CZĘŚĆ II. STAN CZYSTOŚCI POWIETRZA

1. Struktura i wielkość emisji zanieczyszczeń

     Glob ziemski otoczony jest powłoką gazową zwaną atmosferą. Nazwa ta pochodzi od dwóch słów greckich: atmos (para) i sphaira (kula). Średni skład czystego powietrza w warstwie troposfery to: 78,9% azotu, 20,95% tlenu oraz 0,93% argonu, 0,03% dwutlenku węgla i niewielkiej ilości wodoru oraz gazów obojętnych. Substancje, które zmieniają średni skład atmosfery są zanieczyszczeniami. Zanieczyszczenia przenikają do atmosfery w wyniku procesów naturalnych (źródła naturalne) i pod wpływem działalności człowieka (źródła antropogeniczne). Do naturalnych zanieczyszczeń powietrza zalicza się między innymi: pyły i gazy pochodzące z wybuchu wulkanów, aerozole i gazy emitowane z powierzchni mórz, popioły pochodzenia roślinnego powstające przy pożarach lasów, gazy powstające na skutek wyładowań elektrycznych oraz cząstki roślinne (zarodniki, pyłki kwiatowe) i organizmy żywe (wirusy, bakterie). Sztuczne źródła zanieczyszczeń pochodzą z działalności człowieka, bowiem niemal każdy rodzaj działalności ludzkiej powoduje w efekcie emisję różnych substancji do powietrza. Źródła antropogeniczne podzielić można na trzy rodzaje: źródła punktowe (dokładnie określone miejsca, takie jak kominy), obszarowe (emisja z dużej powierzchni, jak np. ogrzewanie budynków wieloma małymi piecami na dużym obszarze) i ruchome (obejmujące środki transportu). 
     Czas przebywania w atmosferze danego zanieczyszczenia jest inny dla każdej substancji i obejmuje przedział od setek lat do kilku dni. Substancje te usuwane są z atmosfery poprzez procesy fizyczne, takie jak suche osiadanie lub wymywanie przez opady atmosferyczne albo poprzez reakcje, w których powstają inne związki, będące często innymi zanieczyszczeniami, nazywanymi zanieczyszczeniami wtórnymi, lub w wyniku procesów biologicznych. 
     Największym antropogenicznym źródłem emisji różnych substancji jest proces energetycznego spalania paliw. Głównym nośnikiem energii w Polsce jest węgiel kamienny, ropa naftowa, węgiel brunatny, gaz ziemny i w niewielkim stopniu torf i drewno opałowe oraz inne. Zużycie nośników energii w ostatnich latach (1980-1999) uległo zmianie. Zmniejsza się wykorzystanie węgla kamiennego na rzecz ropy naftowej i oleju opałowego. Wzrasta wykorzystanie energii wody, wiatru, słońca i geotermalnej, co wpływa na zmniejszenie emisji. Wykorzystanie węgla kamiennego na rzecz wzrostu zużycia bardziej przyjaznych środowisku paliw, w tym głównie płynnych i gazowych, spadło z 73% w roku 1980 i 64% w roku 1990 do prawie 52% w 1999 roku. Procentowy udział nośników energii w gospodarce narodowej kraju przytoczono w  tabeli 5 
      Udziały poszczególnych gazów w krajowych bilansach emisji są specyficzne dla danego kraju i są przede wszystkim odbiciem struktury paliw pierwotnych, zaspokajających podstawowe potrzeby energetyczne oraz innych, alternatywnych lub odnawialnych źródeł energii. 
     Strukturę całkowitej emisji głównych zanieczyszczeń powietrza, do których zalicza się dwutlenek siarki, dwutlenek azotu i pyły w Polsce zawarto tabeli 6 oraz graficznie zobrazowano na rys.5. 
