CZĘŚĆ II. STAN CZYSTOŚCI POWIETRZA

1. Główne źródła emisji zanieczyszczeń do powietrza

Jak wynika z analizy danych o wielkości i źródłach emisji, spalanie różnych gatunków paliw dla potrzeb poszczególnych sektorów gospodarki ma bardzo duży wpływ na ilość i rodzaje zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery. W Polsce w dalszym ciągu struktura zużycia nośników energii w gospodarce narodowej nie jest korzystna.
Przeważa zdecydowanie zużycie paliw stałych, w tym 68,8 % węgla, podczas gdy średnio w skali świata paliw stałych zużywa się ok. 30%. Niemniej jednak zarysowuje się tendencja stopniowego wzrostu zużycia paliw gazowych i płynnych, a także wykorzystania energii wody, wiatru oraz słońca.
Strukturę zużycia paliw w Polsce przedstawiono w tabeli 9 oraz graficznie według danych za 1998 r. na rys.13.

Tlenki azotu (NOx) powstają podczas spalania paliw, zarówno w kotłach energetycznych jak i silnikach pojazdów. W wyniku utleniania azotu zawartego w powietrzu, w wysokich temperaturach występujących w procesach spalania, powstaje tlenek azotu. Przy obniżeniu temperatury tlenek azotu przechodzi w dwutlenek azotu (NO2) i przeważnie w tej postaci jest emitowany do atmosfery. Dwutlenek azotu ma działanie silnie toksyczne. Według danych publikowanych przez GUS silniki spalinowe, w 1990 r. były odpowiedzialne za wyemitowanie 37,5% wszystkich tlenków azotu w Polsce, przy czym udział źródeł mobilnych w emisji tej substancji wzrasta i w 1997 wynosił już 40,7%.
Na drugim miejscu pod względem wielkości emisji tlenków azotu znajduje się energetyka zawodowa 27,8% i kolejno energetyka przemysłowa i technologie przemysłowe (po 10,2%). Strukturę całkowitej emisji dwutlenku siarki, dwutlenku azotu i pyłów w Polsce zawarto w tabeli 10 oraz graficznie zobrazowano na rys.14.

Do zanieczyszczeń, które występują powszechnie w powietrzu zwłaszcza w okręgach przemysłowych i aglomeracjach miejskich, nazywanych charakterystycznymi zanieczyszczeniami powietrza atmosferycznego zaliczane są obok dwutlenku siarki, tlenków azotu i pyłów także tlenki węgla, węglowodory oraz tzw. utleniacze. Utleniacze są zanieczyszczeniami wtórnymi, powstałymi na drodze reakcji chemicznych podstawowych zanieczyszczeń. Zalicza się do nich między innymi ozon, który tworzy się w atmosferze pod wpływem światła słonecznego na skutek reakcji pomiędzy tlenkami azotu a węglowodorami. Tlenek węgla (CO) powstaje wskutek niezupełnego spalania i w mniejszym lub większym stopniu powstaje we wszystkich procesach spalania. W atmosferze utlenia się do dwutlenku węgla (CO2). Głównym źródłem emisji tlenku węgla jest transport drogowy, a w szczególności pojazdy z silnikami benzynowymi. Innym dużym źródłem CO jest sektor komunalny i rolnictwo oraz niektóre procesy przemysłowe (produkcja stali). Jest on gazem silnie toksycznym jednak ze względu na małą gęstość (1,25 kg/m3) rozprzestrzenia się szybko w powietrzu atmosferycznym. Źródłem antropogenicznym dwutlenku węgla (CO2), będącego głównym gazem cieplarnianym, są wszystkie procesy spalania węgla, produktów naftowych, torfu i innych paliw.
Dwutlenek węgla nie jest gazem toksycznym i jego zawartość w powietrzu nie jest normowana. Wyniki zawartości CO2 w powietrzu dają jednak informację o ogólnym stanie jego zanieczyszczenia, ponieważ emisji dwutlenku węgla towarzyszy we wszystkich procesach przemysłowych emisja innych zanieczyszczeń powietrza.
Jest gazem, który w największych ilościach wśród zanieczyszczeń gazowych emitowany jest do atmosfery. Istnieje obawa, że dalszy wzrost koncentracji dwutlenku węgla (a także pary wodnej, która jest najskuteczniejszym gazem cieplarnianym) w powietrzu spowoduje podniesienie temperatury powierzchni ziemi w wyniku spotęgowania efektu cieplarnianego, co wywoływać będzie dalsze zwiększone parowanie, a to z kolei wymusza dalszy wzrost temperatury.

Do gazów cieplarnianych zaliczany jest także metan (CH4) oraz tlenki azotu, tlenek węgla (CO), chlorofluorowęglowodory (CFCs) i inne niż metan lotne substancje organiczne. Metan jest chemicznie aktywnym, śladowym gazem cieplarnianym, drugim po dwutlenku węgla, który pochłania podczerwone promieniowanie i podtrzymuje jego odprowadzanie w przestrzeń kosmiczną, co tym samym prowadzi do wzrostu temperatury w atmosferze i na powierzchni ziemi. Proces ten jest popularnie określany jako efekt cieplarniany. Udział emisji metanu ze źródeł antropogenicznych określany jest na ok.70% całkowitej emisji.

Większość czynników powodujących nadmierną obecność tlenku węgla (CO) jest również przyczyną zwiększonej emisji węglowodorów. Procesy spalania są między innymi źródłem policyklicznych węglowodorów aromatycznych. Niektóre z tych związków są szczególnie szkodliwe. Policykliczne węglowodory aromatyczne są wykrywane w spalinach praktycznie wszystkich paliw kopalnych. Ze związków tych najbardziej znany jest, benzo(a)piren (BaP), o szczególnie niekorzystnym oddziaływaniu na organizm ludzki.