Program ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu w zakładzie przemysłowym: metody obliczeniowe, kryteria wyboru rozwiązań

    Emisja z dróg zdjęcieW niniejszym artykule opisaliśmy doświadczenia naszego zespołu w pracach nad oceną źródeł emisji niezorganizowanej pyłu. Przedstawione metody zostały wypracowane w celu zapewnienia maksymalnej wiarygodności obliczeń emisji stanowiących podstawę decyzji o wyborze rozwiązań chroniących środowisko przed jej skutkami.

    Problem niezorganizowanej emisji pyłu nie dotyczy jedynie wąskiej grupy zakładów prowadzących produkcję nieemisyjną lub w instalacjach zlokalizowanych w halach wyposażonych w wentylację mechaniczną i pozbawionych emisyjnego przeładunku surowców, materiałów pomocniczych i produktów. Pozostałe zakłady wymagają oceny pod kątem możliwości występowania i skali emisji niezorganizowanej, obejmującej w szczególności:

    • źródła i operacje procesowe, z których pył uwalniany jest bezpośrednio do powietrza atmosferycznego,
    • układy wentylacji grawitacyjnej hal produkcyjnych stanowiące niejednokrotnie znaczne, otwarte powierzchnie w stropach (galerie wentylacyjne, klapy dymowe, świetliki),
    • transport po drogach utwardzonych,
    • transport po drogach nieutwardzonych,
    • przeładunek materiałów sypkich,
    • erozję wietrzną z placów składowych i hałd.

    Potrzeba zapewnienia maksymalnej wiarygodności obliczeń emisji wynika z oceny efektów ekologicznych na podstawie rzeczywistego oddziaływania na środowisko, którego miarą jest stężenie pyłu zawieszonego w powietrzu atmosferycznym i opad pyłu. Bez wątpienia jest to jedno z najtrudniejszych zagadnień w dziedzinie ochrony powietrza, bowiem wszelkie niedoskonałości modelu emisji, modeli rozprzestrzeniania substancji oraz zmienność warunków meteorologicznych mogą spowodować znaczną różnicę pomiędzy poziomami spodziewanymi i wynikami monitoringu. Pierwszym krokiem do ich ograniczenia jest eliminacja błędów w obliczeniach emisji wynikających z przyjęcia wskaźników ogólnych zamiast wartości właściwych, wyznaczonych precyzyjnie dla analizowanych źródeł emisji niezorganizowanej. Dla poszczególnych kategorii źródeł cel ten można osiągnąć w następujący sposób:

    Erozja wietrzna z placów składowych i hałd

    Zastosowanie modelu potencjału emisyjnego powierzchni US EPA 13.2.5 Industrial Wind Erosion, Emissions Factors & AP 42, Compilation of Air Pollutant Emission Factors, US EPA, 11.2006 wymaga precyzyjnego określenie parametrów takich jak:

    1. Graniczna prędkość tarcia właściwa dla magazynowanego materiału (threshold friction velocity ut*). W przypadku braku reprezentatywnych wartości, wskaźnik ten można wyznaczyć w badaniach w tunelu aerodynamicznym. Poniżej przedstawiamy zdjęcia z badań nad własnościami trocin (a - widok ogólny przestrzeni pomiarowej tunelu aerodynamicznego, b – widok powierzchni trocin).

    Erozja wietrzna 1

    źródło: Pomiar prędkości strumienia powietrza przy której rozpoczyna się proces erozji wietrznej trocin przy zakładanym profilu prędkości odpowiadającym przepływowi w terenie otwartym, Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej, praca badawcza L4/597/2015/P na zlecenie Wszystkooemisjach.pl

    W badaniach aerodynamicznych szczególnej uwagi wymaga zapewnienie właściwego profilu prędkości przepływającego powietrza:

