Zanieczyszczenie powietrza to inaczej wszelkie czynniki, które wywołują zmiany w naturalnym składzie atmosfery. Żeby dobrze zrozumieć czym jest zanieczyszczenie powietrza, w pierwszej kolejności należy poznać jego naturalny skład. Powietrze to jednorodna mieszanina gazów, której głównymi składnikami jest azot oraz tlen, stanowiące łącznie 99% składu powietrza. Pozostały 1% to gazy szlachetne oraz składniki o zmiennej zawartości w powietrzu.
Każdą substancję znajdującą się w powietrzu, nienależącą do jego podstawowego składu, bądź znajdującą się w nim w nadmiarze (która może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt, a także na składowe środowiska: glebę i wodę) możemy nazwać zanieczyszczeniem powietrza. Substancje te możemy skategoryzować jako:
– zanieczyszczenia pyłowe
– zanieczyszczenia gazowe
1.1 Zanieczyszczenia pyłowe
Do zanieczyszczeń pyłowych zaliczamy cząstki stałe o bardzo małych wymiarach, tzw. pyły zawieszone. Dokładny skład pyłu zawieszonego zależny jest od źródła jego powstawania, jednak najczęściej znajdują się w nim:
– wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), w tym benzo(a)piren
– związki z grupy dioksyn (PCDD/F)
– metale ciężkie i przejściowe
– siarka
– alergeny
Pyły zawieszone można podzielić na trzy frakcje, w zależności od rozmiarów cząstek tworzących:
– PM10 – pyły drobne o aerodynamicznej średnicy cząstki poniżej 10 μm (mikrometrów)
– PM2,5 – pyły bardzo drobne o aerodynamicznej średnicy cząstki poniżej 2,5 μm (mikrometrów)
– PM1 – pyły ultradrobne o aerodynamicznej średnicy cząstki poniżej 1 μm (mikrometra)
Źródła pochodzenia pyłów dzielą się na dwie kategorie:
– źródła naturalne, czyli takie które powstały bez ingerencji człowieka oraz
– źródła antropogeniczne, czyli takie, które powstały w wyniku działalności człowieka.
| ŹRÓDŁA NATURALNE | ŹRÓDŁA ANTROPOGENICZNE |
| · Erozje skalne (pyły mineralne) · Nawiewanie z obszarów pustynnych (pyły mineralne) · Pyłki traw i kwiatów (pyły organiczno-biologiczne) · Bakterie, zarodniki grzybów, naskórek (pyły biologiczne) · Cząstki soli powstałe z morskich i oceanicznych aerozoli (pyły mineralne) · Pyły wulkaniczne (pyły mineralne) · Popioły z pożarów lasów (pyły mineralno-organiczne) | · Spalanie paliw stałych w przemyśle (pyły mineralno-organiczne) · Spalanie paliw stałych poza przemysłem (pyły mineralno-organiczne) · Rolnictwo (pyły mineralne) · Produkcja materiałów budowlanych – cementownie, kamieniołomy (pyły mineralne) · Metalurgia – operowanie rudami, koksem (pyły mineralne z naciskiem na metale ciężkie) · Przemysł chemiczny (pyły mineralne lub organiczne) · Motoryzacja i transport (pyły organiczne) |
Pył PM10
Pyły o średnicy ziaren mniejszej niż 10 mikrometrów przenikają wraz z wdychanym powietrzem do dróg oddechowych i głównie tam powodują zmiany patologiczne (reakcje zapalne, alergiczne). Ich emisja w Polsce powstaje głównie w wyniku spalania paliw poza przemysłem, a także podczas procesów produkcyjnych.
Pył PM2,5
Pyły o średnicy ziaren mniejszej niż 2,5 mikrometra są najgroźniejsze dla naszego zdrowia. Z uwagi na bardzo mały rozmiar cząsteczek, pyły te wnikają do pęcherzyków płucnych, w których odbywa się wymiana gazowa. Najmniejsze z nich są w stanie przenikać nawet z pęcherzyków płucnych do naczyń krwionośnych, a następnie wraz z krwią dostawać się do narządów i tkanek. Ponadto, mogą też wnikać do płodu, pomimo bariery łożyskowo naczyniowej. Ich głównym źródłem emisji w Polsce są procesy spalania poza przemysłem, w szczególności ogrzewanie w sektorze komunalno-bytowym.
Benzo(a)piren
Benzo(a)piren jest jednym z najgroźniejszych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Wykazują on małą toksyczność ostrą, za to dużą toksyczność przewlekłą. Ma udowodnione właściwości rakotwórcze. Powstaje głównie ze spalania węgla, drewna i śmieci, w szczególności w przestarzałych piecach i kotłach.