      Z przedstawionych danych GUS wynika, że w za emisję dwutlenku siarki w Polsce nadal w największym stopniu odpowiedzialna jest energetyka zawodowa. Udział wymienionego sektora gospodarki w emisji całkowitej SO2 na przestrzeni ostatnich lat systematycznie wzrasta, co decyduje o spadku udziału innych źródeł stacjonarnych w emisji tego zanieczyszczenia. Następuje to między innymi w wyniku centralizacji źródeł ciepła (powstające elektrociepłownie i ciepłownie), dającej w efekcie korzystną eliminację bardzo licznych obiektów (komunalnych i przemysłowych) o niskich kominach i na ogół pozbawionych urządzeń redukujących emisję. W emisji dwutlenku azotu największy i stale rosnący udział mają źródła mobilne. Najwięcej natomiast pyłów emituje energetyka przemysłowa i technologie przemysłowe, przy czym spada udział energetyki zawodowej w całkowitej emisji pyłów. Udział poszczególnych dziedzin gospodarki w ogólnym bilansie zanieczyszczeń nie jest więc stały i zależy nie tylko od tempa ich rozwoju, ale również od stosowanych metod ograniczania wydzielania się zanieczyszczeń. 
     W województwie świętokrzyskim o emisji całkowitej, pochodzącej ze źródeł stacjonarnych, decydują przede wszystkim obiekty związane z następującymi rodzajami działalności gospodarczej (kolejno według wielkości udziału):
 -energetyka zawodowa i ciepłownictwo;
 -przemysł cementowo-wapienniczy oraz materiałów budowlanych;
 -przemysł metalurgiczny i maszynowy;
 -przemysł rolno-spożywczy,
 -pozostałe branże (w tym przemysł chemiczny). 
     W emisji pyłów, dwutlenku siarki, dwutlenku azotu i tlenku węgla dominuje przemysł energetyczny (energetyka zawodowa oraz ciepłownictwo w gospodarce komunalnej i przemyśle). Na drugim miejscu w kolejności udziału w emisji ze źródeł punktowych plasuje się przemysł cementowo-wapienniczy i materiałów budowlanych. Znaczące ilości emisji daje także przemysł metalurgiczny i maszynowy, pomimo zmniejszenia produkcji zakładów uciążliwych oraz unowocześnienia technologii produkcji (tabela 7, rys.6). Informacje w tym zakresie oparto na ewidencji WIOŚ obejmującej 100 jednostek o największej emisji zanieczyszczeń w województwie. 
      Dla przedstawienia informacji o ilości i rodzaju zanieczyszczeń wyemitowanych do powietrza, jak również dokonania porównań województwa w tym względzie do innych rejonów kraju, posłużono się danymi Urzędu Statystycznego w Kielcach opartymi na inwentaryzacji 59 jednostek o największej w skali regionu emisji zanieczyszczeń. Dane o emisji z zakładów objętych sprawozdawczością GUS dotyczą zanieczyszczeń wprowadzanych w sposób zorganizowany, tzn. z urządzeń technologicznych i grzewczych za pośrednictwem emitorów, czyli pochodzących ze źródeł punktowych. Podawana przez jednostkę sprawozdawczą wielkość emisji zanieczyszczeń odprowadzanych do atmosfery obejmuje: pyły, dwutlenek siarki, tlenki azotu, tlenek węgla, dwutlenek węgla, węglowodory i inne emitowane przez zakłady charakterystyczne zanieczyszczenia gazowe. Mając jednak na uwadze, że emisja dwutlenku węgla bilansowana jest od niedawna, a wykazywane zmiany wynikać mogą w części z coraz dokładniejszego podawania danych, w analizach wielkości emisji wyodrębnia się lub pomija udział tego zanieczyszczenia z uwagi na niepełną porównywalność danych. 
     Jak podaje GUS łącznie w województwie świętokrzyskim w 2000 roku wyemitowanych zostało 8,8 tys. ton pyłów oraz 85,5 tys. ton gazów (12 219,7 tys. ton wliczając CO2), co stanowi odpowiednio 4,9% emisji krajowej pyłów i 4,1% emisji krajowej gazów (6,0% z CO2). 
