Podstawowe fakty o polskim smogu

Temat zanieczyszczenia powietrza w Polsce przetoczył się przez media jak burza – jednak w obiegu funkcjonują głównie wycinkowe informacje, nie pozwalające na bardziej całościową ocenę tego problemu. Dodatkowo, alarmistyczny ton organizacji społecznych i aktywistów/ek zwracających uwagę na wysokie stężenia zanieczyszczeń często spotyka się z uspokajającą reakcją przedstawicieli władz publicznych, wskazujących, że następuje poprawa jakości powietrza, że smog jest problemem teoretycznym, lub że dane prezentowane przez stronę społeczną są niewiarygodne. W tym tekście przyjrzymy się dokładniej problematyce zanieczyszczenia powietrza w Polsce, koncentrując się przede wszystkim na wynikach pomiarów – na tle europejskim i w odniesieniu do norm dla poszczególnych zanieczyszczeń. Przyjrzymy się także źródłom zanieczyszczeń, by lepiej zrozumieć charakter problemu i (nie)możliwości jego rozwiązania. Zaczniemy jednak od systemu pomiarowego, czyli odpowiedzi na pytanie co i jak jest mierzone.

Jak w Polsce mierzy się zanieczyszczenie powietrza?

Pomiar zanieczyszczenia powietrza w Polsce jest realizowany przez Inspekcję Ochrony Środowiska, która dysponuje siecią około 250 stacji monitorujących jakość powietrza. Ocena jakości powietrza pod kątem ochrony zdrowia bierze pod uwagę 12 rodzajów zanieczyszczeń, m.in. dwutlenek siarki (SO2), dwutlenek azotu (NO₂), ozon (O₃), pyły zawieszone PM2.5 i PM10. Wszystkie wyniki pomiarów są dostępne w Banku Danych Pomiarowych na Portalu Jakości Powietrza, skąd czerpią też informacje mobilne aplikacje pokazujące poziom zanieczyszczeń. Z prawnego punktu widzenia kluczowy jest doroczny raport Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska (GIOŚ), który sprawdza, czy w poszczególnych częściach (tzw. strefach) Polski zostały przekroczone limity zanieczyszczeń. Jeśli tak się stało, władze danego województwa są zobowiązane do przygotowania Programu Ochrony Powietrza, w którym zaproponują rozwiązanie problemu.

Przyjrzyjmy się teraz limitom stężeń, o których wspomnieliśmy w poprzednim akapicie. Kto je zdefiniował i na jakiej podstawie? Normy obowiązujące w polskim prawie są przeniesione z regulacji unijnych, zawartych w dwóch dyrektywach, tj. (1) CAFE: w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy z 2008 roku oraz (2) w sprawie arsenu, kadmu, rtęci, niklu i WWA w otaczającym powietrzu z 2004 roku. Swoje wytyczne dot. dopuszczalnego – z punktu widzenia zdrowia publicznego – poziomu stężeń publikuje także Światowa Organizacja Zdrowia. Normy WHO są bardziej restrykcyjne, co oznacza, że limity zanieczyszczeń obowiązujące w polskim prawie nie stanowią dostatecznej ochrony zdrowia ludności. Oprócz dopuszczalnych stężeń, polskie prawo definiuje też poziom informowania i poziom alarmowy dla wybranych zanieczyszczeń – na zdecydowanie wyższym poziomie niż w innych państwach UE.

Jaki jest stan powietrza w Polsce?

Opisanie wyników dla wszystkich zanieczyszczeń zajęłoby zbyt wiele miejsca, dlatego skupimy się na PM10, PM2.5 oraz B[a]P. Po pierwsze, to w przypadku tych substancji najczęściej przekraczane są limity zdefiniowane w polskim prawie. Po drugie, to związki, które w największym stopniu przyczyniają się do negatywnych konsekwencji zdrowotnych (wraz z NO2 i O3).

