Η δυναμική της αστικής ρύπανσης από αιθαλομίχλη και οι επιπτώσεις της στη δημόσια υγεία

Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

1

Η δυναμική της αστικής ρύπανσης από αιθαλομίχλη και οι επιπτώσεις της στη δημόσια υγεία: Τεχνικοοικονομική αντιμετώπιση του προβλήματος

Αν. Καθ. Δημοσθένης A. Σαρηγιάννης, PhD Εργαστήριο Περιβαλλοντικής Μηχανικής (EnvE-Lab) Τμήμα Χημικών Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης - 54124 Θεσσαλονίκη WWW: http://www.enve-lab.eu

Σχεδιασμός της μελέτης Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Πρόβλεψη μετεωρολογικών παραμέτρων

Αθήνα 27/03/2013

Θερμοκρασία Υγρασία Ταχύτητα ανέμου Διεύθυνση ανέμου Βροχόπτωση

Συγκεντρώσεις σε εσωτερικούς χώρους

1

PM2.5 PM10 PM2.5 την προηγουμένη PM10 την προηγουμένη

2

2

ANN

Πρόβλεψη PM στον αέρα Μετρήσεις

Υπολογιστική πλατφόρμα INTERA

Έκθεση πληθυσμού

n

Δίκτυο μετρήσεων PM στην ατμόσφαιρα

Βάση δεδομένων

Εκμάθηση

Ανθρωπομετρικά δεδομένα Ημερολόγια δραστηριοτήτων - Δεδομένα κτιρίων -

Διακύμανση στο χρόνο

Κύρια αποτελέσματα Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

3

Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι: • Παρατηρήθηκαν υπερβάσεις του ορίου επιφυλακής για PM10 κάθε μέρα παρά μέρα κατά τη χειμερινή περίοδο 2012-2013 • Η μέση τιμή PM στον ατμοσφαιρικό αέρα έχει αυξηθεί καιτά 20 ug/m3 – το 1/3 της συγκέντρωσης PM οφείλεται στην καύση βιομάζας για θέρμανση • Η μέση συγκέντρωση σωματιδίων στον αέρα εσωτερικών χώρων έχει αύξηση της τάξης των 10 μg/m3 για τα ΡΜ2.5 και 14 μg/m3 για τα ΡΜ10 μετά από μόλις 2-3 ώρες λειτουργίας του τζακιού • Το οικονομικό όφελος από τη μείωση της νοσηρότητας (δηλ. την αποφυγή νέων εισαγωγών σε νοσοκομεία λόγω προβλημάτων του αναπνευστικού και καρδιαγγειακού συστήματος) κυμαίνεται από – 9 εκατομμύρια € (στην περίπτωση που το μόνο μέτρο που θα παρθεί αφορά στην διεύρυνση της πρόσβασης στο πρόγραμμα «Εξοικονομώ κατ’οίκον» για τη μετατροπή απλών ανοικτών τζακιών σε ενεργειακά) – μέχρι 22 εκατομμύρια € (στην περίπτωση διεύρυνσης των κριτηρίων πρόσβασης των νοικοκυριών στα επιδόματα θέρμανσης με πετρέλαιο και και επιτάχυνσης των διαδικασιών έγκρισης από τις αρμόδιες υπηρεσίες).

•

Η μείωση της θνητότητας (δηλ. θανάτων που επιδημιολογικά μπορούν να αποδοθούν σε μακρόχρονη έκθεση σε υψηλά επίπεδα ατμοσφαιρικής ρύπανσης από αιωρούμενα σωματίδια) λόγω της λήψης μέτρων παρέμβασης για τη μείωση της ρύπανσης έχει δημοσιονομικό όφελος που κυμαίνεται από 250 έως 500 εκατομμύρια € για τον πληθυσμό της ευρύτερης περιοχής της Θεσσαλονίκης, ανάλογα με τον τύπο μέτρων που λαμβάνονται.

