Zanieczyszczenie powietrza w Londynie kiedyś i dziś

5 grudnia 2023 roku przypada 71. rocznica Wielkiego Smogu Londyńskiego, który w ciągu pięciu grudniowych dni 1952 roku doprowadził do około 4000 zgonów w Londynie. Istotną przyczyną zanieczyszczenia powietrza w tamtym okresie było spalanie niskiej jakości węgla w domowych piecach i kominkach, a także emisja z przemysłu i transportu.

Zanieczyszczenie powietrza towarzyszyło londyńczykom od dawna. Problemem był spalany w paleniskach domowych węgiel. Już w 1661 roku Jan Evelyn przedstawił królowi Karolowi II traktat, w którym sugerował, że zanieczyszczenie powietrza cząstkami dymu skróci życie mieszkańców Londynu. W 1819 roku została powołana specjalna komisja celem zbadania, czy sposób eksploatacji silników parowych i pieców może wpłynąć na poprawę komfortu życia. Już w połowie XIX wieku miasto Londyn uzyskało na mocy ustawy City of London Sewers Act uprawnienia do kontrolowania pieców dymnych, a dwa lata później pod naciskiem Sądu Rady Wspólnej uprawnienia te zostały rozszerzone na cały obszar miejski. Policja kontrolowała domy, fabryki, łaźnie publiczne i statki parowe na Tamizie.

Chociaż na początku XX wieku nastąpiła poprawa, nadal pozostał problem zanieczyszczeń powstających przy spalaniu węgla w gospodarstwach domowych. W 1952 roku głównym zanieczyszczeniem były cząstki dymu i dwutlenek siarki. W efekcie wydarzenie zwane „Wielkim Smogiem londyńskim” doprowadziło do wprowadzenia ustawy o czystym powietrzu z 1956 roku, co stanowi kluczową zmianę w stosowaniu polityki kontroli zanieczyszczeń w Wielkiej Brytanii. Ustawa ta po raz pierwszy pozwoliła władzom lokalnym na wyznaczenie obszarów bezdymnych i wprowadziła dotacje, by pomoc mieszkańcom w wymianie źródła ciepła. Kontrolowano także emisję ciemnego dymu z zakładów i gospodarstw domowych oraz położono podwaliny pod przyszłe środki kontroli zanieczyszczeń, takie jak ustawa o czystym powietrzu z 1968 roku i ustawa o środowisku z 1995 roku.

Stężenie dwutlenku siarki i cząstek dymu mierzono w ramach sieci monitorowania jakości powietrza przez wiele lat. Tendencję spadkową w okresie od 1950 do 2000 roku przedstawiono na wykresie poniżej (ryc. 1; przed rokiem 1954 dane publikowano jedynie jako średnie z pięciu lat).

Ryc. 1. Średnioroczne stężenie cząstek dymu i dwutlenku siarki w Londynie w latach 1950-2000 (źródło: AEA Technology Environment 2002 [w:] 50 years on The struggle for air quality in London since the great smog of December 1952)

Od połowy lat 60. XX wieku stężenie zarówno dwutlenku siarki, jak i cząstek dymu w Londynie drastycznie spadło. Poprawę tę osiągnięto dzięki zastosowaniu czystszych paliw (takich jak gaz), stopniowemu zamykaniu i przenoszeniu elektrowni poza miasto oraz ogólnemu upadkowi przemysłu ciężkiego.

Wraz z przejściem ze spalania paliw stałych na gaz, głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w Londynie w ostatnich latach jest transport. Ryciny 2-4 przedstawiają krajowe tendencje w zakresie emisji dwutlenku siarki, drobnych cząstek stałych (w postaci PM_2,5) i NO_X (tlenków azotu) według sektorów od 1970 do 2020 roku.

Całkowita emisja dwutlenku siarki (ryc. 2) drastycznie spadła od 1970 r., głównie w sektorze przemysłu energetycznego, który w dużej mierze obecnie jest zlokalizowany poza Londynem. W sektorze mieszkaniowym spadek emisji SO₂ z 521 tys. ton w 1970 roku do 43 tys. ton w 2020 roku jest związany z przejściem ze spalania paliw stałych na gaz.

Ryc. 2. Emisja dwutlenku siarki w Wielkiej Brytanii w latach 1970-2020 (źródło: UK National Atmospheric Emissions Inventory (NAEI) [w:] 70 years since the great London smog. 1952 air quality in a modern context. A report for the Greater London Authority)

Całkowita emisja pyłu PM_2,5 (ryc. 3) drastycznie spadła od 1970 roku, a emisja w sektorze mieszkaniowym spadła z 193 tys. ton w 1970 roku do 20 tys. ton w 2020 roku.

Ryc. 3. Emisja pyłu PM_2,5 w Wielkiej Brytanii w latach 1970-2020 (źródło: UK National Atmospheric Emissions Inventory (NAEI) [w:] 70 years since the great London smog. 1952 air quality in a modern context. A report for the Greater London Authority)

Tendencja emisji tlenków azotu (ryc. 4) wykazuje zupełnie inny przebieg niż w przypadku dwutlenku siarki i pyłu PM_2,5, przy czym całkowita emisja osiągnęła najwyższy poziom w 1989 roku – za główną przyczynę wzrostu stężenia NO_X podaje się ruch drogowy. Przeniesienie przemysłu energetycznego poza Londyn przyczyniło się do spadku emisji tlenków azotu z tego sektora.