    Erozja wietrzna 2

    1. Charakterystyka częstotliwości i wielkości zaburzeń powierzchni hałdy lub placu składowego (powierzchnia odnowienia potencjału emisyjnego). Wielkość naruszanej powierzchni ma decydujące znaczenie dla emisji i powinna być oceniona na podstawie szczegółowych informacji o reżimie pracy oraz zweryfikowana względem wielkości wynikających z bilansu materiałowego.
    1. Analiza warunków wietrznych (maksymalne prędkości wiatru w okresach między naruszeniami powierzchni) na podstawie szczegółowych danych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie z najbliższej stacji meteorologicznej.
    1. Wybór modelu geometrycznego hałdy umożliwiającego właściwe przypisanie współczynników ekspozycji powierzchni na wiatr (us/ur).

    W razie potrzeby, ogólny model emisji dla normalnych (przeciętnych) warunków pogodowych można uzupełnić obliczeniami z wykorzystaniem modelu ładunku granicznego dla wyjątkowo silnego wiatru (wtórna erozja wietrzna wywołana przemieszczanym materiałem).

    Transport po drogach nieutwardzonych

    Do tej kategorii źródeł należą zarówno drogi, jak i szlaki komunikacyjne w ramach placów składowych lub przeładunkowych. Do wyznaczenia wielkości emisji wymagane są współczynniki zawartości w materiale powierzchni drogi cząstek drobnych o średnicy ziaren mniejszej, równej 75 μm (silt sontent, s). Parametr ten jest wypadkową pierwotnego uziarnienia materiału (gruntu, kruszywa, miału) oraz dla niektórych rodzajów materiału wynika również z jego rozdrobienia, powodowanego ciężkim sprzętem poruszającym się po szlaku komunikacyjnym. Wartości parametru „s” dla poszczególnych dróg/szlaków wyznaczamy na podstawie pomiarów granulometrycznych z wykorzystaniem sit.

    Precyzyjnego określenia wymaga również wartość wskaźnika łagodzenia emisji poprzez opady atmosferyczne. Liczbę dni w roku z opadem atmosferycznym nie mniejszym niż 0,254 mm (w praktyce ≤ 3 mm lub ≤ 2 mm) określa Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie. Wartość parametru powinna uwzględniać jego zmienność na przestrzeni lat i obejmować zarówno lata suche, jak i mokre.

    Obok charakterystyki podłoża i warunków pogodowych parametrem decydującym o wielkości emisji jest natężenie ruchu oraz masa pojazdów. Szczegółowa analiza częstości przejazdów, zwłaszcza w odniesieniu do placów magazynowych i operacyjnych pozwala uniknąć znaczącego niedoszacowania emisji. Poprawę wiarygodności wyników obliczeń emisji uzyskujemy poprzez dostatecznie długą obserwację rzeczywistych operacji wykonywanych w analizowanym obszarze połączoną z bilansem przepływu materiałów, z którego wynika minimalna częstotliwość przejazdów i operacji.

    Transport po drogach utwardzonych

    Podstawą obliczeń emisji z dróg utwardzonych jest ich podział na odcinki różniące się stopniem zanieczyszczenia powierzchni, charakteryzowanym ładunkiem cząstek drobnych przypadających na powierzchnię drogi (silt loading, SL) oraz natężeniem ruchu i masą pojazdów. Analiza tych parametrów pozwala zoptymalizować pobór prób niezbędnych do oznaczenia współczynników SL, z jednoczesnym dotrzymaniem pozostałych wymagań procedury US EPA,  Procedures for Sampling Surface/Bulk Dust Loading, Emissions Factors & AP 42, Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Appendix C.1, US EPA, 07.1993, miedzy innymi minimalnych odległości próbkowania:

    Emisja z dróg schemat

    Do określenia udziału cząstek drobnych w pobranych próbach wykorzystujemy metodę jak dla dróg nieutwardzonych, to jest analizę granulometryczną na sitach. Bez badań terenowych i analiz granulometrycznych nie ma możliwości przypisania wartości współczynników SL dla poszczególnych odcinków dróg, a co za tym idzie wiarygodnego oszacowania emisji z dróg utwardzonych. Istota dynamicznego układu jakim jest droga, na którą jest nanoszony materiał oraz na którą osiada pył i jednocześnie, która jest oczyszczana z cząstek stałych, między innymi poprzez ruch pojazdów uniemożliwia wyznaczenie współczynników SL innymi metodami niż badania terenowe.

