Metodologija za izradu katastra Formiranje katastra

Korak po korak

Doc. Dr Bogdana Vujić Bogdana.vujic@tfzr.rs

Predmet: Integralni katastar zagađivača

Shematski prikaz formiranja katastra emisija

Proces dizajniranja treba da obuhvati faze prikazane na slici

Osnovni principi i zahtevi u formiranju sveobuhvatnog registra zagaivača treba da obuhvati nekoliko koraka koji podrazumevaju sledeće:

– Dizajniranje katastra – Sakupljanje podataka i dobijanje podataka o

emisijama – Izračunavanje emisija – Procena nesigurnosti – Obezbeđivanje kvaliteta katastra – Prezentovanje podataka – Primena podataka iz katastra

Korak 1- Dizajniranje katastra emisija

Korak 1- Dizajniranje katastra emisija

• Podrazumeva definisanje niza zadataka odnosno: – sagledavanje svrhe i zahteva koje treba da ispuni

registar, kao i

– sagledavanje vrste i tipa podataka koji treba se prikupe u prvoj fazi.

Precizno definisanje i dizajn katastra u prvoj fazi je od velike važnosti jer je kasnija izmena dizajna već formiranog katastra mnogo komplikovanija.

Identifikacija ključnih problema zavisi od svrhe i cilja koji se želi postići informacijama iz registra emisije.

Identifikacija ključnih problema obuhvata:

Identifikacija izvora i polutanata koji treba da budu uključeni u registar-identifikacija osnovni problema u životnoj sredini koji se nalaze na datom području mogu da ukažu na izvore zagađenja. Dalja analiza izvora može da ukaže na izvore koji u značajnoj meri zagađuju životnu sredinu,a koji u manjoj i na taj način sa se uspostave kriterijumi za obavezno izveštavanje za registar.

Vremenska rezolucija-podaci mogu biti prezentovani u za različite vremenske okvire (1h, 24h, mesečne, sezonske, godišnje). Na primer, za izveštavanje za analizu i predviđanje scenarija emisije gasova staklene bašte i kvaliteta vazduha minimalni vremsneki okvir je godina, dok je za druge potrebe, kao što je procena i uticaja saobraćaja na zagađenje vazduha potrebno frekventnije izveštavanje jer se tu pojavljuju i efekti uticaja meteoroloških uslova koji mogu da variraju iz sata u sat (mikroklimarke promene).

Na kraju svakako treba izvršiti dokumentovanje svih izvedenih postupaka i odluka koje su donete prilikom dizajniranja registra kako bi se otpvrila mogućnost za njegovu dalju upotrebu, nadogradnji i eliminaciju potencijalnh grešaka i propusta.

Prostorna pokrivenost registra-definisanje prostornih granica odnosno područja za koji će se formirati registar zavisi od planirane namene samog registra. Adekvatni izbor prostora zavisi od veličine, prostorne distribucije izvora, geografskih i meteoroloških uslova koji vladaju na datom području.

Shematski prikaz formiranja katastra emisija

2. korak

Korak 2. –sakupljanje podataka/dobijanje podataka o emisijama

• Važan aspekt u ovom koraku tj. u prikupljanju podataka je obezbeđivanje adekvatnog prikaza svih zagađivača koji se nalze na određenom području.

• Ova faza je veoma važna jer prethodi fazi izračunavanja godišnjih emisija za dati emiter.

• Da bi se izračunale godišnje emisije takođe su potrebni podaci o aktivnosti postrojenja, emisioni faktori i specifičnosti samog izvora zagađenja. Na ovaj način se dobijaju uglavnom sektorske godišnje emisije, međutim, za dobijanje emisija za određeno područje (često administrativnu jedinicu), potrebno je obuhvatiti i emisije iz drugih izvora koji se javljaju na datom području

Primer tipova izvora emisije na određenom području i potrebni podaci

Kategorija izvora Parametar

Indutrijski izvori: upotreba goriva

Broj radnih sati, kapacitet, potrošnja goriva

i enegije

Industrijski izvori: procesi

Broj radnih sati, kapacitet proizvodnje,

potrošnjs sirovine

Grejanje domaćinstava Broj stanovnika, tip postrojenja za

grejanje, potrošnja/prodaja goriva za

zagrevanje domaćinstava

Regionalni saobraćaj Broj registrovanih vozila, broj populacije,

potrošnja/prodaja goriva

Prirodni ili poljoprivredni izvori Ukupna površina pod šumama po jedinici

administrativne površine

Shematski prikaz formiranja katastra emisija

3. korak

Korak 3. Izračunavanje emisija

• Izračunavanje emisija je najlakši i najmanje vremenski zahtevan korak, naročito ukoliko se za izračunavanja koriste softverski paketi.

