Zanieczyszczenie powietrza w Polsce – czym oddychamy?

Jakie zanieczyszczenia znajdują się w powietrzu, którym oddychamy? Czy zagrażają one naszemu zdrowiu? Czym są cząstki stałe i jak powstają? W jakich rejonach Polski stężenie pyłów jest największe? Na nasze pytania odpowiada dr inż. Artur Badyda z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej!
/ 20.02.2014 11:58

fot. Fotolia

Sporo dyskutuje się ostatnio o problemie smogu w większych i mniejszych miejscowościach. Czy problem stężenia cząstek stałych w powietrzu jest w Polsce poważny?

Dr inż. A. Badyda: Problem smogu i problem cząstek stałych to trochę inne, choć powiązane ze sobą zagadnienia. Z wysokimi stężeniami cząstek stałych mamy do czynienia niemal na co dzień w wielu miejscach w Polsce, przy czym tylko w niektórych sytuacjach jest to powiązane ze zjawiskiem smogu (w szczególności tzw. zimowego), który formuje się przy niekorzystnych warunkach meteorologicznych (w tym brak wiatru lub słabego wiatru, tzw. inwersji termicznej) oraz wysokich stężeniach różnych zanieczyszczeń (w tym pyłów, tlenku węgla, tlenków siarki, tlenków azotu, kwaśnych aerozoli).

Wracając do problemu wysokich stężeń pyłów, należy podkreślić, że ten problem faktycznie jest poważny. Polska, obok Bułgarii, należy do najbardziej zanieczyszczonych pyłem krajów Unii Europejskiej. Z ostatniego raportu „Jakość powietrza w Europie 2013” wydanego przez Europejską Agencję Środowiska wynika, że wśród 10 miast Unii Europejskiej o najczęstszych przekroczeniach dopuszczalnych stężeń pyłów PM10 aż 6 to miasta polskie (z południowej części kraju), zaś na 3. miejscu, po 2 miastach bułgarskich, znajduje się Kraków.

Nie oznacza to jednak, że w pozostałej części kraju sytuacja jest dużo lepsza – Polska podzielona jest na 46 stref, w których dokonuje się oceny jakości powietrza i w większości z nich rokrocznie rejestrowane są przekroczenia dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń pyłowych oraz benzo-a-pirenu – wielopierścieniowego węglowodoru aromatycznego, charakteryzującego się działaniem kancerogennym.

Przykładowo w 2012 roku w 38 strefach zarejestrowano przekroczenie dopuszczalnego stężenia pyłów PM10, zaś w 42 przekroczenie dopuszczalnego stężenia benzo-a-pirenu.

Czym dokładnie są cząstki stałe i w jaki sposób powstają? Czy są widoczne „gołym okiem”?

Cząstki stałe, będące mieszaniną substancji stałych i ciekłych, generalnie powstają w procesach zarówno naturalnych (wybuchy wulkanów, pożary lasów, aerozole morskie, roślinne czy zwierzęce), jak i wywołanych działalnością człowieka. Te drugie to przede wszystkim spalanie materii organicznej, jak np. paliw w silnikach pojazdów (w szczególności w silnikach Diesla), węgla, drewna i innej biomasy, olejów, itp., ale procesy ścierania, np. tarcie opon samochodowych o nawierzchnię, jak również zużywanie się okładzin ciernych czy tarcz sprzęgłowych w samochodach.

Efektem tych procesów jest powstawanie zanieczyszczeń pyłowych, tworzonych przez cząstki sadzy, na których dodatkowo osadzają się inne zanieczyszczenia, w tym w szczególności te, które są groźne dla zdrowia człowieka, jak np. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne czy metale ciężkie.

W warunkach polskich najbardziej istotnymi źródłami emisji zanieczyszczeń pyłowych są sektory: komunalno-bytowy (mieszkaniowy) oraz transportu drogowego, które według danych GUS za 2011 rok odpowiadały odpowiednio za 42% i 20% całkowitej emisji pyłów.

