Prowadzenie prac naukowych i badawczych związanych z problematyką Zakładu Ochrony Powietrza- Zespołu Imisji Zanieczyszczeń
Nowoczesne technologie i narzędzia monitoringu stanu powietrza atmosferycznego.
Działania integrujące ACTRIS-2 (IA) dotyczą zakresu integracji najnowocześniejszych europejskich stacji naziemnych do długoterminowych obserwacji aerozoli, chmur i gazów o krótkim czasie życia. Konsoliduje i ulepsza usługi oferowane w ramach Inicjatywy Zintegrowanej Infrastruktury ACTRIS (2011-2015) finansowanej przez 7PR. ACTRIS-2 podejmuje nadrzędne cele ACTRIS w zakresie dalszej integracji europejskich stacji naziemnych i zbudowania zorientowanego na użytkownika RI, unikalnego w krajobrazie EU-RI, dla aerozoli, chmur i krótko żyjących gatunków w fazie gazowej.
ACTRIS-2 odpowiada na potrzeby użytkowników:
Utrzymanie i zwiększenie dostępności długoterminowych danych obserwacyjnych istotnych dla badań klimatu i jakości powietrza na skalę regionalną, tworzonych za pomocą znormalizowanych lub porównywalnych procedur w całej sieci stacji ACTRIS; Dalszy rozwój i rozpowszechnianie narzędzi integracyjnych w celu pełnego wykorzystania wielu technik atmosferycznych w stacjach naziemnych, w szczególności do kalibracji/walidacji/integracji czujników satelitarnych oraz do poprawy parametryzacji stosowanych w klimacie w skali globalnej i regionalnej oraz modele jakości powietrza; Otwarcie urządzeń kalibracyjnych i zaawansowanych platform obserwacyjnych dla dostępu transnarodowego z korzyścią dla dużej społeczności użytkowników, w tym MŚP, oraz dalsze ułatwianie wirtualnego dostępu do wysokiej jakości informacji, narzędzi i usług usprawniających centrum danych ACTRIS; Utrzymanie i zwiększenie możliwości szkolenia w zakresie obserwacji atmosferycznych, skierowanego szczególnie do nowych użytkowników, w tym z krajów rozwijających się spoza UE;
Innowacje w oprzyrządowaniu to jeden z podstawowych elementów składowych ACTRIS-2. Powiązane partnerstwo z MŚP stymuluje rozwój wspólnych przedsięwzięć zajmujących się nowymi technologiami do wykorzystania w obserwacjach atmosferycznych. Docelowe grupy użytkowników w ACTRIS-2 obejmują szeroki zakres społeczności na całym świecie. Użytkownikami końcowymi są instytucje zajmujące się badaniami klimatu i jakości powietrza, agencje kosmiczne, przemysł, agencje jakości powietrza.
ACTRIS-2 poprawi systematyczne i terminowe gromadzenie, przetwarzanie i dystrybucję danych i wyników do wykorzystania w modelowaniu, w szczególności w celu wdrożenia usług atmosferycznych i klimatycznych. ACTRIS-2 inwestuje znaczne wysiłki, aby zapewnić długoterminową trwałość po okresie realizacji projektu, umieszczając projekt zarówno w kontekście GEO, jak i w bieżącym kontekście ESFRI oraz rozwijając synergię z inicjatywami krajowymi.
ACTRIS-2 będzie stanowił fundamentalny krok w kierunku ustanowienia komponentu atmosferycznego Zintegrowanego Europejskiego Systemu Obserwacyjnego i wyraźnego unowocześnienia usług oferowanych użytkownikom.
