Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Analysis of air pollutant concentrations in Warsaw using Openair package

Sichen Wu

Abstract

Abstract In recent years, air pollution has become increasingly serious, and episodes of high pollutant levels have frequently appeared in Warsaw. In response to this phenomenon, meteorological data and air pollutant data from three monitoring stations in Warsaw, for the period 2007-2017, were used for comprehensive analysis of air pollutant levels in this city. With the help of Openair package (R) and other analysis software the air pollution level of Warsaw was compared with the EU air quality standards, the relationships between concentration of major pollutants and meteorological conditions were explored, as well as relevant governance recommendations were proposed. The main conclusions are as follows: (1) During 2007-2017, the annual average concentration of PM2.5 in the city center only met the EU standard in 2014. All the average annual concentration of PM10 exceeded the standard, and all the annual average concentration of NO2 exceeded the standard. CO, SO2, O3, C6H6 are not bad, all of them met the EU standards. Therefore, the main pollutants in Warsaw are PM2.5, PM10 and NO2. (2) As for diurnal changes, CO, NO2, PM10, PM2.5, C6H6 have the characteristics of high concentration at morning and evening, low concentration at early morning and noon, O3 concentration always reach highest value at noon; regarding seasonal changes, O3 concentration is much higher in summer than in winter, SO2, CO, C6H6, NO2, PM2.5, PM10 have the characteristics of high concentration in winter, low concentration in summer, only the concentration of NO2 in the center of Warsaw doesn’t follow the rule; all the pollutants except O3 concentration reach a lower value in weekends than weekdays, for O3 concentration, the situation is opposite. (3) The temperature has a negative correlation with the concentrations of SO2, PM2.5 and PM10, is positively correlated with O3, and has a significant impact on them. Temperature inversion also affects pollutant concentration. The wind speed is negatively correlated with PM2.5, PM10, NO2 and SO2 concentrations, and positively correlated with O3, but has little effect on SO2 concentration. The west wind is beneficial to reduce the concentration of SO2, NO2, PM2.5 and PM10 in Warsaw. The northwest wind will intensify the NO2 pollution in the center of Warsaw, and the southeast wind will aggravate the pollution of PM2.5, PM10. Based on the above research, countermeasures and suggestions for improving air quality and controlling air pollution in Warsaw City are proposed.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Sichen Wu (FEE) Sichen Wu,, Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Title in Polish
Analiza stężeń zanieczyszczeń powietrza w Warszawie przy użyciu pakietu statystycznego Openair
Supervisor
Małgorzata Zdunek (FEE/CEP) Małgorzata Zdunek,, Chair of Environmental Protection (FEE/CEP)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Certifying unit
Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Affiliation unit
Chair of Environmental Protection (FEE/CEP)
Study subject / specialization
, Inżynieria Środowiska
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
18-09-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Joanna Strużewska-Krajewska (FEE/CEP) Joanna Strużewska-Krajewska,, Chair of Environmental Protection (FEE/CEP)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE) Małgorzata Zdunek (FEE/CEP) Małgorzata Zdunek,, Chair of Environmental Protection (FEE/CEP)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Keywords in Polish
pakiet Openair, zanieczyszczenia powietrza, Warszawa, warunki meteorologiczne
Keywords in English
Openair package, air pollutants, Warsaw, meteorological conditions
Abstract in Polish
Streszczenie W ostatnich latach zanieczyszczenie powietrza w Warszawie staje się coraz poważniejszym problemem, potwierdzają to pojawiające się często epizody smogowe. W odpowiedzi na to zjawisko do kompleksowej analizy poziomów zanieczyszczeń powietrza w tym mieście wykorzystano dane meteorologiczne i dane dotyczące zanieczyszczenia powietrza z trzech stacji monitoringowych w Warszawie, obejmujące okres 2007-2017. Za pomocą pakietu Openair i innego oprogramowania do analizy danych, poziomy zanieczyszczeń powietrza w Warszawie porównano z normami jakości powietrza UE, zbadano związki między stężeniem głównych zanieczyszczeń i warunkami meteorologicznymi, a także zaproponowano odpowiednie zalecenia dotyczące zarządzania. Główne wnioski są następujące: (1) W latach 2007–2017 średnie roczne stężenie PM2,5 w centrum miasta spełniało normę UE tylko w 2014 r. Wszystkie średnie roczne stężenia PM10 przekraczały tę normę, podobnie wszystkie średnie roczne stężenia NO2 przekraczały wartość dopuszczalną. Stężenia CO, SO2, O3, C6H6 nie są wysokie, wszystkie spełniają normy UE. Dlatego głównymi zanieczyszczeniami w Warszawie są PM2,5, PM10 i NO2. (2) Jeśli chodzi o zmiany dobowe, CO, NO2, PM10, PM2,5, C6H6 charakteryzują się wysokimi stężeniami rano i wieczorem, niskimi stężeniami wczesnym rankiem i południem, stężenie O3 zawsze osiąga najwyższą wartość w południe; jeśli chodzi o zmiany sezonowe, stężenie O3 jest znacznie wyższe latem niż w zimie, SO2, CO, C6H6, NO2, PM2,5, PM10 mają wysokie stężenia w zimie, niskie zaś w lecie, tylko koncentracja NO2 w centrum Warszawy nie podlega tej regule; wszystkie zanieczyszczenia oprócz stężenia O3 osiągają niższą wartość w weekendy niż w dni powszednie, w przypadku stężenia O3 sytuacja jest odwrotna. (3) Temperatura jest ujemnie skorelowana ze stężeniami SO2, PM2,5 i PM10, jest dodatnio skorelowana z O3 i ma na nie znaczący wpływ. Zjawisko inwersji temperatury wpływa również na stężenie zanieczyszczeń. Prędkość wiatru jest ujemnie skorelowana ze stężeniami PM2,5, PM10, NO2 i SO2 i dodatnio skorelowana z O3, ale ma niewielki wpływ na stężenie SO2. Wiatr zachodni korzystnie wpływa na zmniejszenie stężenia SO2, NO2, PM2,5 i PM10 w Warszawie. Wiatr północno-zachodni intensyfikuje ilość zanieczyszczenia NO2 w centrum Warszawy, a wiatr południowo-wschodni zwiększa poziom zanieczyszczeń pyłowych PM2,5 oraz PM10. W oparciu o powyższe badania zaproponowano środki zaradcze i sugestie dotyczące poprawy jakości powietrza i kontroli zanieczyszczenia powietrza w Warszawie.
File
  • File: 1
    Thesis_final.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 35219

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT56825d6eee73414787ed57063e2c78c9/
URN
urn:pw-repo:WUT56825d6eee73414787ed57063e2c78c9

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page