Περιοριστικά μέτρα κυκλοφορίας λόγω COVID-19: Εκτίμηση του νέου προφίλ των εκπομπών ρύπων στην Αττική

Η ομάδα Μελέτης της Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης σε Αστικές Περιοχές (Urban Air Quality group – UAQ) που δραστηριοποιείται στο ΙΕΠΒΑ/ΕΑΑ έχει αναπτύξει την πρότυπη βάση δεδομένων FEI-GREGAA, η οποία περιλαμβάνει τις εκπομπές των κλασσικών ρύπων και των θερμοκηπικών αερίων από τις ανθρώπινες δραστηριότητες και καλύπτει χρονικά την περίοδο 2006- 2018. Συλλέγοντας στοιχεία κατανάλωσης ενέργειας, χρήσης γης, σύνθεσης στόλου οχημάτων, τύπου θέρμανσης κ.ά. από τις αρμόδιες αρχές και εφαρμόζοντας τη μεθοδολογία που προτείνεται από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Περιβάλλοντος, είναι δυνατή η αναγνώριση και η σε βάθος μελέτη των σημαντικότερων πηγών ρύπανσης στη χώρα μας, με έμφαση στα αστικά κέντρα. Τα δεδομένα εκπομπών της FEI-GREGAA εισάγονται στη συνέχεια σε φωτοχημικό μοντέλο πρόγνωσης αέριας ρύπανσης για τη μελέτη των φαινομένων που οδηγούν στη δημιουργία επεισοδίων ρύπανσης και την αναγνώριση εκείνων των μέτρων που θα φέρουν τα βέλτιστα αποτελέσματα. Δεδομένου ότι κάθε χρόνο χιλιάδες άνθρωποι χάνουν πρόωρα τη ζωή τους λόγω της έκθεσής τους σε υψηλές συγκεντρώσεις αιωρούμενων σωματιδίων με διάμετρο από 2.5 μm εως 10 μm (PM₁₀ – χονδρόκοκκα σωματίδια), σωματιδίων με διάμετρο μικρότερη των 2.5 μm (PM_2.5 – λεπτόκοκκα σωματίδια), όζοντος (O₃) και οξειδίων του αζώτου (NOx), η καταπολέμηση της ρύπανσης με τη βοήθεια στοχευμένων μέτρων που να βασίζονται σε πολύ καλή γνώση των πηγών και των διεργασιών που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα είναι από τις προτεραιότητες της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Ειδικά, η περίοδος που διανύσαμε πρόσφατα, έχει -λόγω των μέτρων περιορισμού της κυκλοφορίας- αρκετά ενδιαφέροντα στοιχεία να αναδείξει σχετικά με τα επίπεδα των ανθρωπογενών εκπομπών.

Εκτίμηση των εκπομπών από τα οχήματα

Στην Ευρώπη και στην Ελλάδα, οι σημαντικότερες πηγές ρύπανσης στις αστικές περιοχές είναι τα οχήματα (Ελλάδα: ΝΟx – 39%, CO – 48%) και η θέρμανση των κατοικιών (Ελλάδα: CO – 42%, PM₁₀ – 65%, Σχήμα 1). Έτσι, στα πλαίσια των ερευνητικών έργων Cyclurban και AirPaP, η ομάδα UAQ μελέτησε την επίδραση στις εκπομπές των ρύπων CO (μονοξείδιο του άνθρακα), NOx, PM₁₀, PM_2.5, CO₂ (διοξείδιο του άνθρακα) από τον περιορισμό της κυκλοφορίας των οχημάτων στην Αττική και επομένως τη χρήση φιλικών προς το περιβάλλον τρόπων μεταφοράς. Εξετάστηκαν σενάρια μείωσης των επιβατικών οχημάτων (Ι.Χ. και ταξί), των δικύκλων και όλου του στόλου σε οριζόντια βάση, αλλά και συνδυαστικά σενάρια ταυτόχρονης μείωσης διαφορετικών τύπων οχημάτων  (Πίνακας 1).

