Wpływ poszczególnych źródeł na jakość powietrza w Polsce
Publikacja: ,
W niniejszym artykule omówiony zostanie udział poszczególnych źródeł zanieczyszczenia na jakość powietrza. Na początku należy zaznaczyć, że waga poszczególnych źródeł zanieczyszczenia powietrza będzie różnić się na przestrzeni roku, na przykład inaczej sytuacja będzie wyglądała latem, a inaczej zimą. Będzie ona również zależeć od lokalizacji – udział źródeł może różnić się w zależności od rodzaju zabudowy (budownictwo wielorodzinne, a domy jednorodzinne), wielkości miejscowości, czy dystansu od dużej arterii komunikacyjnej.
Pomimo powyższych różnic, w skali kraju największym źródłem zanieczyszczenia powietrza pyłami i benzo[a]pirenem, a więc substancjami, z których niezmiernie wysokimi stężeniami Polska ma największy problem, jest tak zwana niska emisja. Jest to emisja z niskich kominów (do 40 m wysokości), powstająca na skutek spalania paliw stałych (węgla, drewna), a nierzadko również odpadów. Główną przyczyną niskiej emisji jest ogrzewanie gospodarstw domowych za pomocą paliw stałych oraz ich wykorzystanie w małych zakładach produkcyjnych czy handlowych.
Pył zawieszony PM10
Procesy spalania poza przemysłem, a więc w głównej mierze właśnie niska emisja, odpowiadają za niemal połowę emisji wszystkich pyłów o frakcji PM10 wyemitowanych w Polsce w 2014 roku. Transport drogowy doprowadził do emisji 9% pyłów PM10 (spalanie paliw, ścieranie hamulców i powierzchni dróg). Produkcja energii oraz przemysł przyczyniły się do emisji PM10 w podobnym stopniu co transport drogowy (9% i 8% odpowiednio)1Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
Powyższe dane odnoszą się do emisji – a więc do tego co wydostaje się z kominów czy rur wydechowych. Wpływ emisji na stężenia danej substancji może być różny, jednak fakt że niska emisja zachodzi, jak sama nazwa wskazuje, na niskiej wysokości, jedynie potęguje jej wpływ na jakość powietrza. Podobnie, przy ruchliwych ulicach wpływ transportu samochodowego będzie większy niż wskazują na to dane emisyjne.
Obliczenia modelowe opracowywane na potrzeby programów ochrony powietrza w przytłaczającej większości przypadków potwierdzają dominujący wpływ niskiej emisji na wysokie stężenia pyłu PM10. W Krakowie lokalne źródła niskiej emisji odpowiadają za 42% pyłu PM10 w powietrzu, a w powiecie tatrzańskim za aż 74%2Program ochrony powietrza dla województwa małopolskiego. Małopolska 2023 – w zdrowej atmosferze. Kraków 2013. Dla odmiany, w centrum Warszawy to transport drogowy odgrywa dominującą rolę w stężeniach pyłu PM10.
W opinii wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska w 88% przypadków zbyt wysokich stężeń dobowych pyłu PM10 główną, choć oczywiście nie jedyną, przyczyną są emisje związane z indywidualnym ogrzewaniem budynków. Dla około 6% przypadków przekroczeń normy dobowej jako główną przyczynę przekroczeń podawano oddziaływanie emisji związanej z ruchem pojazdów. Indywidualne ogrzewanie budynków uznano również za główną przyczynę przekroczeń normy rocznej dla stężenia PM10 – stało się tak w przypadku 95% stanowisk3Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2013, Państwowy Monitoring Środowiska – Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 2014.
Dominujący udział niskiej emisji w emisji pyłu PM10 przekłada się na bardzo wysokie stężenia tego zanieczyszczenia w trakcie sezonu grzewczego. Przekroczenia normy dobowej dla pyłu PM10 poza sezonem grzewczym obserwuje się rzadko, a stężenia wysokie występują wyłącznie od jesieni po wiosnę, a więc wtedy gdy znaczna część Polaków grzeje domy przy pomocy węgla i drewna, a nierzadko też śmieci.
