Examining pollution emissions in relation to atmospheric conditions: a case study on air-quality management in Kraków

• Autorzy: Pepłowska Monika , Kryzia Dominik

Identyfikatory

DOI

10.33223/epj/170757

Warianty tytułu

PL

Badanie emisji zanieczyszczeń w odniesieniu do warunków atmosferycznych: studium przypadku zarządzania jakością powietrza w Krakowie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the topic of atmospheric pollution. The authors have presented the most important national air-quality regulations. They have identified measurement stations in Kraków (Poland), collected data from them and conducted their analysis. The aim of the article is to present the research results on developing a statistical model for estimating air pollution in Kraków depending on the changing weather conditions during the year. The authors used the mathematical modelling method to prepare the air-pollution model. The article presents collected data showing the situation prior to the introduction of a number of environmental regulations in the city of Kraków. The paper is based on meteorological data in the form of daily average values of air temperature, wind speed, air humidity, pressure and precipitation. Emission data included the average daily concentrations of the selected air pollutants, including sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), nitrogen oxides (NOx), nitrogen oxide (NO), carbon monoxide (CO), ozone (O3) and particulate matter PM10 and PM2.5. The results of the study indicate that the three most significant factors influencing the level of air pollution (appearing as explanatory changes in the models for each of the pollutants listed) are the value of ambient air temperature (a destimulant, except for ozone), wind speed (a destimulant) and the concentration of each pollutant on the previous day (a stimulant). The article concludes with a summary and conclusions.

PL

W artykule przedstawiono tematykę zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Autorzy przedstawili najważniejsze krajowe przepisy dotyczące jakości powietrza. Zidentyfikowali stacje pomiarowe w mieście Kraków (Polska), zebrali z nich dane i przeprowadzili ich analizę. Celem artykułu jest przedstawienie wyników badań nad opracowaniem statystycznego modelu szacowania zanieczyszczenia powietrza w Krakowie w zależności od zmieniających się warunków pogodowych w ciągu roku. Do opracowania modelu zanieczyszczenia powietrza autorzy wykorzystali metodę modelowania matematycznego. W artykule zebrano dane obrazujące sytuację przed wprowadzeniem szeregu regulacji środowiskowych na terenie miasta Kraków. Artykuł bazuje na danych meteorologicznych w postaci średnich dobowych wartości temperatury powietrza, prędkości wiatru, wilgotności powietrza, ciśnienia i opadów atmosferycznych. Dane emisyjne stanowiły średnie dobowe stężenia wybranych zanieczyszczeń powietrza, w tym: dwutlenku siarki (SO2), ditlenku azotu (NO2), tlenków azotu (NOx), tlenku azotu (NO), tlenku węgla (CO), ozonu (O3) oraz pyłu zawieszonego PM10 i PM2,5. Wyniki badania wskazują, że trzema najistotniejszymi czynnikami wpływającymi na poziom zanieczyszczenia powietrza (pojawiającymi się jako zmiany objaśniające w modelach dla każdego z wymienionych zanieczyszczeń) są: wartość temperatury otoczenia (czynnik destymulujący, z wyjątkiem ozonu), prędkość wiatru (czynnik destymulujący) oraz stężenie każdego z zanieczyszczeń w dniu poprzednim (czynnik stymulujący).

Słowa kluczowe

EN

mathematic model; air pollution; PM10; carbon monoxide (CO); sulphur dioxide

PL

model matematyczny; zanieczyszczenie powietrza; PM10; tlenek węgla; ditlenek siarki

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 26, z. 3
• Strony: 117--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fot., tab.