      Pod względem zarówno emisji pyłów, jak i gazów województwo zajmuje 7 miejsce w Polsce. Mając na uwadze, że województwo świętokrzyskie jest jednym z mniejszych województw, do bardziej obiektywnej oceny wielkości emisji posłużono się wskaźnikami emisji pyłów i gazów wyrażonymi w Mg/km2 na rok, które wynoszą:
     -wskaźnik emisji pyłów: 
          dla województwa – 0,75 Mg/km2 
          dla Polski – 0,58 Mg/km2 
     -wskaźnik emisji gazów: 
          dla województwa – 7,32 Mg/km2 
          dla Polski – 6,66 Mg/km2 
     Jak z powyższych danych wynika, zarówno wskaźniki emisji pyłów, jak i gazów na 1 km2 są nieco wyższe dla województwa niż dla Polski. Dane o emisji w Polsce według województw zestawiono tabeli 8. Dodatkowo w tabeli 9 oraz na rys.7 przedstawiono emisję w województwie na tle regionów sąsiednich. 
     Analizując wielkość emisji w województwie na tle ościennych województw należy dostrzec, że więcej pyłów wyemitowanych zostało w 2000 r. przez 4 (na 6) ościennych województw; mniej pyłów wprowadzają do atmosfery województwa lubelskie i podkarpackie. W zakresie zanieczyszczeń gazowych roczną wielkością emisji przewyższają nasz region cztery województwa sąsiednie: śląskie, łódzkie, małopolskie i mazowieckie. 
      W strukturze emitowanych zanieczyszczeń przeważają zanieczyszczenia gazowe, a wśród nich kolejno: dwutlenek siarki, tlenki azotu i tlenek węgla. Udział dwutlenku siarki w emisji gazów stanowi 57%, tlenków azotu 28%, tlenku węgla 14%. Emisja dwutlenku siarki w 2000 roku wynosiła 48,6 tys. ton, z tego 46,7 tys. ton, czyli 96% pochodziło ze spalania paliw. 
      W ilości emitowanych pyłów ogółem przeważający udział, stanowiący 74%, mają pyły ze spalania paliw. Porównując powyższe dane do zestawień wielkości emisji w kraju, należy zauważyć, że udział pyłów pochodzących z procesów energetycznych w emisji ogółem jest jeszcze większy i wynosi 82%. Drugim, dominującym w naszym regionie pod względem ilości rodzajem pyłów, są pyły cementowo-wapiennicze, których udział wynosi 18% w emisji pyłów w województwie i 25% w emisji pyłów cementowych ogółem w Polsce. Struktura emisji jest odzwierciedleniem struktury gospodarki regionu. 
      Emisje pyłów oraz podstawowych zanieczyszczeń gazowych w Polsce i w województwie świętokrzyskim w latach 1998-2000 na podstawie danych zebranych i zestawionych przez GUS, a pochodzących z zakładów objętych tą sprawozdawczością przedstawiono w tabeli 10 i tabeli 11 oraz na rys.8. 
      Zestawienie danych w powyższym zakresie z ostatnich trzech lat dowodzi, że wielkość emisji pyłów, a także łącznej emisji gazów w województwie w 2000 r. jest mniejsza w stosunku do 1998 roku, a większa w odniesieniu do roku poprzedniego stanowiąc: 
- 73% emisji pyłów z roku 1998 i 111% z roku 1999 
- 88% emisji gazów (bez CO2) z roku 1998 i 103% z roku 1999. 
      Wzrost emisji w roku 2000 odnosi się zatem zarówno do pyłów, jak i gazów. Wśród zanieczyszczeń gazowych najmniej wzrosła emisja dwutlenku siarki utrzymując się prawie na niezmienionym poziomie. Wynika to z coraz szerzej wprowadzanych korzystnych zmian technologii procesów spalania, powszechniejszego stosowania paliw płynnych i gazowych wpływających na obniżanie emisji SO2, lecz zwiększających przy tym emisję tlenków azotu. 
      Stopień redukcji zanieczyszczeń pyłowych w urządzeniach odpylających jest dość wysoki i wynosi 99,4%, ale nadal dalece niezadowalająca jest redukcja zanieczyszczeń gazowych określona na poziomie 25,4%, czyli mniejszym niż w 1999 roku. Dane w powyższym zakresie przedstawia tabela 12. 