Σχήμα 1. Ποσοστιαία συμμετοχή των επιμέρους πηγών στις συνολικές ετήσιες εκπομπές για τους ρύπους CO (μονοδείδιο του άνθρακα), NOx (οξείδια του αζώτου) και τα ΡΜ10 (χονδρόκοκκα σωματίδια) στην Ελλάδα.

Επιπλέον, εκτιμήθηκε η επίδραση στις εκπομπές από την αύξηση της ταχύτητας κίνησης των οχημάτων με βάση μετρήσεις κυκλοφοριακού φόρτου και ταχύτητας από το Κέντρο Διαχείρισης Κυκλοφορίας Αττικής. Θεωρήθηκε ότι η ταχύτητα κίνησης, των οχημάτων ανάλογα με το είδος του δρόμου (αστικός, αυτοκινητόδρομος, ήπιας κυκλοφορίας), αντιστοιχεί στη μέση τιμή των ταχυτήτων που έχουν καταγραφεί τις Κυριακές του μηνός Απριλίου. Οι ταχύτητες που χρησιμοποιήθηκαν στο συγκεκριμένο σενάριο είναι μεγαλύτερες των αντίστοιχων ταχυτήτων που καταγράφονται τις καθημερινές, ιδιαίτερα τις πρωινές και απογευματινές ώρες, λόγω της κίνησης μικρότερου αριθμού οχημάτων.

Πίνακας 1. Σενάρια περιορισμού του στόλου των οχημάτων στην Αττική.

Τα βασικά συμπεράσματα της έρευνας για τις οδικές μεταφορές

Όσον αφορά στις υπολογιζόμενες εκπομπές από τις οδικές μεταφορές για την Αττική, παρατηρήθηκε ότι οι διαφορετικοί τύποι οχημάτων (επιβατικά Ι.Χ., ταξί, δίκυκλα, φορτηγά και λεωφορεία) επηρεάζουν ασύμμετρα τις εκπομπές λόγω της χρήσης διαφορετικών τύπων καυσίμου. Πιο αναλυτικά, οι συνολικές εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα (CΟ) συνδέονται κυρίως με τα βενζινοκίνητα οχήματα (83% για τα Ι.Χ. και δίκυκλα), ενώ οι εκπομπές των οξειδίων του αζώτου (ΝΟx) με τα ντιζελοκίνητα (συμμετοχή των βαρέων φορτηγών κατά 55%, των επιβατικών οχημάτων κατά 20% και των λεωφορείων κατά 15%). Στις συνολικές εκπομπές των χονδρόκοκκων σωματιδίων (ΡΜ₁₀) το ποσοστό συνεισφοράς των Ι.Χ. επιβατικών είναι 44%, ενώ των βαρέων φορτηγών 35% (Σχήμα 2).

Σχήμα 2. Ποσοστιαία συμμετοχή των διαφορετικών τύπων οχημάτων στο σύνολο των εκπομπών ΡΜ10 (χονδρόκοκκα σωματίδια), CO (μονοδείδιο του άνθρακα) και NOx (οξείδια του αζώτου) από τις οδικές μεταφορές στην Αττική.

Επομένως, παρόλο που τα Ι.Χ. επιβατικά οχήματα χρησιμοποιούνται κυρίως κατά τη μετάβαση από και προς την εργασία, ο μεγάλος αριθμός τους συνεχίζει να αποτελεί παράγοντα επιβάρυνσης των συνολικών εκπομπών. Τα ταξί όσο και τα φορτηγά έχουν διαρκή κίνηση μέσα στο λεκανοπέδιο, με αποτέλεσμα το φορτίο των εκπομπών που τους αναλογεί να είναι σημαντικό.

Τα διάφορα σενάρια εκπομπών που μελετήθηκαν έδειξαν ότι οι αυστηροί περιορισμοί της κυκλοφορίας οδηγούν σε σημαντική μείωση των εκπομπών (Σχήμα 3).