W tym momencie powinniśmy wprowadzić ważne rozróżnienie. Zanieczyszczenie powietrza można analizować z dwóch różnych perspektyw: (1) emisji, tj. ilości danej substancji uwalnianej do atmosfery na wybranym obszarze z określonych źródeł, np. środków transportu albo elektrowni, oraz (2) stężenia, czyli ładunku danej substancji w powietrzu w danym punkcie. Emisja wyrażana jest zwykle w tonach. Z kolei stężenie jest podawane najczęściej w mikrogramach (μg) na metr sześcienny i jest wypadkową emisji oraz przemieszczania się zanieczyszczeń.

PM10 i PM2.5

Za tym skrótem kryje się pył zawieszony o średnicy ziaren, odpowiednio, poniżej 10 mikrometrów i poniżej 2,5 mikrometra (czyli PM2.5 zawiera się w PM10). Na ich powierzchni wiązane są toksyczne zanieczyszczenia, np. benzo(a)piren, metale ciężkie i silnie trujące dioksyny. Drobny pył wnika do organizmu przez drogi oddechowe (PM2.5 jest tak mały, że przenika także do krwiobiegu), podnosząc ryzyko wystąpienia chorób układu oddechowego, a także zawału serca, udaru mózgu i raka płuc.

Odsetek stref, w których przekroczono normy dla PM10 wyniósł w 2015 roku 85% (średnia dla poprzednich 5 lat wyniosła mniej więcej tyle samo). Problem dotyczy zwłaszcza dotrzymania normy dobowej, tj. 50 μg/m³ – dopuszczalne jest 35 dni z przekroczeniami w roku. W 2015 roku ten limit został przekroczony na około ¾ stacji pomiarowych w kraju. W kilkunastu przypadkach liczba dni z przekroczonym pułapem 50 μg/m³ wyniosła ponad 100. Na tym wskaźniku oparty był popularny w mediach ranking najbardziej zanieczyszczonych miejsc Europy, zdominowany przez polskie i bułgarskie miasta. Przyjmując kryteria WHO, okazuje się, że zaledwie ok. 5% stacji w Polsce mieści się w granicach bezpiecznego stężenia średniorocznego (20 μg/m3).

W przypadku PM2.5 norma została przekroczona w 2015 roku w połowie stref (w poprzednich 5 latach wynik był podobny). W roku tym około 40% stacji zanotowało średnie roczne stężenie przekraczające normę unijną, ale normę WHO przekroczyło 100% stacji. To właśnie ten wskaźnik stał u podłoża kolejnego popularnego rankingu, wskazującego, że spośród 50 najbardziej zanieczyszczonych miast UE aż 33 są w Polsce.

Czy I kwartał 2017 roku, kiedy w mediach dominował temat smogu, był wyjątkowo zły? GIOŚ nie udostępnia jeszcze pełnych baz danych dla lat 2016-2017, możemy więc odpowiedzieć tylko przez pryzmat wybranego punktu pomiarowego. Skupmy się na często przywoływanej w mediach stacji komunikacyjnej przy al. Niepodległości w Warszawie. We wspomnianym okresie dobowy limit stężenia PM10 został przekroczony 56 razy (na 90 dni!). Rok wcześniej, w I kwartale, było 29 dni z przekroczeniami. W przypadku PM2.5 średnia z wykonywanych co godzinę pomiarów wyniosła 47.6 μg/m3 w I kwartale 2017 roku i 34.3 μg/m3 w analogicznym okresie 2016 roku. Przynajmniej w Warszawie smog ostatniej zimy był zatem wyjątkowo dotkliwy.

Benzo[a]piren

B[a]P należy do najbardziej toksycznych zanieczyszczeń powietrza, ma charakter rakotwórczy i mutagenny. Jest jednym ze składników pyłu zawieszonego, powstającym przede wszystkim podczas spalania paliw kopalnych i biomasy.

