Upravljanje kvalitetom zraka na lokalnom nivou

Problematika zagađivanja zraka prvo se pojavljuje na lokalnom nivou – u pojedinim gradovima sa intenzivnim korištenjem uglja.

Piše: MA Albin Toljević, dipl.ing.maš. CETEOR d.o.o. Sarajevo, atoljevic@ceteor.ba

 

1.      Uvod

Kretanje materije na liniji tlo – atmosfera – hidrosfera je prirodna pojava. Prirodni zrak nije čist. Sadrži prašinu, sumpor-dioksid, azotne okside, ugljen-monoksid. Kroz svoj razvoj živa bića su se navikla na sadržaj ovih materija u atmosferi. Međutim, urbanizacijom i industrijalizacijom ubrzava se ritam kretanja materija na liniji tlo – atmosfera – hidrosfera što izaziva pojavu koncentracija pojedinih zagađujućih materija koja je štetna za zdravlje ljudi, eko-sisteme i izgrađena dobra.

Korištenje uglja, a zatim i drugih fosilnih goriva osnov je industrijske (bolje reći: energetske) revolucije, ali i osnovni uzrok zagađivanja zraka, pa i okoline, uopšte. Problematika zagađivanja zraka prvo se pojavljuje na lokalnom nivou – u pojedinim gradovima sa intenzivnim korištenjem uglja. Pored korisne energije, proizvodi energetske konverzije uglja bili su najkarakterističniji produkti nepotpunog sagorijevanja: ugljen monoksid, čađ, čvrste čestice (leteći pepeo), te sumpordioksid. Prisustvo čađi u atmosferi gradova pogodovalo je stvaranju magle, a magla je ometala zagrijavanje tla i stvaranje usponskog strujanja zraka, čime bi se prizemni slojevi atmosfere grada ventilirali, te dolazi do stvaranja smoga (engl. smoke(dim) + fog (magla)).

 

Zagađivanje zraka je proces ispuštanja u atmosferu štetnih, opasnih, toksičnih i radioaktivnih gasova ili čestica, uglavnom kao posljedica čovjekovih aktivnosti. Rezultat procesa emisije, rasprostiranja i depozicije materija iz atmosfere je određena koncentracija date zagađujuće materije u zraku. S obzirom da se u toku vremena mijenjanju sve ove tri veličine, a da su one različite gledano i teritorijalno, to se kvalitet zraka mijenja i u vremenu i u prostoru.

2.      Problematika zagađivanja zraka

Pristup problematici zagađivanja zraka se mijenjao uporedo sa promjenom problema vezanih za zagađivanje i zagađenost zraka. Praksa zaštite zraka ukazuje na tri generacije zaštite zraka. To su: regulisanje zagađivanja zraka, upravljanje kvalitetom zraka i održivi razvoj. Svaka generacija pristupa problematici zagađivanja zraka sadrži u sebi prethodnu generaciju, ali djeluje šire i dublje. Prva generacija se odlikuje ekološkim, druga tehnološkim, a treća društveno-razvojnim pristupom. U trećoj generaciji se ponovo pojavljuje i ekološki pristup u funkciji razvoja društva na prirodnim osnovama.

Regulisanje zagađivanja zraka kao pristup problematici zagađivanja zraka ima tradiciju dugačku preko 150 godina. Ekolozi i medicinari su ustanovili uticaje lošeg kvaliteta zraka i upozorili na opasnost. Rezultat je ograničavanje zagađenosti zraka, a da bi se to postiglo, istovremeno i ograničavanje zagađivanja zraka. Na taj način stvorena je prva strategija zaštite zraka koja se zasnivala na ograničavanju zagađivanja i ograničavanju zagađenosti, a što je osnov i savremenog pristupa.

Upravljanje kvalitetom zraka je širi koncept od koncepta regulisanja kvaliteta zraka. Ustvari, koncept regulisanja zagađivanja se proširuje na taj način što se vrši prognoziranje zagađenosti kod izgradnje novih naselja ili novih postrojenja koja emituju zagađujuće materije. Gradnja je dozvoljena samo ako su preduzete sve tehničko-tehnološke mjere da zagađenost bude u dozvoljenim granicama, kao i to da se koristi savremena tehnologija koja će omogućiti da zrak bude čist koliko je to tehnički moguće, a ne koliko je to medicinski dozvoljeno.

