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.