Wykres 1: Ilość dni z przekroczeniem normy dobowej dla stężenia pyłu PM10 na stacji monitoringu jakości powietrza Kraków Kurdwanów w roku 2015. Źródło: Dane z serwisu Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Krakowie: http://monitoring.krakow.pios.gov.pl
Różnice pomiędzy sezonem grzewczym, a resztą roku są wyraźnie widoczne również przy analizie średnich stężeń miesięcznych. W miesiące zimne stężenia te są dwu, trzykrotnie wyższe niż podczas miesięcy ciepłych.
Wykres 2: Średnie miesięczne stężenia pyłu zawieszonego PM10 na stacji monitoringu jakości powietrza w Rybniku, 2015 [µg/m3]. Źródło: Dane z serwisu Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Katowicach: http://powietrze.katowice.wios.gov.pl
Pył zawieszony PM 2,5
Tak jak w przypadku PM10, głównym źródłem emisji drobniejszego pyłu PM2,5 również są procesy spalania poza przemysłem, czyli w przeważającej mierze ogrzewanie w sektorze komunalno-bytowym4Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016. Odpowiadają one za połowę wyemitowanego w 2014 roku pyłu PM2,5. Udział transportu drogowego jest wyższy niż w przypadku PM10 i sięga 13,5%. Sektor produkcji energii i przemysł to odpowiednio 10% i 8%.
Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
W opinii wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska dominującą przyczyną przekroczenia wartości kryterialnej na ok. 90 % stanowisk, było oddziaływanie emisji związanych z indywidualnym ogrzewaniem budynków. W trzech przypadkach, jako główną przyczynę określono oddziaływanie emisji związanej z ruchem pojazdów, a w jednym przypadku oddziaływanie emisji z zakładów przemysłowych, ciepłowni, elektrowni zlokalizowanych w pobliżu stacji pomiarowej5Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2013, Państwowy Monitoring Środowiska – Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 2014. Należy pamiętać, że WIOŚ określały przyczynę główną, a do wysokich stężeń pyłu przyczynia się szereg źródeł.
Dominujący wpływ niskiej emisji na stężenia pyłu PM2,5 potwierdza się również w analizach prowadzonych na potrzeby programów ochrony powietrza. Przykładowo, niska emisja z terenu województwa małopolskiego odpowiada za 69% pyłów PM2,5 obecnych w powietrzu na terenie tego regionu6Program ochrony powietrza dla województwa małopolskiego. Małopolska 2023 – w zdrowej atmosferze. Uzasadnienie. Kraków 2013.
Tak jak w przypadku PM10, również stężenia PM2,5 wykazują dużą zmienność sezonową. Stężenia w trakcie sezonu grzewczego są dwu, trzykrotnie wyższe niż poza nim. Nie powinno to dziwić biorąc pod uwagę duży wpływ niskiej emisji na emisję oraz stężenia PM2,5 w Polsce.
Wykres 3: Średnie miesięczne stężenia pyłu zawieszonego PM2,5 na stacji monitoringu jakości powietrza w Gliwicach, 2015 [µg/m3]. Źródło: Dane z serwisu Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Katowicach: http://powietrze.katowice.wios.gov.pl
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i benzo(a)piren
Niska emisja odgrywa jeszcze większą rolę w emisji wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, w tym rakotwórczego i mutagennego benzo[a]pirenu. Według danych KOBIZE procesy spalania poza przemysłem, głównie gospodarstwa domowe. odpowiadają za niemal 86% emisji WWA. Drugim źródłem są procesy produkcyjne, głównie produkcja koksu (11%). Transport drogowy odpowiada za niespełna 2% emisji WWA7Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
Dominujący udział niskiej emisji w zanieczyszczeniu powietrza benzo[a]pirenem potwierdzają również wskazania wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska. Dla 98% stanowisk, na których stwierdzono przekroczenie poziomu docelowego, jako dominującą przyczynę wskazano oddziaływanie emisji związanych z indywidualnym ogrzewaniem budynków8Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2013, Państwowy Monitoring Środowiska – Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 2014. Podobnie, programy ochrony powietrza również identyfikują niską emisję jako zdecydowanie główne źródło benzo[a]pirenu. Przykładowo dla Krakowa udział lokalnych źródeł niskiej emisji w stężeniu tego związku na terenie gminy Kraków wynosi niemal 70%9Program ochrony powietrza dla województwa małopolskiego. Małopolska 2023 – w zdrowej atmosferze. Kraków 2013.
