Zanieczyszczenie powietrza pyłem zawieszonym PM10

Źródła zanieczyszczeń powietrza pyłem zawieszonym

Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka

Modernizacja systemów grzewczych dla ograniczenia tzw. „niskiej emisji”

Wydanie 1/2014

28.01.2014

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2

Wpływ spalania paliw na jakość

powietrza

Wiele miast w Polsce styka się z problemem nadmiernego zanieczyszczenia

powietrza. W szczególności dotyczy to okresu grzewczego, gdy do pracy

włączają się niskoefektywne źródła ciepła – przede wszystkim kotły węglowe

małej mocy, piece kaflowe, itp.. Nadmierne emisje zanieczyszczeń powodowane

są przy spalaniu niskiej jakości paliw – pochodnych węgla, takich jak muły, floty

i miały węglowe, które nie powinny być stosowane w kotłach małej mocy.

NOx tlenki azotu

CO tlenek węgla

PM Pył zawieszony

SO2 dwutlenek siarki

Dodatkowym problemem jest przy tym

nieodpowiedzialne spalanie wszelkiego rodzaju

odpadów domowych, powodujące emisje silnie

toksycznych zanieczyszczeń, jak np. benzo-alfa-

piren. Tak zwane kotły „wszystkopalne” stanowią

w efekcie pracy zagrożenie dla zdrowia

ludzkiego, w przypadku spalania w nich

odpadów zamiast paliw (węgla, drewna).

3

Pył zawieszony – jeden z podstawowych

problemów miast i miejscowości

Jedną z oznak spalania paliw stałych w lokalnych źródłach ciepła małej mocy

jest nadmierne stężenie pyłu zawieszonego. W statystkach poziomów

zanieczyszczenia, jest on określany najczęściej symbolem PM10 lub PM2,5,

gdzie cyfra oznacza rozmiar cząstki pyłu: do 10 lub do 2,5 μm (mikrometra)

Smog jest widoczny właśnie jako zwiększone stężenie pyłu zawieszonego

w powietrzu. W wielu miastach, ale także miejscowościach o charakterze

uzdrowiskowym problem nadmiernego stężenia

pyłu zawieszonego jest nagłaśniany

w mediach – najczęściej zimą

w okresie grzewczym.

W Krakowie poziom stężenia

pyłu zawieszonego w okresie

grzewczym jest

średnio kilka razy

wyższy niż poza nim.

4

Polska na tle krajów europejskich

– jakość powietrza

Nadmierne zanieczyszczenie

powietrza dotyka aż 90%

mieszkańców Unii Europejskiej.

Polska należy do regionów

Europy o najwyższym notowanym

zanieczyszczeniu powietrza.

Szczególnie południe Polski

stanowi duży obszar o wysokiej

zawartości pyłu zawieszonego

PM10 (powyżej 50 μg/m3).

Źródło: Europejska Agencja Środowiska (EEA)

5

Pył zawieszony w powietrzu polskich

miast – ranking zanieczyszczenia

Zawartość pyłu

zawieszonego (PM10)

w skali rocznej, dla miast

Polski: 18 do 61 μg/m3

Gdańsk

Elbląg, Koszalin

Zielona Góra, Wałbrzych, Olsztyn

Suwałki

Szczecin

Toruń, Białystok

Bydgoszcz

Lublin

Gdynia, Włocławek

Kalisz, Łódź, Poznań

Płock, Kielce, Rzeszów, Radom

Opole, Gorzów Wielkopolski

Warszawa

Legnica

Częstochowa, Jelenia Góra, Wrocław, Bytom

Bielsko-Biała

Dąbrowa Górnicza, Gliwice

Katowice

Zabrze

Nowy Sącz

Rybnik

Kraków

18

19

20

21

23

24

26

27

28

29

30

31

32

34

35

36

40

42

45

51

54

61

μg

/m3

40 μg/m3 średniorocznie

- dopuszczalne stężenie

pyłu zawieszonego PM10

20 μg/m3 średniorocznie

- dopuszczalne stężenie

pyłu zawieszonego PM10

polskie wymagania (MŚ):

wymagania WHO:

6

Dopuszczalne stężenie pyłu zawieszonego

w powietrzu

Dopuszczalne stężenie pyłu zawieszonego wynosi:

o dla pyłu PM10: 50 μg/m3 w ciągu 24h, 40 μg/m3 w ciągu roku

o dla pyłu PM2,5: 25 μg/m3 w ciągu roku

Poziom informowania o nadmiernym stężeniu pyłu zawieszonego PM10

wynosi 200 μg/m3 w ciągu 24h, a poziom alarmowy: 300 μg/m3 w ciągu 24h

Przykładowy wykres stężenia 1-godzinnego pyłu PM10 w Krakowie:

na podstawie danych z automatycznych stacji pomiarowych Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska w Krakowie

7

Procent mieszkańców miast europejskich

narażonych na oddziaływanie zanieczyszczeń

Problem nadmiernego stężenia pyłu zawieszonego w krajach UE jest bardzo

istotny. Procent mieszkańców miast, których dotyka większe stężenie pyłu PM10

od dopuszczalnych norm, w ostatnim czasie zwiększył się według raportu EEA.

100%

80%

60%

40%

20%

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

PM10

O3

NO2

SO2

PM10

Źródło: „Air quality in Europe — 2013 report”, EEA Report No 9/2013

Procent mieszkańców miast z krajów

UE narażonych na zanieczyszczenie

wyższe od dopuszczalnych norm

!