Šta je potrebno za izračunavanje emisija?

PODATAK!!!!!

3. Izračunavanje emisija

• Tahnike za procenu emisije definisanih supstani u vazduh, vodu i zemljište su različite, ali u principu postije 4 osnovna načina i to:

– uzorkovanje ili direktno merenje

– balans mase

– analiza goriva ili drugi proračuni

– emisioni faktor

• Koja od navedenih tehnika će se koristiti zavisi od konkretno od slučaja. • Tako na primer:

– balans mase je pokazao najbolje rezultati pri proceni odnosno izračunjavanju emisije kod fugativne emisije odnosno gubitaka kod ventuila, pumpi.

– Direktna merenja su najbolja za emisije iz tačkastog izvora, kao što su dimnjaci, – izračunavanje emisionog faktora je dobro za gubitke iz rezervoara i drugih

skladišta.

• Svakako da se za procenu emisije dređenih supstanci mogu koristiti i druge tehnike, ali način izračunavanja mora biti „odobren“ od strane nadležne institucije kao metoda ili tehnika koja čija je pouzdanost prihvatljiva.

• Sve navedene tehnike procene odnose se na redovan rad postrojenja, odnosno ne predviđaju nikakve vanredne situacije, odnosno akcidente situacije (npr. prolivanje) što takođe treba uračunati u proces procene emisija za dato postrojenje.

1. Direktna merenja

• Ovaj način procene emisije zahteva merenja određenih parametara

primenjujući metode i periode odnosno frekvenciju i dužinu merenja koje su definisane zakonom, a da je reprezentativno za celu godinu.

Kontunualni monitoring emisije (Countinous Emission Monitoring) ŠTA JE KONTINUALNI MONITORING Najpouzdanije-najskuplje • Obezbeđuje kontinualno detektovanje emisjia tokom određenog,

dužeg vremenkog perioda bez značajnih prekida. • Prilikom merenja dobijaju se dva značajna podatka za izračunavanje

godišnjih emisija : koncentreacija polutanta i protok otpadnog gasa

Kontunualni monitoring emisije (CEM) računanje emisija

• 1 korak:

• Časovni stepen emisije se može odrediti množenjem koncentracije sa protokom fluida u kojem se nalazi polutant.

Emisija(časovna)=Cpolutanta*Q

Kontunualni monitoring emisije (CEM) računanje emisija

• 2. korak:

• Izračunavanje emisionog faktora specifičnog za dati izvor:

Aktivnost= količina upotrebljenog materijala, goriva u jedinici vremena

Kontunualni monitoring emisije (CEM)

• 3. korak:

• Izračunavanje godišnjih emisija množenjem emisionog faktora specifičnog za dati izvor sa godišnjim stepnom aktivnosti:

E (godišnja)=Ef*A(godišnja)

1. Direktna merenja -nastavak Nedostatak podataka u CEMs

• Problematično kod ovog tipa merenja, je kalibracija instrumenata odnosno periodi kada podaci nisu dostupni tako da je set podataka nekompletan, zbog toga je odgovornost na operateru da redovno održava i adekvatno kalibriše svoje uređaje.

Primeri kako se nadoknadjuju nedostajući podaci

Dostupnost podataka na

godišnjem nivou (%)

Broj sati za koje

nedostaju podaci (N)

Način zamene nesotajućih

podataka

Podaci su dostupni za 95% i

više vremena

N ≤ 24h

N >24h

Srednja satna vrednost

zabeležena pre i posle

perioda bez podataka

90.percentil zabeležen u

poslednih 30 dana rada

sistema

Pokrivenost podacima (%)

na godišnjem nivou je

95>%≥90%

N ≤8

N>8

Prosečna satna

vrednost zabeležena pre i

posle perioda zakoji

nedostaju podaci

95.th percentil zabeležen u

prethodnih 30 dana rada

uređaja

%<90% N>0

Maksimlna vrednost

zabeležena u poslednjih 30

dana

1. Direktna merenja-nastavak

Uzorkovanje

• Uzorkovanje iz emitera često daje podatak u kg/h iz čega se može izračunati emisija na godišnjem nivou.

• Moraju uzeti u obzir standardni uslovi uzorkovanja, odnosno svođenje rezultata na propisane (normalne) uslove,

• potrebno i uzorkovati pri maksimalnom kapacitetu proizvodnje odnosno pri maksimalnoj mogućoj emisiji iz emitera

• Ovaj način je reprezentativno za period merenja, ali ipak daje pouzdane i približno realne rezultate

2. Balans mase

PROCES

Ma

ULAZI IZLAZI

Mi Proizvod Mp

Emisije Mc

Vazduh Voda Otpad

Me=Mi-Ma-Mp-Mc

2. Balans mase

• Balans mase uključuje kvantifikaciju ukupnih materijala koji ulaze i izlaze iz procesa, a iz razlika masa ulaza i izlaza se koristi za kvantifikaciju ispuštanja u životnu sredinu ili kao otpad koji nastaje u procesu proizvodnje.

