Przyczyny smogu w Polsce – kto zanieczyszcza nasze powietrze

Smog w Polsce przyczynił się w 2019 r. do 43 tysięcy zgonów. Główny powód wysokiego stężenia zanieczyszczeń stanowi niska emisja, wynikająca przede wszystkim ze sposobu ogrzewania budynków.

Poznaj inne przyczyny smogu w Polsce, aby wiedzieć, jak możesz przyczynić się do poprawy jakości powietrza w swojej okolicy.

Spis treści:

1. Przyczyny smogu w Polsce
2. Czym jest smog?
   1.1. Smog londyński
   1.2. Smog Los Angeles
3. Skład smogu w Polsce – normy zanieczyszczeń i źródła ich emisji
4. Mapa smogu – jak Polska prezentuje się na tle Europy?
5. Jak dbać o jakość powietrza?

1. Przyczyny smogu w Polsce

W Polsce zazwyczaj mamy do czynienia ze smogiem typu londyńskiego, a dopuszczalne stężenia zanieczyszczeń przekraczane są najczęściej w sezonie grzewczym. Wskazuje to na jeden z głównych powodów wysokiego stężenia zanieczyszczeń, a więc na wytwarzanie smogu przez piece i kotły grzewcze.

Niska emisja

Za smog w Polsce odpowiada głównie niska emisja, która generuje 46,5% pyłów zawieszonych obecnych w powietrzu oraz 83,7% WWA. Określenie to stosuje się wobec emisji pyłów i gazów na wysokości nieprzekraczającej 40 m. Szkodliwe substancje pochodzą z pieców grzewczych oraz lokalnych kotłowni węglowych. Niekiedy do niskiej emisji zalicza się także transport samochodowy, jednak omawiając przyczyny smogu warto potraktować pojazdy silnikowe jako osobne źródło zanieczyszczeń.

Nie każdy rodzaj ogrzewania ma taki sam wpływ na stan środowiska naturalnego, dlatego warto sprawdzić, jakie źródła ciepła wykorzystują Polacy w domach jednorodzinnych.

Źródło: Badania CATI 2017 r.; Podstawa N = 1000; opracowanie Instytut Ekonomii Środowiska i Efektywna Polska

W Polsce dominują budynki ogrzewane węglem, który na 1 kWh ciepła emituje 270 mg pyłów zawieszonych. Dla porównania, w przypadku kotłów olejowych poziom pyłów wynosi niespełna 40 mg, natomiast kotły gazowe na 1 kWh dostarczają ich około 5 mg. 

Poważny problem stanowi także fakt, iż polskie prawo dopuszcza stosowanie węgla o bardzo niskiej jakości, w tym mułu węglowego, a 1/5 kotłów i pieców węglowych ma 20 lub więcej lat. Przestarzała technologia i powstałe na przestrzeni lat urządzenia sprawiają, że do wytworzenia takiej samej ilości ciepła potrzeba więcej paliwa w porównaniu z nowszymi piecami. 

Niska emisja jest głównym powodem złego stanu powietrza w Polsce również z uwagi na nawyk spalania śmieci. Mimo licznych akcji edukacyjnych oraz przeprowadzonych w niektórych miastach kontroli składu dymu wielu Polaków wciąż wrzuca do pieca plastikowe butelki, folię, a nawet odpady gumowe. 

Podsumowując, niska emisja stanowi najważniejszy powód problemu ze względu na:

• popularność paliw o słabej jakości, w tym mułu węglowego,
• brak norm dotyczących jakości węgla przeznaczonego na sprzedaż gospodarstwom domowym,
• spalanie odpadów,
• zły stan techniczny pieców,
• brak odpowiedniej izolacji cieplnej budynków,
• niską popularność ekologicznych metod ogrzewania, czyli odnawialnych źródeł energii.

Przemysł

Drugą ważną przyczyną smogu w Polsce jest przemysł, odpowiedzialny za emisję 21,1% pyłów zawieszonych PM2,5. W opinii specjalistów środowisko najbardziej zanieczyszczają zakłady petrochemiczne i huty metali, lecz poważny problem stanowi także przemysł odzieżowy.