    Źródła procesowe

    Bez względu na wybór metody oceny emisji ze źródeł procesowych wprowadzających do atmosfery pył w  sposób bezpośredni, to jest pomiar strumieni i stężeń lub modelowanie (modele retrospektywne (RDM), iteracje), szczególnej uwagi wymaga precyzyjne sparametryzowanie źródła. Równie ważnym parametrem jak geometria jest kinetyka uwolnień, w szczególności cechy decydujące o wyniesieniu smugi (temperatura gazów, prędkość, ciepło właściwe). Przy zastosowaniu metod opartych na modelowaniu, oprócz wyników monitoringu jakości powietrza, wymagane jest zapewnienie wysokiej jakości danych meteorologicznych. Metody te nie dają jednak zadowalających wyników wobec źródeł oddziałujących na punkty receptorowe z porównywalną siłą. Mogą natomiast stanowić narzędzie szacunku emisji z pojedynczych źródeł o znacznej skali emisji i niewielkim wyniesieniu smugi (źródła lokalnie dominujące).

    Ocena rangi źródeł

    Uzyskanie wiarygodnych wyników obliczeń emisji ze wszystkich źródeł na terenie zakładu pozwala na ich usystematyzowanie pod względem ładunku uwalnianego do powietrza pyłu oraz na określenie potencjału redukcji emisji.

    Na tym etapie na podstawie uzyskanych wielkości i parametrów emisji wykonujemy również obliczenia potencjalnych stężeń imisyjnych jakie poszczególne źródła lub rodzaje źródeł mogą powodować na granicy terenu zakładu lub w miejscach szczególnie wrażliwych, np. na terenach zabudowy mieszkaniowej. Pozwala to na wstępną ocenę znaczenia środowiskowego każdego ze źródeł, co stanowi jedno z kryteriów wyboru kierunków ograniczenia emisji niezorganizowanej.

    W ocenie środowiskowej nie może również zabraknąć szczegółowej analizy wyników monitoringu jakości powietrza, o ile w zasięgu oddziaływania emisji były prowadzone pomiary w ramach monitoringu podstawowego lub interwencyjnego. Analiza wyników powinna być prowadzona na podstawie szczegółowych danych o stężeniach imisyjnych, równolegle z analizą warunków meteorologicznych z wykorzystaniem wiarygodnych informacji o kierunku i prędkości wiatru (bez wyników ze stacji zlokalizowanych w sąsiedztwie zabudowy wpływającej na pole prędkości wiatru). Analiza warunków meteorologicznych w czasie epizodów wysokich stężeń oraz w okresach niskich stężeń jest cennym źródłem informacji o oddziaływaniu ocenianych źródeł i wpływie źródeł obcych na jakość powietrza w analizowanym obszarze.

    Kompletacja celów

    Główny cel opracowania Programu ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu wynika wprost z przyczyny podejmowanych działań i jest przeważnie ukierunkowany na rozwiązanie konkretnego problemu środowiskowego – nadmiernego oddziaływania chwilowego lub stałego na dany obszar. Kompleksowe podejście do zarządzania emisją obejmuje również realizację celów dodatkowych, w tym:

    • dostosowanie do wymagań najlepszych dostępnych technik lub wymagań stowarzyszeń producentów,
    • zmniejszenie kosztów korzystania ze środowiska,
    • zmianę wizerunku firmy.