Twórcy

autor

Pepłowska Monika

• Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9150-7525

autor

Kryzia Dominik

• Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0639-3485

Bibliografia

• Anti-Smog Resolution 2016. [Online] https://powietrze.malopolska.pl/antysmogowa/ [Accessed: 2023-03-10].
• Borowiak et al. 2023 – Borowiak, K., Budka, A. and Lisiak-Zielińska, M. 2023. Air Pollution in Summer and Winter – Real Threat (Zanieczyszczenia powietrza latem i zimą – realne zagrożenie). Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja 54(2), pp. 21–26 (in Polish).
• Chancellery of the Polish Parliament 1991. Act of 20 July 1991 on Environmental Protection Inspection. (Ustawa z dnia 20 lipca 1991 r. o Inspekcji Ochrony Środowiska) (in Polish).
• Chancellery of the Polish Parliament 2001. Act of 27 April 2001. Environmental Protection Law (Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r . Prawo ochrony środowiska) (Dz.U. 2001 nr 62 poz. 627) (in Polish).
• Council of the European Union European Parliament 2004. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2004/107/WE z dnia 15 grudnia 2004 r. w sprawie arsenu, kadmu, niklu, rtęci i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w otaczającym powietrzu 1882 [Online] http://eur-lex.europa.eu/legalcontent/PL/TXT/?uri=OJ:L:2005:023:TOC [Accessed: 2023-03-10].
• Council of the European Union European Parliament 2008. Directive 2008/50/EC of the European Parliament and of the Council of 21 May 2008 on ambient air quality and cleaner air for Europe (Dyrektywa Parlametu Europejskiego i Rady Europy 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy). Dziennik Urzędowy UE, L 152, 0001–0044 (in Polish).
• Finzi, G. and Tebaldi, G. 1982. A mathematical model for air pollution forecast and alarm in an urban area. Atmospheric Environment 16(9), pp. 2055–2059, DOI: 10.1016/0004-6981(82)90276-1.
• Foszcz et al. 2021 – Foszcz, D., Niedoba, T. and Siewior, J. 2021. Models of air pollution propagation in the selected region of katowice. Atmosphere 12(6), DOI: doi.org/10.3390/atmos12060695.
• GIOŚ 2023. Chief Inspectorate for Environmental Protection (Główny Inspektorat Ochrony Środowiska). [Online] https://powietrze.gios.gov.pl/pjp/home [Accessed: 2023-04-11] (in Polish).
• Hławiczka et al. 2016 – Hławiczka, S., Cenowski, M. and Fudała, J. 2016 Parameterization of episodes of high concentrations of air pollutants using PM10 as an example (Parametryzacja epizodów wysokich stężeń zanieczyszczeń powietrza na przykładzie pyłu PM10). [In:] Powietrze Atmosferyczne Jakość – Zagrożenia – Ochrona Collective work edited by Kazimierz Gaia and Józef Kuropk Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej (in Polish).
• Janota et al. 2015 – Janota, D., Czech, R. and Czech, P. 2015. Analysis of atmospheric air pollution with nitrogen oxides on the example of selected Silesian cities (Analiza zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego tlenkami azotu na przykładzie wybranych śląskich miast). Logistyka 4, pp. 3795–3812, CD2 (in Polish).
• Journal of Polish Laws 2021. Notice from the Minister for Climate and the Environment of 12 April 2021 on the announcement of the consolidated text of the Regulation of the Minister for the Environment on levels of certain substances in the air (Obwieszczenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 12 kwietnia 2021 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu) (Dz.U. 2021, poz. 845) (in Polish).
• Juda, J. and Chróściel, S. 1974. Ambient air protection. (Ochrona powietrza atmosferycznego). Pp. 303– 335, Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne (in Polish).
• Kleczkowski, P. 2019. Smog in Poland (Smog w Polsce). Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN (in Polish).
• Markiewicz, M.T. 2004. Basics of modeling the spread of pollutants in atmospheric air (Podstawy modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym). Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej (in Polish).
• Ministry of Climate and Environment 2020. Regulation of the Minister of Climate and Environment of December 11, 2020 on assessing the levels of substances in the air (Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 11 grudnia 2020 r. w sprawie dokonywania oceny poziomów substancji w powietrzu) (Dz.U. 2020, poz. 2279) (in Polish).
• Mirowski, T. and Orzechowska, M. 2015. The use of biomass fuels in individual heating in areas threatened by low emission (Wykorzystanie paliw biomasowych w ogrzewnictwie indywidualnym na obszarach zagrożonych niską emisją). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 18(4), pp. 75–88 (in Polish).
• OGIMET 2023. Database of current and archived weather conditions (Baza aktualnych oraz archiwalnych warunków pogodowych) [Online] https://www.ogimet.com/home.phtml.en. 2023. [Accessed: 2023-04-11] (in Polish).
• Tumidajski et al. 2009 – Tumidajski, T., Foszcz, D., Niedoba, T. and Siewior, J. 2009. Stochastic models of air pollution in industrial agglomerations (Modele stochastyczne zanieczyszczeń powietrza w aglomeracjach przemysłowych). Rocznik Ochrona Srodowiska 11(1), pp. 543–554 (in Polish).
• Wierzbińska et al. 2023 – Wierzbińska, M., Kozak, J. and Zając, E. 2023. Variability of PM10 particulate matter concentrations in the area of Krościenko nad Dunajcem in the years 2018–2022 (Zmienność stężeń pyłu zawieszonego PM10 w powietrzu na terenie Krościenka nad Dunajcem w latach 2018–2022). Polish Journal of Materials and Environmental Engineering 5(25), pp. 14–22 (in Polish).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).