Atmospheric Air Pollution and Monitoring

Indoor air quality (IAQ) is an important aspect in building design due to its effect on human health and wellbeing. Generally, people spend about 90% of their time indoors where they are exposed to chemicals, particulate matters, biological contaminants and possibly carcinogens. In particular, the air quality at hospitals carries with it risks for serious health consequences for medical staff as well as patients and visitors. This book is a study of atmospheric air pollution and presents ways we can reduce its impacts on human health. It discusses tools for measuring IAQ as well as analyzes IAQ in closed buildings. It is an important documentation of air quality and its impact on human health

URBAN AIR QUALITY. A COMPARATIVE STUDY OF MAJOR EUROPEAN CAPITALS

In this article, the authors made a comparative analysis of air quality in several European capitals, with the goal to identify the place occupied by Bucharest among the most polluted cities in the European Union. For this analysis we used data reported by various member states, as well as data provided by the Romanian National Network of Air Quality. The comparative analysis presents the last years evolution for the concentration of the most important substances involved in the atmospheric pollution process, emphasizing the place occupied by Bucharest city according to the quality index value of the cities.air quality, European capitals, comparative analysis, pollution, urban environment.

Proceedings of Abstracts 12th International Conference on Air Quality Science and Application

© 2020 The Author(s). This an open access work distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Licence (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), which permits unrestricted reuse, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.Final Published versio

Pathway using WUDAPT's Digital Synthetic City tool towards generating urban canopy parameters for multi-scale urban atmospheric modeling

The WUDAPT (World Urban Database and Access Portal Tools project goal is to capture consistent information on urban form and function for cities worldwide that can support urban weather, climate, hydrology and air quality modeling. These data are provided as urban canopy parameters (UCPs) as used by weather, climate and air quality models to simulate the effects of urban surfaces on the overlying atmosphere. Information is stored with different levels of detail (LOD). With higher LOD greater spatial precision is provided. At the lowest LOD, Local Climate Zones(LCZ) with nominal UCP ranges is provided (order 100 m or more). To describe the spatial heterogeneity present in cities with great specificity at different urban scales we introduce the Digital Synthetic City (DSC) tool to generate UCPs at any desired scale meeting the fit-for-purpose goal of WUDAPT. 3D building and road elements of entire city landscapes are simulated based on readily available data. Comparisons with real-world urban data are very encouraging. It is customized (C-DSC) to incorporate each city's unique building morphologies based on unique types, variations and spatial distribution of building typologies, architecture features, construction materials and distribution of green and pervious surfaces. The C-DSC uses crowdsourcing methods and sampling within city Testbeds from around the world. UCP data can be computed from synthetic images at selected grid sizes and stored such that the coded string provides UCP values for individual grid cells

