Przyczyny i skutki zanieczyszczenia powietrza

Czyste powietrze to jeden z najbardziej istotnych czynników wpływających na nasze życie. Rokrocznie śmierć z powodu zanieczyszczeń powietrza ponosi 6,5 mln osób (to średnio prawie 18 tys. osób dziennie). Polskie miasta niestety wciąż należą do najbardziej zanieczyszczonych w Europie. Według szacunków Komisji Europejskiej z powodu zanieczyszczenia powietrza każdego roku przedwcześnie umiera na choroby serca, płuc i mózgu ok. 43 000 mieszkańców Polski. To ponad 13 razy więcej niż ofiar wypadków na polskich drogach!

Choć wielu z nas przywykło już do miejskiego hałasu i wszechobecnych zakładów przemysłowych, to jednak coraz chętniej uciekamy w mniej zindustrializowane rejony kraju, gdzie można „odetchnąć świeżym powietrzem”. O zanieczyszczeniach raczej myślimy dopiero wtedy, gdy już wyraźnie wpływają na nasze zdrowie i samopoczucie:

• Górny Śląsk lat 90.,
• Londyn (nie bez powodu jeden z rodzajów smogu nazywa się właśnie „londyńskim”),
• Pekin (w minionym roku jeden z chińskich artystów przez trzy miesiące „odkurzał” pekińskie powietrze za pomocą odkurzacza przemysłowego – wewnątrz urządzenia zebrał dość zanieczyszczeń, by następnie uformować je w… cegłę),
• Kraków

– dopóki nad naszą miejscowością nie unosi się gęsta mgła kurzu, a my sami nie jesteśmy zmuszeni paradować w maseczkach przeciwpyłowych, nie zwracamy szczególnej uwagi na wskazania stacji pomiarowych. Wielu szkodliwych substancji nie sposób jednak dojrzeć gołym okiem, a mimo to mogą mieć one kolosalne znaczenie dla jakości naszego życia.

Wpływ substancji zanieczyszczających na zdrowie człowieka

Poniżej przedstawiamy najpowszechniejsze zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu wraz z ich krótką charakterystyką, wpływem na organizm człowieka i maksymalnym dopuszczalnym stężeniem w danej jednostce czasu.