Transport drogowy

Transport drogowy wytwarza 10% pyłów zawieszonych PM2,5 obecnych w atmosferze. Jego wpływ na stężenie benzopirenu jest znikomy, lecz warto dodać, że pojazdy silnikowe wytwarzają sporo tlenków siarki i azotu. Stężenie zanieczyszczeń komunikacyjnych osiąga najwyższe poziomy w pobliżu ruchliwych ulic. 

Energetyka

Kolejną przyczynę złej jakości powietrza stanowi energetyka. Produkcja energii elektrycznej przyczynia się do emisji 9% pyłów zawieszonych PM2,5, które skażają nasze powietrze. Zapotrzebowanie na energię elektryczną rośnie z każdym rokiem, natomiast w Polsce największe jest w województwach małopolskim i śląskim, a więc tych, których miasta dominują w rankingu WHO.

Rolnictwo

2,1 % pyłów zawieszonych PM2,5 trafia do atmosfery na skutek działania gospodarstw rolnych. Wynika to głównie ze stosowania nawozów azotowych, prowadzącego do powstania jonów amonowych, które rozprzestrzeniają się na duże odległości. Łączą się one z zanieczyszczeniami pochodzącymi z innych źródeł, prowadząc do powstania pyłu zawieszonego.

Dla każdego typu zanieczyszczeń procentowy udział każdego z tych sektorów w ogólnej emisji jest inny, dlatego temat ten omówiliśmy dokładnie w kolejnej części artykułu, gdzie prezentujemy źródła składników smogu.

2. Czym jest smog?

Smog to mieszanina szkodliwych substancji wytwarzanych na skutek działalności człowieka, gromadzących się w powietrzu pod wpływem niekorzystnych warunków atmosferycznych i ukształtowania terenu.

W zależności od okoliczności powstania, warunkującego skład chemiczny, wyróżnia się dwa rodzaje smogu:

2.1. Smog londyński (czyli smog kwaśny, siarkowy)

Wytwarza się przede wszystkim w trakcie nieefektywnego spalania paliw (zwłaszcza kiepskiej jakości węgla), a jego występowaniu sprzyja inwersja temperatur. Składa się z pyłu zawieszonego, sadzy, tlenków siarki, tlenków azotu i węgla.

Bliższe informacje na temat tych zanieczyszczeń znajdziesz w części: Skład smogu w Polsce – normy zanieczyszczeń i źródła emisji. Na smog typu londyńskiego najbardziej narażone są obszary o gęstej zabudowie, a momentem największego nasilenia problemu jest sezon grzewczy.

Jego najważniejszym źródłem są spaliny pojazdów silnikowych złożone m.in. z tlenków węgla i azotu oraz węglowodorów, które pod wpływem silnego nasłonecznienia ulegają reakcjom fotochemicznym, prowadzącym do wytworzenia ozonu, azotanu nadtlenku acetylu i aldehydów.

Ten rodzaj smogu występuje zatem wyłącznie w okresie letnim, na terenach o wysokim natężeniu ruchu samochodowego.

3. Skład smogu w Polsce – normy zanieczyszczeń i źródła ich emisji

Pył zawieszony PM10

Pył zawieszony PM10 składa się z cząsteczek o średnicy do 10 µm, zawierających m.in. metale ciężki, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (w tym benzopiren) oraz dioksyny. Cząsteczki te trafiają wraz z tlenem do dróg oddechowych, gdzie się kumulują, a drobniejsze z nich przenikają do krwiobiegu.

Według WHO średnie 24-godzinne stężenie nie powinno przekraczać 50 µg/m³, a przekroczenie tej normy dopuszczalne jest maksymalnie 35 razy w roku. Sugerowane dopuszczalne stężenie średnioroczne to 20 µg/m³, ale w Polsce podwyższono je do 40 µg/m³.

Głównym źródłem PM10 jest niska emisja.

Pył zawieszony PM2,5

Pył zawieszony PM2,5 zawiera cząsteczki o średnicy do 2,5 µm, a ich skład jest taki sam jak w przypadku pyłu PM10. Są to jednak cząsteczki najbardziej niebezpieczne, gdyż łatwo przedostają się do krwiobiegu, co daje im dostęp do wszystkich narządów wewnętrznych. Pyły zawieszone wywołują choroby układów oddechowego, nerwowego i krwionośnego, a także nowotwory.