Generalnie pojedyncze cząstki stałe, o których tu mówimy, charakteryzujące się niewielkimi rozmiarami, nieprzekraczającymi 10 mikrometrów, są dla nieuzbrojonego oka niewidoczne (dla porównania średnica ludzkiego włosa to około 50-70 mikrometrów). Możemy natomiast obserwować efekty dużego zapylenia, np. w postaci warstwy zanieczyszczeń pyłowych pokrywających roślinność.

Gdzie ich stężenie jest największe?

Ze względu na dominujące źródła emisji zanieczyszczeń pyłowych ich stężenia są najwyższe na terenach mieszkalnych, na których znajdują się budynki opalane węglem czy drewnem oraz w bezpośrednim sąsiedztwie takich terenów, jak również w pobliżu dróg i ulic, w szczególności tych, które charakteryzują się wysokim natężeniem ruchu pojazdów.

Zobacz też: Jak leczyć zaburzenia oddychania?

Jaki jest wpływ cząstek stałych na zdrowie człowieka i środowisko naturalne?

Wpływ cząstek stałych na środowisko i zdrowie człowieka związany jest po pierwsze z fizycznymi rozmiarami cząstek, jak również z ich składem chemicznym. Jeśli mowa o oddziaływaniu na środowisko przyrodnicze, to przede wszystkim możemy tu wskazać pokrywanie roślinności warstwą zanieczyszczeń pyłowych, które utrudniają dostęp promieniowania słonecznego do roślin, zaburzając w ten sposób prawidłowy przebieg procesu fotosyntezy, czy innych procesów metabolicznych. Dodatkowo szkodliwie działać mogą substancje znajdujące się na powierzchni cząstek stałych, jak kwaśne aerozole, metale ciężkie czy tlenki siarki.

Jeśli zaś chodzi o oddziaływanie na zdrowie człowieka, to tu rozmiar fizyczny cząstki odgrywa znaczącą rolę. Związane jest to bowiem z głębokością penetracji układu oddechowego przez te zanieczyszczenia.

Cząstki o średnicach powyżej 10 mikrometrów zatrzymują się w górnych partiach układu oddechowego i są następnie wydalane z organizmu. Te o średnicy 8-10 mikrometrów pozostają w obrębie gardła, krtani i tchawicy. Mniejsze cząstki przenikają do oskrzeli i pęcherzyków płucnych, a te o średnicach poniżej 3 mikrometrów są swobodnie deponowane w pęcherzykach płucnych i mogą przenikać do układu krwionośnego.

Szkodliwość tych zanieczyszczeń potęgowana jest przez substancje chemiczne, znajdujące się na powierzchni pyłów. Szczególnie niebezpieczne są tu metale ciężkie, z których wiele charakteryzuje się właściwościami mutagennymi czy kancerogennymi (rakotwórczymi), jak również wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, wśród których również znajdują się liczne substancje o udowodnionym działaniu kancerogennym.

Procesy kancerogenne czy mutagenne są procesami długotrwałymi, a należy tu podkreślić, że nawet krótkotrwałe narażenie na oddziaływanie zanieczyszczeń pyłowych może powodować objawy upośledzenia wentylacji w badaniach czynnościowych oddychania, zwiększać częstotliwość występowania nadreaktywności oskrzeli i zakażeń dolnych dróg oddechowych, nasilać objawy istniejących schorzeń alergicznych (zwłaszcza astmy), a w dłuższej perspektywie wywoływać zmiany strukturalne w miąższu płuc.

Czy możliwe jest ograniczenie powstawania cząstek stałych w związku z działalnością człowieka? Jak można tego dokonać?

