Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessing the impact of wind speed and mixing-layer height on air quality in Krakow (Poland) in the years 2014-2015

Oleniacz R., Bogacki M., Szulecka A., Rzeszutek M., Mazur M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 2/II

315--342

EN

The paper discusses the role of wind speed and mixing-layer height in shaping the levels of pollutant concentrations in the air of Krakow (Southern Poland). The hourly averaged measurements of concentrations of selected air pollutants and wind speed values from the period of 2014-2015, recorded at two of the air quality monitoring stations within Krakow (both industrial and urban background) were used for this purpose. Temporal variability of mixing-layer height in the area of the monitoring stations was determined using numerical modelling with the CALMET model and the measurements derived from, i.a., two upper air stations. It was found that wind speed and mixing-layer height are in at least moderate agreement with the concentration values for some pollutants. For PM10, PM2.5, NO2, NOx, CO and C6H6 correlation coefficient is of negative value, which indicates that the low wind speed and low mixing-layer height may be the dominant reason for elevated concentrations of these substances in the air, especially in the winter months. Moderate but positive correlation was found between O3 concentrations and analysed meteorological parameters, proving that the availability of appropriate precursors and their inflow from the neighbouring areas have an important role in the formation of tropospheric ozone. On the other hand, in case of SO2, a weak both positive and negative correlation coefficient was obtained, depending on the period and location of the station concerned.

PL

W pracy omówiono rolę, jaką pełni prędkość wiatru i wysokość warstwy mieszania w kształtowaniu poziomów stężeń zanieczyszczeń w powietrzu w Krakowie (Południowa Polska). W tym celu wykorzystano 1-godzinne wyniki pomiarów stężeń wybranych zanieczyszczeń powietrza oraz prędkości wiatru z okresu 2014-2015, realizowanych w obszarze miasta Krakowa w dwóch stacjach monitoringu jakości powietrza (stacji przemysłowej i tła miejskiego). Czasową zmienność wysokości warstwy mieszania w rejonie danej stacji monitoringowej wyznaczono metodą modelowania z wykorzystaniem modelu CALMET i wyników pomiarów pochodzących m.in. z dwóch stacji aerologicznych. Stwierdzono co najmniej umiarkowaną zależność pomiędzy prędkością wiatru i wysokością warstwy mieszania oraz stężeniami niektórych zanieczyszczeń powietrza. W przypadku takich substancji, jak PM10, PM2,5, NO2, NOx, CO i C6H6 korelacja ta jest ujemna, co świadczy o tym, że niska prędkość wiatru i mała wysokość warstwy mieszania może być główną przyczyną podwyższonych stężeń tych substancji w powietrzu, zwłaszcza w miesiącach zimowych. Dla O3 otrzymano korelację dodatnią z analizowanymi parametrami meteorologicznymi, świadczącą o tym, że w tworzeniu się ozonu istotną rolę odgrywa dostępność do odpowiednich prekursorów i intensywność ich napływu z sąsiednich terenów. Z kolei w przypadku SO2 uzyskano słabe korelacje dodatnie lub ujemne w zależności od rozpatrywanego okresu roku i lokalizacji stacji.

2

Zastosowanie systemu modeli CALMET/CALPUFF o wysokiej rozdzielczości do oceny wpływu na jakość powietrza spalarni odpadów komunalnych w Krakowie

Rzeszutek M., Oleniacz R.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2015

|

T. 18, nr 1

5--22

PL

W pracy przedstawiono kompleksową ocenę wpływu na jakość powietrza planowanego do uruchomienia pod koniec 2015 roku Zakładu Termicznego Przekształcania Odpadów Komunalnych (ZTPOK) w Krakowie, którego budowa ruszyła jesienią 2013 r. Modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym przeprowadzono przy wykorzystaniu zaawansowanego wielowarstwowego gaussowskiego modelu obłoku CALPUFF, którego algorytmy uwzględniają m.in. zróżnicowanie ukształtowania terenu. Dane przestrzenne powierzchni terenu w przyjętej domenie obliczeniowej pozyskano z numerycznego modelu terenu Shuttle Radar Topography Mission (SRTM3) oraz bazy danych pokrycia terenu CORINE Land Cover 2006 (CLC 2006) o rozdzielczości około 100 m. Warunki meteorologiczne wyznaczono za pomocą diagnostycznego modelu meteorologicznego CALMET na podstawie danych meteorologicznych, pochodzących ze stacji naziemnych oraz sondaży radarowych. Wyniki obliczeń wykonanych w siatce o bardzo dużej gęstości wskazują, że emisja zanieczyszczeń z ZTPOK w Krakowie, przyjęta na maksymalnym dopuszczalnym poziomie, nie przyczyni się do istotnego pogorszenia jakości powietrza w Aglomeracji Krakowskiej i sąsiednich gminach.

