Stan powietrza w Krakowie

Jakiś czas temu na stronie Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Krakowie (dalej WIOŚ) pojawiły się dwa komunikaty przedstawione przez Wydział Monitoringu Środowiska. Dotyczyły przekroczenia poziomu alarmowego pyłu zawieszonego PM 10 w Krakowie.

Pierwszy komunikat alarmował o przekroczeniu poziomu granicznego pyłu zawieszonego PM 10 na stacji przy Al. Krasińskiego w dniu 16 listopada 2009 roku, gdzie wartość 24 godzinnego stężenia wynosiła 209 µg/m3 [1]]. Najwyższe stężenie godzinne w tym dniu zanotowano o godzinie 21-ej, na poziomie 298 µg/m3.

Drugi komunikat dotyczył również przekroczenia stężenia w dniach od 20-21 listopada również na stacji przy Al. Krasińskiego, gdzie poziom 24 godzinnego pomiaru pyłu PM 10 wynosił w dn. 20.11.2009 r. 220 µg/m3. Natomiast w dniu 21.11.2009 r. pomiar 24 godzinny wskazywał 213 µg/m3. Należy dodać, że wartości maksymalnego stężenia godzinnego w dniach w których wystąpiły przekroczenia wynosiły 376 μg/m3 w dn. 20.11.2009 r. o godz. 23 oraz 313 μg/m3 w dniu następnym również o tej samej godzinie. Powyższe informacje zainspirowały autora do podzielenia się swoimi spostrzeżeniami na temat stanu powietrza w Krakowie z czytelnikami niemniejszego artykułu. O tym, że powietrze w Krakowie nie jest najlepszej jakości wie każdy mieszkaniec tego pięknego miasta. Przekonują się o tym również licznie odwiedzający Wawel turyści; jak donosi Dziennik Polski do końca 2009 roku liczba osób odwiedzających Kraków ma wynieść 7,3 mln osób! Trzeba pamiętać również, że powietrze, które nas otacza ma bezpośredni wpływ nie tylko na samopoczucie, zdrowie i życie mieszkańców, lecz również na przyrodę i stan zabytków miasta.

Pyły zawieszone (PM - ang. Particulate matter)

Pył w zależności od jego pochodzenia potocznie często nazywamy kurzem, dymem, popiołem, pyłkami kwiatowymi, smogiem, mgłą, chmurą itd. Pył wielkomiejski jest przedmiotem licznych badań naukowych, jest to nie tylko pył, który osiadł, ale również tak zwany pył zawieszony utrzymujący się w powietrzu. Pył zawieszony to drobne cząstki utrzymujące się w powietrzu o rozmiarach poniżej 10 µm, którego głównym źródłem są przede wszystkim wszelkiego rodzaju procesy spalania w wyniku zarówno działalności naturalnej (pożary lasów) jak i prowadzonej przez człowieka (przemysł koksowniczy, hutniczy, węglowy, spalanie paliw, itd.). Ze względu na pochodzenie pyły klasyfikujemy na:

• naturalne – powstają w wyniku naturalnych zjawisk występujących w przyrodzie
• pierwotne – emitowane bezpośrednio ze źródeł, powstają podczas spalania, mogą składać się z drobnych cząstek sadzy, popiołu itd.
• wtórne – powstają w wyniku przemian chemicznych w atmosferze, prekursorami pyłu są dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx), lotne związki organiczne (LZO), amoniak (NH3). Znaczna część pyłu występującego w powietrzu jest pochodzenia wtórnego. Pyły wtórne są głównym składnikiem pyłu PM 2.5.

