PM w lecie?

Problem ze złą jakością powietrza kojarzy nam się przede wszystkim z okresem chłodnym – jesienią, zimą i wczesną wiosną. Wtedy z wielu domowych kominów unosi się dym ze spalania węgla, drewna czy innych paliw stałych, którymi ogrzewamy nasze domy. W efekcie, w chłodnej porze roku, w sezonie grzewczym wzrasta stężenie pyłu zawieszonego (określanego też skrótem PM, od jego angielskiej nazwy particulate matter), może również pojawić się smog. Takie sytuacje zagrażają naszemu zdrowiu a nawet życiu, ogniskują więc szczególnie naszą uwagę. Informacje o podwyższonych stężeniach PM pojawiają się w mediach, sami również zwracamy uwagę na te groźne sytuacje, śledząc np. dane z czujników, czy korzystając z aplikacji mobilnych.

W sezonie ciepłym, wakacyjnym pył zawieszony zwraca znacznie mniejszą uwagę. Jest ciepło, nie trzeba ogrzewać mieszkań, więc wydawać by się mogło, że problem wysokich stężeń PM przestaje być istotny, a na pierwszy plan wysuwa się problem ozonu troposferycznego (o którym pisaliśmy w naszych wakacyjnych artykułach). Niestety, to nie do końca prawda. Wysokie stężenia pyłu zawieszonego mogą nam dokuczać również w lecie. Kiedy i gdzie tak się może dziać? O tym w dalszej części artykułu.

Pył zimowy, pył letni…

Rozważając informacje o wysokich stężeniach PM należy zwrócić uwagę wielkość cząsteczek pyłu oraz ich pochodzenie. Podwyższone stężenia pyłu PM_2.5, i podwyższone stężenia pyłu PM₁₀ mogą mieć różne przyczyny.

Dla przypomnienia, wyjaśnijmy co oznaczają skróty PM_2.5 i PM₁₀. Cząstki pyłu dzielimy na różne frakcje ze względu na ich rozmiar. Frakcje te opisujemy symbolem PMx, gdzie x oznacza średnicę cząstek. Wyróżniamy więc:

• całkowity pył zawieszony (TSP, ang. Total Suspended Particles) – całkowity pył zawieszony w powietrzu;
• pył PM₁₀ – frakcja pyłu zawieszonego o średnicach cząstek poniżej 10 μm;
• pył PM_2,5-10 – w literaturze spotykane jest także oznaczenie PMc (ang. coarse) – frakcja pyłu zawieszonego o średnicach cząstek pomiędzy 2,5 μm i 10 μm;
• pył drobny PM_2,5 – frakcja pyłu zawieszonego o średnicach cząstek poniżej 2,5 μm;
• pył submikronowy PM₁ – frakcja pyłu zawieszonego o średnicach cząstek poniżej 1,0 μm;
• pył ultradrobny PM_0,1 – frakcja pyłu zawieszonego o średnicach cząstek poniżej 0,1 μm.

Zimą w skład pyłu unoszącego się w powietrzu wchodzi przede wszystkim pył PM_2.5 (oraz frakcje mniejsze), natomiast w miesiącach letnich jest to pył grubszy, reprezentowany przez frakcję PMc i frakcje grubsze. Przykłady można znaleźć naszej stronie internetowej w artykule “Stosunek stężeń pyłu PM_2.5 i PM₁₀”, gdzie porównaliśmy stężenia pyłu PM_2.5 i PM₁₀ w różnych porach roku.

Dlaczego tak się dzieje? Co prawda większość aerozoli na kuli ziemskiej (nawet 90 %) powstaje w wyniku procesów naturalnych, jednak głównie są to cząstki duże, frakcji PMc i większej. Jest to przede wszystkim pył mineralny unoszący się z wysuszonego podłoża. Cząstki najdrobniejsze, najbardziej szkodliwe zazwyczaj związane są z działalnością człowieka – najczęściej są to cząstki sadzy, powstałe w wyniku spalania paliw na cele grzewcze lub technologiczne. W warunkach naszego kraju można więc wyróżnić dwie sytuacje:

Pamiętajmy też, że pył może „przywędrować” do nas również z odległych miejsc – odpowiada za to tak zwany transport daleki.

Oczywiście przedstawione wyżej scenariusze to znaczne uproszczenie. O tym co może dziać się w zimie i jakie są tego przyczyny pisaliśmy już w wielu naszych artykułach (Jakość powietrza zimą w Bydgoszczy i we Wrocławiu). W dzisiejszym tekście bardziej szczegółowo zajmiemy się warunkami letnimi.

Pył pustynny

W Europie napływy pyłu z Sahary zazwyczaj obejmują swoim zasięgiem basen Morza Śródziemnego, natomiast do centralnej i północnej części kontynentu, w tym także do Polski, docierają najwyżej kilka razy w roku. Epizody trwające kilka dni rejestrowane są najczęściej późną wiosną, latem lub wczesną jesienią. Niezwykle spektakularny przykład takiego napływu okresie tegorocznej Wielkanocy, kiedy wraz z falą bardzo ciepłego powietrza nad Polskę dotarł pył znad Sahary. O tym epizodzie pisaliśmy w artykule tutaj. Podobne epizody wystąpiły w tym roku jeszcze na początku i na końcu czerwca, o czym ostrzegał nas GIOŚ w komunikacie.

