Ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματα των ελληνικών αστικών και βιομηχανικών περιοχών είναι υποβάθμιση της ποιότητας της ατμόσφαιρας, η οποία προκαλεί πολλές αρνητικές επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε προσπάθεια μελέτης των επιπέδων και της διαχρονικής εξέλιξης της σωματιδιακής ατμοσφαιρικής ρύπανσης, σε περιαστικές και αγροτικές περιοχές της κοιλάδας Κοζάνης-Πτολεμαΐδας, κατά την περίοδο 2017-2022. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν πρόσφατες μετρήσεις συγκεντρώσεων των ατμοσφαιρικών ρύπων, PM₁₀ και PM_2.5, από τέσσερις αντιπροσωπευτικούς σταθμούς παρακολούθησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης [Ποντοκώμη (περιαστικός-βιομηχανικός), Πετρανά (περιαστικός-υποβάθρου), Αμύνταιο (περιαστικός-υποβάθρου) και Κάτω Κώμη (υποβάθρου)], του δικτύου της ΔΕΗ ΑΕ, όπου υπήρχε ικανοποιητικός αριθμός μετρήσεων, την περίοδο 2017-2022. Ο σταθμός Ποντοκώμη είναι εγκατεστημένος σε μια περιφερειακή βιομηχανική περιοχή της κοιλάδας, πλησίον των ηλεκτροπαραγωγικών σταθμών (ΑΗΣ) και των ανοιχτών λιγνιτωρυχείων της περιοχής, ενώ οι άλλοι τρεις σταθμοί είναι εγκατεστημένοι σε περιοχές υποβάθρου και περιαστικού υποβάθρου, αντιπροσωπεύοντας τη σωματιδιακή ατμοσφαιρική ρύπανση από την ευρύτερη περιοχή της κοιλάδας Κοζάνης - Πτολεμαΐδας. Επιπλέον, στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία έγινε διερεύνηση των θεσμοθετημένων υπερβάσεων, των συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων ΡΜ₁₀ και ΡΜ_2.5, στους τέσσερις αντιπροσωπευτικούς σταθμούς μέτρησης, την περίοδο 2017 – 2022, έτσι ώστε να δοθούν σημαντικές πληροφορίες για το επίπεδο της ποιότητας του αέρα που αναπνέουν οι πολίτες στην περιοχή.

Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η διαχρονική εξέλιξη των μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων των PM₁₀ και PM_2.5 και οι υπερβάσεις των θεσμοθετημένων ορίων σ΄ όλους τους σταθμούς παρουσίασαν πτωτική τάση, την περίοδο μελέτης και ειδικότερα, από το 2019 και μετά. Οι υψηλότερες μέσες ετήσιες τιμές των PM₁₀ παρατηρήθηκαν στους σταθμούς Ποντοκώμη και Πετρανά, εντός της περιοχής του λεκανοπεδίου, κάτι που δείχνει ότι, σ’ αυτές τις περιοχές, οι εκπομπές από τα ορυχεία και τα ΑΗΣ είναι κυρίαρχη πηγή αυτών των σωματιδίων, ενώ στους σταθμούς Αμυνταίου και Κάτω Κώµη παρατηρήθηκαν χαμηλά ετήσια επίπεδα συγκεντρώσεων ΡΜ₁₀. Οι μεγαλύτερες συγκεντρώσεις των ΡΜ_2.5 παρουσιάσθηκαν στο σταθμό Πετρανά, ενώ στους άλλους τρεις σταθμούς τα ετήσια επίπεδα των συγκεντρώσεων των ΡΜ_2.5 ήταν χαμηλότερα, με μικρές αυξομειώσεις, σχεδόν όλη την περίοδο 2017-2022.

Η εποχική διακύμανση των PM₁₀ έδειξε μεγαλύτερες τιμές, το θερινό εξάμηνο του έτους, στις βιομηχανικές περιοχές της κοιλάδας, κάτι που πιθανότατα οφείλεται στο εντονότερο φαινόμενο της μεταφοράς και της επαναιώρησης των εκπομπών των σωματιδίων, κυρίως από τα ανοιχτά ορυχεία, αλλά και τους ΑΗΣ. Αντίθετα, η εποχική διακύμανση των PM_2.5 (όπως και των ΡΜ₁₀ στις περιοχές υποβάθρου) έδειξε μεγαλύτερες τιμές το χειμερινό εξάμηνο σ’ όλους τους σταθμούς, πιθανότατα εξαιτίας των μεταφερόμενων αστικών, αγροτικών και βιομηχανικών εκπομπών, σε συνδυασμό με τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες, αυτής της περιόδου του έτους και με την πολυπλοκότητα του τοπίου της κοιλάδας Κοζάνης-Πτολεμαΐδας.

