Air quality influence of selected pollutants emitted from a fire of 300 Mg of municipal waste on ambient air quality: an example of modelling with HYSPLIT

• Autorzy: Rogula-Kozłowska Wioletta , Bihałowicz Jan Stefan

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.0222

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych zanieczyszczeń powietrza wyemitowanych w pożarze 300 Mg odpadów na jakość powietrza atmosferycznego – przykład wykorzystania HYSPLIT

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Reducing the amount of waste disposed of in landfills requires treatment in specialised facilities. Potential threats that can arise both in waste processing and in its storage comprise a fire hazard. Waste fires hold a significant share of the total number of the largest fires in Poland. Fires in landfills and their treatment facilities are related to air quality since during a fire a large number of various pollutants is emitted into the atmosphere in a relatively short time. The paper discusses the impact of a fire taking place at a waste treatment facility on air quality, in which 300 Mg of municipal waste was burnt. Using the HYSPLIT package, the atmospheric dispersion of 23 selected organic and inorganic pollutants was determined and then analysed in GIS software. The concentrations were compared with reference values specified in relevant legal regulations. Of the 23 substances analyzed, the concentration levels were exceeded only for 6 substances at a distance of more than half a kilometre from the fire: benzo(a)pyrene, benzene, styrene, acetaldehyde, PM10, and NO2 . The substance with the greatest range as regards the reference concentration levels was benzo(a)pyrene, a compound with a proven carcinogenic effect, which indicates the importance of reducing landfill fires in the context of public health.

PL

Zmniejszenie ilości odpadów składowanych na wysypiskach wymaga ich przetwarzania w wyspecjalizowanych zakładach. Wśród zagrożeń, które pojawiają się zarówno w przetwarzaniu odpadów, jak i ich składowaniu, znajduje się zagrożenie pożarowe. Pożary odpadów mają znaczący udział w ogólnej liczbie największych pożarów w Polsce. Podczas pożaru duża liczba różnych zanieczyszczeń jest emitowana do atmosfery w stosunkowo krótkim czasie, w związku z czym pożary odpadów są związane z jakością powietrza atmosferycznego. W pracy omówiono wpływ pożaru w zakładzie przetwarzania odpadów na jakość powietrza, w którym spłonęło 300 Mg odpadów komunalnych. Przy wykorzystaniu pakietu HYSPLIT wyznaczono dyspersję atmosferyczną 23 wybranych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, a następnie przeanalizowano ją w oprogramowaniu GIS. Stężenia porównano z wartościami referencyjnymi określonymi w odpowiednich aktach prawnych. Spośród 23 analizowanych substancji poziomy odniesienia zostały przekroczone tylko dla 6 substancji w odległości ponad pół kilometra od ognia: benzo(a)pirenu, benzenu, styrenu, aldehydu octowego, PM10 i NO2 . Substancją o największym zakresie, jeśli chodzi o poziomy stężeń referencyjnych, był benzo(a)piren, związek o udowodnionym działaniu rakotwórczym, co wskazuje na znaczenie ograniczenia pożarów składowisk w kontekście zdrowia publicznego.

Słowa kluczowe

EN

waste fire; environmental impact; exposure to pollutant; atmospheric dispersion; HYSPLIT; fire risk; rescue management

PL

pożary odpadów; oddziaływanie na środowisko; ekspozycja na zanieczyszczenia; rozprzestrzenianie atmosferyczne; HYSPLIT; ryzyko pożarowe; zarządzanie akcją ratowniczą

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 83
• Strony: 33--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rogula-Kozłowska Wioletta

