CZĘŚĆ II. STAN CZYSTOŚCI POWIETRZA

Ochrona powietrza przed zanieczyszczeniem jest obecnie jednym z realizowanych priorytetowych kierunków ochrony środowiska. Wynika to z zagrożeń dla zdrowia człowieka i środowiska powodowanych przez emitowane z różnorodnych źródeł zanieczyszczenia.
Po wydostaniu się ze źródła, substancje zanieczyszczające powietrze rozpraszają się.
Po kilku dniach duża część z nich usuwana jest z atmosfery poprzez opady, strącanie, absorpcję. Podczas, gdy powietrze staje się czystsze, zanieczyszczenia kumulują się w roślinach, glebie i wodach zmieniając jakość tych składników ekosystemu.

Z tych też względów jakość powietrza nie jest oceniana w bezpośrednim związku z pomiarem emisji, lecz w sposób uwzględniający takie elementy jak: emisje, mieszanie pionowe, transport przez wiatr oraz wpływ innych czynników meteorologicznych, reakcje chemiczne w powietrzu, absorbcję gruntową i strącanie. Kryteria jakości powietrza wyrażane są w postaci stężenia danej substancji w określonym czasie.

1. Główne źródła emisji zanieczyszczeń do powietrza

Średni skład czystego powietrza w warstwie troposfery to: 78% azotu, 21% tlenu oraz 1% pozostałych gazów takich jak: argon, dwutlenek węgla, neon, hel, metan, krypton, podtlenek azotu, wodór i ksenon. Poza stałymi składnikami w powietrzu występują również inne substancje, które przedostają się do atmosfery zarówno w wyniku naturalnych procesów odbywających się w przyrodzie jak również powodowanych działalnością człowieka. Źródła te w zależności od pochodzenia nazywa się odpowiednio naturalnymi lub antropogenicznymi. W wyniku zachodzących procesów chemicznych, biologicznych lub fizycznych przenikają do atmosfery: woda, para wodna, pyły, zarodniki roślinne, bakterie, sole oraz gazy: tlenek węgla, tlenki siarki i azotu, węglowodory, siarkowodór, amoniak i inne. Udziały tych składników są bardzo zmienne w czasie i w różnych punktach atmosfery. Wszystkie substancje stałe, ciekłe lub gazowe uważane są za zanieczyszczenie, gdy ich udział przekracza średnie zawartości w odniesieniu do czystego powietrza. Prawie każdy rodzaj działalności człowieka daje w efekcie emisję zanieczyszczeń do powietrza. Pochodzą one z trzech rodzajów źródeł: punktowych (dokładnie określonych miejsc takich jak kominy), obszarowych (emisja z dużej powierzchni jak np. ogrzewanie budynków wieloma małymi piecami na dużym obszarze) i ruchomych (obejmujących środki transportu).
Emisje te zwane są pierwotnymi zanieczyszczeniami, ponieważ są wprowadzane bezpośrednio do atmosfery. Wtórne zanieczyszczenia, takie jak ozon, tworzone są poprzez reakcje chemiczne zachodzące pomiędzy pierwotnymi zanieczyszczeniami i innymi składnikami w powietrzu. Ilość zanieczyszczeń jakie mogą występować jest bardzo duża, a ich szkodliwość zależy o wielu czynników: właściwości chemiczno-toksycznych, stanu skupienia, stopnia dyspersji, stężenia, czasu oddziaływania, warunków rozprzestrzeniania.

Unormowane są wartości dopuszczalne stężeń dla 172 substancji (rozporządzeniem Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 28.04.1998 r. w sprawie dopuszczalnych wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu; Dz. U. Nr 55 ). Najogólniej zanieczyszczenia dzieli się na pyłowe i gazowe. Emisja pyłów do atmosfery związana jest z wszystkimi procesami technicznymi. Duże ilości pyłu powstają podczas spalania paliw stałych. Emitowane pyły to resztki niedokładnie spalonego paliwa oraz najdrobniejsze ziarna popiołu zwane popiołami lotnymi. Ilość i rodzaj emitowanych pyłów zależy od rodzaju paliwa (stopnia rozdrobnienia, zawartości i składu mineralogicznego popiołu, spiekalności, zawartości części lotnych, wilgotności). Niezależnie od stężenia pyłów w powietrzu o stopniu ich szkodliwości decyduje ponadto skład chemiczny i mineralogiczny.

Pyły powstające podczas spalania paliw oraz w niektórych procesach produkcyjnych, zawierają z reguły również związki metali ciężkich, takich jak: kadm, ołów, rtęć, miedź, chrom i inne. Istotnymi źródłami emisji metali są procesy technologiczne w przemyśle metalurgicznym oraz w cementowniach, w zakładach produkcji nawozów mineralnych itp. W przypadku ołowiu znaczący udział ma emisja z silników pojazdów zasilanych etylinami.
Jak podaje GUS ponad 50% emisji pyłów w Polsce pochodzi z energetyki przemysłowej i technologii przemysłowych. Znaczący jest też (38%) udział innych źródeł stacjonarnych (kotłowni lokalnych, warsztatów, itp.). Energetyka zawodowa dostarcza 10,3% ogółem powstających pyłów.

Tlenki siarki wytwarzane są podczas palenia wszystkich substancji zawierających siarkę, zarówno kopalnych jak i biomasy oraz odpadów, a emitowane są do atmosfery głównie w postaci dwutlenku siarki (SO2). Najistotniejszym źródłem SO2 jest spalanie paliw w elektrowniach i ciepłowniach zawodowych oraz przemysłowych. Związki siarki są zwykle składnikiem węgla, a w mniejszym stopniu ropy naftowej czy gazu ziemnego. Innymi źródłami dwutlenku siarki są: procesy technologiczne, w których wykorzystuje się surowce zawierające siarkę, produkcja związków chemicznych zawierających siarkę i procesy usuwania siarki np. z paliw płynnych i gazowych. Niewątpliwie, największym antropogenicznym źródłem emisji zanieczyszczeń jest proces energetycznego spalania paliw. Z danych szacunkowych, wyliczonych na podstawie zużycia paliwa i wskaźników technologicznych wynika, że w emisji całkowitej dwutlenku siarki w Polsce największy udział ma energetyka zawodowa (50,8%), kolejno inne źródła stacjonarne (22,3%), następnie energetyka przemysłowa (19,1%), technologie przemysłowe (5,7%) i najmniej źródła mobilne (2,1%).