      Do największych źródeł emisji w województwie, emitujących co najmniej 200 ton pyłu lub 500 ton gazów rocznie nie licząc CO2, należą następujące zakłady: Elektrownia im. T. Kościuszki S.A. w Połańcu, Elektrociepłownia Kielce S.A., Miejska Energetyka Cieplna Sp. z o.o. w Ostrowcu Świętokrzyskim, Zakłady Metalowe „Mesko” S.A. w Skarżysku-Kamiennej, Huta „Ostrowiec” S.A. w Ostrowcu Świętokrzyskim, Kopalnie i Zakłady Chemiczne Siarki „Siarkopol” w Grzybowie, Zakłady Przemysłu Wapienniczego „Trzuskawica” S.A. w Sitkówce, Lhoist Bukowa Sp. z o.o. w Bukowej, a także cementownie: w Małogoszczy, Nowinach i Ożarowie. Spośród wyżej wymienionych jednostek o największej emisji zanieczyszczeń do powietrza, dwa obiekty, Elektrownia w Połańcu i Cementownia w Nowinach zamieszczone są na „liście krajowej 80” zakładów najbardziej uciążliwych, natomiast na zaktualizowanej w 2000 roku „liście wojewódzkiej” pozostały nadal następujące jednostki: Huta „Ostrowiec” S.A. w Ostrowcu Świętokrzyskim i cementownia Lafarge Cement Polska S.A. w Małogoszczy. 
      Analizując dane z poszczególnych jednostek należy stwierdzić, że trend spadkowy ilości emitowanych substancji zanieczyszczających powietrze utrzymuje się w zakładach o w miarę stabilnej wielkości produkcji. W zakładach, gdzie następuje powolne ożywienie działalności notowany jest niewielki wzrost emisji. 
      Znaczący wpływ na wielkość emisji łącznej w regionie ma Elektrownia im. T. Kościuszki S.A. w Połańcu. W roku 1999 udział Elektrowni w emisji pyłów pochodzących z większych zakładów (GUS) stanowił ponad 25%, dwutlenku siarki natomiast ok. 80%. Wszelkie więc zmiany w ilości zanieczyszczeń emitowanych z tego zakładu uwidaczniają się w zestawieniu łącznej emisji dla województwa. Efektem uruchomienia w 1998 r. (na blokach 4-8) instalacji odsiarczania spalin metodą mokrą wapienną o sprawności absorbentów 93-94%, a także przeprowadzonego w 1999 r. remontu kapitalnego elektrofiltrów, było gwałtowne obniżenie emisji, głównie SO2 i pyłów, co szczególnie widoczne było w bilansie emisji za 1999 r. Natomiast w roku 2000 zakład ten wyemitował w porównaniu do roku 1999 więcej zanieczyszczeń, a w tym: pyłów – o 43%, dwutlenku siarki – o 2%, dwutlenku azotu – o 7%. Przyczyną zwiększonej emisji był wzrost produkcji energii elektrycznej oraz jakość paliwa. 
      Dlatego też dla wykazania efektów stosowanych przez Elektrownię zabezpieczeń chroniących powietrze przed zanieczyszczeniem, emisję przeliczono wskaźnikami w odniesieniu do jednostki produkcji energii elektrycznej (MWh), co dało możliwość porównania zachodzących zmian na przestrzeni kilku lat. Wyniki tej analizy, wykazujące emisję zanieczyszczeń gazowych w 2000 r. na poziomie zbliżonym do 1999 r., zobrazowano na rys.9. 
