Powietrze zanieczyszczone pyłem PM2,5 i PM10 w miastach polskich i europejskich
Jakość powietrza w Europie znacznie się poprawiła, ale zanieczyszczenia nadal szkodzą naszemu zdrowiu i środowisku. Ograniczenie zanieczyszczeń poprawiłoby jakość naszego życia, dało oszczędności w ochronie zdrowia poprzez zmniejszenie kosztów leczenia, zwiększyłoby produktywność gospodarki.
Co roku w okresie jesienno-zimowym mamy do czynienia z wysokim stężeniem pyłu zawieszonego w powietrzu, potocznie zwane smogiem. Zjawisko to jest szczególnie dokuczliwe w miastach. Sprzyjają mu warunki pogodowe utrzymujące się na większym obszarze, które niekorzystnie wpływają na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń w powietrzu, takie jak słaby wiatr, zamglenie, średnia dobowa temperatura powietrza poniżej 5oC.
Pył zawieszony jest zanieczyszczeniem powietrza składającym się z mieszaniny bardzo małych cząstek stałych i ciekłych, złożonych zarówno ze związków organicznych, jak i nieorganicznych. Związki chemiczne przenoszone na powierzchni pyłów są toksyczne dla zdrowia ludzkiego, to m.in. metale ciężkie (arsen, nikiel, kadm, ołów) i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (np. benzo(a)piren).
Ze względu na wielkość cząstek wyróżnia się następujące rodzaje pyłu zawieszonego:
- TSP (Total Suspended Particulates) – całkowity pył zawieszony w powietrzu, czyli wszystkie aerozole, o średnicy cząstek zarówno poniżej, jak i powyżej 10 mikrometrów;
- pył PM10 (Particulate Matter 10) – frakcja pyłu zawieszonego o średnicy cząstek 10 μm i mniejszej;
- pył PM2,5 (Particulate Matter 2,5) – frakcja pyłu zawieszonego o średnicy cząstek 2,5 μm i mniejszej.
Skutki zdrowotne zanieczyszczenia powietrza
Pył zawieszony składa się z cząsteczek o średnicy kilka, a nawet kilkadziesiąt razy mniejsze od średnicy ludzkiego włosa, dlatego bez trudu przenika do dróg oddechowych wraz z wdychanym powietrzem. Drobne frakcje pyłu przedostają się do krwiobiegu, a stąd mają już dostęp do wszystkich narządów wewnętrznych. Ich oddziaływanie na zdrowie zależy od ich wielkości (im mniejsze tym gorzej) oraz od składu chemicznego. Objawy to kaszel, zadyszka, zapalenie gardła, mogą też powodować nasilenie objawów astmy i chorób alergicznych, pogorszyć stan zdrowia osób cierpiących na choroby serca i płuc. Zanieczyszczenia takie zmniejszają nasz komfort oddychania, ale również mogą prowadzić do wielu chorób układu oddechowego i sercowo-naczyniowego.
Według szacunków Europejska Agencja Środowiska każdego roku zła jakość powietrza powoduje przedwczesną śmierć ok. 400 000 Europejczyków. W Polsce ekspozycja na pył PM2,5 doprowadziła do 46,3 tys. przedwczesnych zgonów w 2018r.
Źródła zanieczyszczenia powietrza pyłem zawieszonym PM10 i PM2,5
Zanieczyszczenie powietrza w miastach jest znacznie wyższe niż w innych regionach, sprzyja temu wysoka koncentracja ludzi i działalność gospodarcza (przemysłowa).
Głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza pyłami zawieszonymi w Europie jest spalanie paliw wykorzystywanych do ogrzewania budynków mieszkalnych, handlowych i instytucjonalnych. Były one w 2018 r. źródłem 53% emisji drobnego pyłu zawieszonego (PM2,5).
Główny Urząd Statystyczny podał, że w 2018 r. w Polsce największą emisję bezpośrednią pyłów generowały procesy spalania paliw, które odpowiedzialne były za 67,3% krajowej emisji pyłów PM10. Emisja tych pyłów wynikała głównie z ogrzewania przez gospodarstwa domowe budynków za pomocą węgla kamiennego i drewna, ale również spalanie paliw w sektorze usługowym. Procesy przemysłowe odpowiadały za 14,% emisji pyłów, rolnictwo – 12,1%.