Wraz z pojawieniem się metod masowego sekwencjonowania DNA poznanie “społeczności mikrobów”, zwanych mikrobiomem, różnych środowisk stało się jednym z głównych wyzwań współczesnej mikrobiologii. Bakterie zamieszkują niemal każdą niszę naszej planety. Zróżnicowane ekosystemy Ziemi cechują się dużą różnorodnością zamieszkujących je bakterii, a wiele z nich jest kluczowych dla poprawnego funkcjonowania innych organizmów i zachodzących w przyrodzie procesów. Nie inaczej jest z ludzkim ciałem. Każdy z nas jest gospodarzem dla około stu bilionów bakterii tworzących mikrobiotę naszego organizmu. Także my jesteśmy silnie uzależnieni od tego jakie mikroorganizmy zamieszkują nasz ustrój, gdyż to ich skład w znacznym stopniu kształtuje ludzkie zdrowie. W skrajnych przypadkach, obecność patogenów może prowadzić do choroby.
Bakterie towarzyszą nam niemal w każdej wykonywanej czynności, nawet oddychaniu! Podczas każdego wdechu wraz z powietrzem wdychamy również cząsteczki pyłu i bytujące na nich rozmaite mikroorganizmy. Planowane badania zakładają poznanie rodzajów tych mikroorganizmów, a także w jakim stopniu są one w stanie wniknąć w nasz organizm przy pomocy pyłu. Dodatkowo, wiadomo, że w zanieczyszczonym powietrzu (np. w dużych miastach, w których występuje smog) bakterii jest znacznie więcej niż w powietrzu obszarów wiejskich. Chcemy zbadać, jak skład pyłu, jego źródła (np. spaliny samochodowe, spalanie węgla), kształtują skład mikrobiomu powierza, oraz czy znajdują się w nim szczepy wpływające niekorzystnie na zdrowie człowieka. Pozwoli to też na opracowanie biowskaźnika jakości powietrza uwzględniającego zagrożenia mikrobiologiczne. Dodatkowo, badania mikrobiomu pyłu z powietrza nieopodal szpitala zakaźnego pozwolą odpowiedzieć na pytanie czy wielkomiejski pył wspomaga rozprzestrzenianie się zjawiska antybiotykoodporność wśród bakterii.
Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego jest złożonym koktajlem różnych substancji chemicznych, przy czym pył zawieszony (PM) jest obecnie przedmiotem intensywnych badań naukowców z różnych dziedzin na całym świecie, ze względu na jego szerokie spektrum oddziaływania. Obecnie, narażenie na zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego oraz wewnątrz pomieszczeń zostało zidentyfikowane jako największe zagrożenie środowiskowe dla zdrowia ludzkiego i czwarty wiodący czynnik ryzyka przedwczesnych zgonów na świecie, po wysokim ciśnieniu krwi, paleniu tytoniu i ryzyku związanym z nawykami żywieniowymi. Najnowsze globalne szacunki wskazują, że każdego roku ponad 4 miliony przedwczesnych zgonów jest spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego, przy czym największe obawy budzą pył zawieszony i ozon. Spośród wszystkich frakcji PM, pył drobny PM2.5 (cząstki o średnicy aerodynamicznej < 2.5 μm) jest uznawany za kluczowe zanieczyszczenie powietrza pod względem negatywnego wpływu na zdrowie, jako że podczas wdychania cząstki mogą przenikać do głębokich obszarów pęcherzyków płucnych i dalej do układu krwionośnego, wpływając na cały organizm, a w szczególności powodując zaburzenia układu krążenia, oddechowego, czy ośrodkowego układu nerwowego. Wysokie stężenia pyłów budzą także duże zaniepokojenie społeczeństwa ze względu na coraz bardziej powszechną wiedzę o ich negatywnym wpływie na zdrowie ludzkie. Jednakże w związku z niejednorodnością tego zanieczyszczenia, ocena jego oddziaływań zdrowotnych jest wyjątkowo trudna, jako że cechy pyłów zależą od ich rozmiarów, kształtu i powierzchni cząstek, a także od składu chemicznego i mineralogicznego. Tak szczegółowa charakterystyka pyłów nie jest powszechnie badana w ramach rutynowego monitoringu zanieczyszczeń powietrza, co także uniemożliwia ilościowe określenie źródeł odpowiedzialnych za obserwowane w powietrzu poziomy pyłu.