Μετρήσεις (10/12 – 3/13) Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

PM concentration (μg/m3)

160 140

200 ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ – ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ-ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2012

PM2.5 PM10

180

140

100

120

80

100

20

0

120

160 PM1

PM1 PM2.5 PM10

40

ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ – ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΜΑΡΤΙΟΣ 2013

140 120 100 80 60 40

20 0

ΣΤΑΘΜΟΣ ΑΣΤΙΚΟΥ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ – ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ-ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2012

40

0

60

PM10

60

40

80

PM2.5

80

60

100

4

160

120

20

PM concentration (μg/m3)

Αθήνα 27/03/2013

20 0

PM2.5 PM10

ΣΤΑΘΜΟΣ ΑΣΤΙΚΟΥ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ – ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ-ΜΑΡΤΙΟΣ 2013

Συνεισφορά καύσης βιομάζας στη συγκέντρωση ΡΜ10 Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

160

Σταθμός αστικού υποβάθρου 140

PM concentration (μg/m3)

120 100

80 60 40 20

0

Βιομάζα

Άλλες πηγές

5

Συνεισφορά καύσης βιομάζας στη συγκέντρωση ΡΜ10 Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

120

Σταθμός κυκλοφορίας οχημάτων

PM concentration (μg/m3)

100

80

60

40

20

0

Βιομάζα

Άλλες πηγές

6

Η επίδραση της μετεωρολογίας Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

7

Το μοντέλο πρόβλεψης με τεχνητή ευφυϊα Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

8

1

PM10 την προηγουμένη PM2.5 την προηγουμένη

2

Ταχύτητα ανέμου

PM 10 Traffic

Διεύθυνση ανέμου

PM 2.5 Traffic

Θερμοκρασία

PM 10 Urban PM 2.5 Urban

Σχετική υγρασία Βροχόπτωση

Ημέρα της εβδομάδας

14 Στοιβάδα δεδομένων εισόδου

Κρυφή στοιβάδα

Στοιβάδα αποτελεσμάτων

Απόδοση του μοντέλου πρόβλεψης της ρύπανσης Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

120

Αθήνα 27/03/2013

120

Αστικό υπόβαθρο

9

Κυκλοφορία οχημάτων

PM10 Urban Background

PM10 Traffic PM2.5 Traffic

PM2.5 Urban Background

90

R² = 0,7776

60

R² = 0,7559

30

0

Πρόβλεψη μοντέλου (μg/m3)

Πρόβλεψη μοντέλου (μg/m3)

90

R² = 0,7559

60 R² = 0,702

30

0 0

30

60

90

Μέτρηση (μg/m3)

120

0

30

60

Μέτρηση (μg/m3)

90

120

Συγκέντρωση PM στον αέρα εσωτερικών χώρων Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

10

250

Συγκέντρωση PM (μg/m3)

200

150

5%-95% Median Mean

100

50

0

PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 PM10 PM2.5 Measured

Modeled 2012 Modeled 2011

Measured

Modeled 2012 Modeled 2011

Measured

Without fireplace

Warm period

Modeled 2012 Modeled 2011 With fireplace

Cold period

Εκπομπές PM από τζάκια σε εσωτερικούς χώρους Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

PM 0.5-0.7μm

1,2

0,8 no fireplace with fireplace

1,0 0,8

0,6 0,4 0,2

Συγκέντρωση PM (μg/m3)

Συγκέντρωση PM (μg/m3)

1,4

Αθήνα 27/03/2013

0,0

no fireplace with fireplace

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

14

2 hour

1 hour

9

PM 1-5μm

12

3 hour

no fireplace with fireplace

10 8 6 4 2

Συγκέντρωση PM (μg/m3)

1 hour

Συγκέντρωση PM (μg/m3)

PM 0.7-1μm

0,7

11

2 hour

PM 5-10μm

8

3 hour

no fireplace with fireplace

7 6 5 4 3 2 1

0

0 1 hour

2 hour

3 hour

1 hour

2 hour

3 hour

Έκθεση του πληθυσμού σε PM Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

12

250

Συγκέντρωση PM (μg/m3)

200

5%-95% Median Mean

150

100

50

0 PM10

PM2.5

PM10

2012

PM2.5

2011

PM10

PM2.5

2012

PM10

PM2.5

PM10

2011

PM2.5

PM10

2012

2011 Fireplace

Warm period

Cold period

PM2.5

Ημερήσια διακύμανση επιπέδων PM Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

13

100

Outdoor Indoor (home) Exposure Exposure (Inh. Coef)

90

Συγκέντρωση (μg/m3)

80 70 60 50

40 30 20 10 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Ώρα της ημέρας

Συντελεστές εκπομπών PΜ Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

14

Μελέτη εναλλακτικών σεναρίων θέρμανσης Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Πετρέλαιο

