Udowodnione i szeroko dyskutowane w literaturze jest oddziaływanie stężeń drobnych cząstek pyłu zawieszonego na zdrowie człowieka, a także na inne komponenty środowiska i zmiany klimatu.

dr hab. inż. Grzegorz Majewski, prof. nadzw. SGGW Kierownik Zakładu Meteorologii i Klimatologii Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

Panie Profesorze, coraz częściej słyszymy w mediach alarmujące informacje na temat stanu powietrza atmosferycznego w Polsce. Czy faktycznie mamy problem ze smogiem?

Zjawisko smogu czarnego (londyńskiego, zimowego) wiąże się z występowaniem w powietrzu atmosferycznym bardzo wysokich stężeń dwutlenku siarki i drobnego pyłu, w mniejszym stopniu innych zanieczyszczeń pierwotnych (CO2, NO2 i związki organiczne) i wtórnych (głównie jony SO4-2 i NO3).

Czy w Polsce mamy do czynienia ze smogiem? Przypomnijmy sobie rok 1952, gdy w Londynie zidentyfikowano zjawisko smogu czarnego (stąd nazwa smog londyński). W grudniu stężenia średniodobowe dwutlenku siarki i pyłu całkowitego osiągnęły poziom 5000 µg/m3. Najtragiczniejszy w skutkach epizod trwał ponad dwa tygodnie i po jego wystąpieniu liczba zgonów w Londynie w porównaniu do średniej z poprzednich lat wzrosła o około 4 tysiące.

Analizując stężenia pyłu i SO2 w Polsce z ostatnich kilkunastu lat nie można jednoznacznie powiedzieć że mamy do czynienia z ewidentnym smogiem zimowym. O ile stężenia średniodobowe pyłu PM10 osiągały wartości powyżej 200 ug/m3 to nie były one wyższe niż 400 µg/m3 (oczywiście były wyjątki, głównie na południu kraju). W przypadku SO2 stężenia średniodobowe nie osiągały wyższych wartości niż 150 µg/m3. W związku z powyższym, przy maksymalnych poziomach stężeń tych podstawowych zanieczyszczeń tworzących smog nie powinniśmy nadużywać tego pojęcia. Jeżeli jednak ma to zwrócić uwagę na skalę problemu to jak najbardziej – ale nazwijmy to w takim razie smogiem pyłowym lub aerozolowym (ponieważ tylko dla tego zanieczyszczenia mamy przekroczenia dopuszczalnych norm).

Jakie są przyczyny wzrostu stężeń pyłu zawieszonego?

W obszarach zurbanizowanych podstawowymi źródłami emisji pyłu zawieszonego PM i jego gazowych prekursorów (NOx, SOx, LZO) są: niska emisja (emisja komunalna), czyli emisja pyłów i gazów pochodzących ze spalania węgla i jego pochodnych w piecach domowych lub lokalnych kotłowniach, a także energetyka, przemysł i komunikacja. Gęsta sieć szlaków komunikacyjnych, rosnące natężenie ruchu, wzrost liczby samochodów (często z niesprawnie działającymi katalizatorami i filtrami cząstek stałych) znacznie przyczyniają się do wzrostu stężeń PM w polskich miastach.

Udowodnione są i szeroko dyskutowane w literaturze związki pomiędzy stężeniem drobnych cząstek PM a skutkami zdrowotnymi, a także oddziaływanie drobnego pyłu na inne komponenty środowiska i na zmiany klimatu.

Co możemy zrobić, by powietrze było mniej zanieczyszczone?

Bez wsparcia ze strony władz samorządowych możemy jedynie nie przyczyniać się do pogarszania stanu jakości środowiska w tym powietrza. By faktycznie można było powiedzieć, że oddychamy czystym powietrzem, każdy z nas powinien zadbać o swoje najbliższe otoczenie.

Dla nas naukowców ważny jest fakt, że społeczeństwo ma coraz większą świadomość ekologiczną. Każdego roku, z powodu chorób wywołanych zanieczyszczeniem powietrza umiera w Polsce ponad 40 tysięcy osób, dlatego ważna jest odpowiednia edukacja, nie tylko wśród najmłodszych ale również u osób starszych.

Nadrzędnym problemem pozostaje spalanie śmieci oraz złej jakości węgla w naszych piecach. Niestety pojawia się tu często problem finansowy – bez wsparcia ze strony Państwa wielu Polaków nie stać na wymianę pieca czy bardziej ekologiczny opał.