    Ocena możliwość i  kosztów zastosowania poszczególnych metod ograniczania emisji

    Punktem wyjścia do analizy jest pełna charakterystyka każdej z metod właściwych dla poszczególnych rodzajów źródeł, obejmująca zarówno zakładane poziomy skuteczności, jak i wymagania i ograniczenia w zastosowaniu metod. Na tym etapie w porozumieniu z potencjalnymi dostawcami należy rozstrzygnąć wszelkie wątpliwości dotyczące konfliktów funkcji użytkowych obiektu i funkcji ograniczania emisji, odporności na warunki pogodowe, odporności na czynniki chemiczne i fizyczne oraz trwałości rozwiązań. Wobec metod czynnych, wymagających obsługi personelu przeanalizowania wymaga również proponowany przez prowadzącego instalację sposób wykorzystania dostępnych zasobów ludzkich, w szczególności poziom kwalifikacji personelu i realny wolumen roboczogodzin produktywnych, który może zostać utracony na rzecz utrzymania niskiej skali emisji niezorganizowanej.

    Optymalizacja kosztów w obszarze danej metody ograniczania emisji obejmuje utworzenie zbioru danych o kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych dostępnych rozwiązań (kilku dostawców dla każdej metody). Optymalizacja kosztów całkowitych stanowi natomiast wypadkową kosztów dla poszczególnych metod, efektywności tłumienia emisji i realizacji celów. Obejmuje również dodatkowe koszty nadzoru nad realizacją działań ograniczających emisję i monitoringu efektów.

    Ustalenie strategii działań

    Program ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu obejmuje przeważnie kilka kierunków działań, zarówno rozwiązania techniczne przynoszące w krótkim czasie znaczące zmniejszenie oddziaływania na środowisko, jak i działania perspektywiczne, np. izolacyjne pasy zieleni oraz działania wizerunkowe. Obliczenia efektywności rozwiązań oraz rachunek kosztów decydują o wyborze kierunków działań. Wobec niektórych źródeł możliwe jest ograniczanie emisji i wydatkowanie środków etapowo poprzez kolejne poziomy redukcji emisji. Również w skali całego zakładu ograniczenie emisji z poszczególnych źródeł może być prowadzone do poziomu zapewniającego osiągnięcie zamierzonych celów środowiskowych i utrzymanie osiągniętego poziomu bez dalszych nakładów finansowych.

    Przyjęta strategia działań obejmuje jednocześnie wymagania wynikające z kontroli organów ochrony środowiska lub wypracowanego wspólnego stanowiska wobec koniecznych prac oraz zmiany wymagań prawnych, w szczególności może być wykorzystana jako dostosowanie do wymogów konkluzji BAT lub dobrych praktyk i norm branżowych.

