Stosunek stężeń pyłu PM2.5 i PM10
W rozmaitych komunikatach o stężeniach pyłu zawieszonego, najczęściej pojawiają się informacje o pyle PM2.5 lub pyle PM10. Analizując takie komunikaty i wnioskując o jakości powietrza, trzeba pamiętać, że te dwa rodzaje pyłu mogą się znacznie różnić, a wysokie stężenia PM10 i wysokie stężenia PM2.5 mogą mieć różne przyczyny. O różnicach między pyłem drobnym i grubym pisaliśmy już w jednym z naszych artykułów, teraz bliżej przyjrzymy się temu zjawisku.
Określenie PM2.5 oznacza pył o średnicy cząsteczek poniżej 2,5 µm. Taką średnicę ma między innymi sadza, pochodząca z procesów spalania. W nomenklaturze angielskiej ten pył oznacza się jako fine particles, czyli pył bardzo drobny.
Pył PM10 to pył o średnicy cząsteczek poniżej 10 µm. Z definicji, w jego skład wchodzi oczywiście pył PM2.5, jednak są tam również cząsteczki grubsze, o średnicach od 2,5 do 10 µm. Na te większe cząsteczki składa się w dużej mierze pył mineralny, unoszony pod wpływem wiatru z podłoża. Cząsteczki takie są określane jako coarse particles, czyli pył gruby.
Porównując stężenia pyłu PM2.5 i pyłu PM10 mierzone w tym samym miejscu (stacja tła miejskiego Wrocław-Korzeniowskiego), możemy stwierdzić, że w różnych porach roku ich wzajemny stosunek zmienia się. W okresie zimy pył PM2.5 stanowi 80-90% pyłu PM10, latem natomiast zawartość PM2.5 spada do 50-70%.
Profile dobowe średnich godzinnych stężeń pyłu PM2.5 i PM10 we Wrocławiu, na stacji tła miejskiego, dla poszczególnych pór roku, wg danych z lat 2014–2018. Oprac. zespół Projektu LIFE-MAPPINGAIR/PL, na podstawie danych GIOŚ.
Wysoka zawartość pyłu PM2.5 w pyle PM10 obserwowana w trakcie trwania sezonu grzewczego (jesień – zima) wynika z oddziaływania niskiej emisji (spalanie węgla i drewna na cele grzewcze i podwyższona emisja bardzo drobnych cząstek sadzy). Natomiast, poza sezonem grzewczym (wiosna–lato), stężenie drobniejszego pyłu PM2.5 utrzymuje się na znacznie niższym poziomie. Wskazuje to na istotny udział grubszych frakcji pyłu PM10, związany z jej wzbogacaniem przez pył mineralny w procesie resuspensji (cyklicznego unoszenia grubych cząstek pyłu z podłoża).
Analizując dobową zmienność stężeń pyłu widzimy również różnice w rytmie zmian stosunku PM2.5/PM10. Udział pyłu PM2.5 rośnie w nocy i we wczesnych godzinach porannych, następnie spada w ciągu dnia, by ponownie wzrosnąć po południu. Taki rytm obserwujemy we wszystkich porach roku. Wynika on między innymi ze zmian stabilności atmosfery – wzrostu prędkości wiatru w ciągu dnia, ułatwiającego unoszenie pyłu grubego i wzrostu stabilności atmosfery w ciągu nocy. W sezonie grzewczym na ten proces nakłada się podwyższony udział emisji cząstek sadzy (pył PM2.5), związany ze zwiększonym zapotrzebowaniem na ciepło podczas wieczora, nocy i poranka.
Warto również zauważyć, iż udział PM2.5 w PM10 ulegała znacznie mniejszym wahaniom dobowym w sezonie letnim, gdy podwyższone wartości stężeń PM10 występują wyłącznie w godzinach porannych oraz wieczornych. Istotnym ich źródłem jest emisja pyłów z pojazdów samochodowych, w tym emisja bezpośrednia w wyniku spalania paliwa w silnikach, ale także ze ścierania hamulców i powierzchni dróg.
Fotografie tytułowe:
Zdjęcie lewe – czarny dym, składający się głównie z cząsteczek sadzy, emitowany z komina lokalnej kotłowni, okolice Wrocławia, zima 2016/2017 r., fot. T. Sawiński
Zdjęcie prawe – chmura pyłu mineralnego wzbijana przez pracujący pojazd specjalny w trakcie suchego suszy, nLille, Francja, czerwiec 2017. Autor: Lamiot, licencja: CC BY-SA 4.0, źródło: Wikimedia Commons, odsyłacz do fotografii tutaj.