8

Wpływ zanieczyszczeń w powietrzu

na organizm człowieka

Skutki oddziaływania na organizm ludzki dwutlenku siarki (SO2), ozonu (O3),

dwutlenku azotu (NO2), benzo-alfa-pirenu (BaP) i pyłu zawieszonego (PM)

według raportu Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) są krytyczne:

Wpływ na układ oddechowy: podrażnienia,

infekcje i zapalenia. Astma, obniżona czynność

płuc, przewlekła choroba obturacyjna płuc

(PM) i rak płuc (BaP)

Podrażnienie oczu, nosa i gardła, problemy

z oddychaniem (O3, PM, NO2, SO2, BaP) Bóle głowy, niepokój (SO2),

wpływ na ośrodkowy układ

nerwowy (PM)

Choroby sercowo-

naczyniowe (PM, O3, SO2)

Wpływ na wątrobę, śledzionę i krew (NO2)

Wpływ na układ rozrodczy (PM)

Źródło: „Air quality in Europe — 2013 report”, EEA Report No 9/2013

9

Skutki oddziaływania pyłu zawieszonego

na organizm człowieka

Pyły wnikając wgłąb układu oddechowego człowieka utrudniają wymianę

gazową, powodują podrażnienie naskórka i śluzówki, zapalenie górnych dróg

oddechowych oraz wywołują choroby alergiczne, astmę, nowotwory płuc,

gardła i krtani.

Na negatywne skutki nadmiernego stężenia pyłów narażone są głównie osoby

cierpiące na przewlekłe choroby układu oddechowego (astma oskrzelowa), osoby

z niewydolnością układu krążenia, osoby wykonujące znaczny wysiłek fizyczny

na wolnym powietrzu, dzieci, kobiety w ciąży i osoby starsze.

10

Pył zawieszony – test oddziaływania

na człowieka w warunkach dużego miasta

Dlaczego problem nadmiernego stężenia pyłu zawieszonego PM10 jest tak

bardzo istotny dla zdrowia ludzkiego? Wnikanie pyłu zawieszonego

do organizmu człowieka zobrazowano w teście wykonanym w Modenie

(Włochy). Należy ono do zanieczyszczonych miast ze średnim stężeniem pyłu

PM10 równym 42 μg/m3 (porównywalnie do wielu miejsc na południu Polski).

Źródło: beppegrillo.it

Stacja pomiarowa w centrum miasta (Modena)

przez 12 godzin pracowała w identyczny sposób,

w jaki oddycha człowiek.

Po 12 godzinach krążek z tkaniną filtrującą stał

się całkowicie czarny. W taki sposób cząstki pyłu

PM10 dostają się do organizmu człowieka docierając

do tchawicy i oskrzeli. Stanowi to bezpośrednie

zagrożenia dla zdrowia człowieka.

12 h

11

Modernizacja systemu grzewczego

- możliwość zmniejszenia emisji zanieczyszczeń

Zastosowanie kotła gazowego w miejsce kotła węglowego, uwzględniając przy

tym wzrost sprawności pozwala

w sposób decydujący zmniejszyć emisje CO2 i zanieczyszczeń:

o CO2 (dwutlenek węgla): redukcja o około 1,5-krotnie

o NOX (tlenki azotu): redukcja o około 3-krotnie

o CO (tlenek węgla): redukcja o około 120-krotnie

o SO2 (dwutlenek siarki): redukcja o około 600-krotnie

o PM (pył zawieszony): redukcja o około 1100-krotnie

12

Modernizacja systemu grzewczego

- obniżenie kosztów ogrzewania

Koszty ogrzewania domu lub mieszkania przy zmianie kotła węglowego na

kocioł gazowy, mogą być porównywalne lub nawet niższe. Wpływa na to nie tylko

wzrost efektywności przy zastosowaniu kotła kondensacyjnego, ale także fakt

eksploatacji z zamkniętą komorą spalania. Wykorzystanie takiej możliwości

zmniejsza ilość powietrza napływającego do wnętrza budynku niezbędnego dla

pracy tradycyjnego kotła.

Częstą praktyką jest podgrzewanie

ciepłej wody użytkowej bojlerem

elektrycznym, dla unikania włączania

kotła węglowego. Eliminacja takiego

rozwiązania przez zastosowanie

kotła gazowego, pompy ciepła lub

instalacji solarnej, zwiększa

dodatkowo efekt ekonomiczny

modernizacji systemu ogrzewania.

13

Niska emisja, a przemysł i duża energetyka

Problem nadmiernej emisji zanieczyszczeń wynika przede wszystkim z tzw.

„niskiej emisji”. W przeliczeniu na jednostkę wytwarzanego ciepła, emisje

większości zanieczyszczeń z dużych ciepłowni miejskich są znacznie niższe

niż dla kotłów węglowych małej mocy:

o CO (tlenek węgla): emisja niższa przeciętnie 60÷80 razy

o PM (pył zawieszony): emisja niższa przeciętnie 50÷60 razy

o SO2 (dwutlenek siarki): emisja niższa przeciętnie 6÷8 razy

Chłodzenie

www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

Ogrzewanie

Energia odnawialna

Kotły gazowe

Kotły olejowe

Pompy ciepła

Kolektory słoneczne

Systemy wentylacji