• Η μείωση των επιβατικών οχημάτων κατά 70% οδήγησε σε μείωση των εκπομπών μονοξειδίου του άνθρακα (CO), των οξειδίων του αζώτου (NOx) και των χονδρόκοκκων σωματιδίων (ΡΜ₁₀) κατά 28%, 14% και 31% αντίστοιχα. Η αντίστοιχη μείωση των δικύκλων κατά 50% επέφερε μείωση των παραπάνω ρύπων και σωματιδίων κατά 22% (CO), 2% (NOx) και 5% (PM₁₀).
• Η καθολική μείωση της κίνησης όλων των τύπων οχημάτων κατά 50% επηρεάζει σε πάρα πολύ μεγάλο ποσοστό τις εκπομπές CO, NOx και ΡΜ₁₀ κατά 34%, 50% και 49% αντίστοιχα, αναδεικνύοντας τη συνεισφορά των φορτηγών στα συνολικά επίπεδα των εκπομπών.
• Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή του σύνθετου σεναρίου μείωσης των οχημάτων έδειξαν μείωση των εκπομπών κατά 33%, 43% και 43% για το CO, NOx και ΡΜ₁₀ αντίστοιχα.
• Πολύ σημαντική είναι η επίδραση της αύξησης στην ταχύτητα κίνησης των οχημάτων, καθώς κατά την περίοδο του lockdown δεν παρατηρήθηκαν τα συνήθη μποτιλιαρίσματα στους κεντρικούς οδικούς άξονες του λεκανοπεδίου. Τα αποτελέσματα του σχετικού σεναρίου έδειξαν ακόμη καλύτερο μετριασμό των εκπομπών, κατά 42% για το CO, 45% για τα NOx και 44% για τα PM₁₀.

Σχήμα 3. Ετήσιες εκπομπές CO, NOx και ΡΜ10 από τις οδικές μεταφορές στην Αττική.

Συμπερασματικά, τα οφέλη στο περιβάλλον από την προώθηση εναλλακτικών μέσων μεταφοράς (ποδήλατα, περπάτημα, ΜΜΜ) έναντι της καθημερινής χρήσης των ΙΧ επιβατικών αυτοκινήτων, όπως και την ομαλοποίηση της ροής στους κεντρικούς δρόμους , είναι πολύ σημαντικά και χρειάζονται γενναία μέτρα αλλά και εκπαίδευση των πολιτών όλων των ηλικιών. Η παρούσα κατάσταση ευνοεί τη μετάβαση σε μια καθημερινότητα με λιγότερα αυτοκίνητα στους δρόμους.

Το προφίλ της θέρμανσης των κατοικιών

Δεν μπορεί ωστόσο να παραβλεφθεί το αρνητικό αντιστάθμισμα των παραπάνω βελτιώσεων που σχετίζεται με τις εκπομπές από την θέρμανση των κατοικιών. Είναι γεγονός ότι κατά τη διάρκεια του #ΜένουμεΣπίτι αυξήθηκε η χρονική διάρκεια της θέρμανσης των κατοικιών, με αποτέλεσμα οι καθημερινές να θυμίζουν Κυριακές. Στα πλαίσια του έργου AirPaP διεξήχθη έρευνα για την οικιακή θέρμανση μέσω online ερωτηματολογίου που ανέβηκε στην πλατφόρμα του ΜΕΤΕΟ (meteo.gr) σχετικά με τις συνήθειες των πολιτών. Σε όλες τις περιφέρειες της Ελλάδας διαπιστώθηκε ότι τις Κυριακές το χρονικό διάστημα 8:00-16:00 οι ένοικοι χρησιμοποιούν τα συστήματα θέρμανσης 48% περισσότερο απ’ ό,τι τις καθημερινές.