      Zmiany emisji pyłów i gazów z kolejnych dwóch dużych zakładów energetyki zawodowej: Elektrociepłowni Kielce S.A. w Kielcach i Miejskiej Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Ostrowcu Świętokrzyskim w ostatnich latach, wykazują wahania z tendencją spadkową ilości emitowanych pyłów, dwutlenku siarki i dwutlenku azotu. Wielkość emisji w danym okresie zależna jest od temperatur powietrza w okresie grzewczym danego roku, a w związku z tym zużyciem paliwa oraz także jakości paliwa (zawartości popiołu i siarki). W roku 2000 miało miejsce mniejsze zużycie paliwa związane ze zmniejszeniem zapotrzebowania na ciepło w wyniku łagodniejszej zimy oraz dalszej kontynuacji opomiarowania indywidualnych odbiorców. Uwarunkowania te są przyczyną zaobserwowanego spadku emisji, przede wszystkim pyłów i dwutlenku siarki, także z kilku innych zakładów energetyki cieplnej. Z drugiej strony prowadzona systematycznie racjonalizacja energetyki cieplnej, polegająca na włączaniu kolejnych osiedli i obiektów do centralnych sieci grzewczych, powoduje pewien wzrost zapotrzebowania na energię cieplną z centralnych ciepłowni - przy jednoczesnej eliminacji znaczących ilości emisji pyłów i gazów ze zlikwidowanych kotłowni o przestarzałym i niekorzystnym dla środowiska procesie spalania. 
      Istotne przedsięwzięcia na rzecz zmniejszenia emisji zanieczyszczeń do powietrza wykonały dwa inne zakłady energetyki zawodowej, a w tym Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Sandomierzu, gdzie oddano do eksploatacji dwa kotły gazowe w kotłowni „Rokitek”, powodując ograniczenie emisji pyłów o 24% i dwutlenku siarki o 13% oraz Zakład Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Starachowicach, który wybudował kotłownię gazową w obiekcie przy ul. Radomskiej 10, a to znacząco, o 28% w porównaniu do 1999 r., zmniejszyło emisję dwutlenku siarki. 
      Cementownie: „Nowiny” Sp. z o.o. w Sitkówce, Lafarge Cement Polska S.A. w Małogoszczy i „Ożarów” S.A. w Ożarowie realizują systematycznie zadania wpływające na ograniczenie emisji zanieczyszczeń, w tym największe efekty przyniosły inwestycje zrealizowane na przełomie lat 1999-2000 przez Cementownię w Ożarowie. Zakład ten zmodernizował linię technologiczną produkcji klinkieru, co pozwoliło na obniżenie jednostkowego zużycia paliwa oraz zmodernizował ciągi transportu klinkieru instalując dodatkowe odpylacze. Pomimo zwiększonej produkcji klinkieru w stosunku do roku poprzedniego, o ponad 30% zmniejszyła się roczna emisja pyłów. W Cementowni w Małogoszczy nieco zmniejszona produkcja, w powiązaniu z dbałością utrzymywanie w odpowiednim stanie urządzeń chroniących środowisko, skutkowała zmniejszeniem emisji zanieczyszczeń pyłowych. W zakładzie tym jednakże zanotowano znacznie większą niż w roku poprzednim emisję tlenków azotu. Cementownia w Nowinach, która wykazuje niewielki spadek emisji pyłów, przeprowadziła między innymi modernizację stabilizatorów pieca obrotowego nr 1 oraz zainstalowała elektrofiltry do odpylania chłodników rusztowych. Wskutek przede wszystkim wzrostu produkcji klinkieru i cementu, istotnie zwiększyła się tam emisja dwutlenku siarki, tlenków azotu i w największym stopniu tlenku węgla. 
      Huta „Ostrowiec” S.A. w Ostrowcu Świętokrzyskim zwiększyła skuteczność odpylania spalin z procesu wytopu stali w piecach elektrycznych poprzez budowę dodatkowej komory rozprężnej oraz zastosowanie tkaniny poliestrowej, odpornej na wysokie temperatury w filtrze „Biprohut”, co spowodowało obniżenie o 25% emisji pyłów w porównaniu do roku poprzedniego. 
      Niewielkim zmianom w 2000 r., w odniesieniu do roku 1999, uległa emisja pyłu, dwutlenku siarki i dwutlenku azotu z Zakładów Przemysłu Wapienniczego „Trzuskawica” S.A. w Sitkówce i LHOIST Bukowa Sp. z o.o. w Bukowej, przy czym wystąpił w tych zakładach wzrost emisji tlenku węgla. 