    Aktualności
    • 20
      grudzień
      Termin szkolenia zaplanowanego pierwotnie na 25-26 stycznia 2022 r. został zmieniony na 8-9.03.2022 r. Zmiana podyktowana jest realizacją przez Organizatora celów z pozostałych dziedzin poza działalnością edukacyjną.
    • 15
      listopad
      Zapraszamy na unikalne szkolenie 25÷26 stycznia 2022 r., poświęcone w całości praktycznym aspektom zarządzania emisjami w zakładach przemysłowych, które mają fundamentalne znaczenie dla bezpieczeństwa prawnego i ochrony środowiska. Zakres i treść szkolenia zostały opracowane z myślą o specjalistach ds. ochrony środowiska w zakładach przemysłowych, produkcyjnych (personelu zakładu, firm konsultingowych), którzy chcą osiągnąć wysoki poziom kompetencji, umożliwiający prowadzenie ochrony środowiska w zakresie emisji w sposób swobodny i bezpieczny, pomimo skomplikowanego charakteru zagadnienia. Szkolenie jest prowadzone w nowej formule, która łączy zalety szkolenia tradycyjnego (możliwość przedyskutowania ważnych dla Uczestników tematów) i jednocześnie wykorzystuje atuty szkolenia on-line (brak dojazdu, bezpieczeństwo SARS-CoV-2). Szkolenie obejmuje: - dzień I: prelekcja (webinarium 25.01.2022 r.) z możliwością zamieszczenia pytań nadesłanych przed szkoleniem oraz zadaniem pytań poprzez komunikator w trakcie szkolenia, - dzień II (26.01.2022 r.) warsztaty: trzy bloki tematyczne (nadzór nad emisjami w zakładzie, zapewnienie bezpieczeństwa postępowań, arkusz obliczeniowy emisji z przykładami). Szczegóły szkolenia dostępne są na stronie:https://wszystkooemisjach.pl/461
    • 03
      listopad
      Stronę Zmiany stawek opłat za korzystanie ze środowiska zaktualizowaliśmy o stawki opłat na rok 2022 zawarte w Obwieszczeniu Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 11 października 2021 r. w sprawie wysokości stawek opłat za korzystanie ze środowiska na rok 2022 (M.P. 2021 poz. 960). Aktualizując wysokość stawek utrzymano trend z poprzednich lat. Średni wzrost stawek w stosunku do roku 2021 wynosi 3,4%. Zmianie nie uległy najniższe stawki (za tlenek węgla oraz węglowodory alifatyczne). Jednostkowe stawki opłat za gazy lub pyły wprowadzane do powietrza z procesów spalania paliw w silnikach spalinowych (załącznik nr 2, tabela D) uzupełniono o stawkę za ON spalany w silnikach w innych pojazdach samochodowych o dopuszczalnej masie całkowitej do 3,5 Mg i w motorowerach (lp. 32). Porównanie stawek opłat w ostatnich latach przedstawione jest na stronie https://wszystkooemisjach.pl/43/zmiany-stawek-oplat Obwieszczenie Ministra Klimatu i Środowiska dostępne jest na stronie https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WMP20210000960
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    Operat FB
    DPF SNCR EcoeXhaust oczyszczanie spalin

    Program zwiększania kompetencji i Szkolenia zamknięte

    Warsztaty on-line

    Zobacz komunikaty JRC/ IPPC Bureau / US EPA / EEA / NIK / ETO / GDOŚ / GIOŚ / WIOŚ / IOŚ / MKiŚ:

    EPA [emisje ołowiu z samolotów z silnikami tłokowymi] to Evaluate Whether Lead Emissions from Piston-Engine Aircraft Endanger Human Health and Welfare (12.01.2022)

    EPA [energetyka NOx SCR] proposes to disapprove revisions to Wyoming’s 2014 regional haze plan as inconsistent with the Clean Air Act (12.01.2022)

    WIOŚ: Zbyt wolne tempo wymiany urządzeń grzewczych w Małopolsce (10.01.2022)

    pył zawieszony PM2,5
    © WIOŚ w Krakowie

    WIOŚ: Stanowisko UMWM i WIOŚ w sprawie realizacji Programu ochrony powietrza dla województwa małopolskiego (10.01.2022)

    EPA [odzysk f-gazów z pojazdów] Settlement with Texas Recycling Company Will Prevent the Release of Ozone Depleting Refrigerants Which Contributes to Climate Change (07.01.2022)

    EPA [huta cynku] seeks public comment on proposed cleanup plan for Sandoval Zinc Company Superfund Site in Illinois (03.01.2022)

    EPA [emisje siarkowodoru z papierni] Proposes Settlement Agreement with New Indy to Address Emissions of Hydrogen Sulfide from Catawba, South Carolina Paper Mill (29.12.2021)

    EPA [podsumowanie roku 2021] Wraps Up A Year of Significant Accomplishments (28.12.2021)

    EPA [PFAS] Grants Petition to Order Testing on Human Health Hazards of PFAS (28.12.2021)

    EPA [tlenek etylenu, glikol] Expands TRI Reporting Requirements for Ethylene Oxide and Ethylene Glycol by Requiring Reporting for 29 Sterilization Facilities (27.12.2021)

    MKiŚ: Decyzja Komisji Europejskiej dot. dostosowanej, rocznej liczby uprawnień do emisji przydzielonej instalacjom na 2021 r. (21.12.2021)