EN

In this paper there was presented a comprehensive assessment of the impact on air for the Municipal Solid Waste Incineration (MSWI) plant in Krakow with the planned start of operation by the end of 2015. Construction of the plant started in autumn 2013 in the district of Nowa Huta in Krakow. Modeling of the spread of pollutants in ambient air was conducted using an advanced multi-layer cloud CALPUFF Gaussian model, whose algorithms include, among other things, diversity of terrain. Spatial data of land area in the admitted computational domain are obtained from digital terrain model Shuttle Radar Topography Mission (SRTM3) and land cover database CORINE Land Cover 2006 (CLC 2006) with resolution of about 100 m. Meteorological conditions were determined using a diagnostic meteorological model CALMET based on meteorological data from subsurface stations and radar surveys. Spatial variability of the hourly, daily and annual averages of air pollutant concentrations was obtained in computing grid with very high density. The results of calculations indicate that pollutant emissions from MSWI plant in Krakow adopted at the maximum allowable level will not cause exceedances of acceptable levels or reference values in the air and will not also contribute to a significant deterioration of air quality in the Agglomeration of Krakow and neighboring municipalities.

3

Determination of Optimal Spatial Databases for the area of Poland to the Calculation of Air Pollutant Dispersion Using the CALMET / CALPUFF Model

Oleniacz R, Rzeszutek M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2014

|

Vol. 8, no. 2

57--69

EN

This paper presents a methodology for the preparation of three-dimensional spatial data and land use data for the purpose of modeling pollutant dispersion in the ambient air using a group of geophysical preprocessors of the CALMET / CALPUFF modeling system and the GIS software. Some space information data sources available to Poland were specified and their characteristics and availability were discussed. Particular attention was turned to the SRTM3 and GTOPO30 elevation data as well as the CLC2006 and GLCC land use data, for the preparation of computational grids of different resolutions. Groups of programs which can be used in order to form computational grids based on the above-mentioned databases were identified. The discussed spatial data preparation procedure was used for the area of the city of Krakow and the surrounding area. As a result of the conducted activities, processed information on the terrain in the adopted computational area, possible to be used in the calculation of a three-dimensional meteorological grid (CALMET) and in the calculation of pollutant dispersion in the ambient air (CALPUFF) was obtained.

PL

W pracy przedstawiono metodykę przygotowania trójwymiarowych danych przestrzennych i użytkowania terenu na potrzeby modelowania rozprzestrzenia się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym z zastosowaniem grupy preprocesorów geofizycznych systemu modelowania CALMET / CALPUFF i oprogramowania typu GIS. Wskazano niektóre dostępne dla terenu Polski źródła danych informacji o przestrzeni oraz omówiono ich charakterystykę i dostępność. Szczególną uwagę zwrócono na dane wysokościowe SRTM3 i GTOPO30 oraz dane użytkowania terenu CLC2006 i GLCC pod kątem przygotowania siatek obliczeniowych o różnej rozdzielczości. Wskazano grupy programów możliwych do zastosowania w celu utworzenia siatek obliczeniowych w oparciu o wyżej wymienione bazy danych. Omówiony sposób przygotowania danych przestrzennych został zastosowany dla obszaru miasta Krakowa i okolic. W efekcie przeprowadzonych działań uzyskano przetworzoną informację o terenie w przyjętym obszarze obliczeniowym możliwą do wykorzystania w obliczeniach trójwymiarowej siatki meteorologicznej (CALMET) oraz w obliczeniach rozprzestrzenia się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym (CALPUFF).

4

Assessment of the impact of spatial data on the results of air pollution dispersion modeling

Oleniacz R., Rzeszutek M.

Geoinformatica Polonica

|

2014

|

T. 13

57--68

EN

Advanced dispersion models, taking into account information on the relief and land cover, as well as temporal and spatial variability of meteorological conditions, are beginning to play an increasingly important role in the assessment of the impact on the air quality. There are numerous spatial databases which can be used in this type of a calculation process, however, there is no answer to the question of how the use of appropriate data set of terrain characteristics affects the results of the distribution of air pollutant concentrations at the surface of the ground. This paper presents two different sets of spatial data of the relief and land cover. Then, their impact on the results of modeling the propagation of pollutants in the ambient air was characterized, using the meteorological processor CALMET and the dispersion model CALPUFF. The obtained results of concentrations in the adopted calculation area were compared on the basis of statistical indicators used to assess pollution dispersion models contained in the statistical package BOOT Statistical Model Evaluation Software Package Version 2.0. The obtained results of calculations of the maximum 1-hour concentrations, the maximum 24-hour mean concentrations and annual mean concentrations for the prepared computational grids with a resolution of 1><1 km were analyzed.

