Zanieczyszczenie powietrza


Definicja

Zanieczyszczaniem powietrza nazywa się wprowadzanie przez człowieka, bezpośrednio lub pośrednio, do powietrza substancji stałych, ciekłych lub gazowych w takich ilościach, które mogą zagrażać zdrowiu człowieka, ujemnie wpływać na klimat, przyrodę żywą, glebę lub wodę, a także spowodować inne szkody w środowisku. (definicja wg opracowania GUS).

Zanieczyszczenie środowiska stale towarzyszy rozwojowi cywilizacji. Ze wszystkich rodzajów zanieczyszczeń, najbardziej niebezpieczne są zanieczyszczenia powietrza, gdyż są mobilne i mogą skazić wszystkie komponenty środowiska na dużych obszarach. W aglomeracjach są nie tylko nieodłącznym elementem miejskiego krajobrazu, uprzykrzającym codzienne funkcjonowanie obywateli, ale przede wszystkim bezpośrednim zagrożeniem dla  zdrowia i życia mieszkańców, szczególnie tych predysponowanych do rozwoju chorób cywilizacyjnych.

Zanieczyszczenia są szybko transportowane przez dyfuzję i prądami powietrznymi. Stanowią duże zagrożenie dla człowieka poprzez łatwość wchłaniania przez układ oddechowy. Człowiek przeciętnie wdycha ok. 9 kg powietrza na dobę, czyli dużo więcej niż przyjmuje wody i żywności.

Źródła i rodzaje

Można wyróżnić naturalne i antropogeniczne źródła zanieczyszczenia powietrza. Źródłami naturalnymi są pożary lasów i stepów, wybuchy wulkanów, bagna oraz unoszenie cząsteczek gleby i skał przez wiatr. Źródłami zanieczyszczeń związanymi z działalnością człowieka są: zakłady energetyczne i przemysłowe, kotłownie komunalne, paleniska indywidualne (domowe), środki transportu, źródła wtórne powstałe w wyniku wydalania oraz utylizacji ścieków i odpadów (np. hałdy lub wysypiska), rolnictwo (np. rozsiewanie nawozów sztucznych czy stosowanie środków ochrony roślin), a także przemiany i reakcje chemiczne zachodzące w zanieczyszczonej glebie i wodzie.

Podstawowymi zanieczyszczeniami powietrza są: tlenek węgla(II) (CO), tlenek siarki(IV) SO2, węglowodory, pyły (PM2.5 oraz PM10) i tlenki azotu (NOx). Ważnym źródłem zanieczyszczeń powietrza jest spalanie paliw samochodowych. Produkcja tlenku węgla, tlenków azotu, węglowodorów a także tlenku siarki(IV) w połączeniu ze światłem słonecznym powoduje powstanie smogu fotochemicznego typu Los Angeles. Dwutlenek azotu rozpada się do tlenku azotu (II) oraz tlenu atomowego, który wraz z tlenem atmosferycznym daje ozon. Z kolei węglowodory nasycone i nienasycone pod wpływem energii słonecznej ulegają przemianie do wolnych rodników. Są to bardzo reaktywne cząsteczki, rozpoczynające łańcuchowe reakcje prowadzące do powstania wielu szkodliwych związków.

Na stopień zanieczyszczenia powietrza mają wpływ warunki klimatyczne i położenie geograficzne. Bardzo niekorzystne działanie na rozmieszczenie zanieczyszczeń ma inwersja termiczna. Jest to zjawisko występowania niższej temperatury w dolnych warstwach powietrza. Taka sytuacja często występuje w miejscowościach zlokalizowanych w kotlinach lub u podnóża gór. Inwersji sprzyja także występowanie mgły.

Smog

Smog-czyli z j. ang. „fog intensified by smoke”- „mgła wzmacniana przez dym” to zanieczyszczone powietrze stanowiące mieszaninę dymu i spalin z mgłą (duża wilgotność i brak wiatru), które występuje w wielkich miastach i osiedlach przemysłowych

Istnieje podział na dwa typy smogu:

Typ londyński – tworzony przez zanieczyszczenia o charakterze redukującym. Zawiera dużo SO2 i dymu. Towarzyszy mu kwaśny deszcz.

Typ Los Angeles (fotochemiczny) – powodowany jest przez zanieczyszczenia o charakterze utleniającym. Zawiera głównie tlenki azotu, ozon, aldehydy, węglowodory.

