Co wisi w powietrzu w Katowicach? Rozmowa z prof. UŚ Mariolą Jabłońską

Prof. Uniwersytetu Śląskiego Mariola Jabłońska, dyrektorka Uniwersyteckich Laboratoriów Kontroli Atmosfery (ULKA) opowiedziała dla portalu WKatowicach.eu o problemie smogu.

Dodajmy, że balon ULKA, czyli napowietrzne laboratorium Uniwersytetu Śląskiego, prowadzi badania jakości powietrza, a także skupia się wykrywaniu źródeł zanieczyszczeń oraz rozpoznanie kierunków ich przemieszczania się.

Jak powstaje smog i co wisi w powietrzu w Katowicach? I co zrobić, by poprawić jakość powietrza? Dowiedzcie się z poniższej rozmowy z prof. UŚ, Mariolą Jabłońską. 

W KATOWICACH.EU: Może zacznijmy od tego, jak w ogóle powstaje smog?

Prof. UŚ Mariola Jabłońska: Smog to zjawisko występujące w dolnej warstwie troposfery. Smog jaki obecnie obserwujemy nosi nazwę „smogu typu londyńskiego”. Powstaje na skutek niekorzystnych warunków meteorologicznych w połączeniu z zanieczyszczeniami spowodowanymi działalnością człowieka.  Nazwa wywodzi się z angielskiego słowa "smoke" - "dym" i "fog" - "mgła". Nieważne jest miejsce: czy to jest Śląsk, czy inny rejon w Polsce bądź na świecie - ważne są specyficzne warunki meteorologiczne jak: brak wiatru, niska temperatura (np. od -3 do +4 st. C) lub inwersja temperatury oraz stosunkowo duża wilgotność powietrza powyżej 80%. Takie warunki sprzyjają powstawaniu smogu, w którym kumulowane są zanieczyszczenia powietrza, takie jak: pyły oraz gazy (tlenek i dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne zwane WWA). W lecie może pojawiać się smog fotochemiczny, zwany smogiem Los Angeles, powstający na skutek reakcji promieniowania ultrafioletowego w świetle słonecznym ze spalinami samochodowymi.

Jakie mamy powietrze w Katowicach - co wisi w powietrzu?

Jakość powietrza w Katowicach, czy całym regionie zależy od wielu czynników: pory roku, pory dnia, warunków meteorologicznych, od rodzaju i ilości źródeł emitujących zanieczyszczenia do atmosfery. Zatem, to co zawieszone w powietrzu zależy w pewnej mierze także od każdego z nas, zarówno mieszkańców Katowic i regionu, którzy emitują zanieczyszczenia do powietrza poprzez korzystanie z samochodów, bądź spalanie różnych paliw kopalnych w celu ogrzewania mieszkań czy uzyskania ciepłej wody użytkowej. Jak wykazały najnowsze badania w ramach projektu AWAIR, jakość powietrza w Katowicach ulega rokrocznie znacznej poprawie, zwłaszcza w śródmieściu. Natomiast w niektórych dzielnicach jest niezadowalająca, zwłaszcza zimą.

Co najbardziej wpływa na jakość tego powietrza?

Wiadomo, że samochody, czy urządzenia grzewcze są nam potrzebne. Korzystanie z nich może wpływać na jakość powietrza. Zdecydowanie niekorzystne będzie używanie samochodów, które nie spełniają odpowiednich norm emisji CO2 do atmosfery. Podobnie jest z urządzeniami grzewczymi. Jeśli używamy przestarzałych kotłów, w których mamy nieefektywne spalanie - to może prowadzić do emisji znacznych ilości zanieczyszczeń do powietrza. Odrębną kwestią jest jeszcze rodzaj paliwa, którego używamy.

Czym zanieczyszczane jest powietrze?

Mówiąc o antropogenicznych zanieczyszczeniach powietrza, mamy na myśli te składniki, które do atmosfery dostają się w skutek działalności komunalno-bytowej człowieka. Możemy mówić o stałych zanieczyszczeniach, którymi są pyły oraz o składnikach gazowych. Wśród pyłów wyróżniamy przede wszystkim dwa rodzaje - to pyły zawieszone (przebywają  w powietrzu przez dłuższy czas) i respirabilne (czyli takie, które łatwiej przedostają się do układu oddechowego człowieka i docierają do płuc). Te pierwsze mają średnice poniżej 10 μm, drugie są jeszcze mniejsze, poniżej 2,5 μm. Natomiast do składników gazowych, które w sezonie zimowym są szczególnie odczuwane należą: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki oraz WWA (zwłaszcza benzo(a)piren). Wymienione zanieczyszczenia dostają się do atmosfery głównie w wyniku korzystania z silników i urządzeń, w których odbywa się nieefektywne spalanie paliw (ropy, benzyny, węgla) lub używania paliw niewłaściwych (miału, kiepskiej jakości węgla, lub co najgorsze spalania śmieci i odpadów komunalnych).

Jakie wyniki pokazują loty balonem ULKA i jakie wnioski do tej pory wyciągnięto?