Stały spadek emisji NO_X od 1990 roku (645 tys. kt) do 2020 roku (196 tys. kt) był głównie spowodowany wprowadzeniem bardziej rygorystycznych norm emisji z pojazdów (norm Euro) oraz poprzez wspieranie polityki dotyczącej jakości powietrza w Londynie. W okresie od wprowadzenia normy Euro 1 (1992 r.) do najnowszej normy Euro 6 (2014 r.) emisja NO_X z samochodów osobowych i dostawczych z silnikiem Diesla zmniejszyła się o ponad 90 proc., a PM o ponad 95 proc.

Ryc. 3. Emisja tlenków azotu w Wielkiej Brytanii w latach 1970-2020 (źródło: UK National Atmospheric Emissions Inventory (NAEI) [w:] 70 years since the great London smog. 1952 air quality in a modern context. A report for the Greater London Authority)

Pomimo znacznie zmniejszonych emisji w Londynie nadal zdarzają się epizody smogowe, których przyczyną są różne zanieczyszczenia. W latach 2018–2021 wydano łącznie 163 alerty o umiarkowanym zanieczyszczeniu i 10 alertów o wysokim poziomie zanieczyszczeń dla szeregu substancji zanieczyszczających.

„Smog fotochemiczny” często występuje w Londynie i jest związany z reakcjami chemicznymi zachodzącymi w atmosferze, związanymi głównie z emisjami ruchu drogowego. W grudniu 1991 roku w Londynie zarejestrowano szczytowe godzinowe stężenie dwutlenku azotu wynoszące 809 µg/m³ – najwyższy poziom od rozpoczęcia monitoringu w Wielkiej Brytanii. Szacuje się, że ten epizod smogu spowodował od 100 do 180 dodatkowych zgonów. Innym przykładem jest rok 2020, gdy w sierpniu stężenie ozonu w całym Londynie kształtowało się na wysokim poziomie wg wskaźnika jakości powietrza Defra (sięgnęło wartość ponad 161 µg/m³ jako średnia z 8 godzin).

Epizod smogowy w Londynie związany z wysokimi stężeniami PM_2,5 (tj. średniodobowe stężenie przekroczyło 65 µg/m³) miał miejsce w marcu 2022 roku. W przeciwieństwie do „historycznych smogów” z lat 50. i 60., epizod ten był w dużej mierze spowodowany zanieczyszczeniem transgranicznym. W tym samym czasie w Londynie spadła prędkość wiatru, co spowodowało słabe rozproszenie zanieczyszczeń i doprowadziło do ich kumulacji.

W Londynie zanieczyszczenie powietrza w 2019 r. doprowadziło do około 4000 zgonów. Dane z lat 2017-2020 dotyczące przyjęć dzieci do londyńskich szpitali pokazują, że w tym okresie około 700 przyjęć związanych z astmą związanych było ze złą jakością powietrza. Wyniki analiz pokazują również, że grupy społeczne w Londynie, które charakteryzują się wyższym poziomem ubóstwa lub większym odsetkiem osób o pochodzeniu etnicznym innym niż biały, są bardziej narażone na wyższy poziom zanieczyszczenia powietrza.

Strategia Londynu na poprawę jakości powietrza

Zanieczyszczenie powietrza w Londynie obecnie bardzo różni się od tego, jakiego doświadczyli londyńczycy w 1952 roku. Główny problem stanowią zanieczyszczenia komunikacyjne. Wprowadzenie m.in.

• pierwszej na świecie Strefy Ultra Niskiej Emisji (ULEZ), która nakłada dzienną opłatę na najbardziej zanieczyszczające pojazdy,

• ogólnolondyńskiej strefy niskiej emisji (LEZ) dla pojazdów ciężkich;

• Strefy Niskiej Emisji Maszyn Mobilnych nieporuszających się po drogach;

• polityki zwiększenia ekologicznej floty londyńskich autobusów i taksówek (głównie zeroemisyjnych),

• a także rozbudowa punktów ładowania pojazdów elektrycznych

wpłynęło na zmniejszenie emisji m.in. dwutlenku azotu i pyłu PM_2,5. Tempo redukcji emisji NO_X z transportu drogowego w latach 2016–2019 wzrosło ponad dwukrotnie w porównaniu z latami 2013–2016. Szacuje się, że rozbudowa ULEZ w obrzeżach Londynu ma poprawić jakość powietrza dla kolejnych pięciu milionów londyńczyków.

Materiał źródłowy:

• Logika Noise Air Quality Consultants. 2022. 70 years since the great London smog. 1952 air quality in a modern context. A report for the Greater London Authority. Dostęp 04.12.2023 r.: https://www.london.gov.uk/sites/default/files/2022-12/70th%20anniversary%20of%20the%20Great%20London%20Smog.pdf

• Greater London Authority City Hall. 2002. 50 years on The struggle for air quality in London since the great smog of December 1952. Dostęp 04.12.2023 r.: https://cleanair.london/app/uploads/CAL-217-Great-Smog-by-GLA-20021.pdf