• PM – czyli pył zawieszony (ang. particulate matter). Są to cząstki unoszące się w powietrzu, między innymi sól morska, tzw. czarny węgiel (głównie drobiny węgla w czystej postaci), pył oraz skroplone cząstki niektórych substancji chemicznych. W zależności od rozmiaru tych cząstek wyróżnić można:
  • PM2.5 – cząstki o średnicy do 2,5 μm, czyli do 2,5 tysięcznych milimetra. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) uważa PM2.5 za najbardziej szkodliwe dla człowieka zanieczyszczenie atmosferyczne. Do jego negatywnych skutków na organizm człowieka można zaliczyć choroby układu krążenia (miażdżyca) i układu oddechowego (podrażnienie naskórka i śluzówki, zapalenie górnych dróg oddechowych, choroby alergiczne, astma, nowotwory płuc, gardła i krtani) oraz skrócenie średniej długości życia nawet o 8 miesięcy. Średnioroczne dopuszczalne stężenie PM2.5 ustalono na poziomie 20 μg/m³ (do 2020 roku). Wcześniej (do 2015 roku) dawka ta była wyższa o 5 μg/m³.
  • PM10 – to cząstki o średnicy do 10 μm, będące mieszaniną substancji organicznych i nieorganicznych zawierających substancje toksyczne (m.in. benzo(a)piren, metale ciężkie oraz dioksyny i furany). Podobnie jak PM2.5 wpływają one niekorzystnie na układy oddechowy i krążenia, mogąc powodować m.in. problemy z oddychaniem, zapalenie płuc i zapalenie oskrzeli. Dopuszczalna dzienna dawka tego zanieczyszczenia to 50 μg/m³ (nie może zostać przekroczona więcej niż 35 razy w roku), a średnioroczna – 40 μg/m³.
• Ozon (O₃) w niższych warstwach atmosfery – ozon, najczęściej kojarzony ze specyficznym zapachem powietrza po burzy, traktowany jest jako zanieczyszczenie wtórne. Długotrwała ekspozycja na tę alotropową odmianę tlenu może prowadzić do zmniejszenia pojemności płuc i problemów z oddychaniem, a także podrażniać oczy, nos i gardło. Dopuszczalna dawka ozonu (mierzona jako średnia 8-godzinna) to 120 µg/m³.
• Tlenki azotu (NO, NO₂) – ich obecność w atmosferze bierze się głównie z procesów spalania (zarówno z fabryk, jak i np. z rur wydechowych pojazdów). Tlenki azotu przyczyniają się dodatkowo do tworzenia cząsteczek pyłu zawieszonego (PM) oraz ozonu. Podobnie jak większość mierzonych zanieczyszczeń, tlenki azotu podrażniają oczy, nos i gardło, atakują również układ oddechowy, powodując problemy z oddychaniem, rozedmę płuc i oskrzeli. Mają też niekorzystny wpływ na wątrobę, śledzionę i krew. Maksymalne dopuszczalne stężenie tlenków azotu w powietrzu wyznaczono na poziomie 40 µg/m³ dla NO₂ i 30 µg/m³ dla NO jako wartość średnioroczną oraz 200 µg/m³ dla NO₂ jako wartość średniogodzinną (nie może zostać przekroczona więcej niż 18 razy w ciągu roku).
• Benzen (C₆H₆) – tak jak tlenki azotu, benzen powstaje podczas procesu spalania paliw. To substancja rakotwórcza (kiedyś używana jako rozpuszczalnik), a więc o niewątpliwym szkodliwym wpływie na zdrowie. Dodatkowo może wpływać na płodność i komplikacje w trakcie porodu, uszkadzać ośrodkowy układ nerwowy, wątrobę i nerki oraz powodować problemy z układem oddechowym. Dopuszczalne średnioroczne stężenie benzenu w powietrzu to 5 µg/m³.
• Benzo(a)piren (B(a)P) – to kolejny związek kancerogenny, ponownie biorący się z silników pojazdów, a także jako produkt uboczny spalania drewna i odpadów oraz produkcji koksu i stali. Powoduje raka płuc, problemy z oddychaniem oraz podrażnienie oczu, nosa i gardła. Jego stężenie w powietrzu nie powinno przekraczać 1 ng/m³ (czyli 0,001 µg/m³).
• Dwutlenek siarki (SO₂) – to zanieczyszczenie zarówno naturalne (wydzielane na skutek erupcji wulkanów), jak i przemysłowe (pochodzi ze spalania paliw kopalnych oraz z procesów przemysłowych). Powoduje problemy z oddychaniem, astmę, przewlekłe zapalenie oskrzeli, choroby układu krążenia oraz bóle głowy. Dopuszczalne stężenie SO₂ to 20 µg/m³ średniorocznie, 125 µg/m³ średniodziennie (nie może być przekroczone więcej niż trzy razy w roku) oraz 350 µg/m³ w skali godziny (maksymalnie 24 razy w roku).
• Tlenek węgla (CO) – zwany również czadem. To zanieczyszczenie gazowe występuje najczęściej na terenach miejskich i bierze się z niepełnego spalania paliw kopalnych i biopaliw. Nadmierne stężenie tlenku węgla jest jedną z najczęstszych przyczyn zgonów w sezonie grzewczym. Czad zmniejsza zdolność transportu tlenu w naczyniach krwionośnych, niekorzystnie wpływa na mózg i serce, może też prowadzić do utraty przytomności, a w efekcie – śmierci (zatrucie CO zwane jest potocznie zaczadzeniem). Maksymalna dopuszczalna ilość tlenku węgla w powietrzu (średnia z 8 godzin) to 10000 µg/m³ (czyli 0,01 g/m³).