Charakterystyczne dla takich epizodów są bardzo wysokie stężenia pyłu PM₁₀. W trakcie adwekcji pyłu pustynnego w jego skład wchodzą cząstki mineralne, które są na ogół znacznie większe niż np. cząstki sadzy, które powstają w wyniku spalania węgla, drewna, a zwłaszcza odpadów! Tak więc wysokie stężenia pyłu mineralnego bywają uciążliwe, ale pył ten nie powoduje takich zagrożeń dla zdrowia jak pył zimowy.

Unos

W miesiącach letnich podwyższone stężenia PM_2.5 występują rzadko, mamy jednak całkiem sporo okazji obserwować wyższe stężenia pyłu PM₁₀. Suche i gorące warunki pogodowe sprzyjają wzbijaniu się kurzu i pyłu z nawierzchni dróg, pól i innych obszarów. Silny wiatr powoduje intensywne unoszenie się takich cząstek (pisaliśmy o tym np. tutaj) może również rozprzestrzeniać te zanieczyszczenia na większe odległości. W miastach źródłem pyłu zawieszonego mogą być różnego rodzaju prace remontowe, poza miastem – prace polowe, takie jak orka czy żniwa. Unos pyłu może być tak znaczny, że ogranicza widzialność w otoczeniu, np. na drogach biegnących wzdłuż objętych pracami pól.

Taką sytuację udało nam się „złapać” podczas lipcowych pomiarów mobilnych na terenie powiatu wrocławskiego w okolicach góry Ślęży (co to są pomiary mobilne wyjaśniamy tutaj). Widoczne na mapie punkty z podwyższonym stężeniem pyłu PM₁₀, to miejsca w których nasz zespół zaobserwował pracujące maszyny rolnicze na polu przy drodze. Ilustruje to również wykres dla tego fragmentu trasy, pokazujący, że mimo dramatycznego wzrostu stężeń PM₁₀ i TSP, stężenia PM_2.5 osiągały znacznie niższe wartości.

Przebieg stężeń PM2.5 i PM10 odnotowany podczas pomiarów patrolowych wokół góry Ślęży w lecie 2024 r. Zwraca uwagę fragmenty trasy z wyraźnym wzrostem stężeń PM, w których wartości stężeń PM10 była wielokrotnie wyższa niż wartość stężeń PM2.5; na mapie fragment trasy którego dotyczy wykres zaznaczono czerwonym prostokątem

Podobne wyniki uzyskaliśmy także podczas pomiarów prowadzonych w okolicy szkółki jeździeckiej w jednej z miejscowości wypoczynkowych Pojezierza Leszczyńskiego. Przechodząc koło padoku na którym odbywały się treningi również notowaliśmy wyraźny wzrost stężeń PM₁₀ i TSP, co możemy zauważyć na poniższej mapie i wykresie.

Przebieg stężeń PM2.5, PM10 i TSP odnotowany podczas pomiarów patrolowych w jednej z miejscowości wypoczynkowych Pojezierza Leszczyńskiego, w dniu 29.06.2024. Zwraca uwagę fragmenty trasy z wyraźnym wzrostem stężeń PM, w których wartości stężeń PM10 i TSP były wielokrotnie wyższe niż wartość stężeń PM2.5; na mapach fragment trasy którego dotyczy wykres zaznaczono czerwonym prostokątem

Pył „zimowy” w lecie?

Mimo że jest lato, nie powinniśmy zapominać, że gdzieniegdzie „kopciuchy” wciąż mogą dymić. Dzieje się to np. w terenach górskich i podgórskich, w których często panują chłodniejsze warunki, wymagające podgrzewania domów. W niektórych gospodarstwach piece, kotły i kominki na paliwa stałe są wciąż wykorzystywane do podgrzewania ciepłej wody, a nawet (choć to już ewenement) do przygotowywania posiłków. Szczególną odmiana takiej sytuacji obserwować możemy w lecie, w mniejszych miejscowościach wypoczynkowych. Często brakuje w nich sieci gazowej, a przy drogim prądzie podgrzewanie ciepłej wody dla turystów opiera się właśnie o spalanie paliw stałych. W efekcie, nawet w lecie możemy napotkać sytuacje charakterystyczne dla półrocza chłodnego, w których w pyle dominują cząstki drobne, takie jak sadza. To oczywiście bardzo niekorzystne, ponieważ cząstki PM_2.5 stanowią zagrożenie dla naszego zdrowia.