3.      Upravljanje kvalitetom zraka

Upravljanje kvalitetom zraka u sebi sadrži kompletan pristup regulisanja zagađivanja, ali ga proširuje i produbljuje. Ovaj pristup povećava broj mjera za ograničenje emisije ne samo kroz brojčane vrijednosti koje se odnose na postrojenja, nego i kroz izbor vrste goriva, izbor tipa i obima proizvodnje, poboljšane termičke izolacije zgrada. Osim toga, razvoj sektora koji su povezani sa zagađivanjem se usmjerava kako bi se emisije smanjivale (racionalizacija potrošnje energije, korištenje neugljičnih nosilaca energije, tehnološki razvoj itd.). Upravljanje kvalitetom je strategija koja se danas koristi u svijetu. Primjena ove strategije se podupire i ekonomskim stimulansima i destimulansima, dobrovoljnim sporazumima, državnim programima, međunarodnom saradnjom. Važan element ovog pristupa je i studija uticaja na kvalitet zraka koja dokazuje da su pravilno određeni kapacitet, izabrana tehnologija, uključujući i opremu za prečišćavanje dimnih gasova, parametri dimnjaka, lokacija.

Emisije i kvalitet zraka imaju čitav niz aspekata. Najuže gledajući, značajna su dva aspekta: (i) tehnički i (ii) prostorno-urbanistički. Tehnički aspekt se odnosni na zahtjev da se primjenjuju tehnologije određenog nivoa tehnike, na primjer najnaprednije ili manje napredne, kada se prate emisione koncentracije (na primjer mg/m3), bez obzira kolike su apsolutne vrijednosti emisije, dok prostorno-urbanistički aspekt posmatra apsolutne emisije (na primjer, tona godišnje), te lokaciju ispuštanja i način spuštanja dimnih gasova. Tako, ovaj pristup traži zadovoljenje dva prilično nezavisna uslova: (i) dozvoljene emisije i (ii) dozvoljene zagađenosti, odnosno, promjene kvaliteta ambijentalnog zraka. Osnov za određivanje dozvoljene emisije su granične vrijednosti emisije, koje se propisuju državnom regulativom. Granična vrijednost emisije je vrijednost izvedena iz tehno-ekonomskih kriterija, tj. iz zahtjeva da emisija ne bude veća nego što omogućavaju tehno-ekonomski uslovi države. Dozvoljena zagađenost (kvalitet ambijentalnog zraka) se određuje preko granične vrijednost zagađenosti, koja se opet izvodi iz ekološko-sanitarnih kriterija, tj. iz zahtjeva da kvalitet zraka ne bude ispod vrijednosti koje se smatraju štetnim, s tim što je prihvaćen određen rizik po zdravlje kako se ne bi usporio razvoj.

Osnov upravljanja kvalitetom zraka se bazira na dvije vrste ograničenja: ograničenje emisije (zagađivanja) i ograničenje prisustva zagađujućih materija u ambijentalnoj atmosferi (zagađenosti). Pravilo je uvijek da oba vida ograničenja budu zadovoljena.

Slika 1 – Princip regulisanja zagađivanja zraka

Granične vrijednosti kvaliteta zraka se baziraju na sanitarno-ekološkim kriterijima dok se granične vrijednosti emisije baziraju na primjeni tehno-ekonomskih kriterija kojim država raspolaže. Ukoliko je zrak u nekom području zagađen, onda je potrebno uvesti dodatna ograničenja emisije za to područje. Ukoliko zrak nije prekomjerno zagađen nije moguće dati popust u graničnim vrijednostima emisije jer se zahtjeva da je zrak čist koliko je to tehno-ekonomski moguće, a ne zagađen koliko je to sanitarno-ekološki dozvoljeno. Neka od osnovnih pravila upravljanja kvalitetom zraka u lokalnoj zajednici navedena su u nastavku.

  • Primjena principa održivog razvoja

Usaglasiti društveno-ekonomski razvoja i potrebu kvaliteta životne sredine. Najveći okolinski problem je nedovoljna zaposlenost. Ukoliko je nedovoljna zaposlenost ne mogu se izdvajati sredstva za zaštitu okoline niti na nivou operatora, ni na nivou društvene zajednice. Kroz rješavanje problematike uključiti domaće organizacije.

Javnost treba da ima pravovremene informacije potrebne, ne pretjerane sadržajnosti. Osigurati međunarodnu saradnju i pomoć preko mehanizma Trampe duga prema prirodi.

  • Planiranje kvaliteta zraka je alat planera energetike, industrije, prometa, prostornog uređenja, zaštite zdravlja itd.

Kvalitet zraka se planira u prostoru i vremenu sa postavljenim ciljevima. Može se planirati da dio prostora određeno vrijeme ima zagađeni zrak, ukoliko to proizilazi iz pristupa održivog razvoja.