Odpowiedź zasadniczo brzmi: tak, można. Nie jest to jednak proces łatwy. W ciągu ostatnich 20 lat istotnie udało się np. ograniczyć emisję zanieczyszczeń pyłowych z sektora produkcji i dystrybucji energii. Było to jednak związane po pierwsze z ogromnymi nakładami finansowymi, po drugie zaś ten sektor jest relatywnie łatwiejszy w nadzorowaniu – elektrownie i elektrociepłownie zawodowe są punktowymi źródłami emisji, które łatwo zidentyfikować. Objęte są systemami ciągłego monitoringu, dzięki czemu wielkość emisji jest na bieżąco kontrolowana.

W przypadku sektora komunalno-bytowego takich możliwości w zasadzie nie ma. Źródła emisji są rozproszone, brak jest możliwości wykonywania niemal jakichkolwiek pomiarów, nie kontroluje się również tego, co tak naprawdę jest w domowych instalacjach spalane (a poza węglem i drewnem, mogą być to chociażby odpady, co generuje dodatkowe emisje substancji charakteryzujących się zdecydowanie negatywnym wpływem na organizm człowieka).

Drugim istotnym i rozproszonym źródłem emisji jest transport drogowy, który jednakowoż choćby teoretycznie podlega pewnemu nadzorowi – pojazdy są cyklicznie poddawane kontroli, chociażby ze względu na obowiązkowe przeglądy (podczas których jednak sporadycznie wykonuje się pomiary emisji zanieczyszczeń). Ponadto producenci pojazdów zobowiązani są do przestrzegania coraz bardziej restrykcyjnych norm emisji (i stosowania urządzeń zapewniających ich spełnienie, np. reaktorów katalitycznych, tzw. katalizatorów czy filtrów cząstek stałych), co w założeniu ma gwarantować obniżanie presji transportu drogowego na środowisko. To jednak też nie jest narzędzie idealne. I tu znowu – tak jak w przypadku sektora mieszkaniowego –takich regulacji nawet nie ma, a i ich wprowadzenie trudno byłoby sobie wyobrazić.

Dlatego też wydaje się, że jedynym rozsądnym wyjściem jest w tym przypadku dążenie do zmiany sposobu zasilania budynków w energię cieplną. Do najbardziej powszechnych rozwiązań można zaliczyć zmianę paliwa stałego na gazowe (gaz ziemny) czy (o ile jest to możliwe i ekonomicznie uzasadnione) przyłączanie budynków do źródeł ciepła systemowego.

Do innych możliwości, choć w Polsce z różnych względów (klimatycznych, ekonomicznych, prawnych) mniej popularnych, zaliczyć można korzystanie/współkorzystanie z odnawialnych źródeł energii (w przypadku energii cieplnej głównie panele słoneczne, pompy ciepła czy energia geotermalna).

Drugim kluczowym działaniem jest edukowanie społeczeństwa, aby zwracało większą uwagę na rodzaj paliwa wykorzystywanego do zapewniania potrzeb energetycznych (w szczególności, aby nie wykorzystywało substancji, które nie powinny być spalane w paleniskach domowych czy kominkach – w szczególności mowa tu o odpadach), jak również na regularne przeglądy i czyszczenie instalacji.

Należy podkreślać, że poprawa i utrzymanie odpowiedniej jakości powietrza leży w interesie nas wszystkich, zaś pozorna oszczędność na rodzaju czy jakości stosowanego paliwa wcześniej czy później może spowodować nadmierne koszty związane chociażby z leczeniem chorób będących następstwem oddychania zanieczyszczonym powietrzem.

Zobacz też: Co to jest Przewlekła Obturacyjna Choroba Płuc (POChP)?

Z doktorem inż. A. Badydą (ekspertem merytorycznym kampanii "Tropiciele cząstek stałych) rozmawiała Marta Nowak.

Uwaga! Powyższa porada jest jedynie sugestią i nie może zastąpić wizyty u specjalisty. Pamiętaj, że w przypadku problemów ze zdrowiem należy bezwzględnie skonsultować się z lekarzem!