Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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).

2

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.

3

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.

4

Wpływ instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych na jakość powietrza

Oleniacz R.

Nowa Energia

|

2015

|

nr 2-3

49--57

PL

Na przełomie lat 2014/2015 planowane jest uruchomienie w Polsce kilku nowych zakładów termicznego przekształcania odpadów komunalnych. Działalność tego typu obiektów zwykle wzbudza spore obawy lokalnej społeczności związane z ich potencjalnym negatywnym wpływem na jakość powietrza. Czy obawy te są jednak uzasadnione? W artykule scharakteryzowano dopuszczalne emisje zanieczyszczeń do powietrza obowiązujące dla nowych spalarni odpadów komunalnych, rzeczywiste emisje zachodzące z tego typu obiektów oraz aktualny stan wiedzy na temat ich oddziaływania na stan zanieczyszczenia powietrza.

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 the Municipal Solid Waste Incineration Plant in Warsaw on Air Quality

Oleniacz R.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2014

|

Vol. 8, no. 4

25--42

PL

Jedyna polska spalarnia odpadów komunalnych jest eksploatowana na terenie Zakładu Unieszkodliwiania Stałych Odpadów Komunalnych (ZUSOK) w Warszawie od roku 2000. W pracy przedstawiono wybrane wyniki oceny wpływu tej spalarni na jakość powietrza w jednorocznym okresie jej funkcjonowania (rok 2008), który można uznać za typowy dla tego zakładu pod względem ilości spalanych odpadów i emisji substancji zanieczyszczających. Ocena jej oddziaływania na jakość powietrza opiera się na porównaniu poziomów emisji zanieczyszczeń do powietrza z odpowiednimi standardami emisyjnymi i modelowaniu dyspersji wybranych substancji w powietrzu atmosferycznym. Wykazano, że spalarnia odpadów komunalnych w Warszawie jest mało istotnym źródłem zanieczyszczeń emitowanych do powietrza i powoduje nieznaczne jego zanieczyszczenie w zasięgu swojego oddziaływania. Planowana w następnych latach rozbudowa tej spalarni powodująca kilkukrotne zwiększenie jej zdolności przerobowej przy dalszym dotrzymywaniu standardów emisyjnych również nie powinna spowodować istotnego pogorszenia jakości powietrza atmosferycznego.

EN

The only Polish municipal solid waste (MSW) incinerator has been operating within the Municipal Solid Waste Disposal Plant in Warsaw since 2000. In the paper selected results of the air quality impact assessment for this incinerator during an operating period of one year (2008) are presented. With respect to the incinerated waste amounts and emission levels, the analysed period can be considered typical for this facility. Assessment of the air quality impact was carried out by assessing air pollutant emissions in reference to the applicable emission limit values and by modeling atmospheric dispersion of these pollutants. It has been found that the MSW incineration plant in Warsaw is an insignificant air pollutant source and causes slight air pollution within its impact range. Pollutant concentrations caused in the atmosphere are many times lower than the permissible substance levels and reference values valid for a given substance. Planned as a result of the expansion of the incineration plant, the increase in its processing capacity while continuing to meet the emission standards should also not cause a significant impact on air quality.

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

Ocena efektów termomodernizacji budynków jednorodzinnych. 1. Zmniejszenie zużycia ciepła i emisji zanieczyszczeń do powietrza

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

183--196

PL

Jednym z działań pozwalających na ograniczenie emisji zanieczyszczeń do powietrza z sektora mieszkalnego jest zmniejszenie zapotrzebowania na energię, co najprościej można uzyskać poprzez przeprowadzenie jego termomodernizacji. W pracy przeanalizowano kilka możliwych wariantów termomodernizacji budynku mieszkalnego charakterystycznego dla budownictwa jednorodzinnego z lat 70. i 80. XX wieku w Polsce (wymiana okien, docieplenie ścian zewnętrznych, docieplenie stropodachu i wszystkie ww. działania połączone z wymianą instalacji grzewczej). Każdy z rozpatrywanych wariantów oceniono pod kątem zapotrzebowania na ciepło oraz emisji podstawowych zanieczyszczeń powietrza. W ocenie uwzględniono zużycie ciepła na ogrzewanie, wentylację oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej przy założeniu, że analizowany budynek jest opalany węglem i znajduje się w III strefie klimatycznej (projektowa temperatura zewnętrzna - 20˚C, średnia roczna temperatura zewnętrzna +7,6˚C). W okresie pozagrzewczym przyjęto codzienne uruchamianie kotła na dwie godziny w celu wytworzenia ciepłej wody użytkowej. Obliczenia emisji zanieczyszczeń do powietrza wykonano dla SO2, NO2, CO, PM10, B(a)P i PCDD/F z wykorzystaniem odpowiednich wskaźników emisji rekomendowanych przez Europejską Agencję Ochrony Środowiska. Zmniejszenie całkowitego zapotrzebowania na ciepło w paliwie oraz emisji zanieczyszczeń do powietrza uzyskano na poziomie ok. 3 % w przypadku przeprowadzenia tylko wymiany okien, ponad 26 % w przypadku ocieplenia ścian zewnętrznych lub stropodachu oraz o ok. 59 % w przypadku realizacji wszystkich tych działań na raz w połączeniu z zastosowaniem bardziej sprawnego kotła.

