Examining pollution emissions in relation to atmospheric conditions: a case study on air-quality management in Kraków

This article presents the topic of atmospheric pollution. The authors have presented the most important national air-quality regulations. They have identified measurement stations in Kraków (Poland), collected data from them and conducted their analysis. The aim of the article is to present the research results on developing a statistical model for estimating air pollution in Kraków depending on the changing weather conditions during the year. The authors used the mathematical modelling method to prepare the air-pollution model. The article presents collected data showing the situation prior to the introduction of a number of environmental regulations in the city of Kraków. The paper is based on meteorological data in the form of daily average values of air temperature, wind speed, air humidity, pressure and precipitation. Emission data included the average daily concentrations of the selected air pollutants, including sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), nitrogen oxides (NOx), nitrogen oxide (NO), carbon monoxide (CO), ozone (O3) and particulate matter PM10 and PM2.5. The results of the study indicate that the three most significant factors influencing the level of air pollution (appearing as explanatory changes in the models for each of the pollutants listed) are the value of ambient air temperature (a destimulant, except for ozone), wind speed (a destimulant) and the concentration of each pollutant on the previous day (a stimulant). The article concludes with a summary and conclusions.

W artykule przedstawiono tematykę zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Autorzy przedstawili najważniejsze krajowe przepisy dotyczące jakości powietrza. Zidentyfikowali stacje pomiarowe w mieście Kraków (Polska), zebrali z nich dane i przeprowadzili ich analizę. Celem artykułu jest przedstawienie wyników badań nad opracowaniem statystycznego modelu szacowania zanieczyszczenia powietrza w Krakowie w zależności od zmieniających się warunków pogodowych w ciągu roku. Do opracowania modelu zanieczyszczenia powietrza autorzy wykorzystali metodę modelowania matematycznego. W artykule zebrano dane obrazujące sytuację przed wprowadzeniem szeregu regulacji środowiskowych na terenie miasta Kraków. Artykuł bazuje na danych meteorologicznych w postaci średnich dobowych wartości temperatury powietrza, prędkości wiatru, wilgotności powietrza, ciśnienia i opadów atmosferycznych. Dane emisyjne stanowiły średnie dobowe stężenia wybranych zanieczyszczeń powietrza, w tym: dwutlenku siarki (SO2), ditlenku azotu (NO2), tlenków azotu (NOx), tlenku azotu (NO), tlenku węgla (CO), ozonu (O3) oraz pyłu zawieszonego PM10 i PM2,5. Wyniki badania wskazują, że trzema najistotniejszymi czynnikami wpływającymi na poziom zanieczyszczenia powietrza (pojawiającymi się jako zmiany objaśniające w modelach dla każdego z wymienionych zanieczyszczeń) są: wartość temperatury otoczenia (czynnik destymulujący, z wyjątkiem ozonu), prędkość wiatru (czynnik destymulujący) oraz stężenie każdego z zanieczyszczeń w dniu poprzednim (czynnik stymulujący).