Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of point sources of pollution on air quality in Małopolska – first tests of a new version of forecasting of air pollution propagation system

Kaszowski Kamil, Godłowska Jolanta, Kaszowski Wiesław

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 85

59--80

EN

Polluted air is dangerous to human life and health. Particulate matter, among others PM10, is one of the most harmful substances. In Małopolska and its capital Kraków, the concentrations of harmful substances often exceed the standards set by the World Health Organization. Kraków, thanks to the ban on residential heating with solid fuels, has significantly reduced emissions of pollution, but they remain high in the remaining part of the region, affecting air quality in the capital as well. With the frequent occurrence of high concentrations of pollutants, in addition to the necessary measures aimed at reducing emissions, forecasting of air pollutant concentrations is needed to inform the population if normative concentrations are likely to be exceeded. The FAPPS (Forecasting of Air Pollution Propagation System), based on the AROME/MM5/CALMET/ CALPUFF model ensemble, has been operating in Małopolska since 2014 and has been used to create pollution concentration forecasts for Kraków and Małopolska. In this study, the influence of emissions from point sources on air quality in Małopolska was investigated based on the results of modelling with this system. Modelling results indicate that this influence is negligible. The quality of PM10 forecasts for four versions of the FAPPS system, differing in the meteorological model used – MM5 (Fifth-Generation Penn State/NCAR Mesoscale Model) or WRF (Weather Research and Forecasting) and the emission input (2015 emissions from the Małopolska Marshal’s Office, updated with data from the City of Kraków for 2018, or the 2020 emission inventory from the Central Emission Database) was tested. The quality of forecasts was assessed based on the results of measurements at the 22 air pollution monitoring stations for three smog episodes that occurred on 11–17.11.2021, 11–15.12.2021 and 13–18.03.2022. The best results for Kraków were obtained using an approach based on the WRF model and the emission inventory from the Central Emission Database, for which an RMSE (Root Mean Square Error) value of 30.02 µg/m3 was obtained for selected episodes. In the case of Małopolska, the lowest RMSE value (33.58 µg/m3 ) was obtained for the system using the emission inventory obtained from the Marshal’s Office and the WRF model. First tests indicate that changing the meteorological model from MM5 to WRF can lead to improved modelling results, but further research is needed to confirm it.

PL

Zanieczyszczone powietrze jest niebezpieczne dla ludzkiego życia i zdrowia. Pyły zawieszone, wśród nich PM10, to jedne z najbardziej szkodliwych substancji. W Małopolsce i jej stolicy Krakowie stężenia szkodliwych substancji często przekraczają normy ustalone przez Światową Organizację Zdrowia. Kraków dzięki zakazowi ogrzewania mieszkań za pomocą paliw stałych ograniczył w znacznym stopniu emisję zanieczyszczeń, jednakże emisja w pozostałej części regionu jest wysoka, wpływając na jakość powietrza także w jej stolicy. W sytuacji częstego występowania wysokich stężeń zanieczyszczeń, oprócz koniecznych działań ograniczających emisje, potrzebne jest też prognozowanie wysokości stężeń zanieczyszczeń powietrza, aby informować ludność o możliwości wystąpienia przekroczeń poziomu stężeń normatywnych. W Małopolsce od 2014 r. działa system FAPPS (Forecasting of Air Pollution Propagation System) oparty o zespół modeli AROME/MM5/ CALMET/CALPUFF, który jest wykorzystywany do tworzenia prognoz stężeń zanieczyszczeń dla Krakowa i Małopolski. W niniejszej pracy na podstawie wyników modelowania tym systemem zbadano, czy emisja ze źródeł punktowych może mieć znaczący wpływ na poziom stężeń PM10 na terenie Małopolski. Wyniki modelowania wskazują, że ten wpływ jest pomijalny. W pracy testowano także jakość prognoz PM10 dla czterech wersji systemu FAPPS, różniących się zastosowanym modelem meteorologicznym – MM5 (Fifth-Generation Penn State/NCAR Mesoscale Model) lub WRF (Weather Research and Forecasting) oraz wsadem emisyjnym (emisja z 2015 r. z małopolskiego urzędu marszałkowskiego, uaktualniona o dane z Urzędu Miasta Krakowa dla 2018 r., albo inwentaryzacja emisji z 2020 r. z Centralnej Bazy Emisji). Jakość prognoz oceniano na podstawie wyników pomiarów na stacjach GIOŚ dla trzech epizodów smogowych, które miały miejsce w dniach 11–17.11.2021 r., 11–15.12.2021 r. i 13–18.03.2022 r. Najlepsze wyniki dla miasta Krakowa uzyskano, stosując podejście oparte na modelu WRF i inwentaryzacji emisji z Centralnej Bazy Emisji, dla której dla wybranych epizodów uzyskano wartość RMSE (Root Mean Square Error – średni błąd kwadratowy) równą 30,022 µg/m3 . W przypadku Małopolski najmniejszą wartość RMSE (33,579 µg/m3 ) uzyskano dla systemu używającego inwentaryzacji emisji uzyskanej z małopolskiego urzędu marszałkowskiego i modelu WRF. Pierwsze testy wskazują, że zmiana modelu meteorologicznego z MM5 na WRF może przynieść poprawę wyników modelowania, jednak konieczne są dalsze badania.