Dominujący wpływ niskiej emisji na bardzo wysokie stężenia benzo[a]pirenu widać wyraźnie w bardzo wysokich różnicach w stężeniach tego związku w trakcie sezonu grzewczego oraz poza nim. Stężenia w miesiącach ciepłych są aż kilkadziesiąt razy niższe niż miesiącach zimnych. To właśnie ze względu na bardzo poważny problem z niską emisją Polska prowadzi w europejskich rankingach zanieczyszczenia powietrza benzo[a]pirenem.
Wykres 4: Średnie miesięczne stężenia benzo[a]pirenu na stacji monitoringu jakości powietrza w Nowym Sączu, 2015 [µg/m3]. Źródło: Dane z serwisu Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Krakowie: http://monitoring.krakow.pios.gov.pl
Dwutlenek azotu
Odmiennie niż dla pyłów i benzo[a]pirenu przedstawia się udział głównych źródeł emisji dla dwutlenku azotu. Według danych KOBIZE, aż 30% emisji tlenków azotu, w tym dwutlenku azotu, pochodzi z transportu drogowego. Za podobny odsetek odpowiadają elektrownie i elektrociepłownie10Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2013 – 2014 w układzie klasyfikacji SNAP i NFR, Raport podstawowy; Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2016.
Według Programu ochrony powietrza dla Małopolski za stężenie NO2 w Krakowie w aż 52% odpowiada ruch samochodowy w mieście11Program ochrony powietrza dla województwa małopolskiego. Małopolska 2023 – w zdrowej atmosferze. Kraków 2013. Głównym problemem są pojazdy z silnikami diesla, które charakteryzującą kilkukrotnie wyższą emisją NO2 niż samochody benzynowe. Ponadto, emisje tlenków azotu z silników diesla mogą być nawet pięciokrotnie wyższe podczas rzeczywistej jazdy niż w warunkach testów laboratoryjnych. Co więcej, w nowszych silnikach diesla udział NO2 w emitowanych NOx jest wyższy niż w starszych silnikach12Air Quality in Europe – 2015 report. Europejska Agencja Środowiska, 2015. Należy także pamiętać, że wpływ transportu samochodowego na stężenia pogłębia fakt, że zanieczyszczenia emitowane są na niskiej wysokości.
Jak już wspomniano, Polska ma mniejszy problem ze stężeniami NO2 niż wiele innych krajów europejskich. Niemniej, stężenia tego związku pozostają na zbyt wysokim poziomie w sąsiedztwie ciągów komunikacyjnych. Przekroczenia rocznych stężeń NO2 występują właśnie na stacjach monitoringu jakości powietrza zlokalizowanych w pobliżu ruchliwych dróg. Również według wskazań wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska, główną przyczyną wystąpienia przekroczeń na tych stacjach była emisja związana z ruchem pojazdów na głównej drodze leżącej w pobliżu stacji oraz oddziaływanie emisji związanej z intensywnym ruchem pojazdów w centrum miasta13Ocena jakości powietrza w strefach w Polsce za rok 2013, Państwowy Monitoring Środowiska – Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 2014.
Autor:
