Frakcje pyłu – modelowanie stężeń imisyjnych

Obliczenia stężeń imisyjnych powinny umożliwiać ocenę dotrzymania kryteriów jakości powietrza ustalonych dla pyłu zawieszonego PM2,5, pyłu zawieszonego PM10 oraz opadu pyłu. Sposób ustalenia emisji maksymalnej poszczególnych frakcji pyłu nie może zatem prowadzić do niedoszacowania którejkolwiek z trzech kategorii. Dokonując oceny na podstawie jednego modelu i przyjmując w nim założenie stuprocentowego udziału w pyle ogółem frakcji PM2,5 lub PM10, możemy uzyskać zaniżone wartości opadu pyłu. Z kolei przyjęcie dla emisji maksymalnej składu frakcyjnego najbardziej prawdopodobnego, lecz nie odpowiadającego wnioskowanej emisji pyłu zawieszonego PM2,5 lub PM10 nie daje podstawy do określenia emisji dopuszczalnej pyłu zawieszonego PM2,5 lub PM10 na poziomie równym emisji dopuszczalnej pyłu ogółem, co szerzej przedstawiamy w zakładce Wymagania prawne.

W praktyce bardzo rzadko przeprowadza się modelowanie stężeń imisyjnych pyłu w rozbiciu na warianty:

• wariant 1: zakładający maksymalny możliwy udział pyłu zawieszonego PM2,5 i PM10 w emitowanych pyłach. Wariant ten umożliwia ocenę dotrzymania kryteriów ustalonych dla pyłu zawieszonego. Przyjęte emisje pyłu PM2,5 oraz PM10 stanowią jednocześnie podstawę określenia emisji dopuszczalnej tych frakcji,

• wariant 2: polegający na przyjęciu najbardziej prawdopodobnych składów frakcyjnych jakie mogą charakteryzować emitowane pyły oraz emisji maksymalnej pyłu ogółem – model umożliwiający ocenę dotrzymania kryterium opadu pyłu oraz określenie emisji dopuszczalnej pyłu ogółem.

Przeważnie ocenę potencjalnych stężeń pyłu przeprowadza się na podstawie jednego modelu, poprzedzając obliczenia analizą umożliwiającą wyznaczenie wiarygodnych wartości emisji maksymalnych dla poszczególnych frakcji. Rozwiązanie takie jest bardziej korzystne od modelowania w wariantach pod względem ograniczenia ryzyka błędów, proporcjonalnego do stopnia skomplikowania obliczeń. Poprawne wyznaczenie wielkości emisji maksymalnych nabiera szczególnego znaczenia w modelowaniu stężeń pyłów zawierających związki metali.

Uproszczenia przy wyznaczaniu emisji maksymalnej poszczególnych frakcji pyłu są możliwe w większości przypadków gdy skala oddziaływania emisji pyłu z instalacji na jakość powietrza atmosferycznego nie jest znaczna, lub jest małoznacząca w odniesieniu do jednego z dwóch kryteriów, to jest wobec pyłu zawieszonego lub opadu pyłu (dotyczy również związków metali zawartych w pyle). W takich sytuacjach, wraz z oceną błędu kryterium drugorzędnego, obliczenia stężeń imisyjnych wykonuje się przeważnie według jednej z dwóch metod:

• metoda 1: gdy skala oddziaływania instalacji jest znacząca dla oceny dotrzymania kryteriów ustalonych wobec pyłu zawieszonego, lub gdy emisja pyłu nie ma dużego znaczenia dla jakości powietrza atmosferycznego – przyjęcie maksymalnych udziałów pyłu zawieszonego jakie mogą występować w pyle z poszczególnych źródeł, lub przyjęcie stuprocentowego udziału pyłu zawieszonego w pyle ogółem,

• metoda 2: gdy skala oddziaływania instalacji jest znacząca dla oceny dotrzymania kryteriów ustalonych wobec opadu pyłu – przyjęcie najbardziej prawdopodobnych składów frakcyjnych jakie mogą charakteryzować emitowane pyły.

Po wejściu w życie rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. 2012, poz. 1031) nie zmieniono stosowanej wcześniej referencyjnej metodyki obliczeń stężeń substancji w powietrzu, uznając że obliczenia imisji pyłu zawieszonego PM2,5 można prowadzić z wykorzystaniem zależności właściwych dla pyłu zawieszonego PM10. Obie frakcje pyłu zawieszonego są również uwzględniane w obliczeniach opadu pyłu. Tym samym pominięcie obliczeń opadu pyłu dla instalacji emitujących wyłącznie pył PM2,5 i PM10, obejmujących co najmniej sprawdzenie warunku wykonania obliczeń, jest niezgodne z metodyką referencyjną.

W obliczeniach opadu pyłu oprócz składu frakcyjnego o poprawności wyników decyduje również prędkość opadania danej frakcji pyłu. Ponieważ przeważnie jest ona wyznaczana wyłącznie na podstawie gęstości pyłu, parametr ten wymaga szczególnej uwagi. Gęstość pyłu powinna uwzględniać co najmniej:

• dla źródeł spalania węgla: gęstość właściwą pyłu pochodzącego ze spalania węgla danego rodzaju i pochodzenia (złoża),

• dla źródeł spalania oleju: gęstość krzemionki (zawartej w powietrzu do spalania), sadzy, związków siarki (dla paliw zasiarczonych),

• dla źródeł spalania gazu: gęstość krzemionki (zawartej w powietrzu do spalania) i sadzy,

• dla źródeł technologicznych: gęstość wyznaczoną na podstawie pomiarów gdy pył stanowi mieszaninę substancji lub analizy najbardziej prawdopodobnego składu (np. metali i pierwiastków niemetalicznych wchodzących w skład pyłu spawalniczego).