2

Application of the FAPPS system based on the CALPUFF model in short-term air pollution forecasting in Krakow and Lesser PolandApplication of the FAPPS system based on the CALPUFF model in short-term air pollution forecasting in Krakow and Lesser Poland

Godłowska Joanna, Kaszowski Kamil, Kaszowski Wiesław

Archives of Environmental Protection

|

2022

|

Vol. 48, no. 3

109--117

EN

The aim of the study is to present the FAPPS (Forecasting of Air Pollution Propagation System) based on the CALPUFF puff dispersion model, used for short-term air quality forecasting in Krakow and Lesser Poland. The article presents two methods of operational air quality forecasting in Krakow. The quality of forecasts was assessed on the basis of PM10 concentrations measured at eight air quality monitoring stations in 2019 in Krakow. Apart from the standard quantitative forecast, a qualitative forecast was presented, specifying the percentage shares of the city area with PM10 concentrations in six concentration classes. For both methods, it was shown how the adjustment of the emissions in the FAPPS system to changes in emissions related to the systemic elimination of coal furnaces in Krakow influenced the quality of forecasts. For standard forecasts, after the emission change on June 7, 2019, the average RMSE value decreased from 23.9 μg/m3 to 14.9 μg/m3, the average FB value changed from -0.200 to -0.063, and the share of correct forecasts increased from 0.74 to 0.91. For qualitative forecasts, for the entire year 2019 and separately for the periods from January to March and October to December, Hit Rate values of 5.43, 2.18 and 3.48 were obtained, the False Alarm Ratios were 0.28, 0.24 and 0,26, and the Probability of Detection values were 0.66, 0.75, and 0.74. The presented results show that the FAPPS system is a useful tool for modelling air pollution in urbanized and industrialized areas with complex terrain.

PL

Celem opracowania jest zaprezentowanie systemu FAPPS opartego o model dyspersji obłoku CALPUFF, wykorzystywanego do prognozowania krótkoterminowego jakości powietrza w Krakowie i Małopolsce. W artykule opisano system modelowania oraz przedstawiono dwie metody operacyjnego prognozowania jakości powietrza w Krakowie. Dla każdej z metod przedstawiono sposób przeprowadzenia oceny sprawdzalności prognoz. Jakość prognoz oceniano na podstawie stężeń pyłu zawieszonego PM10 mierzonych w ośmiu stacjach monitoringu jakości powietrza w 2019 roku w Krakowie. Oprócz standardowej prognozy ilościowej zaprezentowano jakościową prognozę obszarową, określającą udziały procentowe powierzchni miasta ze stężeniami PM10 w sześciu klasach stężeń. Dla obu metod pokazano jak dostosowanie emisji w systemie FAPPS do zmian emisji związanych z systemową eliminacją palenisk węglowych w Krakowie wpłynęło na jakość prognoz. Po zmianie emisji w dniu 7 czerwca 2019 średnia wartość RMSE spadła z 23,9 μg/m3 do 14,9 μg/m3, średnia wartość FB zmieniła się z -0,200 do -0,063, a udział poprawnych prognoz wzrósł średnio z 0,74 do 0,91. Jakość prognoz obszarowych oceniono dla całego roku 2019 i dwóch okresów sezonu grzewczego od stycznia do marca i od października do grudnia. Dla całego roku i obu okresów grzewczych uzyskano odpowiednio wartości Hit Rate równe 5.43, 2.18 i 3.48, wartości współczynnika fałszywych alarmów FAR równe 0.28, 0.24 i 0.26, a wartości prawdopodobieństwa wykrycia POD równe 0,66, 0.75 i 0.74. Przedstawione wyniki pokazują, że system FAPPS jest użytecznym narzędziem do modelowania zanieczyszczenia powietrza w zurbanizowanym i uprzemysłowionym terenie o skomplikowanej rzeźbie terenu.

