Suitability analysis of new air quality monitoring stations in Krakow as related to assessment of spatial and temporal variability of PM10 concentrations

Abstract

The exceedance of air quality standards in urban agglomerations leads local communities to take actions that aim to improve aerosanitary conditions. For these actions to be efficient, it is essential to regularly collect accurate quantitative data that is able to characterize the degree of ambient air pollution. In order to achieve this objective, air quality monitoring systems are constantly being extended. In this paper, the usefulness of newly established air quality measuring stations in Krakow was examined. The assessment was carried out using statistical me-thods on the basis of the spatial and temporal variability of particulate matter (PM10) air concentrations over the period of 2016-2017. In the analysis, meteorological data (wind directions) were applied. The main part of this assessment was a pairwise comparison of the PM10 concentrations measured at particular stations. The differences between the average values and the Pearson correlation coefficient were considered. In order to verify the statistical significance of the obtained results, the t-Student test was conducted. The greatest absolute differences between the measured values occurred during the autumn-winter period (heating season). Notwithstanding the foregoing, a high variability was also observed among the traffic stations.

Przekroczenia norm jakości powietrza w aglomeracjach miejskich skłaniają lokalne społeczności do podejmowania działań mających na celu poprawę warunków aerosanitarnych. Aby wspomniane działania były skuteczne, bardzo istotne jest regularne zbieranie dokładnych danych ilościowych opisujących stopień zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Utworzony w tym celu system monitoringu jakości powietrza jest stale rozbudowywany. W niniejszej pracy podjęto się zbadania użyteczności nowo utworzonych stacji pomiarowych w Krakowie. Ocena dokonana została metodami statystycznymi, na podstawie przestrzennego oraz czasowego zróżnicowania stężeń pyłu zawieszonego PM10 w latach 2016 i 2017. W analizach posłużono się ponadto danymi o kierunkach wiatru. Istotą oceny było porównanie parami stacji pod względem mierzonych tam stężeń pyłu PM10, różnic ich wartości średnich i wartości współczynnika korelacji liniowej Pearsona. W celu sprawdzenia istotności wyników przeprowadzony został test t-Studenta. Największe różnice bezwzględne po-między analizowanymi wynikami zaobserwowane zostały w okresie jesienno-zimowym (sezon grzewczy). Niezależnie od powyższego, duże zróżnicowanie wystąpiło także pomiędzy stacjami typu komunikacyjnego.