W odniesieniu do pyłów PM2,5 (podobnie jak w przypadku pyłów PM10) ich największym emitentem w 2018 r. były procesy spalania paliw, z których pochodziło aż 85,1% całkowitej emisji tych zanieczyszczeń. W ramach spalania paliw największa część przypadała na kategorię „inne sektory” w tym gospodarstwa domowe (52,1% emisji ogólnej pyłu PM2,5), a w dalszej kolejności na przemysł wytwórczy i budownictwo (17,3%) oraz transport (10,0%).
Monitoring zanieczyszczenia powietrza pyłami zawieszonymi w Europie
W ramach Europejskiego Zielonego Ładu, który jest częścią przyjętej przez Komisję Europejską strategii dotyczącej realizacji Celów Zrównoważonego Rozwoju ONZ, ogłoszono program dążenia do całkowitego ograniczenia emisji zanieczyszczeń w Europie (The zero‑pollution ambition for Europe). Celem planu działania na rzecz zerowego zanieczyszczenia w UE jest spadek liczby przedwczesnych zgonów spowodowanych narażeniem na drobny pył PM2,5 o 55% do 2030 r. w porównaniu z rokiem 2005.
Jednoznacznie negatywny wpływ pyłu PM2,5 na zdrowie ludzi był bodźcem do wprowadzenia dodatkowej normy jakości powietrza dla obszarów tła miejskiego w miastach powyżej 100 tys. mieszkańców i aglomeracjach (dyrektywa PE i Rady 2008/50/WE z dnia 21 V 2008 roku w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy).
Określono wartość dopuszczalną pyłu PM2,5 w powietrzu, którą nazwano pułapem stężenia ekspozycji, obliczanym na podstawie wskaźnika średniego narażenia dla miasta o liczbie mieszkańców większej niż 100 tysięcy i aglomeracji.
Każdy kraj członkowski UE w oparciu o krajowy wskaźnik średniego narażenia oraz o kryteria określone w ww. dyrektywie określił krajowy cel redukcji narażenia na pył PM2,5.
Pułap stężenia ekspozycji to stężenie substancji w powietrzu wyznaczone na podstawie wartości krajowego wskaźnika średniego narażenia, w celu ograniczenia szkodliwego wpływu danej substancji na zdrowie ludzi, które ma być osiągnięte w określonym terminie. Pułap stężenia ekspozycji jest standardem jakości powietrza.
Krajowy cel redukcji narażenia to procentowe zmniejszenie krajowego wskaźnika średniego narażenia dla roku odniesienia, w celu ograniczenia szkodliwego wpływu danej substancji na zdrowie ludzi, które ma być osiągnięte w określonym terminie.
Odzwierciedla on narażenie ludności na działanie zanieczyszczeń powietrza pyłem PM2,5 i jest liczony jako średnia arytmetyczna ze średnich rocznych stężeń pyłu PM2,5 z trzech lat.
Wskaźniki zanieczyszczenia powietrza
Wskaźniki zanieczyszczenia powietrza pyłami zawieszonymi mierzą ważone populacyjnie średnie roczne stężenie pyłu zawieszonego na stacjach tła miejskiego w aglomeracjach.
Państwa członkowskie Unii Europejskiej co roku raportują zmierzone stężenia pyłów zawieszonych PM10 i PM2,5. Dane te są przetwarzane przez Europejską Agencję Środowiska (EEA) przy pomocy Europejskiego Centrum Tematycznego ds. Zanieczyszczenia Powietrza, Transportu, Hałasu i Zanieczyszczeń Przemysłowych (ETC/ATNI).
Eurostat publikuje wskaźniki zanieczyszczenia powietrza dla krajów europejskich. Ostatnie dostępne dane dotyczą roku 2019.