3

Assessment of chemical transformation modules for secondary inorganic aerosol formation in CALPUFF model

Oleniacz R., Rzeszutek M., Bogacki M.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

57--66

EN

Air quality impact assessment is usually carried out with the application of simplified stationary dispersion models, which omit the chemical transformation process of air pollutants. Omission of this effect in the calculation process increases the uncertainty of the obtained results, and hinders the decision making process, related to air quality management. The paper presents a comparison of atmospheric dispersion modeling related to pollutants emitted from high industrial emitters, performed with and without consideration of various chemical transformation modules pertaining to the formation of inorganic aerosols, available in the CALMET/CALPUFF modeling system. A mechanism of inorganic aerosol formation in a liquid phase, considered in the ISORROPIA/RIVAD+AQUA module was observed to exert strong influence on calculation results referring to concentration levels of some air contaminants. The following was found out: more than a double decrease of the annual average concentration of SO2, and even more significant increase (from 7 to 10 times) of the annual average concentration of PM10 (as a sum of primary and secondary particles) in comparison to other considered chemical transformation modules (MESOPUFF, RIVAD/ARM3, ISORROPIA/RIVAD), and a variant with a chemical transformation module switched off (without taking into account the secondary inorganic aerosol formation).

PL

Ocena wpływu źródeł emisji na jakość powietrza wykonywana jest zwykle przy użyciu uproszczonych stacjonarnych modeli dyspersji, pomijających procesy przemian chemicznych zanieczyszczeń powietrza. Pominięcie tych efektów w procesie obliczeniowym powoduje zwiększenie niepewności uzyskanych wyników oraz utrudnia proces podejmowania prawidłowych decyzji związanych z zarządzaniem jakością powietrza. Praca przedstawia porównanie wyników modelowania dyspersji atmosferycznej zanieczyszczeń emitowanych z wysokich emitorów przemysłowych prowadzonych bez uwzględniania i z uwzględnianiem różnych modułów przemian chemicznych tworzenia się nieorganicznych aerozoli, dostępnych w systemie modelowania CALMET/CALPUFF. Wykazano istotny wpływ mechanizmu tworzenia się wtórnego aerozolu nieorganicznego w fazie wodnej, uwzględnianego w module ISORROPIA/RIVAD+AQUA, na wyniki obliczeń poziomów stężeń niektórych zanieczyszczeń w powietrzu. Stwierdzono m.in. ponad 2-krotny spadek średniego poziomu stężeń średniorocznych SO2 i jeszcze większy (od 7 do 10 razy) wzrost średnich wartości stężeń średniorocznych pyłu PM10 (suma cząstek pierwotnych i wtórnych) w porównaniu z innymi rozpatrywanymi modułami przemian chemicznych (MESOPUFF, RIVAD/ARM3, ISORROPIA/RIVAD) oraz wariantem z wyłączonym modułem przemian chemicznych (bez uwzględniania tworzenia się wtórnego aerozolu nieorganicznego).