Ważnym aspektem poprawy jakości powietrza w Polsce jest wprowadzenie szeregu działań które są konieczne, a wręcz niezbędne do poprawy jakości powietrza, m.in. określenie standardów dla paliw stałych ze względu na rodzaj i wielkość instalacji spalania paliw, rozbudowę sieci ciepłowniczych i przyłączania do nich gospodarstw domowych, wprowadzenie taryf z niższymi cenami i stawkami opłat w godzinach nocnych dla gospodarstwach domowych czy zwiększenie liczby ekologicznych pojazdów osobowych i autobusów w polskich miastach i aglomeracjach. Ministerstwo Środowiska przygotowało dokument wskazujący kompleksowe działania, które są niezbędne, by poprawić jakość powietrza w Polsce tzw. Krajowy Program Ochrony Powietrza (KPOP), ostanie zapowiedzi ze strony Rządu również są bardzo obiecujące.

Jakie działania Państwa przyczynią się do poprawy jakości powietrza w Polsce?

W moim odczuciu po pierwsze konieczne jest zakazanie (wraz z egzekwowaniem tych uzgodnień) palenia śmieci i odpadów oraz węgla słabej jakości (co związane jest z kontrolą sprzedawanego surowca). Zwrócenie uwagi władz miast na ograniczenie w wydawaniu pozwoleń na zabudowywanie tzw. klinów napowietrzających. Korytarze te od wielu lat były ważnym elementem stanowiącym nie jako naturalne przewietrzanie miasta.

Zauważalny w ostatnim okresie grzewczym problem dotyczący wysokich stężeń pyłu zawieszonego nie jest przecież problemem nowym. Od wielu lat prowadzone są pomiary stężenia pyłu i wiele razy mieliśmy już do czynienia z występowaniem epizodów podwyższonych stężeń zanieczyszczeń w wielu obszarach. Ze względu na duże zagrożenie jakie niesie ze sobą inhalacja bardzo zanieczyszczonego powietrza (nawet w krótkich okresach ma to znaczenie w przypadku ludzi starszych, chorych i dzieci) popieram wszystkie działania mające na celu poprawienie jakości powietrza w Polsce. Jednak nadmieniam raz jeszcze, że moim zdaniem w celu zauważalnej i długotrwałej poprawy jakości powietrza w obszarach gdzie są problemy z niedotrzymywaniem standardów jakości powietrza trzeba spojrzeć na problem PM w sposób kompleksowy i ocenić w co najmniej kilku punktach takich obszarów, (pochodzenie PM – niska emisja, energetyka i ruch drogowy w rozumieniu zarówno wtórnej i pierwotnej materii) w sposób ogólnie przyjęty na całym świecie, a więc na bazie wiarygodnych i kompleksowych danych o składzie chemicznym PM.

Warto tu podkreślić, że moje wnioski i przemyślenia są efektem ponad dziesięcioletniej współpracy naukowej SGGW w Warszawie IPIŚ PAN w Zabrzu i a zwłaszcza realizacji w latach 2013-2016 projektu naukowego ze środków Narodowego Centrum Nauki (Chemiczne domkniecie masy i pochodzenie pyłu PM1 w aglomeracjach miejskich różniących się wielkością oraz strukturą emisji pyłu i jego gazowych prekursorów).

Osobiście uważam że propozycje zwiększenia liczby stacji pomiarowych jakości powietrza w miastach, np. w Warszawie jest bezcelowe. Co nam pokażą wyniki ze stacji? To o czym wiemy… że jakość powietrza w pewnych okresach jest zła. Czy nie lepiej przeznaczyć te pieniądze na konkretne działania, które w dłuższej perspektywie przyniosą poprawę jakości powietrza? Zanim jednak to nastąpi powinno się faktycznie ocenić udział poszczególnych źródeł emisji w stężeniu pyłu. Do tej pory nie było woli zgłaszania potrzeb badania jakości powietrza w Warszawie ze strony miasta ani wyższych władz. Niemal niewiarygodne dla mnie jest to, że w mieście, czy nawet w skali całej Aglomeracji, gdzie wydaje się ogromne pieniądze na kampanie społeczne i promocje dotyczące szeroko rozumianej edukacji ekologicznej, nie znalazły się do tej pory środki na przeprowadzenie niezbędnej dla ograniczania stężeń PM w powietrzu – rzetelnej i wiarygodnej oceny pochodzenia pyłu.

Czy są wyniki takich badań?

Tak, wiele ośrodków w Polsce realizuje takie badania i prezentuje je niestety głównie na arenie międzynarodowej. Publikacje, w których prezentowane są takie wyniki, są głownie po angielsku i właściwie nie trafiają do naszych władz.