EN

One of the measures allowing to reduce the emissions of pollutants into the air from the housing sector is decrease in the energy demand, which can be most easily achieved by thermal renovations. This paper analyses some possible variants of thermomodernization of a residential building typical for single-family housing construction of the 1970s and 1980s in Poland (replacement of window frames, insulation of external walls, flat roof insulation and all of the abovementioned measures together with heating system replacement). Each of the considered variants was assessed in respect to the heat demand and emission of basic pollutants into the air. The assessment also considered heat consumption for heating purposes, ventilation and preparation of domestic hot water assuming that the analysed building is coal-fired and situated in the 3rd climatic zone (the projected outside temperature -20˚C, the annual average outside temperature +7.6˚C). It was assumed that outside of the heating season the boiler runs daily for two hours to produce domestic hot water. The calculations of pollutant emissions into the air were made for SO2, NO2, CO, PM10, B(a)P and PCDD/F with the use of respective emission indicators recommended by the European Environment Agency. The achieved reduction in total heat demand in the fuel and in the emissions of pollutants into the air was at the level of ca. 3% for replacement of windows only, over 26% for insulation of external walls or the flat roof and ca. 59% for all of these measures done at the same time along with the use of a more efficient boiler.

11

Co-incineration of large quantities of alternative fuels in a cement kiln - the problem of air pollutant emissions

Oleniacz R., Kasietczuk M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2012

|

Vol. 6, no. 4

47--59

EN

Over the last few years, a significant increase in the use of alternative fuels in the Polish cement industry has been observed. These are mainly waste and waste-derived fuels. The national leader in this field is Chełm cement plant, with the share of alternative fuels in the cement kiln heat balance reaching in 2012 the level of 78.5%. In this paper, an analysis of the emission rate of air pollutants from cement clinkering process in the above-mentioned cement plant in the years 1998-2012 was carried out, using the results of continuous and periodic measurements. The compliance with the emission limit values applicable for cement kilns co-incinerating waste was assessed, and the influence of large amounts of burnt alternative fuels on the emission of substances such as nitrogen oxides (NOx), sulphur dioxide (SO2), total dust, carbon monoxide (CO), hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF), total organic carbon (TOC), heavy metals (Hg, Cd, Tl, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni and V) as well as polychlorinated dibenzo-p-dioxins and furans (PCDD/Fs).

PL

W ciągu kilku ostatnich lat obserwuje się znaczny wzrost ilości paliw alternatywnych stosowanych w polskim przemyśle cementowym. Są to głównie odpady i paliwa pozyskane z odpadów. Krajowym liderem w tym zakresie jest Cementownia Chełm, w której udział paliw alternatywnych w bilansie cieplnym pieca cementowego w roku 2012 osiągnął poziom 78,5%. W artykule dokonano analizy wielkości emisji zanieczyszczeń do powietrza z procesu wypalania klinkieru cementowego w ww. cementowni w latach 1998-2012 z wykorzystaniem wyników pomiarów ciągłych i okresowych. Oceniono spełnianie standardów emisyjnych obowiązujących względem pieców cementowych, w których są współspalane odpady, oraz określono wpływ dużych ilości spalanych paliw alternatywnych na emisję takich substancji, jak: tlenki azotu (NOx), dwutlenek siarki (SO2), pył ogółem, tlenek węgla (CO), chlorowodór (HCl), fluorowodór (HF), całkowity węgiel organiczny (TOC), metale ciężkie (Hg, Cd, Tl, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni i V) oraz polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i furany (PCDD/Fs).