4

Impact of Use of Chemical Transformation Modules in Calpuff on the Results of Air Dispersion Modelling

Oleniacz R., Rzeszutek M., Bogacki M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2016

|

Vol. 23, nr 4

605--620

EN

Assessment of the impact on air quality for combustion sources should be carried out using advanced modelling systems with chemical transformation modules taken into account, especially for the facilities characterized by significant emission of gaseous air pollutants (including SO2). This approach increases the reliability of the obtained evaluation results by modelling the formation of secondary inorganic aerosol (SIA) in the air which can substantially contribute to PM10. This paper assesses in this regard selected chemical transformation modules (MESOPUFF, RIVAD/ARM3, ISORROPIA/RIVAD) available in the CALPUFF model (v. 6.42) and its application in the atmospheric dispersion modelling of air emissions from a coal-fired large combustion plant (LCP) not equipped with a flue gas desulphurization (FGD) system. It has been proven that consideration an additional mechanism of secondary sulfate aerosol formation in aqueous phase in the ISORROPIA/RIVAD module (AQUA option) causes a significant increase in the annual average concentration of PM10 in the air compared to the other considered options, along with the calculation variant which excludes chemical transformation mechanisms. Type of the selected chemical transformation module has no significant effect on the results of modelled NO, NO2 and NOx concentrations in the air. However, it can lead to different SO2 results, especially for annual averaged, and in some points, for the hourly averaged concentrations.

5

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.

6

Impact of meteorological data resolution on the results of air quality modeling

Przybyła T.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2014

|

z. 70

83-84

EN

This paper presents the results of air quality modeling which was carried out for various resolution of meteorological data. The air quality assessment was made using in CALPUFF Modeling System.

7

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).

8

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.

9

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.

10

Zastosowanie wybranych modeli matematycznych do szacowania zasięgu szkodliwego oddziaływania instalacji przemysłu chemicznego w przypadku awarii

Sówka I., Skrętowicz M., Zwoździak P., Guz Ł., Zwoździak J., Sobczuk H.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 2

73--76

EN

Odor emission from terrain is usually of an incidental character and depends in general on local meteorology. Therefore, for prognosis of propagation of chemical compound emission in the odor generating event of plant failure an appropriate mathematical model should be applied. In this paper, an emergency situation involving styrene storage tank failure was examined. Analysis of styrene propagation was performed using Polish reference model based on Pasquill’s formula and CALPUFF model. The studies haves shown that odor concentrations in the vicinity of the plant calculated using the reference model were about 10 times lower than in case of CALPUFF model. Analysis of the results showed that outside the plant boundary styrene concentrations exceeding the value of 0.43 mg/m3 (1000 times above the threshold) occurred within a distance of up to 1000 m. The reference values for styrene (D1h=0.02 mg/m3) and odors (1 ouE/m3) were shown to be exceeded 100 times within the area of modeling. It was concluded that the increased odor concentration may be an indicator of a possible chemical installation failure or of an uncontrolled harmful chemical substance emission.

PL

Występowanie zapachu w terenie ma zazwyczaj charakter chwilowy i zależy głównie od sytuacji meteorologicznej, dlatego w przypadku prognozowania propagacji związków chemicznych emitowanych podczas awarii o charakterze odorotwórczym istotne jest zastosowanie odpowiedniego modelu matematycznego. W pracy przeanalizowano sytuację awaryjną polegającą na uszkodzeniu zbiornika magazynującego styren. Do analizy rozprzestrzeniania styrenu zastosowano polski model referencyjny oparty na formule Pasquilla oraz model CALPUFF. Badania wykazały, że obliczone za pomocą modelu referencyjnego stężenia zapachowe w najbliższym otoczeniu źródła emisji były około 10-krotnie mniejsze niż w przypadku modelu CALPUFF. Analiza wyników pokazała, że poza terenem zakładu chemicznego stężenia przekraczające wartość 0,43 mg/m3 (1000-krotne przekroczenie progu wyczuwalności) wystąpiły w odległości nawet do 1000 m. Wykazano, że na całym obszarze modelowania 100-krotnie przekroczona została wartość odniesienia w przypadku styrenu (D1h=0,02 mg/m3) oraz odorów (1 ouE/m3). Stwierdzono, że wystąpienie podwyższonego stężenia odorów w powietrzu może być wskaźnikiem ostrzegającym o możliwości wystąpienia awarii instalacji przemysłowej oraz niekontrolowanej emisji szkodliwych substancji chemicznych.