Zgodnie z zaleceniami WHO średnie 24-godzinne stężenie pyłu PM2,5 nie powinno być wyższe niż 25 µg/m³.

Normę średnioroczną wyznaczono na 10 µg/m³, lecz w Polsce jest to 25 µg/m³, a od 2020 r. – 20 µg/m³.

Więcej o pyłach zawieszonych przeczytasz w artykule: Pyły zawieszone – wszystko o pyłach PM2,5 i PM10.

Emisja cząsteczek PM2,5 – tak samo jak PM10 – związana jest głównie z niską emisją.

Źródło: Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2015 – 2017, opracowanie IOŚ-PIB

Zależność między rodzajem ogrzewania a ilością wytwarzanego pyłu zawieszonego prezentuje poniższy wykres:

Benzen

Benzen to związek rakotwórczy, zaliczany do grupy lotnych związków organicznych (LZO). Wyznaczono dla niego wyłącznie normę średnioroczną, która wynosi w Polsce 5 µg/m³. 

Dwutlenek siarki

SO2 negatywnie wpływa na układ oddechowy, a szczególne zagrożenie stanowi dla osób starszych, dzieci i astmatyków. Dla dwutlenku siarki wyznaczono jedynie dopuszczalne stężenie średniodobowe – 125 µg/m³ i nie może być przekroczone częściej niż przez 3 dni w roku. W Polsce swój udział w emisji SO2 mają:

• procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii – 43,13%,
• procesy spalania poza przemysłem – 29,33%,
• procesy spalania w przemyśle – 23,83%,
• procesy produkcyjne – 3,23%,
• wydobycie i dystrybucja paliw kopalnych – 0,33%,
• transport drogowy – 0,09%,
• inne pojazdy i urządzenia – 0,03%,
• zagospodarowanie odpadów – 0,02%,
• rolnictwo – < 0,01%.

Dwutlenek azotu

NO2 także zaburza pracę układu oddechowego, zwłaszcza w przypadku seniorów, dzieci i astmatyków. Dla dwutlenku azotu określone zostało akceptowalne stężenie jednogodzinne. Wynosi ono 200 µg/m³ i może być przekroczone w ciągu roku maksymalnie 18 razy. Za emisję NO2 odpowiadają:

• transport drogowy – 37%,
• procesy spalania w sektorze produkcji i transformacji energii – 21,02%,
• procesy spalania poza przemysłem – 10,67%,
• inne pojazdy i urządzenia – 10,54%,
• procesy spalania w przemyśle – 9,13%,
• rolnictwo – 8,02%,
• procesy produkcyjne – 3,18%,
• zagospodarowanie odpadów – 0,27%.
• wydobycie i dystrybucja paliw kopalnych – 0,17%

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne

Głównym przedstawicielem związków z grupy WWA jest benzo(a)piren (C₂₀H₁₂), wykazujący silne działanie rakotwórcze. W Polsce jego dopuszczalny poziom średnioroczny wynosi 1 ng/m³. Chociaż benzopiren i inne wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne często wymienia się jako oddzielny składnik smogu, to wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne obecne są głównie w pyle zawieszonym. Ma to istotny wpływ na sposób ich usuwania. W Polsce za emisję WWA odpowiadają głównie:

• procesy spalania poza przemysłem – 83,7 %,
• procesy produkcyjne – 9,6 %,
• zagospodarowywanie odpadów – 2,6 %,
• rolnictwo – 2,1 %,
• transport drogowy – 0,9 %,
• procesy spalania w przemyśle – 0,5%.

Więcej o benzopirenie można przeczyć w artykule „Benzopiren-składnik smogu, co warto wiedzieć?„

4. Mapa smogu – jak Polska prezentuje się na tle Europy?

Jakość powietrza w Polsce na tle innych krajów europejskich prezentuje poniższa mapa, uwzględniająca stan z 31 października 2019 r.