2011 2012

Σενάριο 1 Σενάριο 2 Σενάριο 3 Σενάριο 4

Αθήνα 27/03/2013

Φυσικό αέριο

Καύση βιομάζας

Ηλεκτρική ενέργεια

PM2.5

(μg/m3)

44.0%

40.0%

5.6%

10.4%

43.5

20.0%

40.0%

20.7%

19.4%

62.5

38.5%

41.5%

10.0%

10.0%

40.8

43.5%

41.5%

5.0%

10.0%

30.4

23.5%

62.5%

4.0%

10.0%

28.2

23.5%

66.5%

0.0%

10.0%

19.9

15

Σχέσεις έκθεσης-απόκρισης Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Health endpoint

CRF

Αθήνα 27/03/2013

Αναφορά

Θνητότητα

6% (95% CI: 2%, 11% μεταβολή ανά 10 μg/m3 PM2.5

Παιδική θνητότητα

4% (95% CI: 2%, 7%) (Hurley et al., 2005; μεταβολή ανά 10 IOM, 2011) μg/m3 PM10

Χρόνια βρογχίτιδα

22% (95% CI: 2%, 38%) μεταβολή ανά 10 μg/m3 PM10

Εισαγωγές σε νοσοκομεία με καρδιαγγειακά προβλήματα

0.6% (95% CI: 0.3%, 0.9%) μεταβολή ανά 10 μg/m3 PM10

Εισαγωγές σε νοσοκομεία με αναπνευστικά προβλήματα

0.9% (95% CI: 0.7%, 1.0%) μεταβολή ανά 10 μg/m3 PM10

(Hurley et al., 2005; IOM, 2011)

(IOM, 2011; Schindler et al., 2009)

Θνησιμότητα /Νοσηρότητα 8417 θάνατοι ετησίως/881288 πληθυσμός (EUROSTAT, 2011; WHO, 2008)

16

Ηλικιακή ομάδα Ενήλικες άνω των 30 ετών

145 θάνατοι μετά τη γέννα / 100,000 γεννήσεις (9141 γεννήσεις ετησίως) 1 μήνας - 1 έτος (EUROSTAT, 2011; WHO, 2008) 390 νέες περιπτώσεις ετησίως / 100,000 ενήλικες Ενήλικες άνω των (adjusted for remission 18 ετών remission rate of 56.2%) (Schindler et al., 2009)

(Hurley et al., 2005; IOM, 2011)

(Hurley et al., 2005): 723 επείγοντα περιστατικά με καρδιακά προβλήματα / 100,000 πληθυσμού

Όλες οι ηλικίες

(Hurley et al., 2005; IOM, 2011)

(Hurley et al., 2005): 617 επείγουσες σε νοσοκομεία / 100,000 πληθυσμού

Όλες οι ηλικίες

Οικονομικό κόστος επιβάρυνσης της υγείας Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Δείκτες θνητότητας / νοσηρότητας

Αθήνα 27/03/2013

Χαμηλή τιμή

Μέση τιμή

1,120,000

1,650,000

5,600,000

(Alberini et al., 2006)

1,120,000

2,475,000

11,200,000

(Holland et al., 2004)

43,000

60,000

100,000

(Krupnick and Cropper, 1992)

Εισαγωγές σε νοσοκομεία με καρδιαγγειακά προβλήματα

2,990

2,990

8,074

(Holland et al., 2004; Navrud, 2001)

Εισαγωγές σε νοσοκομεία με αναπνευστικά προβλήματα

2,990

2,990

8.074

(Holland et al., 2004; Navrud, 2001)

Θνητότητα (από όλες τις αιτίες)

Παιδική θνητότητα

Χρόνια βρογχίτιδα

Υψηλή τιμή Αναφορά

17

Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD 3000 Θνητότητα (ετήσια)

Αθήνα 27/03/2013 3500

2500

3000

Κόστος (106€)

Περιπτώσεις (#)

Επιπτώσεις στην υγεία και δημοσιονομικό κόστος

2000 1500 1000

2011

2012

2011

2012

2000 1500

0

Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

3

2

2012

25

Κόστος (106€)

4

2011

2011

Warm period (8 months)

Παιδική θνητότητα (ετήσια)

5

Περιπτώσεις (#)

2500

500

Warm period (8 months)