  • Razumjeti, poznavati prirodne, orografske i meteorološke karakteristike područja

Postoje prirodni mehanizmi samočišćenja atmosfere. Potrebno je znati kako ih koristiti i znati da kod velikih izvora prirodno samočišćenje atmosfere prouzrokuje zagađivanje tla i voda.

  • Razlikovati sanacione i sistemske mjere

Sanacione mjere daju brze i ograničene rezultate (bolji rad uređeja, održavanje, promjena goriva ili sirovine). Sistemke  mjere su investicione, uvođenje monitoringa, uvođenje sistema okolinskog upravljanja.

  • Rangiranje mjera prema troškovnoj efikasnosti

Za svaku mjeru za sniženje emisije ili sniženje zagađenosti zraka treba vrednovati kroz određivanje troškovne efikasnosti – odnos vrijednosti redukcije emisije i troškova. Prvo se realiziraju mjere sa najvećom troškovnom efikasnosti.

  • Moraju biti uključena: (i) relevantna ministarstva i (ii) stručne institucije

Mora postojati (i) stručno jezgro koje organizuje sistem monitoringa emisije i kvaliteta zraka i vrši izradu potrebnih studija i analiza, te (ii) vodeće ministarstvo u organima lokalne zajednice.

  • Sistem razvijati postepeno: mora postajati stalna potreba za podacima

U startu uspostaviti punu organizaciju sa minimalnim resursima. Kako se sistem razvija uključivati više ljudi i osiguravati veći broj podataka. Podaci se osiguravaju tek kada postoji struktura za njihovo korištenje. U početku koristiti jednostavne metode proračuna i jednostavne metode mjerenja. Tek kada nivo preciznosti nije dovoljan, osigurati metode sa preciznijim podacima i sa većim brojem podataka.

1.      Urbanističko planiranje sa aspekta kvalieta zraka

Planiranje kvaliteta zraka, kao dio izrade prostornih i urbanističkih planova, vrši se tako da se postave ciljevi kvaliteta zraka (npr. zadovoljavanje graničnih vrijednosti zagađenosti ili za određeni period neka viša vrijednost), te se primjenom katastra emisije i atmosferskog modela disperzije, vrši matematsko modeliranje i kompjutersko simuliranje zagađivanja zraka za slučaj različitih scenarija (na primjer sanacija zagađivanja iz nekog postojećeg izvora ili uvođenje novog izvora na određenu lokaciju sa određenom visinom ispusta i parametrima dimnih gasova).

Osnovni alati koji se koriste prilikom planiranja kvaliteta zraka su:

  1. registar izvora zagađivanja (pravna lica sa podacima o mjestu i veličini emisije),
  2. katastar zagađivanja (teritorijalni pregled veličina emisije),
  3. katastar kvaliteta zraka (teritorijalni prikaz koncetracija polutanata u prizemnim slojevima atmosfere), i
  4. matematski model disperzije zagađujućih materija.

Registar izvora zagađivanja prestavlja bazu podataka o izvorima zagađivanja zraka. Sadrži podatke o pravnom licu, vrstu djelatnosti, osnovne podatke o tehnologiji i kapacitetu, te podatke o lokaciji i uslovima emitovanja (paramtri dimnjaka). U registar se unose i podaci o periodičnim provjerama emisije, a mogu se unositi i podaci o godišnjim emisijama.

Katastar zagađivanja zraka je teritotijalni pregled veličina emisija. Obično se daje u kvadratnoj mreži, čija je gustina zavisna od namjene katastra i veličine područja koje se posmatra. Pri ovome se obično daje poseban pregled emisija pojedinačnih (većih) izvora, površinskih izvora (veliki broj malih izvora na datom području), te linijski izvori (autoputevi). Cilj katastra jeste da posluži urbanistima u planiranju novih naselja, tj. kako će novi zahvati u prostoru uticati na kvalitet zraka ne samo na pomenutoj, već i na udaljenijim lokacijama (zbog fluksa koncentracije).

CETEOR Sarajevo je izradio registar emisija u zrak i katastar emisija za područje Kantona Sarajevo za 2010. i 2013. godinu. Na slici u nastavku prikazana je emisija čvrstih čestica za period 1970 – 2013. godina, gdje se vrlo jasno može uočiti kako je višegodišnja urbanizacija i industrijalizacija uticala na geografsku raspodjelu emisija. Podaci za 1970. i 1980. godinu su uzeti iz studije „Upravljanje životnom sredinom u gradu Sarajevu“[1]

[1]Upravljanje životnom sredinom u gradu Sarajevu – segment C: Upravljanje čistoćom vazduha u gradu Sarajevu; Mašinski fakultet Univerziteta u Sarajevu, Institut za procesnu tehniku, energetiku i tehniku sredine; Sarajevo, 1982-1986. godine