Ze względu na średnicę cząstek, z których składa się pył klasyfikujemy je na:

• TSP –pył całkowity o średnicy aerodynamicznej nawet większej niż 10 µm
• PM 10 – pyły inhalabilne o średnicy aerodynamicznej ziaren mniejszej niż 10 µm, które mogą docierać do głównych dróg oddechowych i płuc
• PM 2.5 – pyły respirabilne o średnicy aerodynamicznej ziaren mniejszej niż 2,5 µm, które wnikają bezpośrednio do płuc oraz przedostają się do krwiobiegu
• PM 0.1 – pyły o średnicy aerodynamicznej ziaren mniejszej od 0,1 µm. Poniższy rysunek bardzo dobrze obrazuje skalę wielkości, z jaką mamy do czynienia.

Pył, którego rozmiary przekraczają wielkość 10 µm, bardzo często opada, natomiast pyły drobniejsze niestety utrzymują się w powietrzu i to przez dość długi okres czasu. Pył zawieszony bardzo często jest przyczyną smogu. Pyły są zaliczane to zanieczyszczeń transgranicznych, co oznacza, że mogą być przenoszone na dalekie odległości, swobodnie przekraczając granice międzypaństwowe. Pył PM 10 jest w stanie pokonać odległości do 1000 km, pył PM 2.5 nawet odległości do 2500 km.

Wpływ na zdrowie ludzi

Pyły skoncentrowane w dużych miastach mają przede wszystkim negatywny wpływ na ludzkie zdrowie, stanowią poważny czynniki chorobotwórczy, osiadają na ściankach pęcherzyków płucnych, co w konsekwencji utrudnia wymianę gazową. Powodują podrażnienie naskórka i śluzówki, zapalenie górnych dróg oddechowych. Wywołują astmę, nowotwory płuc, gardła, krtani, choroby alergiczne. Nie ustalono jak dotychczas progu stężenia, poniżej którego nie stwierdzono negatywnego oddziaływania pyłu na organizm ludzki. Szczególnie podatne na oddziaływanie pyłów są osoby cierpiące na choroby dróg oddechowych, układu krwionośnego, dzieci oraz osoby starsze. Pył PM 10 szczególnie zwiększa ryzyko zachorowania na choroby układu oddechowego. Drobniejsza frakcja PM 2.5 zagraża przede wszystkim zdrowiu powodując wzrost liczby zgonów wynikającą z chorób serca, układu krwionośnego, dróg oddechowych oraz raka płuc. Wzrost jego stężenia w powietrzu powoduje problemy z oddychaniem i układem krążenia, omdlenia i zasłabnięcia, wzrasta w tym czasie udzielanie pomocy w nagłych wypadkach. Pyły mają również negatywny wpływ na rośliny, ponieważ powodują zatykanie się aparatów szparkowych roślin - opadając na powierzchnię liści utrudniają proces fotosyntezy. Można łatwo taką sytuację zaobserwować na terenach nadmiernie zanieczyszczonych.

Prawo

Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska Macieja Nowickiego z dnia 3 marca 2008 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu (Dz. U. nr 47, poz. 281), alarmowy poziom pyłu PM 10, dla którego wartość progowa informowania społeczeństwa o ryzyku wystąpienia przez trzy kolejne doby niekorzystnych sytuacji zdrowotnych spowodowanych nadmiernym stężeniem pyłu, dla okresu uśredniania 24 godzin wynosi 200 µg/m3. Średnie stężenie średnioroczne pyłu PM 10 powinno wynosić 40 µg/m3, a stężenie 24 godzinne 50 µg/m3. Rocznie dopuszczalna wartość przekroczenia stężenia 24 - godzinnego powinna zmieścić się w 35 przypadkach. Warto wspomnieć tutaj, co nas czeka od roku 2010 w związku z pomiarami pyłu PM 2.5. Zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady CAFE w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza w Europie jesteśmy zobowiązani do pomiarów pyłów PM 2.5 w miastach powyżej 100 tys. mieszkańców oraz we wszystkich strefach w których będzie przekraczany dolny próg oszacowania. Proponowane standardy emisyjne dla pyłu PM 2.5 są następujące: poziom docelowy - stężenie średnioroczne - 25 µg/m3, termin osiągnięcia 1 stycznia 2010 roku.; wartość dopuszczalna, stężenie średnioroczne - 25 µg/m3, termin osiągnięcia 1 stycznia 2015 roku. Warto również nadmienić, że mamy dość duży margines tolerancji 20% w dniu wejścia dyrektywy w życie (zmniejszenie emisji od dnia 1 stycznia 2010 , a następnie, co 12 miesięcy o równe roczne udziały procentowe, aż do osiągnięcia 0% w dniu 1 stycznia 2015 r.). Miejmy nadzieje, że Kraków i jego mieszkańcy będą w stanie uporać się z tymi wymogami.