W związku z tym, badania prowadzone w projekcie mają na celu dokonanie szczegółowej analizy chemicznej różnych podfrakcji pyłu PM2.5, tj. PM1 (da < 1 μm) oraz PM1-2.5 (da > 1 μm i da < 2.5 μm), a także rozwój wiedzy na temat charakterystyki najmniejszych ultradrobnych cząstek (UFP; da < 100 nm), które, jak się przypuszcza, mają wyższą toksyczność niż większe cząstki. Tak dogłębna analiza charakterystyki pyłu pozwoli na identyfikację jego źródeł, a w następnie powiązanie wyróżnionych rodzajów pyłu z negatywnymi efektami zdrowotnymi. W tym celu, dobowe próbki PM2.5 i PM1 będą pobierane jednocześnie w trakcie 12-miesięcznej kampanii pomiarowej, a skład chemiczny obu frakcji, w tym 20 pierwiastków śladowych, jony rozpuszczalne w wodzie oraz węgiel pierwiastkowy i organiczny będą określane co drugi dzień. Identyfikacja źródeł pyłu zostanie przeprowadzona z zastosowaniem zaawansowanej metody modelowania receptorowego, tj. dodatniej faktoryzacji macierzy – PMF, wykorzystującej dane dotyczące stężeń PM1 i PM2.5 oraz ich składników. W związku z tym, że najdrobniejsze cząstki pyłu UFP mają znikomą masę, ale są dominującym składnikiem całkowitej liczby cząstek w atmosferze, są lepiej określane ilościowo na podstawie stężenia liczbowego. Pomiary stężeń liczbowych cząstek UFP będą prowadzone w różnych częściach Warszawy, a także o różnych porach dnia i w różnych porach roku. Pozwoli to na ocenę czasowej zmienności i rozkładu przestrzennego cząstek pyłu w mieście.
Liczne badania epidemiologiczne prowadzone od siedmiu dekad pokazują, że pyły mają znaczący wpływ na występowanie i/lub potęgowanie wielu chorób, a notowane objawy mają bardzo szerokie spektrum. W projekcie zostanie podjęta próba określenia, w jakim stopniu poszczególne frakcje pyłu drobnego, a także ich składniki oraz zidentyfikowane źródła przyczyniają się do zwiększenia ryzyka hospitalizacji oraz przedwczesnego zgonu. Do obliczeń zostanie wykorzystane oprogramowanie AirQ+, opracowane przez Europejskie Biuro Światowej Organizacji Zdrowia, w którym ryzyko narażenia na zanieczyszczenie powietrza pyłem w danej populacji jest reprezentowane przez funkcje odpowiedzi na stężenie oparte na szacunkach ryzyka względnego (RR) pochodzące z epidemiologicznych badaniach kohortowych. W związku z tym, że ludzie spędzają większość czasu w pomieszczeniach, gdzie stężenia niektórych zanieczyszczeń powietrza są często wyższe niż w powietrzu atmosferycznym, ważne jest lepsze zrozumienie relacji między zanieczyszczeniem powietrza wewnętrznego i zewnętrznego. W tym celu, w projekcie zostaną także przeprowadzone jednoczesne pomiary liczby i masy cząstek PM w powietrzu atmosferycznym oraz wewnątrz różnych typów pomieszczeń, co pozwoli na scharakteryzowanie stosunku tych stężeń wewnątrz/na zewnątrz dla różnych warunków życia i pracy.
Ponadto proponowany projekt ma na celu ocenę skuteczności lokalnych polityk zarządzania jakością powietrza przyjmowanych w Polsce na poziomie regionalnym i lokalnym, w szczególności w odniesieniu do źródeł spalania węgla do celów grzewczych w instalacjach małej mocy.
Wyniki uzyskane w projekcie poszerzą wiedzę w zrozumieniu źródeł i procesów formujących pyłowe zanieczyszczenie powietrza w polskich aglomeracjach, zapewniając naukową wiedzę dla decydentów w celu udoskonalenia narzędzi efektywnego ograniczania emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Popularyzacja tych wyników może także przynieść korzyści dla podniesienia świadomości społecznej w zakresie negatywnego oddziaływania zanieczyszczeń pyłowych na zdrowie.
