| |
2. Monitoring jakości
powietrza
2.5. Zanieczyszczenia
komunikacyjne
O stanie zanieczyszczenia powietrza w zespołach
miejsko-przemysłowych decyduje napływ zanieczyszczeń oraz emisja lokalna,
której struktura zależna jest od emisji ze źródeł przemysłowych, komunalnych
oraz natężenia ruchu komunikacyjnego. W ostatnich latach dynamiczny wzrost
natężenia ruchu drogowego 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 metale, w tym ołów. Emisja węglowodorów jest skutkiem niecałkowitego
spalania paliwa w silniku, a także w pewnym stopniu odparowywania paliwa przez
nieszczelności układów samochodu. Emisja aldehydów jest wynikiem utleniania się
niecałkowicie spalanych węglowodorów. Emisja tlenku węgla jest również wynikiem
niecałkowitego lub nieprawidłowego procesu spalania i zależna jest w dużym
stopniu od stanu technicznego silnika. Tlenki azotu są wynikiem utleniania
azotu dostarczanego z powietrzem i paliwem.
W spalinach przeważa NO oraz nieznaczne ilości NO2. Ilość
tlenku azotu zawartego w powietrzu może być wskaźnikiem zagrożenia badanego
rejonu emisją zanieczyszczeń komunikacyjnych, jednakże obecnie NO nie jest
uwzględniony w polskich normach (norma dotyczy tylko NO2). Ołów jest wynikiem
emisji dodatków do paliw zapewniających prawidłową pracę silnika. 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.
Zasadniczą różnicą pomiędzy emisją przemysłową i komunalną a
komunikacyjną jest wysokość źródła emisji i związany z tym sposób
rozprzestrzenia się zanieczyszczeń. W przypadku zanieczyszczeń komunikacyjnych,
ich źródła znajdują się tuż przy powierzchni terenu, a rozprzestrzenianie jest
bardzo utrudnione.
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.
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.
Kierując się potrzebą oceny zagrożeń jakie powoduje,
szczególnie w ostatnich latach, szybki wzrost natężenia ruchu komunikacyjnego,
w 1998 roku w Kielcach utworzono stację zanieczyszczeń komunikacyjnych,
umiejscowioną przy Al. IX Wieków Kielc (budynek Świętokrzyskiego Urzędu
Wojewódzkiego). Al. IX Wieków Kielc, to jedna z głównych arterii
komunikacyjnych miasta, która obciążona jest dużą ilością pojazdów ruchu
lokalnego i tranzytowego.
Stacja ta wyposażona jest w wysokiej klasy automatyczną
aparaturę, gwarantującą ciągłość
i czułość wykonywanych pomiarów. Wszystkie dane na bieżąco
przekazywane są modemowymi łączami telefonicznymi do centralnego komputera
znajdującego się w Wojewódzkim Inspektoracie Ochrony Środowiska w Kielcach,
który umożliwia ich przechowywanie i przetwarzanie
w zakresie następujących stężeń: tlenku węgla, tlenków
azotu, dwutlenku siarki i pyłu zawieszonego. Ostatnio do programu badań
włączono także wykonywanie analiz metali ciężkich w pyle zawieszonym.
W niniejszej publikacji analizę zanieczyszczeń oparto na
wynikach pomiarów z 1999 i 2000 r. Parametry statystyczne, stanowiące
podstawę analizy w odniesieniu do wartości dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń
powietrza, przedstawiono w tabeli
26.
.
Zestawienie danych pomiarowych dowodzi, że na stacji
komunikacyjnej w Kielcach w 2000 r. nie występuje przekroczenie
dopuszczalnych wartości stężeń średniorocznych badanych zanieczyszczeń.
Najwyższe średnie roczne stężenie uzyskano w odniesieniu do pyłu zawieszonego
(71,2% normy) oraz kolejno dwutlenku azotu (35,2%), tlenku węgla (34,8%) i
dwutlenku siarki (18,0%). Stężenia 24-godz., wyrażane normowanym parametrem
odnoszonym do roku, określanym jako percentyl 98 (S98), pozostają w granicach
poniżej poziomów dopuszczalnych. Wartości S98 osiągają dla: pyłu – 99,2 µg/m3
(79,4% normy), CO – 1391,6 µg/m3 (27,8%), NO2 – 23,7 µg/m3 (15,8%),
SO2 - 16,2 µg/m3 (10,8%). Najwyższa wartość stężenia 24-godz. tlenku
węgla, którą zanotowano w dniu 10.11.2000 r. wynosiła 2204,1 µg/m3.
