Emisję zanieczyszczeń możemy podzielić na punktową i powierzchniową.
EMISJA PUNKTOWA
− procesy energetycznego spalania paliw oraz przemysłowe procesy technologiczne, odprowadzające substancje do powietrza emitorem (kominem) w sposób zorganizowany
EMISJA POWIERZCHNIOWA
− emisja związana z ogrzewaniem mieszkań w sektorze komunalno-bytowym emisja liniowa
− emisja ze źródeł ruchomych związanych z transportem pojazdów samochodowych i paliwami
Zanieczyszczenia emitowane z wysokich kominów przenoszone są na duże odległości i rozpraszane na znacznych obszarach, powodując podwyższenie ogólnego poziomu tła w skali całego kraju. Mają one natomiast stosunkowo ograniczony wpływ na jakość powietrza w miastach, gdzie większą rolę odgrywają małe, ale liczne obiekty zlokalizowane częstokroć w bezpośrednim sąsiedztwie zwartej zabudowy mieszkaniowej. Źródła te emitują również specyficzne substancje podczas niepełnego spalania paliw w przestarzałych typach kotłów lub w paleniskach indywidualnych, stanowiąc w niektórych miastach poważny problem.
W dużych miastach, ze względu na specyficzne uwarunkowania związane ze zwartą zabudową mieszkaniową i tworzące się tak zwane kaniony uliczne, a przede wszystkim
w związku z dużym natężeniem ruchu samochodowego (emisja spalin), występują zagrożenia przekraczania dopuszczalnych poziomów stężeń zanieczyszczeń w powietrzu.
Ilustracja rozprzestrzeniania się substancji szkodliwych w środowisku. Źródłem szkodliwych substancji może być droga (spaliny, hałas, wibracje, pył, często wycieki oleju), zakład produkcyjny ( liczne substancje chemiczne), pole uprawne ( pestycydy), choroby przenoszone przez zwierzęta i inne. Ekspozycja ludzi na te czynniki zależy od wielu nie podlegających kontroli takich warunków jak: kierunek wiatru, opady, spływ wód, rodzaj ujęcia wody pitnej, zadrzewienie itp.
Przeciętny człowiek dziennie wdycha aż 16 kg powietrza. Więcej niż spożywa jedzenia i płynów. Szacuje się, że jeśli oddychamy powietrzem podczas maksymalnego stężenia pyłów, to tak jakbyśmy wypalali od 20 do 60 sztuk papierosów dziennie!
Jakość powietrza w Europie wciąż nie spełnia odpowiednich norm. Szacuje się, że około 90% mieszkańców miast europejskich jest narażonych na zanieczyszczenia powietrza, takie jak pył, dwutlenek azotu, ozon czy benzo(a)piren, które mają największy wpływ na zdrowie człowieka. Zgodnie z raportem Europejskiej Agencji Środowiska Air quality in Europe – 2014 report, w ostatnich latach przekroczenia dopuszczalnych poziomów pyłów PM10 i PM2,5 występowały na większości obszaru Europy.
30 000 osób w Europie cierpi na astmę.
54 400 Europejczyków umiera co roku na raka płuc spowodowanego zanieczyszczeniem powietrza.
10% europejskich dzieci ma astmę.
Polska należy do krajów o najwyższej koncentracji zanieczyszczeń powietrza w Europie.
43 000 Polaków umiera co roku z powodu zanieczyszczenia powietrza.
Dla porównania: każdego roku w wypadkach drogowych w naszym kraju ginie 3 300 osób.
Smog
Zanieczyszczenia pierwotne emitowane przez duże miasta czy obszary przemysłowe przy bezwietrznej pogodzie lub w warunkach inwersji temperatury tworzą tzw. smog. Smog to ogólna nazwa stanu dolnej troposfery zanieczyszczonej„bukietem” związków pochodzenia antropogenicznego. Rozróżnia się smog fotochemiczny i smog kwaśny.
Zanieczyszczenia takie jak: tlenki azotu, węglowodory (zwłaszcza alkeny) i inne składniki spalin w czasie silnego nasłonecznienia ulegają przemianom do rodników. Rodniki są bardzo reaktywne i tworzą wiele toksycznych związków. Najgroźniejsze z nich to nadtlenki a także ozon, tlenek węgla (czad), tlenki azotu, aldehydy i węglowodory aromatyczne – związki te tworzą smog fotochemiczny (zwany też utleniającym).
W wilgotnym, silnie zanieczyszczonym powietrzu, zwłaszcza tlenkami siarki, węgla oraz pyłem węglowym tworzy się smog kwaśny. Kwasy są nie tylko bezpośrednim zagrożeniem dla ludzi, zwierząt czy roślin, ale także kwaśne zanieczyszczenia powietrza wpływają na zakwaszenie gleb i wód. Agresywne czynniki smogu kwaśnego powodują również niszczenie materiałów budowlanych i innych.
