacji Věřňovice i Godów oraz rozeta z wyznaczonymi kierunkami
wiatrów transgranicznego transportu zanieczyszczeń.
Tabela przedstawia oszacowanie transgranicznego transportu PM10 dla odcinka granicy państwewej
znajdującego się pomiędzy Věřňovicemi a Godowem na poziomie około 3 m nad powierzchnią, tj.
wpływ na stężenie imisyjne v %, X.2009–XII.2012
Kierunek
Typy kierunku
transgranicznego
wiatru w ciągu
transportu
dnia
PL  CZ
CZ  PL
Nie można
jednoznacznie
NNW + N + NNE
28.8
+ NE + ENE + E
SSE + S + SSW +
18.9
SW +WSW + W
Inne kierunki
określić kierunku Dni, w których nie
transportu
całkowicie
Okres
Okres
zimowy
ROK
letni
(grzewczy) (niegrzewczy)
Věřň. Godów Věřň. Godów Věřň. Godów
można określić
kierunku
Wszystkie kierunki
26.9
18.1
19.1
26.4
25.2
20.9
8.1
7.8
16.5
18.1
6.2
6.1
8.4
9.1
6.7
6.8
46.1
46.1
65.4
64.1
50.4
50.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
5