12

Air pollutant emissions during baking of semi-finished graphite products in a tunnel furnace

Bogacki M., Oleniacz R., Mazur M., Szczygłowski P.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 1

15-23

EN

Baking of semi-finished graphite products in a tunnel furnace is the source of many air pollutants present in both the gaseous and solid phases. The goal of this study was to assess emission rates into the air of the substances such as: CO, NOx, SO2, H2S, CH4, aliphatic hydrocarbons C1-C6, BTEX, total dust, tar substances and PAHs. The research showed a small time-dependence of the emission rates for the majority of the substances analysed. Concentrations of the analysed substances in exhaust gases were in the majority of cases at a low level, except for BTEX and PAHs.

13

Suchy system oczyszczania spalin ze spalania odpadów niebezpiecznych - ocena skuteczności usuwania substancji gazowych i możliwości spełniania standardów emisyjnych

Oleniacz R.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2009

|

T. 12, nr 2

85-99

PL

Obiektem badań była instalacja spalania odpadów medycznych o wydajności maksymalnej 150 kg/h, wyposażona w suchy system oczyszczania spalin, oparty na procesie adsorpcji zanieczyszczeń na sorbencie wapniowo-węglowym i zatrzymywaniu sorbentu w wysokosprawnym urządzeniu odpylającym (filtrze ceramicznym o gwarantowanym stężeniu pyłu na wylocie poniżej 5 mg/mn3). W charakterze sorbentu wykorzystywane było wysokoreaktywne wapno hydratyzowane z 5 ÷ 10% dodatkiem węgla aktywnego. Sorbent ten podawany był do spalin w minimalnych zalecanych ilościach (4 ÷ 5 kg/h). Celem badań była m.in. ocena skuteczności usuwania ze spalin wybranych substancji gazowych (SO2, NOx, HCl, HF, HCN i BTX) oraz możliwości spełniania standardów emisyjnych określonych dla instalacji spalania odpadów. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i analiz stwierdzono, że wysoką skuteczność oczyszczania otrzymano jedynie dla takich substancji, jak SO2, HCN i etylobenzen. Tego typu całkowicie suchy system oczyszczania spalin niezbyt dobrze radzi sobie z zatrzymywaniem niektórych zanieczyszczeń występujących w fazie gazowej (np. HCl), co w sytuacji okresowego wzrostu ilości substancji unoszonych z procesu spalania może skutkować niedotrzymywaniem standardów emisyjnych. Problem ten może dotyczyć także innych substancji (np. HF, NOx czy SO2) w przypadku spalania odpadów niebezpiecznych zawierających dużo wyższe ilości fluoru, azotu czy siarki. W tych przypadkach niezbędne jest stosowanie bardziej skutecznych metod ograniczania emisji do powietrza i/lub zoptymalizowanie pracy suchego systemu oczyszczania spalin.

EN

The research object was a medical waste incineration plant with a capacity of 150 kg per hour equipped with a flue-gas treatment system based on dry sorption process using a lime-carbon reagent with adsorbent removing in high-efficiency particulate collector. As the dry sorption agent was used a mixture of high reactive hydrated lime and activated carbon injected to combustion gases by pneumatic feeder in the minimal recommended amount (4 ÷ 5 kg/h). Activated carbon content in the mixture was 5 ÷ 10% by mass. Applied collector was a ceramic filter with total filtration area of 120 m2 and guaranteed outlet dust concentration under 5 mg/mn3. One of the research aims was the evaluation of removal efficiency selected gaseous compounds (SO2, NOx, HCl, HF, HCN and BTX) from flue-gas and possibilities of comply with emission limit requirements for waste incinerators. Based on carried out measurements and analysis there was claimed that high efficiency of the flue-gas cleaning was only for such substances like SO2, HCN and ethylbenzene. This type of full dry flue-gas treatment system was not too adequate for other pollutants existing in gas phase (for example HCl). Consequently, the system could not comply with the emission standards during temporary increasing of the substances released from the incineration process. This problem did not occur with reference to the substances, which concentrations in raw gases were under emission limits (like HF and NOx), but during incineration of other hazardous wastes with much higher fluorine, nitrogen and sulphur content dry flue-gas cleaning could not be sufficient to the comply with emission standards for HF, NOx and SO2. In the cases, wet treatment or other methods of the emissions control might be necessary as well as improvement of the dry system operation connected with additional moisturizing and cooling of raw gases before the sorbent injection, increasing the sorbent mass flow and applying more powdered or impregnated adsorbents.