Zakres projektu obejmuje doposażenie europejskiej infrastruktury badawczej aerozoli, chmur i gazów śladowych ACTRIS w aparaturę niezbędną do dostarczania wysokiej jakości danych o tzw. krótkożyciowych składnikach atmosfery. Planowane jest poszerzenie posiadanej infrastruktury badawczej i rozbudowanie centrów badawczych.
Realizacja projektu polega na zakupie aparatury umożliwiającej przeprowadzenie badań w następujących obszarach badawczych:
Co przyczyni się do realizacji m.in. poniższych celów badawczych:
Grupą docelową projektu są naukowcy, decydenci, sektor prywatny, organizacje finansujące oraz sektor edukacji. ACTRIS w połączeniu z rozwojem technik modelowania może mieć istotne przełożenie na sektor gospodarczy, wspierając obszary związane z zarządzaniem ryzykiem, zarządzaniem środowiskowym, prognozowaniem działań (analizy ex-ante). Ponadto może wspierać wdrażanie polityki ekologicznej i energetycznej na szczeblu unijnym oraz krajowym.
zainteresowania naukowe:
Zainteresowania naukowe koncentrują się na badaniu składu chemicznego aerozoli atmosferycznych, wtórnych aerozoli organicznych i nieorganicznych; identyfikacja czynników wpływających na stężenie i skład chemiczny pyłu zawieszonego, badania analityczne, ze szczególnym uwzględnieniem oznaczania OC i EC w zawieszonym pyle atmosferycznym metodą termiczno-optyczną, kontrolę jakości i zapewnienie jakości badań.
prywatne interesy:
Muzyka, sport, podróże
Przyglądając się rynkowi usług, można zauważyć, że w każdym mieście można znaleźć kilka a nawet kilkanaście mniejszych i większych gabinetów kosmetycznych. Ta ogromna liczba salonów świadczących usługi kosmetyczne o szerokim wachlarzu oferowanych zabiegów pielęgnacyjnych stanowi odpowiedź na zainteresowanie klientów. Zabiegi jakie można znaleźć w przeciętnym gabinecie kosmetycznym to te związane z oczyszczaniem twarzy, manicure i pedicure, pielęgnacją dłoni i stóp, wykonaniem makijażu czy koloryzacji włosów. Każdy z takich zabiegów wiąże się nie tylko z mechaniczną i fizyczną obróbką skóry, paznokci czy używanych w trakcie zabiegów kosmetyków ale również z emisją do powietrza wewnątrz tych obiektów szerokiego spektrum szkodliwych związków chemicznych wchodzących w skład większości stosowanych w gabinetach kosmetycznych środków pielęgnacyjnych. Dodatkowo pod wpływem źródeł ciepła, w tym ogrzewania suszarkami np. w gabinetach fryzjerskich, czy pod wpływem źródeł promieniowania UV występującego zwłaszcza w solariach związki chemiczne emitowane do powietrza ulegają przemianom, które skutkować mogą potęgowaniem lub osłabianiem ich oddziaływania na użytkowników tych pomieszczeń. Kluczową sprawą dla kształtowania jakości powietrza wewnątrz gabinetów będzie także otoczenie zewnętrzne każdego z nich. Miejsca zlokalizowania różnych gabinetów charakteryzować się będą lepszą lub gorszą jakością powietrza uzależnioną od warunków topograficznych, meteorologicznych a wreszcie od bliskości i intensywności oddziaływania różnych źródeł emisji zanieczyszczeń. Niezmiernie ważne wydaje się więc w tym kontekście opisanie pochodzenia, przemian i oddziaływania na zdrowie użytkowników salonów kosmetycznych priorytetowych zanieczyszczeń powietrza obecnych w przestrzeniach salonów kosmetycznych. Do takich należą drobny pył zawieszony (PM2.5), wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) oraz inne, wybrane związki organiczne m.in. benzen, toluen, etylobenzen czy ksyleny. Jak dotąd jedyne badania prowadzone na ten temat na świecie dotyczyły mikrobiologicznej jakości powietrza wewnątrz salonów kosmetycznych i fryzjerskich. W ramach projektu zaplanowano opisanie dynamiki i kierunku zmian podstawowych parametrów fizykochemicznych aerozolu atmosferycznego migrującego do środowiska wewnętrznego. Najważniejszym elementem projektu będzie jednak wyjaśnienie, czy występująca w określonych typach pomieszczeń nieprodukcyjnych emisja wewnętrzna zanieczyszczeń pyłowo-gazowych powoduje znaczące/mierzalne zmiany w zawartości WWA w fazie stałej-pyłowej oraz gazowej, oraz charakterystyce jakościowej i ilościowej związków z grupy BTEX. Uzyskana zostania również odpowiedź na kluczowe dla powyższych zagadnień pytanie - czy i na ile warunki wentylacyjne i droga migracji powietrza atmosferycznego do wnętrz salonów kosmetycznych determinuje stężenia i charakter szkodliwych dla zdrowia związków organicznych w powietrzu wewnętrznym.
