CZĘŚĆ II. STAN CZYSTOŚCI POWIETRZA

3. Monitoring powietrza

3.5. Zanieczyszczenia komunikacyjne

W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny wzrost natężenia ruchu drogowego. Szybki rozwój komunikacji opartej przede wszystkim na środkach transportu napędzanych silnikami spalinowymi ma szczególnie niekorzystny wpływ na środowisko. Zaznacza się to głównie emisją dużych ilości toksycznych spalin, a także hałasu oraz zapylenia, co odczuwalne jest zwłaszcza w centralnej części miast i w rejonach tras komunikacyjnych o ruchu tranzytowym. Głównymi zanieczyszczeniami powstającymi podczas pracy silnika spalinowego są węglowodory, tlenek węgla, tlenki azotu, aldehydy, pył oraz ołów.
Emisja węglowodorów jest skutkiem niecałkowitego spalania paliwa w silniku, a także w pewnym stopniu odparowywania paliwa przez nieszczelności układów samochodu. Węglowodory uważa się za związki mające kancerogenny wpływ na organizm człowieka. Emisja aldehydów jest wynikiem utleniania się niecałkowicie spalanych węglowodorów. Powodują one podrażnienia błon śluzowych, kaszel, łzawienie itp.
Emisja tlenku węgla jest również wynikiem niecałkowitego lub nieprawidłowego procesu spalania i zależna jest w dużym stopniu od stanu technicznego silnika. Toksyczne działanie tlenku węgla wynika z jego dużej zdolności łączenia się z hemoglobiną doprowadzając tym samym w skrajnych przypadkach do zatrucia organizmu. Tlenki azotu są wynikiem reakcji tlenu z azotem podczas wysokotemperaturowego procesu spalania. Tlenek azotu również jest łatwo wchłaniany przez organizm, podobnie jak tlenek węgla szczególnie niekorzystnie wpływa na człowieka. Dwutlenek azotu jest mniej toksyczny i działa drażniąco na błony śluzowe.
Ołów jest wynikiem emisji dodatków do paliw zapewniających prawidłową pracę silnika. Jest on szczególnie niebezpieczny, ponieważ odkłada się na trwałe w organizmach żywych, a to może doprowadzić do groźnych chorób.
Pył częściowo emitowany jest z procesu spalania, częściowo powstaje w procesie zużywania się okładzin hamulcowych, opon i innych układów pojazdów, a także unoszony jest z jezdni pod wpływem ruchu pojazdów. Najbardziej szkodliwy dla człowieka jest pył poniżej 2,5 ľm ponieważ cząstki tego pyłu mają zdolność do przenikania do pęcherzyków płucnych, podczas gdy cząstki o większych wymiarach przeważnie zatrzymywane są w górnych drogach oddechowych. Ilość emitowanych zanieczyszczeń zależy od wielu czynników, między innymi od: natężenia i płynności ruchu, konstrukcji silnika i jego stanu technicznego, zastosowania dopalaczy i filtrów, rodzaju paliwa i pochylenia podłużnego drogi. Dla przykładu podaje się, że średnia ilość emitowanego tlenku węgla wynosi od około 3g/km dla samochodów osobowych do 30 g/km dla autobusów i samochodów ciężarowych. Ilość emitowanych tlenków azotu wynosi od 0,5 g/km dla motocykli i samochodów małolitrażowych do 2,5 g/km dla samochodów ciężarowych i autobusów.
Emisja węglowodorów wynosi od 0,4 g/km dla samochodów osobowych do 3 g/km dla samochodów ciężarowych.

