Система за управление на КАВ

Изградена  от Община Пловдив

"Местна система за управление качеството на атмосферния въздух" 

Качеството на атмосферния въздух (КАВ) се характеризира с две основни категории: емисии и концентрации (или имисии). Емисия е замърсителят, който се отделя в атмосферата, от комините, от ауспусите на превозните средства, от някаква площ - например прах от уличното платно и др.  Емисията се измерва в маса отделена за единица време – килограм за секунда [кг/сек].  След отделянето си в атмосферата, в резултат на процеси протичащи в последната, замърсителите се разсейват, професионалния термин за което е дисперсия  и така се стига до определена концентрация на замърсители в дадено място.  Това е, което е важно за хората - концентрацията на замърсители във въздуха, който те вдишват и в който живеят. Концентрацията се измерва в маса в единица пространствен обем - килограм в кубичен метър [кг/м3]. По-често се използват кратни единици – микрограм или нанограм в кубичен метър [мкг/м3], [нкг/м3].

Основен инструмент за управление на Качеството на Атмосферния Въздух (КАВ) са т.н. системи за Управление Качество на Атмосферния (Air Quality Management System). Работата на системите за управление на КАВ се основава на два основни подхода - мониторинг и моделиране. Мониторингът предоставя точна информация за концентрацията на замърсителите в мястото на наблюдение, т.е. дава данни за отделни точки от територията на града. Моделирането осигурява изчерпателна информация практически за всяка точка от територията на града. С моделирането могат да се правят и краткосрочни (до няколко дни напред) прогнози на замърсяването и дългосрочни сценарии касаещи КАВ. Съвременните практики са комбинация от двата подхода, като "скъпият" мониторинг се използва в известен смисъл и за "калибриране" на "можещите всичко" модели.

Реализирани в пълен обем, системите за управление на качеството на атмосферния въздух са в състояние да изпълняват следните функции:

  • Концентрират информацията за КАВ, набирана от съответна система за мониторинг в съответен център за управление.  Данните се архивират по съвременен начин, с възможности за удобно представяне в графичен и табличен вид, за анализи и съпоставяне с действащите за КАВ норми и оповестяване на обществеността.
  • Оценяват се емисиите и се определя (моделира) тяхното пространствено-временно разпределение, след което дисперсионните модели на системата описват разпространението на замърсители във въздушния басейн, давайки информация за КАВ, на практика, във всяка точка на областта. 
  • В някои системи се включват модули с "експертен" потенциал, анализиращи приноса на отделните източници на замърсяване, даващи възможност за проиграване на сценарии касаещи КАВ и др., което се означава с наименованието "Decision support system" (система подпомагаща взимането на решения).

Съгласно директивите на Европейската общност хармонизирани в българското законодателство Община Пловдив първа в нашата страна пристъпи през 2002 г. към изграждането на „Местна Система” за Управление Качество на Атмосферния Въздух /КАВ/ на територията на Община Пловдив.Системата се разработва поетапно, разширявайки нейните възможности през годините с включване на замърсяване от промишлени източници, от битовия сектор в рамките на града, на замърсяването от външни за общината големи промишлени източници, актуализиране на разглежданите замърсители през 2013г. и др. Търсят се възможности за по-нататъшно развитие на Системата, в което приоритетно е отчитане влиянието на транспорта и по-точно описание на емисиите от битовия сектор.

Първа основна функция на Системата на Община Пловдив е мониторинг на качеството на атмосферния въздух и метеорологичните показатели. 

 

РИОСВ – Пловдив следи качеството на атмосферния въздух на територията на Община Пловдив в два пункта, които са част от Националната система за мониторинг на околната среда:

  • Пункт – АИС "Каменица" – автоматичен, градски фонов.
  • Пункт – АИС " Ж. К. Тракия" – автоматичен, транспортно – ориентиран.

Данните постъпват в реално време в Регионалната база данни за КАВ на РИОСВ-Пловдив (респективно, националната база данни за КАВ в ИАОС), както и на изградения от Община Пловдив - WEB базиран информационен портал за мониторинг на околна среда, в частност по компоненти води и въздух, и са предварителни. След проверка за достоверност и верифицирането им, окончателните данни се публикуват в тримесечните бюлетини, издавани от РИОСВ/ИАОС.

В пунктовете за мониторинг на атмосферния въздух на територията на Община Пловдив се контролират концентрациите на: за АИС „Каменица“ . O3, NO, NO2, SO2, CO, ФПЧ10, ФПЧ2,5, C6H6,

и съответно за АИС „Ж. К. Тракия“ - NO, NO2, SO2, CO, ФПЧ10, Cd, C6H6, C20H12 (бензо(α)пирен). 

Системата  предоставя приземна информация в реално време. За високите слоеве на атмосферата, системата получава информация от оперативен числен модел за прогноза на времето на НИМХ.

Системата обменя информация между своите 3 центъра : Общинска администрация Плровдив, НИМХ и РИОСВ-Пловдив. В резултат, всички налични данни от мониторинга на атмосферния въздух и метеорологичните параметри на територията на Община Пловдив се концентрират в компютрите на Системата в общинска администрация. Там информацията се архивира по съвременен начин (SQL база данни).  От своя пулт, по удобен начин, операторът има възможност да извлича в графичен вид и да анализира желаната от него информация, което се илюстрира на приведените фигури.