Listopad w Krakowie

Stężenie pyłu PM 10 w listopadzie na terenie miasta zostało przekroczone 3 razy w dniach 16, 20 i 21 listopada na stacji WIOŚ w Krakowie przy Al. Krasińskiego, które spowodowało ukazaniem się komunikatu o sytuacji alarmowej. Postanowiłem przyjrzeć się bliżej tej sytuacji i ewentualnie odpowiedzieć na taki stan rzeczy. WIOŚ na swojej stronie internetowej posiada zakładkę „Jakość powietrza on-line”, w której wszyscy zainteresowani mogą zapoznać się z aktualnymi pomiarami powietrza nie tylko w Krakowie, lecz również w kilku wybranych miejscach w Małopolsce (http://213.17.128.227/iseo/). Szczególnie polecam tą stronę osobom starszym oraz cierpiącym na choroby układu oddechowego i krwionośnego. Mogą oni sprawdzić aktualny poziom pyłu w powietrzu, szczególnie w przypadkach koniecznego przemieszczania się przez obszary, gdzie występują częste przekroczenia norm. Wracając do sytuacji panującej w listopadzie tego roku, trzeba zwrócić uwagę czytelników na kilka czynników, które bezwątpienia miały wpływ na tak duże wyniki pomiaru stężenia pyłu PM 10 (Ryc. 2).

Nie chcę tutaj oczywiście bronić zaistniałej sytuacji, lecz spróbuję wyjaśnić, dlaczego tak wysokie stężenia pyłu PM 10 odnotowuje się na stacji przy AL. Krasińskiego. Po pierwsze warto zwrócić uwagę na lokalizację stacji, znajduje się ona jednej z największych arterii komunikacyjnej Krakowa, zakorkowanej codziennie w godzinach szczytu do granic możliwość (Ryc. 3). Jest to bardzo dobra lokalizacja ze względu na ogromną liczbę pojazdów poruszających się tym ciągiem komunikacyjnym, dzięki czemu jesteśmy wstanie zmierzyć rzeczywisty stan stężenia pyłu w powietrzu. Jest to jeden z najważniejszych można czynników powodujących wzrost stężenia pyłu PM 10 w tym miejscu.

Proszę jednocześnie zwrócić uwagę, że stacja nie dość, że jest zlokalizowana pośrodku dwóch przeciwnych pasów ruchu o dużym natężeniu na pasie zieleni, to dodatkowo otoczona jest 5 – 6 piętrowymi kamienicami. Warto dodać, że najbliższe ulice, które łączą się w tym miejscu z Al. Krasińskiego znajdują się dość w dalekiej odległości od stacji. Od strony mostu Dębnickiego najbliższa wolna przestrzeń niezabudowana występuje dopiero w miejscach, gdzie kończy się ulica Morawskiego i w miejscu przystanku „Jubilat”. Jest to bardzo niekorzystna sytuacja dla pomiarów prowadzonych na stacji, ze względu na brak dopływu bocznego „czystszego” powietrza, które mogłoby ewentualnie rozrzedzić powietrze otaczające stację. Tworzy się w tym miejscu specyficzny mikroklimat. Brak jakiegokolwiek powiewu wiatru, szczególnie podczas pogody bezwietrznej, bezwątpienia przyczynia się do wzrostu stężenia pyłu PM 10 na Alejach.