Lotne związki organiczne
Istotną frakcją zanieczyszczeń gazowych na obszarach zurbanizowanych, pochodzącą z gazów spalinowych, odparowania produktów naftowych i stosowania rozpuszczalników organicznych, są lotne związki organiczne – LZO (ang. volatile organic compounds – VOC). Najliczniej reprezentowane są:
− węglowodory alifatyczne (alkany, alkeny, alkiny, np. etan, etylen, acetylen, izobutan),
− węglowodory pierścieniowe (cykloalkany),
− węglowodory aromatyczne (np. BTEX, czyli benzen, toluen, etylobenzen i ksyleny),
− węglowodory halogenowe (chloro-, bromo-, jodopochodne, np. chlorometan, trichloroetan),
− węglowodory nitrowane (np. nitrobenzen),
− alkohole i fenole (metanol, etanol, propanol, butanole, fenol, krezole),
− karbonylowe pochodne (np. formaldehyd, acetaldehyd, akroleina, aceton),
− kwasy karboksylowe i estry (np. kwas mrówkowy, octowy, masłowy, octan etylu, maślan metylu),
− heterocykliczne związki organiczne zawierające m.in. azot, tlen, siarkę (np. indol, skatol, pirydyna); większość z nich to tzw. odory,
− alifatyczne związki siarki (np. merkaptany zaliczane do odorów),
− aminy alifatyczne (trietyloamina),
− aminy aromatyczne (np. anilina).
Rycina przedstawia drogi bezpośredniego i pośredniego zagrożenia metalami
Cząstki emitowane do powietrza
Wielkości i kształt cząstek emitowanych do powietrza są bardzo zróżnicowane. W zależności od sposobu zachowywania się ich w powietrzu i układzie oddechowym cząstki podzielono na podzakresy wymiarowe:
– pył opadający (cząstki bardzo grube o średnicy większej od 10 mikrometrów),
– pył zawieszony, a w nim:
• cząstki grube o średnicy większej od 2,5 mikrometra a mniejszej lub równej 10 mikrometrom (PM10),
• cząstki drobne o średnicy większej od 0,1 mikrometra a mniejszej lub równej 2,5 mikrometra (PM2,5),
• cząstki bardzo drobne o średnicy mniejszej lub równej 0,1 mikrometra.
Rycina przedstawia migrację związków rodziny dioksyn w środowisku
Zanieczyszczenie frakcji PM10 jest bardzo niebezpieczne dla zdrowia. Cząstki te są bowiem zbyt małe, by mogły zostać zatrzymane w naturalnym procesie filtracji oddechowej. Budowa gardła i nosa człowieka nie pozwala na ich skuteczne zatrzymywanie. Przedostając się do płuc i oskrzeli mogą wywoływać choroby.
Frakcja o średnicy ziaren poniżej 2,5 mikrometra (PM2,5) jest najgroźniejsza dla zdrowia człowieka. Cząstki te są tak drobne, że przenikają z układu oddechowego bezpośrednio do krwi! To właśnie one są współodpowiedzialne za astmę, alergie, zawały serca i przedwczesne zgony.
Wieloletnie badania emisji zanieczyszczeń w obrębie szlaków komunikacyjnych potwierdzają fakt, że transport drogowy jest istotnym czynnikiem wpływającym na wielkość emisji pyłu PM10. Wielkość emisji cząstek stałych PM10 zależy: od rodzaju silnika, od budowy i rodzaju materiału hamulców i sprzęgieł, od materiałów ogumienia, od masy pojazdu, od prędkości poruszania się, od warunków pogodowych i jakości jezdni, przy czym wymienione czynniki są od siebie zależne. Najpoważniejsze zanieczyszczenia komunikacyjne przenoszone przez pyły to wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), metale ciężkie, dioksyny i inne.
Najistotniejszym ze zdrowotnego punktu widzenia skutkiem oddziaływania WWA na organizm jest zdolność niektórych z nich do wywoływania zmian nowotworowych. Liczne
badania dostarczyły dostatecznej ilości danych pozwalających zakwalifikować takie związki, jak: benzo(a)piren, dibenzo(a,h)antracen, benzo(a)antracen, benzo(b)fluoranten, czy dibenzo(a,e)piren do substancjirakotwórczych.
WWA występują w powietrzu zawsze w postaci stałej na powierzchni cząstek pyłów, mgły lub dymu, co przyspiesza ich mokrą i suchą depozycję. Stężenie tych związków jest odwrotnie proporcjonalne do odległości źródła emisji. Bardzo groźnymi związkami zaadsorbowanymi na powierzchni pyłów są nitrowe pochodne WWA pochodzące ze spalin (silniki Diesla i spalinowe) oraz powstające w wyniku reakcji chemicznych WWA z tlenkami azotu i zachodzących w fazie gazowej. Nitrowe pochodne WWA charakteryzują się wielokrotnie wyższą mutagennością i kancerogennością w porównaniu z WWA.
Benzo[a]piren
− to wyjątkowo niebezpieczny, rakotwórczego i mutagenny wielopierścieniowy węglowodór aromatyczny (WWA). Jego stężenia przekraczają dopuszczalny poziom na terenie całej niemal Polski i są przy tym wielokrotnie wyższe niż stężenia tej substancji, z jakimi mają do czynienia mieszkańcy większości pozostałych państw UE. Głównym źródłem benzo[a]pirenu są domowe piece i kotły na węgiel i drewno – związek ten powstaje przy spalaniu paliw stałych w niskich temperaturach.