Low Emission Zone Study İn İstanbul By Using Models-3/cmaq Framework

Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, Yüksek LisansM.Sc. (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MERVE GÖKGÖZ ERGÜLIstanbul is the most populated city of Turkey as well as one of the mega cities of the world. Due to growing population and economy, city has been experiencing the problems of air pollution. There are many studies about air pollution effects on human health in the literature. Road transport emissions are released in areas where people live intensively, therefore these emissions are important for public health. This thesis aims to identify and quantify the measures to be taken to prevent traffic-related air pollution by using WRF meteorology model and CMAQ chemistry and transport model. This study presents the first Low Emission Zone study in Istanbul by using modeling and highlights the requirements of Low Emission Zone establishment. Istanbul-specific inventory includes main anthropogenic sources on 2 km horizontal and hourly temporal resolution. Road transport emissions were obtained from COPERT emission model. Emission model results reveal that on-road traffic emissions are the main source for most of the pollutants such as CO, NMVOC and NOx, industrial combustion is responsible for high amount of SO2 emissions and solvent use and traffic are the main participants for NMVOC emissions. The spatial distribution of air pollutants has proved that the highest concentrations occur at the places where emission sources are located. But uncertainties may be occur due to the activity data, emission factors and temporal profiles used in this thesis. WRF model was run for a 11-day period, includes PM concentrations are mostly higher than EU limit value (50μg/m3), from November 2 to November 12, 2010. Model run results from the WRF simulation were compared with observations from Ataturk Airport and Goztepe air quality stations. According to statistical and time plot results WRF has captured surface temperature successfully. But this performance can be further improved by changing physical parameters of WRF. The results from the CMAQ model were compared with Aksaray air quality station based on PM10 concentrations. The statistical performance of model shows low correlation with the observations. Differences between model with measurement results can arise from many causes such as; uncertainty in the meteorological model and COPERT model, improper boundary conditions and temporal profiles and measurement errors. In order to limit traffic related air pollutants, methods and regions which have high density of population and work places were determined. Based on these criteria Historical Peninsula, Kadikoy and Maslak were selected as candidates. When transport sector emissions were reduced by 30% and given to DUMAN model, Historical Peninsula has demonstrated most significant response which is 10μg/m3 reduction in PM10 hourly concentration. Then, effect of each method on PM levels was examined by using literature studies and COPERT model. The most effective method was found as EURO 3 standard causes 85% reduction in PM10 emissions. In the case of only EURO 3, EURO 4, EUR0 5 and EURO 6 vehicles can enter the zone, hourly PM concentration differences between base situation and low emission case has reached up 35μg/m3. Overall, a low emission zone will be announced on the Historical Peninsula, will provide a significant improvement in regional air quality.İstanbul, Türkiye'deki en büyük şehir olmasının yanı sıra 14 milyonu aşan nüfusuyla dünyadaki mega şehirlerden biridir. Bu şehir, artan nüfusu ve gelişen endüstrisi sebebiyle sıklıkla hava kirliliği problemi yaşamaktadır. Hava kirliliğinin, insan sağlığı üzerindeki etkileri literatürdeki bir çok çalışma tarafından kanıtlanmıştır. Kirleticilere maruz kalmanın, akciğer ve solunum yolu rahatsızlıkları, kardiyovasküler hastalıklar, astım şikayetlerinde artış, erken doğum ve ölüme varan sonuçları görülmektedir. Ulaşım kaynaklı emisyonlar, toplumun yoğunyaşadığı şehirleşmiş bölgelerde yoğunlaştığı için insan sağlığı açısından diğer emisyon kaynaklarına göre daha önemli bir yere sahiptir. Ayrıca bu emisyonların yer seviyesinde salınıyor olması da hava kirliliğine maruziyeti arttıran sebeplerden biridir. Bu tez çalışmasında trafik kaynaklı emisyonları sınırlandırmak ve azaltmak için alınacak önlemleri belirlemek ve etkilerini hesaplayabilmek için WRF meteroloji modeli, COPERT trafik kaynaklı emisyon hesaplama modeli ve CMAQ kimyasal taşınım modeli kullanılmıştır. Literatürdeki emisyon azaltım yöntemleri bu çalışmada teknolojik, davranışsal ve yönetimsel olarak gruplandırılmıştır. Bu önlemler arasında dizel partikül filtre kullanımı, EURO standartlarına göre araç girişlerinin sınırlandırılması, elektrikli otobüslerle toplu ulaşımın sağlanması, düşük emisyon bölgesi içindeki park ücretlerinin arttırılması, bölgeye giriş yapacak araçların trafik sıkışıklığı ücreti ödeyerek bölgeye giriş yapması, sinyalizasyonda yapılacak iyileştirmeler ve geliştirilmiş toplu ulaşım sistemleri sayesinde özel otomobil kullanımının azaltılması bulunmaktadır. Düşük Emisyon Bölgesi çalışması bu önlemlerin tek başına ya da topluca uygulanabildiği bir yöntemdir. Dünyada uygulama alanı gittikçe genişleyen bu metod 8 ülke ve 70 şehirde kurulmuş durumdadır. Bu tez çalışmasında İstanbul için aday bölgeler