Pyły

Pył jest to mieszanina cząstek stałych i ciekłych zawieszonych w powietrzu. Pył zawieszony może zawierać substancje toksyczne organiczne i nieorganiczne. Ze względu na wielkość cząsteczki pyłu istnieje podział na: całkowity pył zawieszony TSP(total suspended particulates) – oznacza całkowitą zawartość pyłu w powietrzu, PM 10 (particulate matter 10 – wszystkie cząstki o wielkości 10 mikrometrów lub mniejsze) oraz PM2.5 (particulate matter 2.5 – odpowiednio – o wielkości 2.5 mikrometra lub mniejsze). Ze względu na swoje małe rozmiary pyły mogą wnikać swobodnie do dróg oddechowych, a stamtąd do krwi, co stanowi zagrożenie dla zdrowia człowieka. Antropogennymi źródłami pyłów w powietrzu są właściwie wszystkie procesy produkcyjne i procesy spalania paliw. Wg Raportu GUS najważniejszą rolę w emisji odgrywają tzw. inne źródła stacjonarne(kotłownie lokalne, paleniska domowe, warsztaty rzemieślnicze, rolnictwo), których udział w całkowitej emisji wzrósł z 53,4% w 2000 r. do 66,3% w 2010r.

Tlenki azotu

Dwutlenek azotu to brunatny, silnie toksyczny gaz o ostrym zapachu. Jest to substancja oddziaływująca w sposób szkodliwy na roślinność i zdrowie ludzkie. Tlenki azotu są również odpowiedzialne za tworzenie się dziury ozonowej powodując powstawanie efektu cieplarnianego. W połączeniu z gazowymi węglowodorami tworzą w określonych warunkach atmosferycznych zjawisko smogu fotochemicznego. Źródłem tlenków azotu są procesy spalania w wysokich temperaturach. Emisja tlenków azotu w 43,0% pochodzi ze źródeł mobilnych(transport drogowy), w 27,0% z energetyki zawodowej oraz w 9,0% z energetyki przemysłowej.

Tlenek siarki(IV)

Podczas spalania paliw kopalnych, zawarta w nich siarka łączy się z tlenem tworząc głownie dwutlenek siarki SO2. Emisja przez wysokie kominy przyczynia się do transportu tego gazu na duże odległości. Jest to gaz bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, dlatego bardzo dobrze przenika przez błony śluzowe nosa i dróg oddechowych. Wykazuje głównie działanie drażniące. Dominujący udział w emisji dwutlenku siarki w Polsce mają tzw. inne źródła stacjonarne(patrz wyżej) (39,1%), ponadto znaczący udział ma energetyka zawodowa (37,6%), a także energetyka przemysłowa (20,7%).

Raport 2012

Według Raportu GUS korzystającego z danych Inspekcji Ochrony Środowiska, w 2012 roku w Polsce aglomeracja krakowska charakteryzowała się najwyższymi średnimi poziomami dla większości zanieczyszczeń powietrza. Dla porównania, w Tabeli 1 przedstawiono także dane dla aglomeracji lubelskiej.

Wpływ na zdrowie

Nie od dziś wiadomo, że zanieczyszczenie powietrza ma negatywny wpływ na stan zdrowia oraz jakość życia człowieka. Pośród problemów zdrowotnych ściśle związanych z  narażeniem na pył zawarty w powietrzu możemy wyróżnić: zarówno ostre jak i przewlekłe objawy ze strony układu oddechowego, reakcje zapalne płuc, upośledzenie sprawności wentylacyjnej, rozwój nowotworów, a także skrócenie życia ze względu na choroby oraz zgony pochodzenia sercowo-naczyniowego. Liczne doniesienia naukowe, włącznie z najnowszymi raportami US EPA (Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska) oraz WHO (Światowej Organizacji Zdrowia) wskazują szczególnie na niekorzystne działanie pyłu frakcji mniejszej (PM10) oraz pyłu frakcji małej (PM2,5). Dokładny mechanizm działania wspomnianych cząsteczek na układ krążenia, mimo że potwierdzony, nie jest do końca znany. Przypuszcza się, że cząsteczki pyłu wywołują tzw. stres oksydacyjny w śródbłonku, czyli swoistą reakcję, prowadzącą do uszkodzenia komórek wyścielających naczynia krwionośne. Taka sytuacja wiąże się przede wszystkim z obkurczeniem tych naczyń, a co z tym związane wzrostem ryzyka nadciśnienia, miażdżycy, arytmii, czy też nasileniem objawów istniejącej już choroby wieńcowej.

 

Źródła:

http://www.gios.gov.pl  Główny Inspektorat Ochrony Środowiska

http://www.malopolska.pl  Portal Wrota Małopolski

http://monitoring.krakow.pios.gov.pl/iseo/ – Monitoring powietrza w Krakowie

http://www.ekoportal.gov.pl

http://www.stat.gov.pl/ – Opracowanie Statystyczne  Ochrona Środowiska 2013

Toksykologia, pod red. W. Seńczuka,  Wyd. IV, Warszawa, PZWL, 2002.