Slika 2 – Emisija čvrstih čestica iz stacionarnih izvora za uže područje grada za 1970., 1980., 2010. i 2013. godinu

Cilj uspostave registra emisija Kantona Sarajevo je njegovo korištenje kao sastavnog dijela sistema integralnog upravljanja kvalitetom zraka u Kantonu Sarajevo, tj. može se  definisati kao uspostava jednog od temeljnih preduslova prognoziranja kvaliteta zraka na bazi:

  1. podataka o emisijama i emiterima,
  2. meteorološkim i ortografskim podacima i
  3. monitoringu kvaliteta zraka.

Za tu svrhu potrebno je posjedovati matematski model disperzije zagađujućih materija, kojim se na bazi podataka o emisijama prognozira kvalitet zraka. Nakon modeliranja kvaliteta zraka vrši se kalibracija (korekcija) rezultata na osnovu stvarnih mjerenja sa automatskih stanica. Ulazni podaci u matematski model su: registar emisija, meteorološki parametri, reljef i način korištenja prostora. Nakon korekcije-kalibracije rezultata modeliranja dobijene su karte kvaliteta zraka za svaki polutant. Primjer karte kvaliteta zraka za parametar PM10 (čvrste čestice promjera do 10 μm) dat je na Slici 3. Na osnovu Zakonu o zaštiti zraka FBiH i Odluke o zaštiti i poboljšanju kvaliteta zraka Kantona Sarajevo, prema nivou zagađenosti zraka, koji se utvrđuju mjerenjem, korištenjem standardizovanih matematskih modela i drugih modela procjene, razlikuju se tri kategorije kvaliteta zraka:

  • I Kategorija: čist ili neznatno zagađen zrak – područja u kojima nisu prekoračene granične vrijednosti (GV) niti za jednu zagađujuću supstancu;
  • II Kategorija: umjereno zagađen zrak – područja u kojima su prekoračene granične vrijednosti (GV) za jednu ili više zagađujućih supstanci, a nisu prekoračene tolerantne vrijednosti (TV) ni za jednu zagađujuću supstancu i
  • III kategorija: prekomjerno zagađen zrak – područja u kojima su prekoračene tolerantne vrijednosti za jednu ili više zagađujućih supstanci.

Slika 3 – Dio Kantona Sarajevo sa prikazanim kategorijama kvaliteta zraka za parametar PM10

Upravljanje kvalitetom zraka u naseljima ima za cilj: (i) upravljanje emisijama kako bi se zadovoljili tehno-ekonomski kriteriji, a za što postoji zakonska obaveza, (ii) monitoring kvaliteta zraka, kao alat u prostornom planiranju područja, u cilju zaštite zdravlja, planiranju i provedbi i kontroli politike zaštite okoliša, izgradnji informacijskog sistema praćenja kvaliteta zraka, prenose znanja i informacija zainteresiranim stranama i javnosti.

Kvalitet zraka se određuje za postojeće stanje, kao i za buduće stanje (prognoze – očekivano stanje nakon poduzimanja mjera). U opštem slučaju kvalitet zraka se određuje: (i) mjerenjem, (ii) proračunom i (iii) kombinovano. Ukoliko se kvalitet zraka mjeri, onda se zna tačno stanje u datoj tački i datom vremenu, ali se ne zna u drugim tačkama niti se može prognozirati njegov kvalitet. Ukoliko se kvalitet zraka određuje računski, onda se zna njegov kvalitet na cijelom području, zna se njegov kvalitet jučer, danas i sutra; jedino se ne zna koliko su te procjene pouzdane. Međutim, ukoliko se matematski model kalibrira na bazi rezultata mjerenja, u tom slučaju se zna kvalitet zraka u cijelom području, te se mogu i prognozirati očekivani efekti primjene mjera na poboljšanju kvaliteta zraka.

Dakle, za proračun kvaliteta zraka potrebno je raspolagati sa (i) registrom (katastrom) emisija – prostorni raspored emisija (tačkastih, površinskih i linijskih), (ii) matematskim disperzionim modelom primjerenim za date uslove i (iii) meteorološkim (klimatološkim ili sinoptičkim, zavisno od zahtjeva modela) podacima.

 

________________________________________________________

[1]Upravljanje životnom sredinom u gradu Sarajevu – segment C: Upravljanje čistoćom vazduha u gradu Sarajevu; Mašinski fakultet Univerziteta u Sarajevu, Institut za procesnu tehniku, energetiku i tehniku sredine; Sarajevo, 1982-1986. godine

print