14

Uncontrolled combustion of household wastes and vegetation remains in a rural community – questionnaire results

Oleniacz R., Tomkowicz A.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2009

|

Vol. 3, no. 2

71-79

EN

The paper presents the results of questionnaire studies referring to the problem of uncontrolled burning of wastes and vegetation remains in a selected Polish community. The questionnaire covered 100 residents of the community, representing all the age groups and education levels. Based on this it was found that the combustion of wastes in households (mainly to obtain heat) and/or open combustion of plant remains and other garbage takes place in more than half households. Such actions are much more frequent in case of elderly and worse educated people than in case of younger and better educated ones. This is partially a result of lower awareness of elderly and poorer educated people about the threats for environment. Among the burned wastes the most often mentioned were newspapers, magazines, cardboard and packages of plastic, including PET bottles. Some inhabitants also admitted burning PVC materials, clothes, shoes, tyres, varnished wood and other wastes, which could form large quantities of toxic emissions, including organic ones, e.g. chlorinated dioxins and furans or polycyclic aromatic hydrocarbons. People commonly burning different wastes and other garbage usually did not hear about the mentioned above substances or did not realized the significance of the problem. However, in the questionnaire, they expressed the will to limit such a way of wastes neutralization in their households.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań ankietowych dotyczących problemu niekontrolowanego spalania odpadów i pozostałości roślinnych w wybranej polskiej gminie. Ankietą objęto 100 mieszkańców gminy reprezentujących wszystkie przedziały wiekowe i różne poziomy wykształcenia. Na jej podstawie stwierdzono, że spalanie odpadów w paleniskach domowych (głównie w celach grzewczych) i/lub otwarte spalanie pozostałości roślinnych i innych śmieci ma miejsce w ponad połowie posesji. Tego typu działania są zdecydowanie częstsze w przypadku osób starszych i gorzej wykształconych niż młodszych i lepiej wykształconych, co wynika po części z mniejszej świadomości o wynikających stąd zagrożeniach dla środowiska. Wśród spalanych odpadów wymieniane były najczęściej gazety, kolorowe pisma, tektura i opakowania z tworzyw sztucznych, w tym m.in. butelki PET. Część mieszkańców przyznała się także do spalania materiałów z PVC, odzieży, obuwia, opon, lakierowanego drewna i innych tego typu odpadów mogących powodować powstawanie dużych ilości toksycznych składników spalin, w tym trwałych zanieczyszczeń organicznych, jak np. chlorowane dioksyny i furany czy wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Osoby spalające różnego rodzaju odpady poużytkowe i inne śmieci przeważnie nie słyszały o ww. substancjach lub nie zdawały sobie sprawy z wagi problemu. Wyraziły one jednak w ankiecie wolę ograniczenia w przyszłości tego typu sposobu pozbywania się odpadów domowych.

15

Air pollutant emissions from process of mixing materials used for manufacturing small products from carbon and graphite

Mazur M., Bogacki M., Oleniacz R., Szczygłowski P.

Environment Protection Engineering

|

2008

|

Vol. 34, nr 4

119-127

EN

The paper characterises the method of preparing the HCC and Rubba-type materials used to manufacture small products from carbon and graphite and the composition of waste gases escaping from the mixers for these materials. For the process of mixing the two materials under examination, two measurement series were completed, mainly covering the period between a binder adding to a properly preheated dry mass and a mixer discharging. The results shown apply only to those substances which occur just in the gaseous phase, that is CO, CO2, O2, H2, aliphatic hydrocarbons (C1-C6) and BTX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene) as well as solid substances, including total dust, tar substances, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), and total organic carbon in solid phase.

PL

Scharakteryzowano metody przygotowania tworzyw typu HCC i Rubba stosowanych do produkcji drobnych wyrobów węglowych i grafitowych, a także skład gazów odlotowych odprowadzonych z mieszarek tych tworzyw. Dla procesu mieszania każdego z dwóch tworzyw wykonano po dwie kompletne serie pomiarowe, obejmujące przeważnie okres od zalania lepiszczem odpowiednio podgrzanej suchej masy aż do momentu rozładunku mieszalnika. Otrzymane wyniki pokazują zawartość takich substancji występujących w fazie gazowej jak: CO, CO2, O2, H2, węglowodory alifatyczne (C1-C6) oraz BTX (benzen, toluen, etylobenzen i ksylen), a także substancji pyłowych z uwzględnieniem pyłu ogółem, substancji smołowych, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) oraz całkowitego węgla organicznego w fazie stałej.