Do tego należy dodać także emisję innych zanieczyszczeń, w tym między innymi szkodliwych związków ołowiu. Należy ponadto podkreślić, że zanieczyszczenia emitowane przez pojazdy nie tylko bezpośrednio pogarszają jakość powietrza w rejonach o intensywnym ruchu drogowym, ale także biorą udział w reakcjach fotochemicznych zachodzących w atmosferze, wpływając na wzrost natężenia ozonu w warstwie troposferycznej. Pomiary stężeń wybranych zanieczyszczeń emitowanych przez pojazdy wykonuje Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska na automatycznej stacji monitoringu w Kielcach przy Al. IX Wieków Kielc. Utworzenie takiej stacji i włączenie jej począwszy od 1999 roku do systemu monitoringu regionalnego uzasadnione jest potrzebą oceny zagrożeń jakie powoduje, szczególnie w ostatnich latach, szybki wzrost natężenia ruchu komunikacyjnego.
Program pomiarowy, który wprowadzony został jako obowiązkowy dla stacji komunikacyjnych wchodzących w skład sieci podstawowej (krajowej) obejmuje stężenia następujących zanieczyszczeń powietrza: tlenku węgla, tlenków azotu, pyłu zawieszonego, a także ołowiu, benzenu i formaldehydu. Dla stacji regionalnej w Kielcach przyjęto w I etapie zakres badań trzech z wyżej wymienionych substancji: CO, NOx i pyłu oraz dodatkowo dwutlenku siarki.
Obecnie, zakres badań poszerzany jest o analizę zawartości metali ciężkich w pyle zawieszonym, w tym także określana będzie zawartość ołowiu. Wyniki pomiarów jako wartości średnie 30 minutowe oraz 24 godzinne ze stacji przekazywane są na bieżąco do wojewódzkiej bazy danych znajdującej się w Wojewódzkim Inspektoracie Ochrony Środowiska w Kielcach. Analizę zanieczyszczeń oparto wyłącznie na wynikach pomiarów z 1999 r. (dane z roku poprzedniego obejmują tylko ostatnie 2 miesiące). Parametry statystyczne stanowiące podstawę analizy, w odniesieniu do wartości dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń powietrza, przedstawiono w tabeli 35.
Zestawienie danych pomiarowych dowodzi, że na stacji komunikacyjnej w Kielcach w
1999 r. nie wystąpiło przekroczenie dopuszczalnych wartości stężeń badanych zanieczyszczeń. Najwyższe średnie roczne stężenie uzyskano w odniesieniu do pyłu zawieszonego (59,2% normy) i tlenku węgla (44,8%), kolejno dwutlenku azotu (33,8%) i dwutlenku siarki (17,0%). Stężenia 24-godz. i 30 min., zarówno maksymalne (Smax), jak również wyrażane normowanymi parametrami odnoszonymi do roku, określanymi jako percentyl 98 (S98) i percentyl (S99,8) pozostają w granicach poniżej poziomów dopuszczalnych (tabela 35).
Wartości S98 osiągają dla: CO - 46,2 ľg/m3, pyłu - 61,2 ľg/m3, NO2 - 17,5 ľg/m3, SO2 - 12,1 ľg/m3. Najwyższa wartość stężenia 24-godz. tlenku węgla, którą zanotowano w dniu 10.12.1999 r. wynosiła 2747,9 ľg/m3, kolejna wysoka - 2711,6 ľg/m3 (z dnia 30.11.1999 r.). Stężenia chwilowe również są niskie w porównaniu do wartości normatywnych określonych dla stężeń krótkookresowych (D30), a maksymalne stężenie 30-minutowe tlenku węgla, które wystąpiło w roku wynosiło 6553,5 ľg/m3 (26.01.1999), a drugie zarejestrowane maksimum osiągnęło wartość 5900,0 ľg/m3 (22.01.1999r.).
Przykładowy rozkład stężeń 30-min. w ciągu dnia, a także roczny przebieg stężeń 24-godz. tlenku węgla zarejestrowany w Kielcach, przy Al. IX Wieków Kielc przedstawiono na
rys. 40 i 41. Należy tu nadmienić, że podawane do niedawna dla różnych miast Polski bardzo wysokie przekroczenia tlenku węgla odnoszone były do obowiązującej jeszcze do końca 1997 r. bardzo ostrej normy dopuszczalnej stężeń tej substancji w powietrzu wynoszącej wówczas dla roku - 120 ľg/m3 (obecnie 2000 ľg/m3), dla doby - 1000 ľg/m3 (aktualnie 5000ľg/m3).

Interpretując wyniki z tej stacji należy mieć na uwadze, że rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń zależy nie tylko od cech klimatycznych, takich jak kierunek i prędkość wiatru, ale także od otoczenia drogi i lokalnych warunków zabudowy ulic. Inne jest rozchodzenie się zanieczyszczeń na otwartych przestrzeniach, a inne w korytarzu ulicznym. Pomimo, że stacja ta zlokalizowana jest przy arterii komunikacyjnej o intensywnym, niemalże całodobowym tranzytowym ruchu z dużym udziałem pojazdów ciężkich i środków komunikacji miejskiej (przeciętne całkowite natężenie ruchu w ciągu dnia wynosi 2900 pojazdów/godz), to jednak jest to jezdnia dwupasmowa o dobrej nawierzchni i dość dużej płynności ruchu. Ponadto usytuowanie sondy pomiarowej w odległości kilku m od skraju jezdni, na ścianie południowej budynku Urzędu Wojewódzkiego, gdzie przestrzeń bezpośrednio otaczająca nie jest zabudowana, a więc gdzie występują warunki umożliwiające dość dobre przewietrzanie terenu, dodatkowo ułatwione przy dominujących tu kierunkach wiatrów (E, W, NNW i SSE) to czynniki które mogą decydować, że uzyskiwane wyniki stężeń zanieczyszczeń są dość niskie.
Ponadto w najbliższym zasięgu nie ma źródeł emisji niskiej, nie nakładają się tu więc tu bezpośrednio wpływy źródeł komunalnych. Dla określenia stopnia skażenia powietrza w pobliżu trasy komunikacyjnej na Al. IX Wieków Kielc oraz wpływu zanieczyszczeń emitowanych z pojazdów na ogólny stan jakości powietrza w tej części miasta pomiary należy kontynuować przez dłuższy czas niż 1 rok. Potwierdzenie, po odpowiednim okresie obserwacji, utrzymujących się tu niskich stężeń zanieczyszczeń komunikacyjnych uzasadniać będzie przeniesienie stacji w inny rejon centralnej części miasta o dużej intensywności ruchu samochodowego i warunkach sprzyjających kumulowaniu się zanieczyszczeń.