Przykładowo w Warszawie, w ramach wspomnianej już wcześniej współpracy, wspólnie z Panią Profesor Wiolettą Rogula-Kozłowską (IPIŚ PAN Zabrze, SGSP) zrealizowaliśmy pierwsze badania składu chemicznego pyłu w Warszawie. Wyniki badań można z powodzeniem wykorzystać do oceny pochodzenia drobnego PM w typowej, nowej dzielnicy mieszkaniowej (ogrzewanie indywidualne w głównej mierze gazowe, elektryczne i olejowe). Zostały one zrealizowane w południowej części Warszawy w dzielnicy Ursynów. Obejmowały frakcję PM1 (frakcja pyłu o cząstkach mniejszych niż 1 µm), ponieważ ta frakcja PM bardzo dobrze charakteryzuje pył drobny i jego źródła w atmosferze. Zgodnie z danymi w literaturze uznaje się ją jako niemal w całości pochodzącą z procesów antropogenicznych (w przeciwieństwie do frakcji PM1-10, która ma w wielu miejscach pochodzenie naturalne). Poza tym, jej udział masowy w PM10 mieści się w obszarach zurbanizowanych mniej więcej w zakresie 60-80%. Wyniki badań pozwoliły określić poziom stężenia pyłu PM1, a także wskazać masę PM1 pochodzącą bezpośrednio z emisji (pierwotny PM) jak i tę, która pochodzi z przemian gazowych prekursorów PM (wtórny PM) w każdym dniu całego okresu pomiarowego.

Wyniki są bardzo ciekawe. W Warszawie aerozol wtórny stanowi średnio w całym okresie badań około 60% masy PM1. Oznacza to, że w stężeniu jest bardzo duży udział materii pochodzącej w powietrzu z przemian lotnych związków organicznych, tlenków siarki, azotu i amoniaku. Widać zatem wyraźnie, że ograniczanie emisji pierwotnego PM (z np. pieców domowych, pyłu ze ścierania elementów nawierzchni drogowej, pierwotnych cząstek metalicznych z przemysłu, bakterii, zarodników i szczątków roślin, materii glebowa, itp.) nie wpłynie na znaczne obniżenie stężeń PM1 w powietrzu Warszawy. Niemniej ograniczenie emisji z kilku z wymienionych wyżej źródeł pozwoli radykalnie ograniczyć stężenia PM1

Skuteczne ograniczenie stężeń PM musi zatem polegać na ograniczeniu emisji prekursorów gazowych PM a nie cząstek PM. Do tej pory prowadzone w kraju bilansowanie emisji z różnych źródeł, czy sektorów gospodarki i próby przełożenia spadków i wzrostów emisji PM na spadki i wzrosty stężeń PM w powietrzu opierają się na założeniu, że cząstki PM są pierwotne. Tymczasem, jak pokazują dane z tej pracy, pierwotne cząstki stanowią znacznie mniejszy udział w stężeniu sumikronowego PM niż cząstki pochodzące z przemian gazów, które były dotąd pomijane w takich bilansach.  Poza tym kluczową rolę w intensywności tworzenia PM z gazowych prekursorów odgrywają warunki meteorologiczne. Faktycznie to one determinują udział SIM i SOM w PM.

Szczególną uwagę w ostatnio prowadzonych badaniach, również w omówionym wyżej obszarze, poświęcono wodzie zawartej w PM. Okazuje się, że obecność znacznej ilości wody w próbkach PM1, może w rzeczywistości powodować wzrost stężenia masy pyłu nawet o 20%.

Raz jeszcze podkreślam z cała stanowczością, że zaprezentowane tu wnioski i wyniki badań odnoszą się do jednej, wybranej dzielnicy Warszawy. Nie powinno się, a wręcz nie można ich ekstrapolować na resztę obszaru miasta ze względu na nierównomierność rozłożenia kluczowych źródeł emisji i gęstość zaludnienia i generalnie różny stopień urbanizacji. Aby określić rzetelnie i poprawnie ilościowo i jakościowo pochodzenie PM w Warszawie i innych miastach w Polsce konieczne są przynajmniej krótkie badania (miesiąc w sezonie letnim i miesiąc w sezonie zimowym) składu chemicznego. Jest to jedyna metoda, która pozwoli na efektywne wykorzystanie ogromnych ilości nakładów pieniężnych, które pochłoną działania naprawcze. Wprowadzenie jakichkolwiek działań bez znajomości kierunku efektywnego ograniczenia stężeń PM wydaje nam się bezcelowe.

Podobne posty