Wskaźniki zanieczyszczenia powietrza są jednymi ze wskaźników monitorujących realizację dwóch Celów Zrównoważonego Rozwoju opracowanych w ramach ONZ. Są to:
- Cel 3 - Dobre zdrowie i dobre samopoczucie
- Cel 11 – Zrównoważone miasta i społeczności
Normy zanieczyszczenia powietrza pyłami zawieszonymi PM10 i PM 2,5
W 2021 roku WHO opublikowała rekomendację odnośnie przepisów w sprawie dopuszczalnych poziomów zanieczyszczeń powietrza. Zaleca się bardziej restrykcyjne niż dotychczas podejście do dopuszczalnych norm wskaźników zanieczyszczenia powietrza. Dopuszczalne poziomy pyłu zawieszonego PM2,5 (który jest najbardziej szkodliwy dla zdrowia), powinny być zaostrzone. Zgodnie z nowymi wytycznymi, maksymalna norma w ciągu roku nie powinna przekraczać 5 µg/m³ (dotychczas 10 µg/m³). Dopuszczalne stężenie dobowe PM2,5 nie powinno przekraczać 15 µg/m³ (dotychczas 25 µg/m³).
Cel WHO z 2005r. dla pyłu zawieszonego PM10 wynosi 20 μg/m³.
Europejska Agencja Środowiska na podstawie wytycznych WHO przeprowadziła analizę korzyści zdrowotnych wynikających z osiągnięcia zalecanych wartości wskaźnika. Z opublikowanego raportu wynika, że gdyby nowe wytyczne WHO dla PM2,5 wynoszące 5 µg/m3 zostały osiągnięte w Europie w 2019 r., związane z tym przedwczesne zgony byłyby w tym roku o 58% niższe.
W UE trwają prace w kontekście przeglądu dyrektyw UE w sprawie jakości powietrza atmosferycznego w celu ustalenia, czy osiągnięcie stężenia PM 2,5 na poziomie 5 µg/m 3 jest technicznie wykonalne w całej UE.
Dyrektywa Rady 1999/30/WE odnosząca się do wartości granicznych dwutlenku siarki, dwutlenku azotu i tlenków azotu, pyłu zawieszonego i ołowiu w otaczającym powietrzu była pierwszym aktem prawnym, który wyznaczył cele UE w zakresie ograniczenia ilości zanieczyszczeń w powietrzu pyłów PM10, określając ich górną granicę 40 µg/m³. Wartość ta została utrzymana w następnej dyrektywie PE i Rady 2008/50/WE w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy, w której dodano poziom graniczny dla pyłów PM2,5 w wysokości 25 µg/m³.
Każde państwo członkowskie wyznacza swój cel redukcji zanieczyszczenia powietrza. W Polsce krajowy cel redukcji narażenia na pył PM2,5 do osiągniecia do roku 2020 został wyznaczony na poziomie 18 μg/m3.
Poziom zanieczyszczenia powietrza w polskich i europejskich miastach
Poziom zanieczyszczenia powietrza pyłem zawieszonym PM10 i PM2,5 w wielu europejskich krajach wciąż przekracza limity określone w UE i wytyczne Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) dotyczące ochrony zdrowia ludzkiego.
W 2019 r. wskaźnik zanieczyszczenia powietrza pyłem PM10 dla 27 państw Unii Europejskiej osiągnął wartość 20,5 μg/m3, co oznacza że co prawda ukształtował się znacznie poniżej określonego w UE limitu 40 μg/m3, ale jednocześnie jest nieco wyższy od zaleceń WHO (czyli 20 μg/m3).
Przyjmując za punkt odniesienia maksymalny limit 40 μg/m3, wszystkie kraje spełniły to wymaganie.
Najwyższy wskaźnik rocznego zanieczyszczenia powietrza pyłem PM10 w 2019r. występował w Bułgarii (30,4 μg/m3). Polska znalazła się na przedostatniej pozycji od końca za Bułgarią z wynikiem 27 μg/m3. Najniższe wartości uzyskały: Finlandia (10,2 μg/m3), Islandia (10,6 μg/m3), Estonia (10,8 μg/m3) - wypełniły jednocześnie cel wyznaczony przez WHO w 2005r. Zalecenie WHO wypełniło łącznie 15 państw unijnych, oprócz już wymienionych należą do nich jeszcze: Norwegia, Szwecja, Irlandia, Szwajcaria, Wielka Brytania , Niemcy, Dania, Francja Austria, Portugalia, Belgia, Holandia i Hiszpania.