16

Ocena wpływu planowanego zakładu termicznego przekształcania odpadów komunalnych na jakość powietrza w Krakowie

Oleniacz R., Pilch M.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2008

|

Vol. 9

19-27

PL

Budowa zakładu termicznego przekształcania odpadów komunalnych jest najbardziej optymalnym rozwiązaniem z punktu widzenia Programu Zarządzania Gospodarką Odpadami Stałymi w Krakowie i proponowanych scenariuszy Gospodarki Odpadami Komunalnymi. W pracy przedstawiono ocenę wpływu na jakość powietrza w Krakowie tego typu zakładu o wydajności 255 000 ton/rok. W ocenie założono występowanie emisji zanieczyszczeń powietrza na maksymalnym poziomie wynikającym ze standardów emisyjnych określonych dla instalacji spalania odpadów przy czasie pracy każdej z dwóch planowanych linii technologicznych 7500 godz./rok. Uzyskane wyniki obliczeń wykazały, że uruchomienie spalarni tej wielkości nie spowoduje istotnego pogorszenia jakości powietrza w Krakowie bez względu na jej ostateczną lokalizację. Zaleca się jednak, aby w zasięgu bezpośredniego oddziaływania spalarni nie znajdowała się gęsta zabudowa mieszkalna.

EN

Building of municipal waste incineration plant is considered optimal in the Programme of Management of Solid Waste in Krakow as well as in proposed scenarios of Municipal Waste Management. Evaluation of impact of the incineration plant with a capacity of 255 000 tons per year on air quality in Krakow is presented in this work. The evaluation is based on assumption that air pollutant emissions from the incinerator will be at the highest allowed level resulting from emission limits for waste incineration plants with operation time each of two planned lines 7500 hours per year. Calculation results support the thesis that building the incineration plant of this size will not cause significant worsening of air quality in Krakow independently of final localization. It is recommended, however, not to place the plant near densely populated areas.

17

Wpływ dużej spalarni odpadów przemysłowych i niebezpiecznych na jakość powietrza

Oleniacz R., Rusztowicz L.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2007

|

Vol. 1, no. 1

83-92

PL

Spalanie odpadów wiąże się z nieuniknioną emisją zanieczyszczeń do atmosfery, a tym samym negatywnym oddziaływaniem na jakość powietrza. Skala tego oddziaływania jest jednak często wyolbrzymiana. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w atmosferze przeprowadzonych dla jednej z największych spalarni odpadów przemysłowych funkcjonujących w Polsce (o zdolności przerobowej 3 tony na godzinę), w której w znacznych ilościach przekształcane są termicznie odpady niebezpieczne. Wyniki te potwierdzają fakt, że spalarnia spełniająca wymogi najlepszych dostępnych technik (BAT), określone dla spalania odpadów niebezpiecznych, w małym stopniu wpływa na zanieczyszczenie powietrza. Jest to głównie efektem wysokiej skuteczności oczyszczania gazów odlotowych i występowania emisji substancji zanieczyszczających na bardzo niskim poziomie (dużo poniżej obowiązujących standardów emisyjnych).

EN

Waste incineration causes unavoidable pollutant emissions to atmosphere and thus negative impact on air quality, but scale of the influence is often exaggerated. In the paper computation results of the atmospheric dispersion of pollutants were presented for one of the largest industrial waste incineration plant existing in Poland (incinerator capacity: 3 ton per hour) where hazardous wastes are thermal treated in significant amount. The results confirm the fact that the waste incineration plant meeting best available techniques (BAT) requirements determined for hazardous waste incineration influence on air quality to a small extent. This effect is caused mainly by high efficiency of the flue gas treatment and very low air pollutant emissions (far less then the forced emission limits).

18

Emisja zanieczyszczeń z procesu grafityzacji elektrod węglowych w piecach LWG (Castnera). Część 2, Wybrane substancje pyłowe

Mazur M., Oleniacz R., Bogacki M., Szczygłowski P.