Στη βιομηχανική περιοχή της Ποντοκώμης, παρατηρήθηκαν οι περισσότερες ημερήσιες υπερβάσεις των PM₁₀, τα έτη 2017 και 2018, ενώ στους άλλους τρεις σταθμούς, για την περίοδο 2017-2022, δεν παρατηρήθηκε καμία υπέρβαση του θεσμοθετημένου ετήσιου ορίου του 9,6% των ημερών/έτος (35ημέρες/έτος). Επίσης, διαπιστώθηκε, ότι το ποσοστό των υπερβάσεων του ετήσιου ορίου (9,6%) των ημερών/έτος, σ’ όλους τους σταθμούς μέτρησης που εξετάσθηκαν, βρίσκεται από το 2019 και μετά, κάτω του 3% των ημερών/έτος. Ακόμη, από τον ελέγχο των υπερβάσεων του ετήσιου ορίου για τα PM₁₀ και PM_2.5 προκύπτει ότι δεν υπήρξαν υπερβάσεις των ετήσιων ορίων των συγκεντρώσεων των PM₁₀ (40μg/m³) και PM_2.5 (25μg/m³) σε κανένα από τους σταθμούς που μελετήθηκαν, για το χρονικό διάστημα 2017-2022.

Τέλος, η σύγκριση των επιπέδων, αλλά και των θεσμοθετημένων υπερβάσεων των PM₁₀ και PM_2.5, της εξεταζόμενης περιόδου 2017-2022, με αντίστοιχες μετρήσεις κατά τη διάρκεια της περιόδου πλήρους λειτουργίας των λιγνιτικών σταθμών (2009-2017),  έδειξε ότι αυτά της πρόσφατης περιόδου ήταν αρκετά χαμηλότερα, εξαιτίας κυρίως της σταδιακής απολιγνιτοποίησης που πραγματοποιείται την τελευταία πενταετία στην περιοχή της κοιλάδας Κοζάνης-Πτολεμαΐδας, με αποτέλεσμα τη συνεχή βελτίωση της ποιότητας του αέρα και επομένως της ποιότητας της ζωής των κατοίκων της.

One of the most important environmental problems of Greek urban and industrial areas is the degradation of the air quality, which causes many negative effects on human health and the environment.

In this study, an attempt was made to examine the levels and the temporal evolution of suspended particles, in suburban and rural areas of the Kozani-Ptolemaida valley, during the period 2017-2022. The data used were recent measurements of PM₁₀ and PM_2.5 concentrations from four representative air pollution monitoring stations [Pontokomi (suburban-industrial), Petrana (suburban background), Amintaio (suburban background) and Kato Komi (background)] from the network of air pollution monitoring stations of DEI (PPC) s.a., where there was a sufficient number of measurements, during the period 2017-2022. The monitoring station Pontokomi is located in a suburban-industrial area of ​​the valley near the Electrical Power Plants and the coal open mines of the area, while the other three monitoring stations are located in rural backgound and suburban backgound areas representing the particulate air pollution from the wider area of ​​the Kozani - Ptolemaida valley.

In addition, in this study, an investigation was made of the exceedances of guidelines of the PM₁₀ and PM_2.5 concentrations at the four monitoring stations, from 2017 to 2022, as well as the impact of delignitization on the air quality level, comparing these levels of PM₁₀ and PM_2.5 concentrations with corresponding measurements during the period of full operation of the lignite power plants, so as to provide important information about the level of air quality that citizens breathe.

From the above study it is concluded that the long-term variation of the mean daily PM₁₀ and PM_2.5 concentrations and the exceedances of the guidelines, ​​for all monitoring stations, have shown a downward trend the study period, and in particular, from 2019 onwards. The highest mean annual values ​​of PM₁₀ were observed at Pontokomi and Petrana stations, within the valley area, indicating that, in these areas, emissions from lignite power plants and the coal open mines are the dominant source of these particles, while at Amyntaio and Kato Komi stations, lower annual levels of PM₁₀ concentrations were observed. The highest concentrations of PM_2.5 were measured at the Petrana station, while at the other three stations the annual levels of PM_2.5 concentrations were lower, with small variations, almost throughout the 2017-2022 period.

Furthermore, the seasonal variation of PM₁₀ has shown higher values ​​in the summer period of the year in the industrial areas of the valley, due probably to the transfer and resuspension of particulate matter that emitted mainly from the adjacent open mines and electrical power stations. On the contrary, the seasonal variation of PM_2.5 showed higher values in the winter period in all monitoring stations, probably due to the transported urban, agricultural and industrial emissions, in relation with the prevailing meteorological conditions, this period of year, and with the complexity of the landscape of the Kozani-Ptolemaida valley.

At the industrial area of Pontokomi, the greater number of PM₁₀ daily guideline exceedances were observed, during the years 2017 and 2018, while at the other three stations, for the period 2017-2022, no exceedance of the statutory annual limit of 9.6% days/year was observed (35 days/year). Moreover, in all the measuring stations examined, the percentage of exceedance of the statutory annual limit (9.6% days/year), is, from 2019 onwards, below 3% days/year. It was also found, that there were no exceedances of the annual guidelines of PM₁₀ (40μg/m3) and PM_2.5 (25μg/m3) concentrations, in all the studied stations, for the period 2017-2022.

Finally, the comparison of the levels, but also of the guideline exceedances of PM₁₀ and PM_2.5, of the considered period 2017-2022, with corresponding measurements during the period of full operation of the lignite power plants (2009-2017), showed that those of the recent period were considerably lower, mainly due to the gradual delignitization, carried out over the last five years, in the area of ​​the Kozani-Ptolemaida valley, resulting in the continuous improvement of the air quality and therefore the quality of life of its inhabitants.