Σωματίδια PM10 και PM2.5 στην Ευρώπη
Authors: Δημητρίου Κωνσταντίνος 
Published: January 2014

Στόχος αυτής της εργασίας ήταν ο καθορισμός των τοπικών και των απομακρυσμένων πηγών για τα σωματίδια PM10 και PM2.5 σε 20 μεγάλες πόλεις της Ευρώπης, ενώ επιχειρήθηκε και μια εκτίμηση της συνολικής επικινδυνότητας της ατμόσφαιρας για τον πληθυσμό κάθε περιοχής, με τη χρήση δεικτών ποιότητας αέρα. Η επιλογή των πόλεων έγινε με βάση τη διαθεσιμότητα των δεδομένων ατμοσφαιρικής ρύπανσης, κυρίως σε ότι αφορά τα PM2.5. Η Ευρωπαϊκή Ήπειρος διαχωρίστηκε σε 5 μεγάλους τομείς: Νότια Ευρώπη, Βόρεια-Βορειοανατολική Ευρώπη, Κεντρική Ευρώπη, Νοτιοανατολική Ευρώπη και Βορειοδυτική Ευρώπη, για να διευκολυνθεί ο εντοπισμός πιθανών κοινών χαρακτηριστικών της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, μεταξύ των πόλεων κάθε τομέα. Αρχικά υπολογίστηκαν οι συντελεστές συσχέτισης Pearson ανάμεσα στα ημερήσια επίπεδα των σωματιδίων και εκείνα των άλλων αέριων ρυπαντών: NO2, SO2, CO και O3, ενώ ακολούθως η εφαρμογή της ανάλυσης σε κύριες συνιστώσες (PCA), καθόρισε παράγοντες που αντιστοιχούν σε συγκεκριμένες πηγές ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Οι αέριοι ρυπαντές λειτούργησαν ως δείκτες της προέλευσης των εκπομπών. Επίσης μελετήθηκαν οι τιμές του ημερήσιου λόγου PM2.5/PM10 για τον εντοπισμό τυχόν εποχιακών διακυμάνσεων. Από τον υπολογισμό ατμοσφαιρικών τροχιών αερίων μαζών με χρήση του λαγκρανζιανού μοντέλου διασποράς HYSPLIT και εν συνεχεία από το διαχωρισμό τους σε συστάδες ανάλογα με την κατεύθυνση και το μήκος τους, κατέστη εφικτός ο εντοπισμός των απομακρυσμένων πηγών σωματιδίων που συμβάλουν στη διαμόρφωση των επιπέδων για τα PM10 στην Ευρώπη. Τέλος πολλαπλοί συνδυασμένοι δείκτες εφαρμόστηκαν για την αξιολόγηση της ποιότητας του αέρα για τον πληθυσμό κάθε περιοχής. Από τον υπολογισμό των συντελεστών συσχέτισης Pearson ανάμεσα στις ημερήσιες συγκεντρώσεις των PM10 και PM2.5, βρέθηκαν στο σύνολο των σταθμών υψηλές συσχετίσεις, ως αποτέλεσμα των κοινών πηγών τους. Οι ισχυρές συσχετίσεις μεταξύ των PMS και των αέριων ρυπαντών CO, NO2 και SO2, ειδικά σε θέσεις μετρήσεων που επηρεάζονται έντονα από την κίνηση των οχημάτων και βρίσκονται στο κέντρο των πόλεων, αποδίδονται στην μεγάλη συμβολή των καύσεων και ειδικά της κυκλοφορίας στη συνολική παραγωγή σωματιδίων. Σε σταθμούς που βρίσκονται μέσα σε πάρκα ή γειτνιάζουν με μεγάλες αγροτικές και δασικές εκτάσεις, το ποσοστό των PM2.5 μέσα στα PM10 όπως περιγράφεται από την αναλογία PM2.5/PM10, βρέθηκε να ελαττώνεται σημαντικά κατά τη θερμή περίοδο των υπό εξέταση ετών. Η μείωση αυτή αποδόθηκε στη πιο έντονη παρουσία φυσικής προέλευσης χονδρόκοκκων (PMCOARSE) σωματιδίων (σκόνη, γύρη, σπόροι κτλ), κατά την άνοιξη και το θέρος. Η κύριες εξωτερικές πηγές PM10 για το νότιο τμήμα της Ευρώπης βρέθηκαν να είναι η έρημος Σαχάρα και η Μεσόγειος, από τις οποίες πραγματοποιείται μεταφορά σκόνης και θαλάσσιας πιτύλου αντίστοιχα. Οι πηγές των εξωγενών PM10 για τις πόλεις της Βόρειας-Βορειοανατολικής και Κεντρικής Ευρώπης, βρίσκονται κυρίως στη Γερμανία, τη Γαλλία, την Πολωνία και τη βόρεια Ιταλία, όπου υπάρχουν σημαντικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις αλλά και δασικές εκτάσεις. Το βορειοδυτικό τμήμα της Ευρώπης δέχεται ποσότητες αερολυμάτων από τη Γαλλία, τη Γερμανία και τη Μεγάλη Βρετανία, ενώ σημαντική είναι και η πιθανότητα μεταφοράς αλάτων από τον Ατλαντικό ωκεανό και τη Βόρεια θάλασσα. Στην ατμόσφαιρα των υπό εξέταση πόλεων της Νοτιοανατολικής Ευρώπης, εισρέουν κυρίως αερολύματα από γειτονικές περιοχές της Βαλκανικής Χερσονήσου αλλά και από τη Βόρεια Ιταλία, ενώ εντοπίστηκε επίσης περιορισμένος αριθμός περιστατικών εισαγωγής σκόνης από την έρημο Σαχάρα, καθώς και μεταφοράς θαλάσσιας πιτύλου από τη Μεσόγειο.