belirlenerek Düşük Emisyon Bölgesi çalışması ilk defa modellenmiştir. Meteoroloji ve kimyasal taşınım modelleri, 3 domain için koşturulmuştur. Ana domain tüm Avrupa'yı, Kuzey Afrika'yı ve Doğu Asya'nın bir kısmını, ikinci domain tüm Türkiye'yi, üçüncü domain İstanbul'u kapsamaktadır ve çözünürlükleri sırasıyla 30 km, 10 km, ve 2 km'dir. 30 km ve 10 km'lik domainlerde TNO'nun hazırlamış olduğuemisyon envanteri kullanılmıştır. Im'in İstanbul için hazırlamış olduğu emisyon envanteri 2 km mekansal çözünürlükte ve saatlik olarak başlıca antropojenik kaynakları içermektedir. Bu kaynakların içerisinde evsel ısınma, endüstri, atık yönetimi, solvent kullanımı, enerji üretimi, yakıt işleme ve ulaşım yer almaktadır. Bu çalışmada, COPERT modeli ile trafik kaynaklı emisyonlar hesaplanarak İstanbul'a ait envanterin ulaşım sektörü kısmında kullanılmıştır. Biyojenik emisyonlar için MEGAN modeli kullanarak doğal emisyonlar da hesaba katılmıştır. Emisyonların dağılımına bakıldığında ulaşım sektörü CO, NMVOC ve NOx kirleticilerinin ana kaynağı olarak görülmektedir. Endüstri ise SO2 emisyonlarının, çözücü kullanımı ve trafik ise NMVOC emisyonlarının ana kaynağıdır. İstanbul envanterindeki trafik sektörü, insan sağlığı açısından en önemli kirleticilerden biri olan PM için ana kaynak iken, COPERT'e ait emisyonların ulaşım sektörü için kullanılması durumunda PM için ana kaynak, üretim endüstrisi olmaktadır. İstanbul'da 26 adet hava kalitesi ölçüm istasyonu bulunmaktadır. Bu istasyonların hepsinde SO2 ve PM10 ölçümü yapılmakta olup bazılarındaysa bunlara ek olarak sıcaklık, rüzgar, azotoksit (NO, NO2, NOx), CO ve O3 ölçümleri yapılmaktadır. Bu çalışma esnasında bu istasyonlardan elde edilen konsantrasyon değerleriyle model sonuçları karşılaştırılmıştır. WRF modeli, 2-12 Kasım 2010 tarihleri arasında koşturulmuştur. Modelin sonuçları Atatürk Havaalanı ve Göztepe'deki hava kalitesi istasyonlarından elde edilen ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Zaman serisi ve istatistiksel analizler, WRF'un yüzey sıcaklığını yakalamada başarılı olduğunu göstermektedir. Modelin performansını arttırmak için modelin fiziksel parametreleri üzerinde değişiklikler yapılarak en uygun seçenek belirlenebilir. CMAQ modelinin çıktılarına göre hesaplanan saatlik PM10 konsantrasyonları, Aksaray hava kalitesi istasyonundan elde edilen PM10 ölçüm sonuçları ile tüm domainler için karşılaştırılmıştır. 30 km ve 10 km'lik domainler, 2 km'lik domaine göre model performansı açısından daha başarılıdır. İstanbul simülasyonu için, modelin ölçüm sonuçlarına göre daha yüksek konsantrasyonlar sergilediği görülmüştür. İstatistiksel analizler yapıldığında ölçüm sonuçları ve simüle edilmiş sonuçlar arasında düşük bir korelasyon görülmüştür. Bu zayıf performansın sebebi saatlik ölçümlerin karşılaştırılması, tek bir noktaya ait ölçüm sonuçlarının baz alınması, meteorolojik modeldeki ve COPERT modelindeki belirsizlikler, çalışma alanına uygun olmayan model sınır koşulları, zamansal profillerin uygun olmaması ve ölçüm hataları olabilir. Trafik kaynaklı hava kirliliğini azaltmak için uygun olan bölge ve yöntemler belirlenmiştir. Bölgeler belirlenirken yüksek gündüz nüfusuna sahip olmaları ve iş yerleri açısından merkez niteliğinde olmaları göz önünde bulundurulmuştur. Aday bölgeler Kadıköy, Maslak ve Tarihi Yarımada olarak seçilmiştir. Bu bölgeler trafik çekme özellikleriyle de düşük emisyon bölgesi uygulaması açısından uygundurlar. Trafik kaynaklı emisyonların 30% azaltılarak DUMAN emisyon işleme modeline verilmesi sonucunda, Tarihi Yarımada'da saatlik PM10 konsantrasyonlarında 10μg/m3 'a varan düşüş görülmüştür. Kadıköy bölgesi için maksimum fark 7μg/m3, Maslak bölgesi için maksimum fark 3μg/m3 olarak simule edilmiştir. Hem gündüz nüfusunun en fazla olduğu hem de emisyonlardaki azaltıma konsantrasyon değişimi olarak en çok yanıt veren bölge Tarihi Yarımadadır. Düşük Emisyon Bölgesi için seçilen Tarihi Yarımada'da uygulanacak yöntemlerin her birisi için PM10 emisyonlarında ne kadar düşüşe neden olduğu literatürdeki çalışmalar ve COPERT modelinin çıktıları kullanılarak hesaplanmıştır. Belirlenen metodların arasında, bölgeye sadece EURO 3 ve üzeri araçların girişine izin verilmesi uygulaması PM10 emisyonlarında 85% azaltım sağlamaktadır. Emisyondaki bu azaltım, referans durum ile Düşük Emisyon Bölgesi ilan edilen durum arasında saatlik bazda 35μg/m3 ' e varan farka sebep olmaktadır. PM için günlük ortalamalarda fark 15μg/m3' e varmaktadır. Bu önemli farkın sebebi EURO 3 standardından düşük olan araçların hem sayıca fazla olması hem de diğer yeni araçlara göre daha fazla kirletici yaymalarıdır. Bölgeye yalnızca yeni teknolojili ve az sayıda araç girişine izin verildiği takdirde hava kalitesinde önemli ölçüde iyileşmeler görülecektir. Bu çalışma, İstanbul'u daha fazla temsil eden sınır koşulları kullanılarak ve daha ayrıntılı emisyon envanteri hazırlanarak geliştirilebilir. Şu anda devam etmekte olan Ulusal Hava Kirliliği Emisyon Yönetim Sisteminin Geliştirilmesi projesi (KAMAG) ve COPERT'in araç dağılımı ve özellikleri kısımlarının güncellenmesi sayesinde model performansı yükseltilebilir.M.Sc.Yüksek Lisan

Analysis and comparison of the national and regional emission inventories for the Greater Madrid Region through air quality simulations

Este trabajo presenta un análisis y una metodología para la armonización de inventarios de emisiones utilizados en modelos de calidad del aire