źródło: airindex.eea.europa.eu

Zgodnie z zamieszczoną w lewym dolnym boku mapy legendą czerwone i bordowe punkty oznaczają wysokie stężenie smogu. Najwięcej widzimy ich na obszarze Polski, co oznacza, że stan powietrza jest u nas znacznie gorszy niż w innych częściach Europy, w których przeprowadzone zostały pomiary poziomu zanieczyszczeń. 

Wysokie stężenie smogu w Polsce potwierdzają rankingi najbardziej zanieczyszczonych miast w Europie, w tym słynny raport WHO z 2016 r. albo opublikowany niedawno ranking Barcelona Institute for Global Health.

W rankingu najbardziej zanieczyszczonych miejscowości naszego kraju najwyższe miejsca zajmują:

1. Żywiec
2. Pszczyna
3. Rybnik
4. Wodzisław Śląski
5. Opoczno
6. Sucha Beskidzka
7. Kraków
8. Skawina
9. Nowy Sącz
10. Niepołomice

Zestawienie to bazuje na raporcie, który WHO opublikowała w 2016 r. na podstawie danych zgromadzonych przez Europejską Agencję Środowiska. Poza występowaniem czynników wymienionych w poprzednich częściach artykułu, do złej jakości powietrza przyczyniać się  mogą położenie w dolinie i zwarta zabudowa.

5. Jak dbać o jakość powietrza?

Podsumowując informacje zawarte w poprzednich częściach artykułu, można stwierdzić, iż główną przyczyną złego stanu powietrza jest szeroko pojęta działalność człowieka.

Nie jest to wiadomość, z której moglibyśmy być dumni, ale z drugiej strony fakt ten oznacza, że każdy z nas może choćby w niewielkim stopniu przyczynić się do ograniczenia poziomu w smogu w swojej okolicy. Działania, jakie możemy podjąć, to:

• wybieranie metod ogrzewania emitujących mniejszą ilość zanieczyszczeń,
• dbanie o prawidłową izolację cieplną własnego domu,
• całkowita rezygnacja ze spalania śmieci,
• częstsze korzystanie z komunikacji miejskiej zamiast z własnego samochodu,
• angażowanie się w lokalne działania zmierzające do poprawy jakości powietrza,
• rozpowszechnianie wiedzy o przyczynach smogu wśród znajomych.

Jeśli stężenie zanieczyszczeń przekracza dopuszczalne normy, zaleca się:

• zaopatrzyć się w dobrej jakości oczyszczacz powietrza wyposażony w filtr HEPA, który wyłapuje nawet najmniejszy pył, w tym pył PM2,5. Dodatkowo powinien posiadać filtr węglowy, który usuwa z powietrza wszelkie szkodliwe gazy w tym dym papierosowy czy formaldehyd.

• ograniczyć przebywanie na zewnątrz (dotyczy to zwłaszcza ludzi starszych, dzieci, osób cierpiących na schorzenia układu odpornościowego, oddechowego lub krwionośnego oraz kobiet ciężarnych),
• unikać wszelkich aktywności fizycznych na świeżym powietrzu (podczas uprawiania sportu zwiększa się zapotrzebowanie na tlen, co przy wysokim poziomie smogu skutkuje wdychaniem kilkukrotnie większej dawki zanieczyszczeń),
• korzystać z masek antysmogowych, 
• unikać otwierania okien.

Stan powietrza w miejscu zamieszkania można kontrolować na kilka sposobów:

• poprzez używanie czujników smogu,
• montując zewnętrzny czujnik jakości powietrza,
• korzystając ze stron internetowych oraz aplikacji poświęconych czystości powietrza.

Bibliografia:

1. Krajowy bilans emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2015 – 2017, oprac. Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy, https://www.kobize.pl/uploads/materialy/materialy_do_pobrania/krajowa_inwentaryzacja_emisji/Bilans_emisji_za_2017.pdf
2. Efektywność energetyczna w Polsce przegląd 2017, Instytut Ekonomii Środowiska, https://www.teraz-srodowisko.pl/media/pdf/aktualnosci/4481-efektywnosc-energetyczna-w-polsce-2017.pdf
3. Smog w Polsce i jego konsekwencje, Polski Instytut Ekonomiczny, https://pie.net.pl/wp-content/uploads/2020/03/PIE-WP_5-2019.pdf