Inżynieria Środowiska / Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie

|

2006

|

T. 11, z. 1

27-38

PL

W pracy przedstawiono wyniki pomiarów ilości substancji pyłowych odprowadzanych i emitowanych do powietrza z elektrycznych pieców oporowych typu LWG (Castnera) podczas procesu grafityzacji elektrod węglowych. Badaniami objęto pył ogółem, substancje smołowe oraz 16 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Pomiary przeprowadzono zarówno przed, jak i za systemem oczyszczania gazów odlotowych (dopalanie katalityczne i oczyszczanie mokre). W ten sposób oceniono także zmiany stężeń substancji w gazach pografityzacyjnych po ich przejściu przez system oczyszczania. Jak wynika z przeprowadzonych badań, proces grafityzacji elektrod węglowych w piecu LWG nie jest istotnym źródłem emisji substancji pyłowych, ale w obrębie reaktorów katalitycznego dopalania gazów odlotowych zachodzi zwiększenie zawartości substancji smołowych i WWA w tych gazach oraz zmiana profilu WWA

EN

In the paper the measurement results of quantity of dust pollutants originated and emitted to air from resistor stoves of type LWG (Castner) during graphite process of coal electrodes were introduced. The investigation was carried out for total dust, total tar substances and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The measurements were performed both before and after the flue gas control system (catalytic burning and wet cleaning). Thus changes of the substance concentrations in the gases for the cleaning system were estimated. As a result of the investigation was conclusion that the graphite process of coal electrodes in LWG stoves is not a significant source of dust emissions. Although there is occurred increasing of total tar substances and PAHs concentrations in the gases and changing of PAHs profile within the catalytic reactors using for the flue gas burning

19

Emisja zanieczyszczeń z pieca Achesona do grafityzacji wyrobów drobnych

Mazur M., Oleniacz R., Bogacki M., Szczygłowski P.

Inżynieria Środowiska / Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie

|

2006

|

T. 11, z. 2

145-159

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wielkości emisji zanieczyszczeń do powietrza z procesu grafityzacji wyrobów drobnych w piecu elektrycznym oporowym Achesona o zdolności przerobowej ok. 5,5 Mg tworzywa. Badania przeprowadzono dla dwóch rodzajów tworzyw (tworzywo oparte na koksie naftowym oraz tworzywo oparte na koksie pakowym). Dla każdego tworzywa wykonano ok. 40-godzinne serie pomiarowe obejmujące głównie takie substancje, jak: tlenek węgla, węglowodory, tlenki azotu, dwutlenek siarki, siarkowodór, dwusiarczek węgla, amoniak, benzen, toluen, ksyleny, pył ogółem, substancje smołowe i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Przedstawiono m.in. ich średnie i maksymalne stężenia oraz strumienie masy w gazach emitowanych do powietrza oraz średnie wskaźniki emisji dla poszczególnych tworzyw.

EN

In the paper research results of the air pollutant emissions from the graphitising process of fine products in the electric resistance Acheson furnace (discharge capacity 5,5 Mg) were presented. Research was performed for two kinds of raw material inputs (based on petroleum coke and pitch coke). Approximately 40-hours measurement series were carried out for each material including mainly such substances like carbon monoxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, sulphur dioxide, hydrogen sulphide, carbon disulphide, ammonia, benzene, toluene, xylenes, total dust, tar substances and polycyclic aromatic hydrocarbons. Both average and maximum concentrations and mass streams in the flue gases and average emission factors were presented for the substances.

20

Real-time measurement of the size of air particulates

Bogacki M., Oleniacz R., Mazur M., Kamiński S.

Environment Protection Engineering

|

2006

|

Vol. 32, nr 3

69-73

EN

The gravimetric method of measuring PM10 particulate concentration in the air is the reference method used in Poland and in the European Union. To gain information on mass fractions of lower-diameter particulates (e.g., PM5, PM2.5 or PM1) one usually has to apply various pre-sorters (most often of the impact type). This paper presents a new device for measuring air particulate sizes in real time. The device makes it possible to classify (sort) air particulates according to size into 256 granularity classes from about 0.4 žm up to 300 žm. The tests of a device prototype were conducted in Warsaw on the turn of 2005/2006.

PL

W Polsce i Unii Europejskiej referencyjną metodą pomiaru stężenia PM10 w powietrzu jest metoda grawimetryczna. Informację o udziale wagowym w powietrzu cząstek o średnicach mniejszych od 10 m (np. PM5, PM2,5 czy PM1) uzyskuje się zwykle, stosując różnego rodzaju rozdzielacze wstępne (najczęściej impakcyjne). W artykule przedstawiono nową metodę pomiarową umożliwiającą ocenę wielkości cząstek w powietrzu w czasie rzeczywistym. Metoda ta pozwala ocenić wielkości cząstek w 256 klasach ziarnowych począwszy od 0,4 m aż do 300 m. Badania o charakterze wdrożeniowym były prowadzone w powietrzu miejskim (Warszawa) na przełomie lat 2005/2006.