Stężenia chwilowe również są niskie w porównaniu do wartości normatywnych
określonych dla stężeń krótkookresowych (D30), przy czym maksymalne stężenie
30-minutowe tlenku węgla, które wystąpiło również w dniu 10.11.2000, wynosiło
5600,0 µg/m3, a drugie zarejestrowane maksimum osiągnęło wartość 5099,0 µg/m3
(22.12.2000). Percentyl S99,8 dla tlenku węgla wynosi 3300 µg/m3, przy normie
20000 µg/m3.
Wyłącznie S99,8 dla pyłu zawieszonego (stężenia 30 minutowe)
pozostawały w niewielkiej rozbieżności z normą dopuszczalną, która w tym
przypadku ustalona została tylko do celów obliczeniowych i nie służy ocenie
jakości powietrza na podstawie pomiarów.
Z prowadzonych obserwacji danych pomiarowych wynika ponadto,
że przebieg zmian stężeń zanieczyszczeń na Al. IX Wieków Kielc ma charakter
cykliczny. Maksymalne stężenia zanieczyszczeń w ciągu dnia są przesunięte w
czasie o około 2 godz. w stosunku do występującego maksymalnego natężenia
ruchu, a wynika to stąd, że zanieczyszczenia nie są rozpraszane od razu po
opuszczeniu układu wydechowego pojazdu oraz, że następuje ich sukcesywna
akumulacja w powietrzu. W tym wypadku chwilowe stężenie zanieczyszczeń jest
wynikiem bieżącej emisji oraz stężenia wynikającego z obecności zanieczyszczeń
powstałych wcześniej. Obserwuje się także tygodniową cykliczność stężeń
badanych zanieczyszczeń. Najmniejsze stężenia występują w niedzielę, a
największe w piątek, co jest prawdopodobnie związane ze zwiększeniem ruchu
tranzytowego.
Przykładowy rozkład stężeń 30-min. w ciągu dnia, a także
przebieg tygodniowy odnoszący się do zanieczyszczeń powietrza na stacji
komunikacyjnej w Kielcach, przy Al. IX Wieków Kielc przedstawiono na rys.21 i
rys.22. Przy porównywaniu wykresów CO, NOx, NO2 i NO należy zwrócić uwagę na to, że
zostały one przedstawione w różnych skalach, ze względu na znaczne różnice
w rozpiętości stężeń zanieczyszczeń.
Pył uliczny, którego stężenia na tej stacji są stosunkowo
wysokie (ponad 70% normy), jest produktem powstałym w wyniku interakcji
materiałów stałych, ciekłych i gazowych wytworzonych głównie z gleby,
materiałów budowlanych i emisji z pojazdów samochodowych. Jest on więc w pewnej
mierze wynikiem emisji, jednak na skutek oddziaływania wiatru oraz turbulencji
wymuszonej ruchem pojazdów, zostaje on wtórnie emitowany do atmosfery. W roku
2000 próby pyłu zawieszonego ze stacji komunikacyjnej poddano analizie na
zawartość metali: Cd, Cu, Pb, Ni i Cr. Poboru prób pyłu dokonano za pomocą
automatycznego urządzenia ACCu, zainstalowanego przy pyłomierzu TEOM, stężenia
metali natomiast określono metodą absorpcji spektofotometrii atomowej. Jest to
pierwsza seria badań, stąd nie ma możliwości przedstawienia charakterystyki
zmian uzyskiwanych w tym zakresie wyników.
Porównując wyniki zestawione w tabeli
27.
do poziomów
dopuszczalnych norm zauważa się, że najwyższe stężenia uzyskano w odniesieniu
do kadmu i ołowiu, lecz są to wartości niskie, maksymalnie osiągające do
kilkunastu procent normy. Średnioroczne zawartości metali wynosiły (w % normy):
Cd – 16,9; Cu – 1,0; Pb – 3,0; Ni – 0,1; Cr – 0,0.
Zagadnienie występowania metali w pyle zawieszonym jest
bardzo złożone. Przyjmuje się, że wyniki badań zawsze mają charakter
regionalny. O składzie chemicznym pyłów na tym terenie decyduje nie tylko
emisja pochodząca z komunikacji, lecz również i przede wszystkim emisja
pochodząca ze źródeł energetycznego spalania paliw oraz w mniejszym stopniu
z przemysłu. Jednym z większych źródeł punktowych emisji zanieczyszczeń
pyłowych w Kielcach jest Elektrociepłownia Kielce i jako ciepłownia węglowa
jest bezpośrednim źródłem emisji metali do atmosfery. Nie tylko ten obiekt, ale
także liczne rozproszone źródła emisji, mogą mieć wpływ zarówno na stężenia
metali, jak i innych zanieczyszczeń w analizowanym rejonie miasta, a ponadto
dodatkowo zaznacza się tu oddziaływanie źródeł mobilnych. Ze źródeł transportu
emitowane są głównie takie metale jak: ołów, miedź, kadm i cynk.
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 jeszcze
przez pewien czas.
|
|