Sytuację taką ilustrują wyniki naszych pomiarów mobilnych z początku sierpnia br., wykonywanych w Kotlinie Jeleniogórskiej. Na wykresie prezentującym dane z tych pomiarów wyraźnie widoczne są „hot spoty” z wysokimi stężeniami PM_2.5, w których ta frakcja stanowi ponad 90% frakcji PM₁₀. Wskazuje to na minimalną obecność pyłu grubego, mineralnego (PMc) w tych miejscach i dominujący udział pyłu z procesów spalania. Na mapie czerwonym prostokątem zaznaczono fragment trasy, z którego wyniki zaprezentowano na wykresie

Przebieg stężeń PM2.5 i PM10 odnotowany podczas pomiarów patrolowych w obszarze Kotliny Jeleniogórskiej w lecie 2024 r. Zwracają uwagę fragmenty trasy z wyraźnym wzrostem stężeń PM, w których wartości stężeń PM2.5 dorównują niemal stężeniom PM10; na mapie fragment trasy którego dotyczy wykres zaznaczono czerwonym prostokątem

Inne letnie źródła pyłu

W wakacyjny czas upalne dni często spędzamy na towarzyskich spotkaniach w przydomowych ogrodach. Jakie zagrożenia mogą nas tam spotkać? Lokalne pogorszenie jakości powietrza oraz negatywny wpływ na zdrowie ludzi mogą powodować: rozpalane ogniska, grillowanie, wędzenie potraw. Bez względu na to, czy grill będzie opalany węglem drzewnym czy brykietem – jest to najbardziej emisyjny i niezdrowy sposób grillowania. Podczas spalania węgla drzewnego lub drewna w grillu uwalniają się cząstki stałe (pyły), które mogą unosić się w powietrzu i są szkodliwe dla zdrowia, zwłaszcza dla osób cierpiących na choroby układu oddechowego. Poza pyłem i dymem powstają także wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAH), tlenek węgla, lotne związki organiczne, czy tlenki azotu. Warto rozważyć alternatywne sposoby na grillowanie np. wykorzystując grille gazowe, elektryczne lub korzystanie z ekologicznych paliw.

Biorąc udział w imprezach masowych, które licznie organizowane są w okresie wakacyjnym, często możemy podziwiać pokazy sztucznych ogni, potocznie zwanych fajerwerkami. Poza spektakularnym efektem wizualnym podczas eksplozji fajerwerków dochodzi do uwolnienia dużej ilości pyłu zawieszonego. Pył ten może zawierać metale ciężkie, takie jak ołów, miedź i inne, które są stosowane w fajerwerkach do uzyskania różnych kolorów. Te drobne cząstki mogą przenikać do płuc i powodować problemy zdrowotne, zwłaszcza u osób z chorobami układu oddechowego. Więcej o szkodliwości fajerwerków pisaliśmy tutaj i tutaj. Przykład „letni” (na rysunku poniżej) pochodzi z naszych pomiarów mobilnych wykonanych podczas jednej z imprez masowych z tego roku, kiedy nasz zespół pomiarowy przechodził koło podpalonej racy.

Latem zanieczyszczenie powietrza pyłem wynika zarówno z naturalnych procesów, jak i z intensywnej działalności człowieka, szczególnie związanej z transportem, pracami remontowymi, rolnictwem oraz rekreacją (oczywiście cały czas następuje też emisja pyłu związana z działalnością przemysłową, ale na niej się nie skupialiśmy). Warto też dodać, że w wyniku wysokich temperatur i suszy (a takie sytuacje zdarzają się coraz częściej), mogą występować również pożary lasów i  łąk, które generują ogromne ilości dymu, zawierającego cząstki pyłów, tlenki azotu, LZO i inne szkodliwe substancje. Przykład z Amazonii opisaliśmy tutaj, inne przykłady tutaj.  Jeśli chodzi o Polskę, o zagrożeniach pożarowych regularnie informuje IMGW w swoim serwisie. Oczywiście pożary terenów naturalnych czy rolniczych  to nie wszystko, zagrażają nam również pożary na terenach zamieszkanych (pożary domów, magazynów, wysypisk odpadów…) – szczególnie groźne, bo płonąć w nich mogą tworzywa sztuczne i inne substancje. Przykład takiego zdarzenia (co prawda nie letniego, ale dobrze ilustrującego oddziaływanie), odnotowane przez naszą siec pomiarową przedstawiaj ilustracja poniżej.

Zatem pomimo wakacyjnej aury, wciąż jesteśmy narażeni na pyłowe zanieczyszczenia powietrza. Nie ma co prawda dramatu, ale czasem może być nieprzyjemnie. Pamiętajmy też, że w lecie zagrażają nam również inne zjawiska Zachęcamy do zapoznania się z ciekawym cyklem publikacji na naszej stronie internetowej pt. Letnie zagrożenia, opisaliśmy szereg zjawisk klimatycznych oraz związanych z jakością powietrza, szkodzących nam w lecie. Spróbowaliśmy również przedstawić jak się przed nimi chronić. Pomimo ciepłej i słonecznej pogody zalecamy też śledzenie prognoz jakości powietrza również w wakacyjnym okresie na naszym profilu na FB oraz na portalu mapowym.