 Концентрация на серен диоксид в атмосферния въздух в пунктовете за мониторинг "НИМХ", "РЗИ" и “Евмолпия” за периода 9–20.02.2004г (лвяво) и  "Zoom"-ване на маркирания правоъгълник (вдясно)  

 

 

Концентрация на ФПЧ10 от 2003 до 2012 г в съответните (за периода) пунктове за наблюдение

Концентрация на ФПЧ10 от 1 до 8 Март 2009 в пунктове "Каменица"  и "Баня Старинна" 

Концентрация на ФПЧ2.5 от Февруари 2009 до Юли 2012 в пункт "Каменица"   

Температура на въздуха между 2005 и 2012 г в различни пунктове на наблюдение

Интензивност на валежа през 10 -12 Май 2012 г.

Проверена и интерпретирана информация относно състоянието на атмосферния въздух и метеорологични параметри на територията на Община Пловдив се оповестяват пред обществеността чрез електронно информационно табло пред сградата на общинска администрация на площад "Ст. Стамболов".

Втора основна функция на Системата е дисперсионното моделиране.  То се извършва въз основа на физичните закони описващи процесите в атмосферата, доведени чрез методите на математическата физика до комплекс от оперативно действащи софтуерни продукти.

На всеки половин час, метеорологичен препроцесор „асимилира” данните от числения модел за прогноза на времето и приземните данни от автоматичната станция и изчислява някои специфични характеристики, които са от значение за дисперсията на замърсителите.  В следваща стъпка, на база на обработената метеорологична информация и данни за емисиите, дисперсионен модел изчислява разпространението на емисиите в атмосферата и предоставя карти на концентрациите причинени от тях.

Моделиращата подсистема е двумащабна, т.е. съгласно професионалната терминология се извършва телескопизация (nesting).  Първият район на моделиране е с размери  40x30км., а разрешителната способност на модела е 2х2км.  Областта са се простира от Стамболийски до Асеновград - Фиг.1. Отчитат се емисиите от Монди - Стамболийски  и от КЦМ-АД . 

Вторият район с размери 11х10км., обхваща гр.Пловдив (червения правоъгълник от Фиг.1) с разрешителна способност на модела 250х250м.  Понастоящем, в този район се отчитат емисиите на ФПЧ10, ФПЧ2.5, серен диоксид, азотен диоксид и бензо(а)пирен, отделяни от битовия сектор (отопление на домакинствата) и от промишлените предприятия на територията на града.

Резултат от моделирането е концентрацията на замърсителите за всяка клетка на моделите: 2х2км. за първия район и 250х250м. за втория, в 16 слоя по височина, за всеки момент, през 90сек. за първия и 30сек. за втория район.  Запазват се карти на замърсяването усреднено за един час – общо  5040 карти на денонощие. 

Системата има възможности да извършва някои “експертни анализи”.  Дава се приносът в замърсяването на различните части на града причинено от отделните сектори отделящи емисии (бит, промишленост в града, промишленост извън града).  Всичко това става в реално време и автоматично, без намесата на оператор. 

Фиг.1  Области на моделиране

Пулт на оператора – моделиране с актуалната за момента карта на ФПЧ10.

 

Системата предоставя възможност за моделиране в два аспекта. 

1) Моделиране на процесите в реално време.  Предназначено е да следи текущо, без намесата на оператор, разпространението на замърсителите във въздуха на гр. Пловдив и областта. Системата автоматично извежда на монитора картата на концентрацията за последния час.  Достъпни за оператора са картите от последния месец; автоматично действащ софтуер ежедневно премахва от архива картите по-стари от един месец и ги компресира в предназначен за това диск. Динамиката на замърсяването се илюстрира от приведените по-долу фигури.

Денонощeн ход на емисиите на серен диоксид от битовия сектор през 23-24 януари 2011 г.

Карта на концентрациите на серен диоксид в отделни моменти от първите дни на януари 2011 г., причинени от битовия сектор, промишлеността в града и промишлеността извън града.

Карта на концентрациите на ФПЧ10 в шест последователни момента, причинени от битовия сектор, промишлеността в града и промишлеността извън града.

2) Моделиране и прогнозиране на последствията при инцидент (локална система за ранно предупреждение).  Предназначението на това моделиране е да се оценява и прогнозира обстановката при аварийно отделяне на замърсители в атмосферата.  С него се дава отговор на редица практически важни въпроси, като например дали отделените замърсители ще "увиснат" за продължително време над част от територията на града, върху коя точно част; дали ще се изнесат бързо извън града, през кои негови квартали ще преминат и т.н.  В случай на инцидентно отделени емисии извън територията на града, вкл. при аварии в Монди - Стамболийски или КЦМ-АД, системата ще покаже и прогнозира дали инцидентът ще засегне гр. Пловдив.  

Еволюцията на замърсяването на въздуха в града при пожара във „Водната палата” на 03.07.2007 г.

                          13.00 ч.                                                       13.30 ч.                                                  16.00 ч.

                               17.00 ч.                                                    17.30 ч.                                                18.30 ч.

При превишаване на установените норми и/или алармения праг на серен диоксид е разработен Оперативен план, съгласно който Кмета на Община Пловдив предприема необходимите оперативни действия по оповестяване и предпазване на засегнатото население. Към настоящия момент Общинска администрация не е уведомявана от компетентния орган за предприемане на мерки по превеждане на Оперативния план в действие.