      Zakłady Metalowe Mesko S.A. w Skarżysku-Kamiennej mniej wyemitowały zanieczyszczeń do powietrza w związku ze zmniejszeniem produkcji. 
      Emisja dwutlenku siarki z Zakładów Chemicznych Siarki „Siarkopol” w Grzybowie na przestrzeni ostatnich kilku lat ulega pewnym wahaniom w zależności od wielkości produkcji (ze wzrostem o 7% w ostatnim roku), jednakże analizując dłuższy okres ujawniają się korzystne tendencje, będące skutkiem oddania w 1993 roku instalacji „Sulfreen” odsiarczającej resztkowe gazy odlotowe. Emisja SO2 z „Siarkopolu” w 2000 roku stanowi 13% wielkości emisji z 1990 r., pomimo nieco zwiększonej w roku 2000 emisji tej substancji w stosunku do 1999 r. uwarunkowanej wzrostem produkcji polimerycznej odmiany siarki jaką jest siarka nierozpuszczalna w CS2-SN. 
      Z pozostałych zakładów ujmowanych w bilansie emisji województwa należy wymienić te, które wykonały w 2000 r. zadania efektywnie zmniejszające emisję, a między innymi Zakład Stolarki Budowlanej „Stolbud” S.A. we Włoszczowie. Po wybudowaniu kolejnej linii malowania ostatecznego okien farbami wodorozcieńczalnymi, zmniejszono zużycie farb chemoutwardzalnych, a tym samym ograniczona została, o 19% w stosunku do 1999 r., emisja węglowodorów aromatycznych. Ponadto zakład ten sukcesywnie zmniejsza emisję pyłów drzewnych poprzez budowę kolejnych silosów wyposażonych w elektrofiltry, a także emisję pyłów ze spalania paliw w wyniku coraz szerszego wykorzystania do spalania, w miejsce węgla, odpadów drzewnych. 
      W NSK „Iskra” S.A. w Kielcach uruchomiono kocioł gazowy dla potrzeb ciepła technologicznego, zmniejszając tym samym zużycie węgla kamiennego w kotłowni w związku z czym wyemitowano mniej o 45% zarówno pyłów, jak i dwutlenku siarki oraz obniżono o 35% emisję dwutlenku azotu. 
      W Cegielni „Górka” w Busku Zdroju przebudowano piec do wypału cegły w sposób umożliwiający stosowanie gazu ziemnego zamiast węgla kamiennego oraz wykorzystano ciepło odpadowe do suszenia cegły, co pozwoliło na likwidację kotłowni węglowej. Zanotowano tam w 2000 r. efekt ekologiczny w postaci ponad 50% mniejszej emisji pyłów i dwutlenku siarki. 
      Modernizację źródeł ciepła, polegającą na wprowadzeniu ekologicznych paliw, przeprowadzono także między innymi w zakładach: Przedsiębiorstwie „Fabet” S.A. w Kielcach (uruchomienie kotłowni olejowej), w Universal Leaf  Tobacco Poland Oddział w Jędrzejowie (oddanie do eksploatacji kotłowni olejowej), Małopolskim Browarze „Strzelec” S.A. Oddział w Jędrzejowie (zainstalowanie dodatkowego kotła olejowego, ograniczając tym samym zużycie paliwa w kotłowni węglowej). 
      Opisane powyżej przykłady zrealizowanych działań skutkują pozytywnymi zmianami emisji pyłów i gazów, co przedstawiono na przykładzie wybranych miast województwa w oparciu o dane z lat 1995-2000 pochodzące z zakładów objętych sprawozdawczością GUS (tabela 13, rys.10 i rys.11). 
      Rozkład emisji zanieczyszczeń w województwie jest przestrzennie bardzo zróżnicowany. Przeważająca ilość wyemitowanych pyłów i gazów pochodzi z powiatu staszowskiego, co wynika z danych zestawionych w tabeli 14 oraz zobrazowania graficznego zamieszczonego na rys.12.