PL

W ocenie wpływu na jakość powietrza coraz większą rolę zaczynają odgrywać zaawansowane modele dyspersji, uwzględniające informację o ukształtowaniu i pokryciu terenu, a także zmienność czasową i przestrzenną warunków meteorologicznych. Istnieje wiele przestrzennych baz danych, które można zastosować w tego typu procesie obliczeniowym, jednak brak jest odpowiedzi na pytanie jak użycie odpowiedniego zestawu danych cech terenu wpływa na wyniki rozkładu stężeń zanieczyszczeń w powietrzu przy powierzchni terenu. W niniejszym opracowaniu przedstawiono dwa odmienne zestawy danych przestrzennych rzeźby i pokrycia terenu. W następnej kolejności scharakteryzowano ich wpływ na wyniki modelowania propagacji zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym, stosując procesor meteorologiczny CALMET oraz model dyspersji CALPUFF. Porównania uzyskanych wyników stężeń w przyjętym obszarze obliczeniowym dokonano opierając się na wskaźnikach statystycznych stosowanych do oceny modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń zawartych w pakiecie statystycznym BOOT Statistical Model Evaluation Software Package Version 2.0. Analizie poddano otrzymane wyniki obliczeń stężeń maksymalnych jednogodzinnych, maksymalnych średniodobowych i średniorocznych dla przygotowanych siatek obliczeniowych o rozdzielczości 1 x 1 km.

5

Ocena efektów termomodernizacji budynków jednorodzinnych. 2. Ograniczenie wpływu na jakość powietrza atmosferycznego

Oleniacz R., Kasietczuk M., Rzeszutek M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/I

197--215

PL

W artykule oceniono stopień zmniejszenia wpływu na jakość powietrza zespołu budynków jednorodzinnych opalanych węglem kamiennym wynikający z realizacji pewnych prac termomodernizacyjnych, skutkujących ograniczeniem zużycia paliwa i redukcją emisji zanieczyszczeń do powietrza. Oceny dokonano na podstawie wyników modelowania dyspersji wybranych substancji (SO2, NO2, CO, PM10, B(a)P i PCDD/F) w powietrzu atmosferycznym przy wykorzystaniu modeli CALMET/CALPUFF. Proces obliczeniowy składał się z przygotowania danych przestrzennych cech terenu, utworzenia trójwymiarowej siatki danych meteorologicznych, zdefiniowania parametrów geometrycznych emitorów zastępczych i wykonania obliczeń rozkładów stężeń zanieczyszczeń w powietrzu dla przyjętych wariantów emisyjnych. Uzyskane wyniki obliczeń wskazują na możliwość występowania przekroczeń dopuszczalnych stężeń w powietrzu SO2, PM10 i B(a)P w przypadku emisji tych substancji z 60 tego typu budynków mieszkalnych położonych blisko siebie, cechujących się niską izolacyjnością termiczną. Zdecydowane ograniczenie tego oddziaływania możliwe jest poprzez przeprowadzenie szeregu prac zwiększających efektywność energetyczną tych budynków (wymiana okien, ocieplenie ścian zewnętrznych, docieplenie stropodachu i wymiana instalacji grzewczej). Zaproponowane działania pozwalają na zmniejszenie stężeń ww. substancji w powietrzu powodowanych emisją z tych budynków zdecydowanie poniżej poziomu dopuszczalnego z wyjątkiem B(a)P, w przypadku którego dotrzymanie dopuszczalnych stężeń średniorocznych w powietrzu wymaga dodatkowo zmiany rodzaju stosowanego paliwa.

EN

The article assesses to what extent reduced the impact on air quality of a complex of detached coal-fired houses as a result of some thermal renovation works which lowered the fuel consumption and reduced emissions of pollutants into the air. The assessment was done on the basis of results of dispersion modelling for selected substances (SO2, NO2, CO, PM10, B(a)P and PCDD/F) in the ambient air with the use of CALMET/CALPUFF models. The calculation process encompassed preparation of the data on spatial features of the area, making a threedimensional grid of meteorological data, definition of geometrical parameters of substitute emitters and making calculations of distribution of pollutants’ concentrations for adopted emission variants. The obtained calculation results point to the possibility of exceedance of the permissible concentrations in the air of SO2, PM10 and B(a)P in case of emission of these substances from 60 residential buildings of the type situated close to each other and characterised by low thermal insulating power. It is possible to considerably reduce this impact by conducting a number of works increasing the energy efficiency of these buildings (replacement of windows, insulation of external walls, flat roof insulation and replacement of the heating system). The suggested measures will allow to reduce the concentrations of the aforementioned substances in the air resulting from emissions from these buildings, to the level definitely below the permissible level, with the exception of B(a)P, in case of which compliance with the permissible annual average concentrations in the air requires additionally to change the type of used fuel.