Pomiary grawimetryczne masy PM są jak na razie najważniejszą miarą zanieczyszczenia powietrza o znaczeniu regulacyjnym, określającą wpływ poziomu zapylenia na zdrowie i środowisko. Z tego powodu to właśnie metody grawimetryczne pomiaru PM są podstawą opracowywania strategii ukierunkowanych na ochronę zdrowia człowieka. Ważenie filtrów z pyłem zawieszonym jest kluczową częścią tego procesu, ponieważ masa PM i jego stężenie są miarą jakości powietrza. Oprócz tradycyjnych wag ręcznych w ostatnich latach na rynku dostępne są zrobotyzowane systemy ważenia, które wychwytują nawet mikrogramowe masy cząstek stałych. W porównaniu do ważenia manualnego systemy te zapewniają bardziej powtarzalne i dokładniejsze wyniki masy cząstek stałych oraz eliminują czynnik ludzki jako przyczynę błędów pomiarowych, czyniąc je bardziej opłacalnymi i zgodnymi z normą EN 12341:2014. W ramach tego projektu zaplanowano ocenę wydajności tradycyjnego ważenia ręcznego w porównaniu z ważeniem zrobotyzowanym z użyciem, jako miary porównawczej, pomiarów powtarzanych. Do tej pory spójny pogląd naukowy na temat wpływu wody atmosferycznej oraz wody związanej z cząstkami PM na niepewność pomiarów masy nie został jeszcze ustalony. W toku badań zdefiniowana zostanie niepewność pomiarów grawimetrycznych masy PM wynikająca z obecności w cząstkach pyłu różnych form chemicznych wody, a następnie dowiemy się, w jakim stopniu niepewność ta może być zmniejszona, celem uzyskania dokładnych wyników pomiarów masy. W ramach kampanii pomiarowej pobrane zostaną trzy frakcje PM (PM1, PM2,5, PM10) pochodzące z trzech lokalizacji o odmiennych źródłach emisji. Do poboru PM użyte zostaną referencyjne aspiratory powietrza. Aby sprawdzić, czy i w jakim stopniu rodzaj materiału filtracyjnego wpływa na odchylenia dokładności ważenia, użyte zostaną różne typy filtrów, powszechnie stosowane w badaniach jakości powietrza. Masa cząstek stałych będzie mierzona za pomocą typowej mikrowagi i nowo opracowanego robota ważącego. Możliwym zatem będzie określenie wpływu techniki ważenia na odchylenia pomiarów masy cząstek stałych. Ocenie podlegać będzie także wpływ ładunku masowego cząstek pyłu zebranych na filtrze na dokładność pomiarów grawimetrycznych. Finalnym celem projektu będzie uzyskanie wiedzy i lepszego zrozumienia mechanizmów regulujących zmienność masy PM pod wpływem zawartości wody atmosferycznej, a także wpływu tych niepewności na poprawne określenie stężenia PM
41-819 Zabrze, ul. M. Skłodowskiej-Curie 34
tel.: +48 32 271 64 81
tel.: +48 32 271 70 40
e-mail: ipis@ipispan.edu.pl
NIP: 648-000-67-20