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0002-4339-0657

autor

Bihałowicz Jan Stefan

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0003-3465-5315

Bibliografia

• 1. Breeze P., Waste to Energy Technologies [in:] “Energy from Waste”, Elsevier, 2018, pp. 29–37 ISBN 978-0-08-101042-6.
• 2. Vainikka P., Nieminen M., Sipilä K., Waste Firing in Large Combustion Plants [in:] “Waste to Energy Conversion Technology”, Elsevier, 2013; pp. 98–119 ISBN 978-0- 85709-011-9.
• 3. Nam-Chol O., Kim W.-G., Investigation of Characterization of Municipal Solid Waste for Refuse-Derived Fuel, a Case Study, “Energy Sources Part Recovery Util. Environ. Eff.” 2017, 1–8, doi:10.1080/15567036.2017.1367869.
• 4. Thirugnanam, G.; Prakasam, V. Refuse Derived Fuel To Electricity, “Int. J. Eng. Res. Technol.” 2013, 2.
• 5. polishnews Osła, Lower Silesia Province. Fire at a Fuel Producing Plant., “Pol. News” 2022.
• 6. Bihałowicz J.S., Waste Fires in Poland and Some of Their Environmental Implications: A Ten-Year Perspective, “J Ecol Eng” 2022, 23, 147–157.
• 7. Bihałowicz J.S., Rogula-Kozłowska W., Krasuski A., Contribution of Landfill Fires to Air Pollution – An Assessment Methodology, “Waste Manag.” 2021, 125, 182–191, doi:10.1016/j.wasman.2021.02.046.
• 8. EEA EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guidebook 2016; 2016.
• 9. Lemieux P.M., Lutes C.C., Santoianni D.A., Emissions of Organic Air Toxics from Open Burning: A Comprehensive Review, 2004, Vol. 30, p. 32; ISBN 1-919541-05-5.
• 10. Głodek E., Porównanie Wielkości Emisji Zanieczyszczeń Dla Różnych Opcji Spalania Odpadów, “Pr. Inst. Ceram. Mater. Bud.” 2011, R. 4, No. 7, 89–96.
• 11. Pansuk J., Junpen A., Garivait S., Assessment of Air Pollution from Household Solid Waste Open Burning in Thailand, “Sustainability” 2018, 10, 2553–2553, doi:10.3390/ su10072553.
• 12. Dziennik Urzędowy (OJ) Regulation of the Minister for the Environment of 26 January 2010 on Reference Values for Certain Substances in the Air; 2010; Dz.U./Polish Journal of Laws 2010, item 87.
• 13. Stein A.F., Draxler R.R., Rolph G.D., Stunder B.J.B., Cohen M.D., Ngan F., NOAA’s HYSPLIT Atmospheric Transport and Dispersion Modeling System, “Bull. Am. Meteorol. Soc.” 2015, 96, 2059–2077, doi:10.1175/bams-d-14-00110.1.
• 14. Bihałowicz J.S., Rogula-Kozłowska W., Krasuski A., Salamonowicz Z., The Critical Factors of Landfill Fire Impact on Air Quality, “Environ. Res. Lett.” 2021, 16, 104026– 104026, doi:10.1088/1748-9326/ac27cd.
• 15. Bihałowicz J.S., The Cross-Boundary Impact of the Landfill Fires in Poland on Air Quality, “Sci. Bus. Soc.” 2021, 6, 11–14.
• 16. NOAA READY – Gridded Data Archives, Available online: https://www.ready.noaa. gov/archives.php (accessed on 2 July 2022).
• 17. QGIS Development Team QGIS Geographic Information System. Open Source Geospatial Foundation Project. Ver 3.22, Białowieża 2021.
• 18. Anioł E., Suder J., Bihałowicz J.S., Majewski G., The Quality of Air in Polish Health Resorts with an Emphasis on Health on the Effects of Benzo(a)Pyrene in 2015–2019, “Climate” 2021, 9, 74, doi:10.3390/cli9050074.
• 19. Bihałowicz J.S., Rogula-Kozłowska W., Krasuski A., Fires Impact on Air Quality: Extensive Analysis of Practical Indicators, “Aerosol Air Qual. Res.” 2022, 22, 220172, doi:10.4209/aaqr.220172.
• 20. Air Quality Guidelines for Europe; World Health Organization, Ed.; WHO regional publications; 2nd ed.; World Health Organization, Regional Office for Europe: Copenhagen, 2000; ISBN 978-92-890-1358-1.
• 21. United Nations Environment Programme, W.H.O., International Labour Organisation Styrene – Environmental Health Criteria 26. 1983.
• 22. EPA, Acetaldehyde Available online: https://www.epa.gov/sites/default/files/2016-09/ documents/acetaldehyde.pdf (accessed on 16 September 2022).
• 23. EPA, Nitrogen Dioxide’s Impact on Indoor Air Quality Available online: https://www. epa.gov/indoor-air-quality-iaq/nitrogen-dioxides-impact-indoor-air-quality (accessed on 17 September 2022).
• 24. Fu X., Wang T., Wang S., Zhang L., Cai S., Xing J., Hao J., Anthropogenic Emissions of Hydrogen Chloride and Fine Particulate Chloride in China, “Environ. Sci. Technol.” 2018, 52, 1644–1654, doi:10.1021/acs.est.7b05030.
• 25. EPA, Formaldehyde Available online: https://www.epa.gov/sites/default/files/2016-09/ documents/formaldehyde.pdf (accessed on 17 September 2022).
• 26. EPA, Acrolein Available online: https://www.epa.gov/sites/default/files/2016-08/documents/acrolein.pdf (accessed on 17 September 2022).
• 27. Fay M., Llados F., Risher J., Williams M., Toxicological Profile for Cresols; Environmental Protection Agency. United States, Ed.; U.S. Dept. of Health and Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2008.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).