Κατά τον υπολογισμό των εκπομπών από την οικιακή θέρμανση, η διαφοροποίηση που αποδίδεται  στις Κυριακές επί του συνόλου των εβδομαδιαίων εκπομπών είναι 6% αύξηση σε σχέση με τις καθημερινές. Επιπλέον, σε όλες τις περιφέρειες της χώρας ο λέβητας χρησιμοποιείται ως πρωτεύον σύστημα για τη θέρμανση των κατοικιών (ποσοστό 68%) και κατ’ επέκταση το πετρέλαιο ως καύσιμο με ποσοστό 48,2%. Διαφοροποιήσεις παρατηρούνται ως προς τη δεύτερη επιλογή των πολιτών. Πιο συγκεκριμένα, στην Αττική η χρήση των κλιματιστικών (ηλεκτρισμός) είναι πολύ μεγάλη, ενώ στις υπόλοιπες περιφέρειες η επιλογή του κλιματιστικού και η καύση βιομάζας (τζάκια, σόμπες, λέβητες pellet, κ.ά.) βρίσκονται σχεδόν στα ίδια επίπεδα (Σχήμα 4).

Σχήμα 4. Ποσοστά χρήσης του κύριου και δευτερεύοντος συστήματος θέρμανσης σύμφωνα με τις απαντήσεις των πολιτών σε έρευνα για τις συνθήκες θέρμανσης των κατοικιών που διεξήχθη τον χειμώνα 2018 – 2019 από την ομάδα του έργου AirPaP μέσω online ερωτηματολογίου στη σελίδα meteo.gr.

Και η έρευνα συνεχίζεται…

Το έργο AirPaP έχει ως στόχο τη σύνδεση μεταξύ εκπομπών και συγκεντρώσεων ρύπων (όζον και αιωρούμενα σωματίδια) για την κατανόηση των φαινομένων που οδηγούν στη διαμόρφωση της ποιότητας του αέρα. Σε αυτό το πλαίσιο, αναπτύσσεται σύστημα πρόγνωσης δύο ημερών των συγκεντρώσεων αέριων ρύπων και σωματιδίων -για την Αττική αρχικά-, με τη χρήση συστήματος μοντέλων (μετεωρολογικό και φωτοχημικό) σε συνεργασία με την ομάδα του METEO.

Επιπλέον, πραγματοποιείται συνεχής παρακολούθηση της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων ΡΜ_2.5 σε πραγματικό χρόνο με τη χρήση της τεχνολογίας IoT με εγκατάσταση αισθητήρων χαμηλού κόστους σε διάφορα σημεία του λεκανοπεδίου σε συνεργασία με την ΠΑΝελλΑδιΚή υποδομή για τη μΕλέτη της ατμοσφαιρικής σύστασης και κλΙματικής Αλλαγής (ΠΑΝΑΚΕΙΑ). Έτσι, μας έχει δοθεί η ευκαιρία να γνωρίζουμε την εξέλιξη της ποιότητας του αέρα καθ’όλο το χρονικό διάστημα, από τον Οκτώβριο 2019 έως και σήμερα. Η περίοδος του #ΜένουμεΣπίτι επηρέασε σε ένα βαθμό τα επίπεδα των λεπτόκοκκων σωματιδίων ΡΜ_2.5 και κυρίως την εμφάνιση μεγίστων. Οι συγκεντρώσεις των ρύπων δεν εξαρτώνται όμως μόνο από τις τοπικές εκπομπές, αλλά είναι ένα φαινόμενο που επηρεάζεται από τις εκάστοτε μετεωρολογικές συνθήκες, τη μεταφορά ρύπων από άλλες περιοχές και τις επικρατούσες συγκεντρώσεις υποβάθρου. Έτσι, απαιτείται μελέτη της εξέλιξης των επιπέδων τους σε βάθος χρόνου, σε όλο το εύρος της Περιφέρειας Αττικής ή και της χώρας, σε συνδυασμό με τις εκπομπές και τα αποτελέσματα προσομοιώσεων φωτοχημικών μοντέλων, για την καλύτερη αποτίμηση των χαρακτηριστικών τους.

Το έργο AirPaP χρηματοδοτείται από το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (ΕΛΙΔΕΚ) και από τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας (ΓΓΕΤ), με αρ. Σύμβασης Έργου 409.
Το έργο Cyclurban – Cycling as an element of urban climate mitigation policy, χρηματοδοτείται από το Γερμανικό Υπουργείο Περιβάλλοντος στο πλαίσιο της δράσης European Climate Initiative (EUKI), με αρ. σύμβασης έργου 81218709/ 17.9045.0-002.17