Sytuację dodatkowo komplikuje klimat miasta, który sprzyja występowaniu tego typu sytuacji. Co więcej, na specyficzny niekorzystny klimat miasta ma również wpływ wkomponowanie zabudowy miasta w naturalnie ukształtowaną rzeźbę terenu, która utrudnia przewietrzanie. Nie będę się rozwodził w tym miejscu na temat klimatu Krakowa, bo dostępnej literatury o tym traktującej jest bardzo dużo, wspomnę tylko kilka słów o uwarunkowaniach anemologicznych miasta.

Jeśli chodzi o stosunki anemologiczne to rozkład wiatru jest odmienny w centrum miasta niż na peryferiach. W mieście często panują cisze i przeważają wiatry zachodnie oraz wschodnie uwarunkowane położenie miasta wzdłuż osi doliny Wisły. Ma to decydujący wpływ na słabe przewietrzanie miasta i zły stan czystości powietrza w mieście, szczególnie w centrum. Dominujące kierunki wiatrów są związane przede wszystkim z ogólną cyrkulacją atmosfery, ale również, jak już wcześniej wspomniano, z położeniem miasta w osi doliny Wisły wschód-zachód. Kierunki wiatrów o maksymalnej częstości występowania są zatem zgodne z równoleżnikowym przebiegiem doliny. Jeśli chodzi o pory roku, to jesienią (od września do listopada) ponad 55 % wszystkich wiatrów to warty z kierunku południowo-zachodniego i zachodniego. Stanowią one również większość wiatrów w ciągu całego roku. Duże znaczenie ma również częstotliwość występowania cisz w Krakowie, która wynosi około 25 %. Najwięcej tego typu zjawisk atmosferycznych odnotowuje się jesienią i zimą, (co miało miejsce w okresie wystąpienia sytuacji alarmowej). Przy tej okazji, chciałbym odwołać czytelników do strony internetowej WIOŚ-iu, gdzie można zapoznać się z aktualną sytuacją „meteorologiczną” panującą w okresie prowadzonych pomiarów. Można również sprawdzić stężenie innych niebezpiecznych związków chemicznych monitorowanych przez WIOŚ.

Należy również zaznaczyć, że na terenie naszego miasta zlokalizowanych jest kilkanaście zakładów przemysłowych, które są źródłem emisji pyłu. Mamy obecnie sezon grzewczy, co dodatkowo sprzyja podwyższeniu stężenia pyłu w powietrzu, pochodzącego przede wszystkim z emisji niskiej z indywidualnych źródeł rozproszonych (przydomowe piece i kotłownie) skoncentrowanych przeważnie w starszej strefie zabudowy miasta.

Na podwyższenie stężenia w powietrzu pyłu PM 10 może mieć również wpływ unos pyłu, wtórny unos pyłu, specyficzne warunki meteorologiczne, napływ zanieczyszczeń, czy np.: aerozole wtórne pochodzące z emisji pierwotnej zanieczyszczeń gazowych.

Podsumowując…

Jakość powietrza w Krakowie nie jest najlepsza i zdaje sobie z tego sprawę każdy mieszkaniec, nie tylko ten mieszkający w okolicach Alei Trzech Wieszczów. Sytuacje alarmowe odnośnie podwyższonego stężenia pyłu PM 10, występują bardzo rzadko. W warunkach specyficznych „ krakowskich” będą się powtarzać, ale miejmy nadzieję, że tylko sporadycznie. My mieszkańcy miasta również mamy wpływ na bezpośrednią emisję pyłów, dlatego wybierajmy rower, transport publiczny czy spacer zamiast miejskich przejażdżek samochodem. Ograniczymy nie tylko ruch samochodów w mieście oraz stężenia pyłu PM 10 w Krakowie, ale również poprawimy stan naszego zdrowia.