    U.S. EPA [transport] WHAT THEY ARE SAYING: New EPA Emissions Standards Will Reduce Pollution, Cut Costs, and Improve Lives (21.12.2021)

    EPA [transport] Finalizes Greenhouse Gas Standards for Passenger Vehicles, Paving Way for a Zero-Emissions Future (20.12.2021)

    EPA [rtęć] Settlement with Avantor Performance Materials Resolves Public Right to Know and Mercury Export Violations (20.12.2021)

    GIOŚ: Zanieczyszczenie powietrza WWA na stacjach tła miejskiego w 2020 r. (20.12.2021)

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Connection between lung deposited surface area (LDSA) and black carbon (BC) concentrations in road traffic and harbour environments

    Tropospheric photolysis of CF3CHO

    Comparison between economic growth and satellite-based measurements of NO2 pollution over northern Italy Open access

    Health risk of heavy metal exposure from dustfall and source apportionment with the PCA-MLR model: A case study in the Ebinur Lake Basin, China

    A new mobile monitoring approach to characterize community-scale air pollution patterns and identify local high pollution zones Open access

    Zobacz EUR-Lex:

    Decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2021/2326 z dnia 30 listopada 2021 r. ustanawiająca konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) w odniesieniu do dużych obiektów energetycznego spalania zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE (30.12.2021)

    Komunikat Komisji uzupełniający Wytyczne w sprawie niektórych środków pomocy państwa w kontekście systemu handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych po 2021 r. (30.12.2021)

    Zalecenie Komisji (UE) 2021/2279 z dnia 15 grudnia 2021 r. w sprawie stosowania metod oznaczania śladu środowiskowego do pomiaru efektywności środowiskowej w cyklu życia produktów i organizacji oraz informowania o niej (30.12.2021)

    Decyzja Rady (UE) 2021/2271 z dnia 11 października 2021 r. w sprawie stanowiska, jakie ma być zajęte w imieniu Unii Europejskiej na siódmej sesji spotkania stron Konwencji z Aarhus w odniesieniu do spraw ACCC/C/2008/32, ACCC/C/2015/128, ACCC/C/2013/96, ACCC/C/2014/121 i ACCC/C/2010/54 dotyczących jej przestrzegania (21.12.2021)

    Rozporządzenie delegowane Komisji (UE) 2021/2139 z dnia 4 czerwca 2021 r. uzupełniające rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/852 poprzez ustanowienie technicznych kryteriów kwalifikacji służących określeniu warunków, na jakich dana działalność gospodarcza kwalifikuje się jako wnosząca istotny wkład w łagodzenie zmian klimatu lub w adaptację do zmian klimatu, a także określeniu, czy ta działalność gospodarcza nie wyrządza poważnych szkód względem żadnego z pozostałych celów środowiskowych (09.12.2021)

    Wyrok Trybunału Sprawiedliwości z dnia 6 października 2021 r. – ClientEarth / Komisja Europejska, Europejska Agencja Chemikaliów (Sprawa C-458/19 P) Odwołanie – Skarga o stwierdzenie nieważności – Decyzja wykonawcza Komisji C(2016) 3549 final – Zezwolenie na zastosowania ftalanu bis(2-etyloheksylu) DEHP – Rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 –Artykuły 60 i 62 – Rozporządzenie (WE) nr 1367/2006 – Wniosek o wszczęcie wewnętrznej procedury odwoławczej – Decyzja Komisji C(2016) 8454 final – Oddalenie wniosku (29.11.2021)

    Decyzja Komisji (UE) 2021/2053 z dnia 8 listopada 2021 r. w sprawie sektorowego dokumentu referencyjnego dotyczącego najlepszych praktyk zarządzania środowiskowego, wskaźników efektywności środowiskowej oraz kryteriów doskonałości dla sektora produkcji wyrobów metalowych gotowych do celów rozporządzenia (WE) nr 1221/2009 Parlamentu Europejskiego i Rady (25.11.2021)