1.2. Zanieczyszczenia gazowe
Do gazowych zanieczyszczeń powietrza zaliczamy:
– związki siarki (SO2 – dwutlenek siarki, SO3 – tritlenek siarki, H2S – siarkowodór ),
– związki azotu (NO – tlenek azotu, NO2 – dwutlenek azotu, N2O – tlenek diazotu, NH3 – amoniak),
– tlenki węgla (CO – tlenek węgla, CO2 – dwutlenek węgla),
– węglowodory.
Podobnie jak w przypadku zanieczyszczeń pyłowych, pochodzenie zanieczyszczeń gazowych można podzielić na źródła naturalne i źródła antropogeniczne.
| ŹRÓDŁA NATURALNE | ŹRÓDŁA ANTROPOGENICZNE |
| · Wybuchy wulkanów (dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, siarkowodór) · Bagna (metan, dwutlenek węgla, siarkowodór) · Pożary lasów, sawann, stepów (dwutlenek węgla, tlenek węgla) · Gejzery (siarkowodór, arsen) · Gleby (dwutlenek azotu, amoniak) · Wyładowania atmosferyczne (tlenki azotu) | · Energetyka (dwutlenek siarki, dwutlenek węgla) · Spalanie paliw stałych w przemyśle (dwutlenek siarki, dwutlenek węgla) · Spalanie paliw stałych poza przemysłem (dwutlenek siarki, dwutlenek węgla) · Rolnictwo (metan, dwutlenek azotu, amoniak) · Motoryzacja i transport (tlenek azotu, dwutlenek azotu, tlenek węgla, dwutlenek węgla) |
Dwutlenek siarki (SO2)
Dwutlenek siarki jest wyjątkowo szkodliwy zarówno dla zdrowia człowieka, jak i całego środowiska. Stanowi jedną z głównych przyczyn kwaśnych deszczy. Dwutlenek siarki wchłaniany jest przez błonę śluzową nosa i gardła, jednocześnie powodując podrażnienie górnych dróg oddechowych. Może przyczyniać się do rozwoju takich chorób jak zapalenie oskrzeli lub płuc, a nawet rozedmy płuc. Siarka w dużej ilości występuje w paliwach kopalnych: węglu, gazie ziemnym, ropie oraz biomasie. W trakcie spalania siarka utlenia się tworząc dwutlenek siarki.
Tlenki azotu (NOx)
Dwutlenek azotu wpływa negatywnie na komórki układu immunologicznego w płucach, uszkadzając je. Jest szczególnie groźny dla astmatyków, zwiększając prawdopodobieństwo wystąpienia napadu astmatycznego. Długotrwała ekspozycja zmniejsza odporność, a także zwiększa ryzyko chorób układu oddechowego. Głównymi źródłami tlenków azotu w Polsce jest transport samochodowy oraz spalanie paliw kopalnych w elektrowniach.
Amoniak (NH3)
Amoniak stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia i środowiska. Tak jak inne zanieczyszczenia powietrza, powoduje liczne choroby dróg oddechowych. Ponadto amoniak w czystej postaci i dużych koncentracjach jest zwyczajnie toksyczny dla organizmów żywych. Największym źródłem emisji amoniaku w Polsce jest szeroko pojęte rolnictwo. W szczególności dominuje emisja z odchodów zwierząt gospodarskich, a także z nawozów pochodzenia naturalnego.
W wyniku reakcji między zanieczyszczeniami gazowymi, a pyłowymi mogą powstawać także, tzw. pyły wtórne, a skład chemiczny pyłów pierwotnych może ulegać zmianie.
1.3. Niska emisja
Niska emisja oznacza emisję zanieczyszczeń powietrza z emitorów znajdujących się na wysokości poniżej 40 m. W Polsce do głównych emitorów niskiej emisji należą przede wszystkim budynki jednorodzinne i obiekty o podobnej charakterystyce, wyposażone w kotły i piece na paliwa stałe. Miejsca takie z reguły opalane są niskiej jakości paliwem, co potęguje emisję zanieczyszczeń do powietrza. Zjawisko jest bardzo szkodliwe ze względu na swoje występowanie. Emitory przeważnie znajdują się na wysokości 10 m, w miejscach zwartej zabudowy mieszkalnej, a powstałe zanieczyszczenia gromadzą się wokół miejsca powstawania.
W skład niskiej emisji wchodzą zarówno zanieczyszczenia pyłowe, jak i zanieczyszczenia gazowe. Niska emisja jest groźna szczególnie w okresie grzewczym, kiedy dochodzi do kumulacji zanieczyszczeń przy powierzchni ziemi, tym samym tworząc najbardziej znany i widoczny dla oka objaw zanieczyszczenia powietrza, czyli smog.
