Numeric dispersion calculations for evaluation measures and prediction of particulate matter emissions by surface mines

In January 2005 a new European Legislation on Air Quality became effective. Since this time, strict limit values for particulate matter in the outside air apply to the member states of the European Union. Surface mines have come in the public focus, because particulate matter concentrations are substantial in their vicinity. The material mining industry operating open pits contributes to particulate matter concentrations on account of the spatial extent of its operations and the related processes. According to the EU law every particulate matter polluter is obliged to reduce its emissions and start measures to reduce dust if necessary. Therefore, action plans have been drawn up and implemented for example for the Hambach and the Garzweiler mine in the Rhenish Lignite District in Germany. The measure mostly comprise technical means, but the effect is not yet complete scientifically established. The development of adequate measures to avoid particulate matter emissions is a central task for companies as well as for public authorities An important part in this is the knowledge of the processes that entail particulate matter concentrations. The aim is to pinpoint particulate matter concentrations and detect the processes which are responsible. Next to selective measurements, numeric dispersion models constitute an important monitoring and forecast procedure. The results enable delivering a clear picture of the emissions and their dispersion, to guide planning and to achieve the standards of the current and future air European quality regulations.

W styczniu 2005 roku w życie weszło nowe prawodawstwo europejskie dotyczące jakości powietrza. Od tego momentu surowe ograniczenia odnośnie stężenia cząstek stałych w powietrzu atmosferycznym mają zastosowanie do wszystkich krajów członkowskich Unii Europejskiej. Uwaga opinii publicznej została skupiona na kopalniach odkrywkowych ze względu na wysokie stężenie cząstek stałych w ich pobliżu. Wpływ przemysłu wydobywczego wykorzystującego kopalnie odkrywkowe na ilość cząstek stałych w powietrzu zależy od zakresu działań danej odkrywki oraz procesów towarzyszących. Według prawa europejskiego każdy sprawca zanieczyszczenia wywołanego przez cząstki stałe jest zobowiązany do zredukowania emisji oraz, jeśli jest to konieczne, do wdrożenia środków mających na celu ograniczenie pyłów. Tym samym opracowano i wprowadzono takie plany działania jak w przypadku kopalni "Hambach" i"Garzweiler" w okręgu Rhenish Lignite District na terytorium Niemiec. Środki zapobiegawcze uwzględniają przede wszystkim rozwiązania techniczne, jednak ich działanie nie zostało do końca zbadane pod względem naukowym. Opracowywanie i rozwój odpowiednich środków mających na celu uniknięcie emisji cząstek stałych jest głównym zadaniem, jakie przedstawiciele spółek i władz stawiają przed sobą. Niezmiernie ważne jest posiadanie wiedzy na temat procesów, które pociągają za sobą zwiększone stężenie cząstek stałych w powietrzu. Należy dokładnie sprecyzować miejsca występowania cząstek stałych i określić procesy, które są odpowiedzialne za taki stan rzeczy. Obok środków selektywnych, modele oparte na dyspersji numerycznej stanowią ważną procedurę monitorującą i prognozującą. Uzyskane wyniki pozwalają na stworzenie jasnego obrazu emisji cząstek oraz ich dyspersji, umożliwiają wsparcie procesów planowania oraz spełnienie standardów aktualnie obowiązujących i przyszłych przepisów dotyczących jakości powietrza.