Σε περίπτωση που μια επικίνδυνη ουσία απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα, είτε λόγω ατυχήματος είτε εσκεμμένα, μπορεί να διασπαρθεί σε μεγάλη περιοχή και να αποτελέσει απειλή για τον πληθυσμό. Αυτό συμβαίνει γιατί ο άνεμος μπορεί να παρασύρει την ουσία και να δημιουργήσει ένα «νέφος» που θα εξαπλωθεί και θα επηρεάσει πολλές περιοχές. Τα πυρηνικά ατυχήματα στο Τσερνομπίλ και τη Φουκουσίμα, οι τρομοκρατικές επιθέσεις με αέριο Σαρίν στην Ιαπωνία, και άλλα χημικά ατυχήματα όπως στο Μποπάλ και στη Σεβέζο είναι μόνο μερικά από τα περιστατικά που έχουν προκαλέσει σοβαρές περιβαλλοντικές και ανθρώπινες επιπτώσεις. Οι άμεσες επιπτώσεις στον ανθρώπινο οργανισμό περιλαμβάνουν συμπτώματα όπως δύσπνοια και βήχα, που μπορεί να εμφανιστούν άμεσα ή λίγες μόνο ώρες μετά την έκθεση, ενώ μακροπρόθεσμα, οι επιπτώσεις αυτές μπορούν να εξελιχθούν σε χρόνια αναπνευστικά προβλήματα, ακόμη και σε αυξημένο κίνδυνο καρκίνου.
Πηγή: https://www.pena.press/home/2019/8/13/-16-.
Κατά τη διάρκεια ενός τέτοιου συμβάντος, εάν γνωρίζουμε τη θέση της πηγής, την ποσότητα των ρύπων που εκπέμπεται και το είδος του ρύπου, μπορούμε να προβλέψουμε την εξάπλωση του νέφους χρησιμοποιώντας ειδικά υπολογιστικά μοντέλα. Τα μοντέλα αυτά μπορούν να μας δώσουν πληροφορίες για την πορεία που θα ακολουθήσει ο ρύπος, την περιοχή που θα καλύψει και το επίπεδο της ανθρώπινης έκθεσης σε αυτόν.
Εάν δεν είναι γνωστά τα χαρακτηριστικά της πηγής (όπως η θέση ή η ποσότητα των ρύπων), μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε άλλες τεχνικές. Για παράδειγμα, αν έχουμε μόνο μετρήσεις συγκεντρώσεων ρύπων σε διάφορες τοποθεσίες, μπορούμε να ανακατασκευάσουμε την αρχική πηγή του ρύπου χρησιμοποιώντας ειδικούς υπολογιστικούς αλγόριθμους που ονομάζονται “αντίστροφες μέθοδοι”. Οι μέθοδοι αυτές λαμβάνουν υπόψη τις μετρήσεις και τις μετεωρολογικές συνθήκες για να εντοπίσουν πού και πόσος ρύπος εκλύθηκε.
Τα πράγματα γίνονται πιο περίπλοκα σε αστικά περιβάλλοντα, όπως οι πόλεις, όπου τα κτίρια και οι δρόμοι προκαλούν έντονες διακυμάνσεις στη ροή του αέρα και δυσκολεύουν τη σωστή πρόβλεψη. Ωστόσο, η έρευνα έχει προχωρήσει σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Διάφορες μελέτες έχουν προσπαθήσει να συνδυάσουν τις μεθόδους αντίστροφης μοντελοποίησης με την Υπολογιστική Ρευστοδυναμική (CFD), μια μέθοδος που υπολογίζει τη ροή του αέρα και τη διασπορά του ρύπου. Άλλες μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει απλούστερα μοντέλα, όπως το Γκαουσιανό ή το Λαγκρανζιανό μοντέλο, που επίσης προσπαθούν να προβλέψουν τη διασπορά των ρύπων.
Πηγή: http://artemis.library.tuc.gr/DT2010-0121/DT2010-0121.pdf.
Συμπερασματικά, η έρευνα σε αυτόν τον τομέα βοηθάει στην καλύτερη κατανόηση της διασποράς των ρύπων και μας επιτρέπει να λαμβάνουμε τα κατάλληλα μέτρα προστασίας σε περιπτώσεις έκτακτων καταστάσεων. Η πρόοδος στις τεχνικές αντίστροφης μοντελοποίησης έχει κάνει δυνατή την καλύτερη πρόβλεψη της θέσης και της έντασης των ρυπογόνων πηγών, ακόμα και σε δύσκολα αστικά περιβάλλοντα.
Με αυτόν τον τρόπο, μπορούμε να προστατεύσουμε τον πληθυσμό και να λάβουμε πιο έγκαιρα μέτρα σε περίπτωση ατυχήματος ή άλλου κινδύνου, εξασφαλίζοντας καλύτερη δημόσια υγεία και ασφάλεια.
Αναφορές
1. George C. Efthimiou, Ivan V. Kovalets, Christos D. Argyropoulos, Alexandros Venetsanos, Spyros Andronopoulos, Konstantinos Kakosimos, 2018. Evaluation of an inverse modelling methodology for the prediction of a stationary point pollutant source in complex urban environments, Building and Environment,143, 107–119.
2. Kovalets, I. V.; Efthimiou, G. C.; Andronopoulos, S.; Venetsanos, A. G.; Argyropoulos, C. D.; Kakosimos, K. E., Inverse identification of unknown finite-duration air pollutant release from a point source in urban environment. Atmos. Environ. 2018,181, 82-96.
3. G. C. Efthimiou, I. V. Kovalets, A. Venetsanos, S. Andronopoulos, C. D. Argyropoulos, K. Kakosimos, 2017. An optimized inverse modelling method for determining the location and strength of a point source releasing airborne material in urban environment, Atmospheric Environment, 170, 118-129.
*Γιώργος Ευθυμίου
Μηχανολόγος Μηχανικός, Ινστιτούτο Χημικών Διαδικασιών & Ενεργειακών Πόρων, ΕΚΕΤΑ.