Przyczyny zanieczyszczenia powietrza

Przyczyny zwiększonego poziomu zanieczyszczeń w atmosferze mogą być różne: emisja z kominów indywidualnych gospodarstw domowych, emisja przemysłowa, emisja z transportu, pylenie ze zwałowisk, pól i dróg.

Do najczęstszych czynników wpływających na zanieczyszczenie powietrza należą:

• Pora roku – zimą, w okresie grzewczym stężenie zanieczyszczeń jest większe z powodu emisji z indywidualnie ogrzewanych budynków mieszkalnych.
• Pora dnia – w dzień stężenie zazwyczaj jest wyższe niż w nocy. Związane jest to z emisją zanieczyszczeń z rur wydechowych pojazdów.
• Warunki meteorologiczne (prędkość i kierunek wiatru, turbulencje powietrza, temperatura powietrza, opady atmosferyczne, zachmurzenie i ciśnienie atmosferyczne) – prędkość wiatru wpływa korzystnie na spadek stężenia substancji szkodliwych w powietrzu. Opady, głównie deszcze, powodują zmniejszenie stężenia zanieczyszczeń powietrza na skutek rozpuszczania ich w wodzie, absorpcji zanieczyszczeń na powierzchni kropel i mechanicznego działania opadów. Na obecność zanieczyszczeń w powietrzu wpływa też temperatura – duże nasłonecznienie i wysokie temperatury łączą się z większym stężeniem np. ozonu, z kolei więcej pyłów zawieszonych (PM) utrzymuje się w powietrzu przy bezwietrznej, chłodnej pogodzie.
• Warunki topograficzne (ukształtowanie i zagospodarowanie terenu) – ukształtowanie terenu związane jest z warunkami meteorologicznymi; wyższe stężenie zanieczyszczeń można zaobserwować na powierzchniach pylących – polach, nieutwardzonych drogach, placach, boiskach i innych płaskich, niezurbanizowanych powierzchniach. Na poziom emisji wpływa także liczba dróg na danym terenie – bardziej rozbudowana infrastruktura przyczyna się do większego pylenia.
• Urbanizacja – wysoki poziom urbanizacji (obecność zakładów przemysłowych, ciepłowni, elektrowni, fabryk) przekłada się na wyższe stężenie zanieczyszczeń. Tereny gęsto zaludnione są też z reguły bardziej zanieczyszczone niż te rzadziej zamieszkane.
• Umiejscowienie stacji pomiarowej – w zależności od położenia stacji, wyniki mogą się diametralnie różnić. Stacje umiejscowione w pobliżu takich obiektów jak drogi czy zakłady przemysłowe wykazują wyższy poziom zanieczyszczeń niż te ulokowane z dala od krytycznych punktów, a przez to pomiary mogą zakłamywać stan faktyczny.

Przed nami jeszcze daleka droga do czystego powietrza

Zanieczyszczenia niewątpliwie są szkodliwe dla człowieka, jednak ich efekty szczególnie silnie odczuwa się w perspektywie długoterminowej. Najczęściej wpływają one na nasz układ oddechowy – nos, płuca i oskrzela – choć zagrożone jest o wiele więcej organów, włącznie z mózgiem i sercem.

Na wiele czynników powodujących wysoką emisję szkodliwych substancji mamy realny wpływ. Dla przykładu możemy zatroszczyć się o uszczelnianie instalacji grzewczej w domu lub przyłączyć większą liczbę gospodarstw do elektrociepłowni.

Oczywiście czynniki takie jak warunki pogodowe czy naturalne ukształtowanie terenu leżą poza naszą kontrolą, ale ogólna niższa emisja zanieczyszczeń poprawi sytuację także na terenach szczególnie podatnych na gromadzenie zanieczyszczeń.