2012

Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

Κόστος παιδικής θνητότητας

20 15 10 5

1 0

Κόστος θνητότητας

1000

500 0

18

0 2011

2012

Warm period (8 months)

2011

2012

Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

2011

2012

Warm period (8 months)

2011

2012 ScenarioScenarioScenarioScenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

Επιπτώσεις στην υγεία και δημοσιονομικό κόστος Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD 180

Χρόνια βρογχίτιδα

1600

160

1400

140

Οικονομικό κόστος (106€)

Περιπτώσεις (#)

1800

Αθήνα 27/03/2013

1200 1000 800

600 400 200 0

2011

2012

2011

2012

Warm period (8 months)

600

Κόστος χρόνιας βρογχίτιδας

120 100 80 60 40 20 0

Scenario 1Scenario 2Scenario 3Scenario 4 Cold period (4 months)

2011

2012

2011

2012

Warm period (8 months)

3

Καρδιαγγειακά προβλήματα

19

Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

Κόστος καρδιαγγειακών προβλημάτων

400 300 200 100 0

2011

2012

Warm period (8 months)

2011

2012

Scenario 1Scenario 2Scenario 3Scenario 4 Cold period (4 months)

Οικονομικό κόστος (106€)

Περιπτώσεις (#)

500 2

1

0

2011

2012

Warm period (8 months)

2011

2012

Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

Επιπτώσεις στην υγεία και δημοσιονομικό κόστος Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD 800

Οικονομικό κόστος (106€)

Περιπτώσεις (#)

4

Αναπνευστικά προβλήματα

700 600 500 400 300 200 100 0

Αθήνα 27/03/2013

2011

2012

Warm period (8 months)

2011

2012

Scenario Scenario Scenario Scenario 1 2 3 4 Cold period (4 months)

20

Κόστος αναπνευστικών προβλημάτων

3 2 1 0

2011

2012

Warm period (8 months)

2011

2012

Scenario 1Scenario 2Scenario 3Scenario 4 Cold period (4 months)

Το κοινωνικο-οικονομικό πλαίσιο Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

Αθήνα 27/03/2013

21

50% 40% 30% 47,0%

20% 10% 0%

-10%

19,4%

17,3% 9,2%

4,0%

6,5%

9,1%

-4,7%

-6,9% Heating oil Unemployment GPD 2011-2010 price 2011-2010 2011

6,0%

2011 warm period PM attributed mortality

2011 cold period PM attributed mortality

Heating oil Unemployment GPD 2012-2011 price 2012-2011 2012

2012 warm period PM attributed mortality

2012 cold period PM attributed mortality

Πρακτικά μέτρα αντιμετώπισης Ρύπανση από αιθαλομίχλη – Ημερίδα ΤΕΕ-CISD

• • • • • • • •

Αθήνα 27/03/2013

22

Αποξήρανση της χρησιμοποιούμενης ξυλείας και άλλων τύπων βιομάζας Επιδότηση της συντήρησης τζακιών και καυστήρων βιομάζας Επιδότηση (φορολογική ελάφρυνση) για τη μετατροπή συμβατικών τζακιών σε ενεργειακά τζάκια Έλεγχος ποιότητας και πιστοποίηση των μπρικετών και των πέλετ βιομάζας ώστε να αναπτυχθεί η αγορά της βιομάζας για ενέργεια ορθολογικά, χωρίς να αυξάνεται η παράνομη υλοτομία. Αύξηση των ελέγχων από τη δασοφυλακή για την αντιμετώπιση της παράνομης υλοτομίας. Μείωση της φορολόγησης του πετρελαίου θέρμανσης στα επίπεδα του 2011-2010. Επιδότηση της τοποθέτησης θερμοηλιακών συστημάτων στις στέγες / ταράτσες κτιρίων με ταυτόχρονο έλεγχο ποιότητας της εγκατάστασης από τους ενεργειακούς επιθεωρητές του ΥΠΕΚΑ. Σε βάθος χρόνου θα πρέπει να δοθεί μεγαλύτερη έμφαση στις αρχές της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής για την εφαρμογή του μέτρου των ενεργειακών πιστοποιητικών με σχετική νομοθετική ρύθμιση ώστε να αποφευχθούν στρεβλώσεις στην αγορά κατοικίας και να μην παρατηρηθεί κερδοσκοπική αύξηση των τιμών με τη δικαιολογία της καλύτερης ενεργειακής συμπεριφοράς των κτιρίων.