Balon ULKA to jedno z najnowocześniej i najlepiej wyposażonych laboratoriów mobilnych w Polsce. Jest pierwszym i jedynym w Polsce, a także w Europie napowietrznym laboratorium umieszczonym w koszu załogowego balonu na ogrzane powietrze. Dzięki dotacji Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Katowicach jest bardzo dobrze wyposażone w najnowszą aparaturę. Stąd też ogromna ilość danych pomiarowych umożliwia prowadzenie analiz przez wielu specjalistów z różnych dziedzin: klimatologów, meteorologów, biologów, mineralogów, chemików i fizyków atmosfery. Laboratorium prowadzi zarówno pomiary podczas lotu, ale też pobiera próby zanieczyszczeń do dalszych analiz w laboratoriach stacjonarnych.
O wynikach można by długo opowiadać w zależności od zainteresowania odpowiednimi dziedzinami nauki. Przede wszystkim w balonie wykonuje się pomiary aktualnie panujących warunków meteorologicznych i równocześnie prowadzi się pomiary stężeń zanieczyszczeń zarówno pyłowych jak i gazowych. Prowadzony jest pomiar stężenia sadzy, pobierane są próby pyłów zawieszonych do dalszych analiz mineralogicznych. W balonie są również urządzenia do poboru prób mikrobiologicznych, alergenów oraz nanocząstek.

Co pokazują pomiary wykonane w balonie ULKA?

Pomiary stężeń zanieczyszczeń w balonie wskazują na miejsca, w których skupione są źródła emitujące pyły i gazy do atmosfery. Można też obserwować ich dynamikę rozprzestrzeniania się z uwzględnieniem zarówno warunków meteorologicznych jak również warunków zabudowy i infrastruktury terenu. Dane są szczegółowo analizowane przez zespoły naukowców, stąd informacji na temat źródeł i składu zanieczyszczeń stale przybywa. Niektóre wyniki są dla nas zaskoczeniem i rodzą nowe pytania wymagające kolejnych badań w celu uzyskania odpowiedzi. Pierwsze wyniki badań zostały już opublikowane w czasopismach o zasięgu międzynarodowym. Przeprowadzono identyfikację źródeł pyłu zawieszonego w powietrzu środowiska miejskiego za pomocą połączonej analizy mineralogicznej i meteorologicznej, badano wpływ cząstek z atmosferycznych pyłów mineralnych na zwapnienie płuc, analizowano: wpływ spalania węgla kamiennego w indywidualnych paleniskach domowych na jakość powietrza w Pszczynie, czy sezonowość dominujących źródeł sadzy w powietrzu. Trwają przygotowania do kolejnych publikacji.

Czy może wyniki te pokazują, co może miasto i jego mieszkańcy robić, by poprawić jakość powietrza?

Przeprowadzone badania wskazują, iż w określonych sytuacjach meteorologicznych np. sprzyjających smogowi następuje kumulacja zanieczyszczeń do wysokości 550 m - 750 m nad poziomem gruntu. Ponieważ w takich warunkach, zanieczyszczenia nie mogą przemieścić się na wyższą wysokość by ulec rozproszeniu, więc rozchodzą się horyzontalnie na sąsiednie tereny. Często włodarze miast i gmin zastanawiają się skąd biorą się przekroczenia limitów zanieczyszczenia powietrza skoro już tyle działań zostało podjęto w celu poprawy jakości powietrza. A to właśnie efekt napływu zanieczyszczonych mas powietrza z sąsiednich miast. Dlatego potrzebne jest wspólne działanie wszystkich miast w regionie, by osiągnąć poprawę czystości powietrza. Czasem wystarczy jeden komin emitujący szkodliwe zanieczyszczenia, aby w niesprzyjających warunkach meteorologicznych zadymić całą okolicę. Podobnie jest z używaniem samochodów niespełniających norm emisji, które pogarszają jakość powietrza. Korzystanie z miejskich rowerów, lub stosowanie samochodów elektrycznych czy hybrydowych może przyczynić się do znacznej poprawy jakości powietrza.

W porównaniu do innych europejskich miast, jak przedstawia się problem smogu na Śląsku?

Polityka energetyczna w większości krajów Europy wygląda inaczej niż w Polsce. W większości miast europejskich gospodarstwa domowe korzystają głównie z prądu, który został wyprodukowany przez np. elektrownie atomowe (Francja), elektrownie wiatrowe (Dania) itp. Dlatego w większości miast w Europie Zachodniej problemem nie jest niska emisja związana z kotłami do ogrzewania domów lub wody, lecz emisja związana z transportem samochodowym. W wielu krajach europejskich np. w Niemczech budowane są elektrownie fotowoltaiczne i prowadzone są działania zachęcające do wymiany samochodów z silnikami diesla na silniki elektryczne czy hybrydowe poprzez dopłaty lub ulgi przy zakupie nowych aut. W wielu miastach Danii czy Holandii popularne są ścieżki rowerowe, z których korzysta wielu rowerzystów i mieszkańców miast. W Katowicach z roku na rok przybywa ścieżek rowerowych, można też pożyczyć rower miejski, aby ograniczyć emisję z transportu samochodowego. Katowice poprzez prowadzone działania proekologiczne np. dopłaty do wymiany starych kotów grzewczych na nowe, lub na jeszcze bardziej ekologiczne urządzenia jak pompy ciepła, skutecznie ogranicza niska emisję pochodzącą z sektora komunalno-bytowego. Dlatego Katowice nie są już miastem z najgorszym powietrzem w Europie, ale aby sytuacja była jeszcze lepsza należy tą politykę działań proekologicznych dalej kontynuować.

7 zdjęć

Naukowcy z UŚ za pomocą balonu ULKA badają jakości powietrza

Naukowcy z Uniwersyteckich Laboratoriów Kontroli Atmosfery (ULKA) badają zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, ich rozprzestrzenianie się oraz wpływ na zdrowie człowieka i środowisko.

7 zdjęć