• Maseni balans je naročito koristan kada su poznati ulazi, odnosno kada su propisani ulazi i uslovi procesa, i kadase izlazi mogu kvantifikovati.

• Maseni balans se može primeniti na individualne procese i operacije, kao i na celokupno postrojenje.

• Veoma je važno naglasiti da su procene izvedene iz balansa mase dobre samo koliko su dobri parametri za njegovu kakulaciju. Npr. male greške ili neka neslaganja u parametrima, kao što su pritisak, temperatura, protok ili koncentracija može da prouzrokuje velike greške u finalnoj proceni emisije odnoso na krajnji rezultata. Takođe nesigurnosti rezultata može da doprinese i loš izbor uzorka kada se sprovodi uzorkovanje ulaza i izlaza ukoliko se ne uzme reprezentativan uzorak.

• Daje pouzdanu procenu stepena emisije • Najpouzdanije kada se radi o procesima koji imaju velike emisje u vazduh (SO2 iz

goriva ili VOC iz rastvarača)

3. Emisioni faktor

• Emisioni faktor je reprezentativna veličina koja ima za cilj da poveže količinu emitovane

zagađujuće materije u vazduh sa radnjom, ili procesom koji izaziva emisiju specifične zagađujuće materije.

• Ovaj faktor ima svoje dimenzije i izražava se kao maseni udeo zagađujuće materije u

jediničnoj zapremine ili masi nosioca zagađujuće materije, odnosno kao količina zagađujuće

materije na određenom rastojanju od izvora ili količina zagađujuće materije nakon isteka

jediničnog vremena.

• Emisioni faktor se obično razvija kroz niz eksperimenata i testiranja izvora zagađenja, informacije iz testova se koriste da se kvantifikuje polutant koji se emituje po jedinici neke aktivnosti.

• Faktor emisije znači zahteva neku aktivnost tj podatak o aktivnosti. Opšta formula se može izraziti

kao :

E=Ef*A

Emisija (E)=Emisioni faktor (Ef)*podatak o aktivnosti (A)

Šta to znači?

Ako emisioni faktor ima jedinicu ===kg polutanata/m3 goriva koje je spaljeno,

Tada aktivnost treba da bude ===m3 goriva spaljenog/sat,

da bi udeo emisije imao jedinice ===kg polutanta/satu

Za postrojenja sa ugrađenim uređajima za kontrolu emisije potrebno je u proačun uključiti i stepen efikasnosti datog uređaja (Er)

• E=Ef*A* (1-Er/100)

Emisoni faktori za različite industrijeke aktvnosti razvila je USEPA (Agencija za zaštitu životne sredine US)

Analiza goriva ili drugi proračuni

Ovo su metode koje se zasnivaju na fizičko-hemijskim karakteristikama supstance i njihove matematičke zavisnosti (protok idealnog gasa). Analiza goriva • Se može upotrebiti za predviđanje emisije SO2, metala i drugih jedinjenja,

a zasniva se na primeni određenim zakonima ponašanja. Jednačina za izračunavanje emisije goriva:

E = A * koncentracija polutanta u gorivu* (M /Ar) * OpHrs Gde je: • E-emisijaija pouitanta i (kg/god) • A- aktivnost-potrošnja goriva (kg/h) • M-molekularna težina polutanta kg/kg-mol • Ar-elemetarna težina polutanta u gorivu kg/kg-mol • OpHRs-radni sati h/god •

Shematski prikaz formiranja katastra emisija

4. korak

Korak 4 - Procena nesigurnosti • Pre unosa u bazu podataka potrebno je izvršiti ocenu:

– kompletnosti,

– konzistentnosti i

– verodostojnosti dostavljenih podataka.

• Prilikom prikuljanja podataka I izračunavanja emisja greške su gotovo neizbežne I gotovo se

nikada sa sigurnošću ne može reći da li su izračunate emisije iste kao realne emsije koje su

zaista ispuštene u atmosferu.

• Zbog toga izračunate odnosno procenjene emisije sa sobom uvek nose izvesnu nesigurnost.

Za razumevanje nesigurnosti i kvaliteta samog registra zagađenja potrebno je sagledati dva osnovna

kocepta:

• Tačnost: povezanost između prave vrednosti i srednje vrednosti ponovljenih merenja ili

procenjenih/izračunatih vrednosti promenljive.