Sytuacja wyglądała gorzej jeśli chodzi o roczny wskaźnik narażenia na zanieczyszczenia pyłem PM2,5. Średnia wartość dla 27 krajów UE w 2019r. wyniosła 12,6 μg/m3, to znacznie poniżej ustalonej wartości granicznej przez UE na poziomie 25 μg/m3, ale jednocześnie powyżej zaleceń WHO określonych w 2005r. czyli 10 μg/m3. Nowe zalecenia z 2021 roku wskazują poziom jeszcze niższy – 5 μg/m3. Ten poziom udało się osiągnąć w 2019r. w Estonii (4,8 μg/m3). W ośmiu krajach, łącznie z Estonią, wskaźnik stężenia pyłów PM2,5 wynosił poniżej 10 μg/m3, należą do nich: Finlandia (5,1 μg/m3), Szwecja (5,8 μg/m3), Islandia (5,9 μg/m3), Norwegia (6,5 μg/m3), Irlandia (8,8 μg/m3), Portugalia (9,1 μg/m3) i Szwajcaria (9,2 μg/m3).
Najbardziej zanieczyszczone powietrze pyłem PM2,5, najbardziej szkodliwym dla zdrowia, było w Bułgarii (19,6 μg/m3), a w następnej kolejności w Polsce (19,3 μg/m3).
Narażenie na zanieczyszczenie powietrza pyłem PM2,5 i PM10 w 2019r. wg. krajów [μg/m3]
Na przestrzeni ostatnich 20 lat stężenie pyłów zawieszonych PM10 i PM2,5 ulegało znaczącym wahaniom i chociaż poziom osiągnięty w 2019r. jest niższy od uzyskanego w roku 2000, to wyraźny trend spadkowy można zaobserwować w przypadku UE po roku 2010, a w przypadku Polski dla PM2,5 od roku 2008.
Jak pokazuje poniższy wykres zanieczyszczenie powietrza pyłem zawieszonym w Polskich miastach znacznie przekracza poziom średniej unijnej. Polska znajduje się w czołówce państw Unii Europejskiej pod względem narażenia ludności miejskiej na powietrze zanieczyszczone pyłem PM2,5 i PM10. Zawyżamy średnią unijną. Wartości stężenia pyłów powyżej średniej UE występują również w Bułgarii, Rumunii, Chorwacji, Słowenii, w Czechach, na Węgrzech, Słowacji, w Grecji i we Włoszech.
Bułgaria wykazała w 2019r. wskaźnik stężenia pyłów PM2,5 o 0,3 μg/m3 wyższy niż w Polsce. Na przestrzeni 20 lat udało się w tym kraju zmniejszyć poziom zanieczyszczenia o 25,1 μg/m3 z poziomu 44,7 μg/m3 w roku 2006 do 19,6 μg/m3 w 2019r. W Polsce ten sam wskaźnik udało się zredukować o 14,2 μg/m3, najwyższy poziom wykazano w roku 2008 - 33,5 μg/m3, a najniższy w 2019r. – 19,3 μg/m3.
Według danych GUS najwyższe wartości wskaźnika średniego narażenia na pył PM2,5 w polskich aglomeracjach i miastach powyżej 100 tys. mieszkańców odnotowano w 2019 r. w aglomeracjach: Górnośląskiej i Krakowskiej (29 μg/m3), Rybnicko-Jastrzębskiej (28 μg/m3) oraz w Bielsku-Białej (27 μg/m3). Najniższe wartości wskaźnika średniego narażenia na pył PM2,5 stwierdzono w 2019 r. w aglomeracji Trójmiejskiej (14 μg/m3) i Koszalinie (15 μg/m3) a także w aglomeracjach Bydgoskiej i Szczecińskiej (16 μg/m3).
Średnie roczne stężenie pyłów PM10 i PM2,5 w Polsce i UE w latach 2000 – 2019 [μg/m3]
Źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Eurostatu, GUS, Europejskiej Agencji Środowiska