• Preciznost: povezanost između ponovljenih merenja iste promenljive. Bolja preciznost znači manje

slučajnih grešaka. Preciznost je nezavisna od tačnosti.

• Nesigurnost ima različite uticaje sa aspekta primene u naučne svrhe i za donošenje odluka odnosno

sprovođenje određene politike. Nesigirnost u naučnim svrhama pomaže da se objasne rezultati i obično

su nesigurnosti deo svake studije. Nesigurnost može biti sredstvo za unapređenje registra zagađenja.

• Nesigurnost može biti prisutna i povezana sa

– Izborom indikatora I njegove kvanitativne vrednosti

– Emisionim faktorom I njegovom reprezentativnošću za dati izvor za kojise računa emsija

– Kompleksnom strukturom softverskih modela koji se koristi za izračunavanje emisija

Shematski prikaz formiranja katastra emisija

5. korak

Korak 5 Obezbeđivanje kvaliteta/kontrola kvalitete (QA/QC)

• Svrha ovog koraka je da se obezbede tačan I konzistentan registar emisija

• Obezbeđivanje kvaliteta je sastavni deo procesa registra u svim njegovim fazama I podrazumeva dokumentovanje svih postupaka, metoda koje su korišćene I preptostavke koje su napravljene.

• Validacija podataka podrazumeva upotrebu svih informacija koje su na raspolaganju kao provera da li je podatak koji se upotrebljava za katastar konzistentan sa drugim raspoloživim podacima.

• Obezbeđivanje kvaliteta (Quality assurance –QA) je sistem procedura koje spovode osobe (treća lica) koje nisu direktno povezane sa registrom (nisu učetvovale u njegom dizajnu I stvaranju niti u njegovo trenutnom funkcionisanju). Ovom revizijom se obezbeđuje da registar predstavlja najbolje moguće procene emisije primenom najnovijih naučnih saznanja I rapoloživih metoda.

• Kontrola kvaliteta- (Quality control QC) je sistem rutinskih postupaka koji imaju za cilj da održe zahtevani kvalitet. Kontrolu kvaliteta obezbeđuju oni koji su ga stvorili.

• QA sistem je dizajniran tako da: – Obezbedi rutinske I neprestane kontrole kako bi se obezbedio integritet,

isparvnost I kompletnost podataka

– Identifikuje I pronađe greške I propuste

– Dokumentuje I arhivira materijale koji su potrebi za registar emisija, kao I da zabeleži sve QC aktivnosti koje su preduzete.

• QC aktivnosti podrazumeva opšte metode kao što je provera tačnosti podataka, njihovo poreklo (merenje), izračunavanja koja su primenjena, procenu nesigurnosti I izveštavanje, odnosno da li su za sve pomenute aktivnosti primenjene odobrene, standardne I akreditovane metode I pocedure.

• Pored toga QC procedure obuhvataju tehničke provere podataka o kategorijama postrojenja, aktivnostima, emisionim faktorima I drugim parametrima I metoda pocena.

• Prilokom QC aktivnosti uvek je neophodno uključiti i “spoljnu” espertizu kako bi se dobile nezavisne pocene.

Shematski prikaz formiranja katastra emisija

7. korak 6. korak

Korak 6- prezentacija podataka

• Podaci iz regista mogu biti predstavljeni na više načina u zavisnosti koje ciljana grupa I koji je krajnji cilj odnosno šta se želi postići sa informacijama iz registra.

• Na primer predstavljanje rezultata odnosno informacija iz registra široj javnosti treba obavezno da uključe internet-web stranica, promotivni materijal (brošura), sažete izveštaje kao I medijsku kampanju.

• Nasuprot tome, za potrebe donosioca odluka i spovođenje određenih politika kao I za naučne svrhe, informacije treba da se prezentuju kao detaljni izveštaji sa tehničkim opisama I dodacima ali I podacima koji moguda posluže kao ulaz za neke softverske disperzione modele.

Korak 7- Primena katastra

• Pored već navedenih benefita katastra koji on nosi sa sobom za širok spektar zainteresovanih (videti u benefiti katastra), inofrmacije sadržane u registru treba da u osnovi da izvrše projekcije budućih emisija koje su veoma korisne za dalje upravljanje procesima i njihovim emisijama kako bi se izbeglo dalje zagađivanje životne sredine, potencijalni rizici I kao bi se unapredio regulatorni sistem.

Pitanja

1. Formiranje katastra- Korak po korak –šematki prikaz i objašnjenje svakog koraka

2. Tehnike za procenu emisija (nabrojati, kada se koja koristi, shematski prikaz pouzdanost/cena)

3. Tenika-direktna merenja

4. Tehnika-maseni Balans

5. Tehnika-emisioni faktor

6. Tehnika-analiza goriva