W 2015 roku 96% stref w Polsce miało przekroczoną normę dla B[a]P (mniej więcej tyle samo co w poprzednich 5 latach). W 2015 roku tylko 3 stacje – na ponad 100 – zanotowały średnie roczne stężenie w ramach dopuszczanego prawem limitu. WHO stwierdza, że nie ma bezpiecznego dla zdrowia poziomu B[a]P, dlatego zamiast normy przyjmuje wartość odpowiadającą dodatkowemu prawdopodobieństwu zachorowania na raka na poziomie 0,00001 – 0,12 ng/m³. W 2015 roku 100% stacji w Polsce przekroczyło tę wartość, średnio 40-krotnie (prawie 5-krotnie w odniesieniu do normy unijnej). Polska zdecydowanie wyróżnia się wysokimi stężeniami B[a]P na tle UE, co dobrze pokazuje poniższa mapa z raportu Europejskiej Agencji Środowiska (EEA).

Rysunek 1. Średnie stężenie B[a]P w 2012 roku

Stan powietrza w Polsce – podsumowanie i dynamika zmian

Najpoważniejszym problemem dla jakości powietrza w Polsce są bardzo wysokie (zagrażające zdrowiu mieszkańców) stężenia pyłów PM10 i PM2.5 oraz B[a]P. Wskazują na to zarówno zestawienia wyników pomiarów z obowiązującymi lub zalecanymi (WHO) normami, jak i relatywna pozycja Polski wśród innych państw UE.

Jak wygląda dynamika zmian, i czy w ostatnich latach obserwujemy poprawę sytuacji? Na to pytanie trudno jednoznacznie odpowiedzieć, bo sieć stacji pomiarowych PM2.5 oraz B[a]P rozwinęła się stosunkowo niedawno. Zmianę średniego rocznego stężenia tych trzech zanieczyszczeń obrazuje poniższy wykres. W przypadku B[a]P trudno mówić o jakimkolwiek trendzie. PM10 pozostaje na podobnym poziomie jak 10 lat temu, choć w ostatnich latach istnieje wyraźny trend spadkowy. W przypadku PM2.5 także widoczny jest trend spadkowy, choć – biorąc pod uwagę wysoką korelację między stężeniami dwóch rodzajów pyłu – można zakładać, że w dłuższej perspektywie czasowej zmiana nie jest tak jednoznaczna. Co więcej, za obserwowaną tendencję spadkową mogą odpowiadać raczej łagodniejsze zimy, niż świadome działania naprawcze.

Rysunek 2. Średnie roczne stężenie PM10, PM2.5 i B[a]P na stacjach pomiarowych w Polsce, 2005-2015

Dane o łącznej wielkości emisji PM10, PM2.5 i B[a]P są zbierane już od 20 lat – przedstawia je poniższy wykres. W tym okresie emisja pyłów spadła o około 1/3, a B[a]P o kilkanaście procent. Najwyraźniejsze spadki były jednak notowane jeszcze w latach 90., kiedy transformacji podlegał polski przemysł ciężki i energetyka (zamykanie zakładów, inwestycje w filtry zanieczyszczeń). W ostatnich latach emisje pyłów znowu zaczęły spadać, a B[a]P – nieznacznie rosnąć.

Rysunek 3. Łączna emisja PM10. PM2.5 i B(a)P w Polsce w latach 1995-2014

Źródła zanieczyszczeń

Wiemy już jakie zanieczyszczenia stanowią najistotniejszy problem. Żeby lepiej zrozumieć jego charakter, musimy sprawdzić, jakie są źródła pyłów zawieszonych i B[a]P w polskim powietrzu. Możemy do tego celu wykorzystać dwa rodzaje danych. Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBIZE) oblicza łączne emisje w rozbiciu na kilkadziesiąt rodzajów źródeł, głównie w oparciu o ilości paliw będących w obrocie. Inspekcja Ochrony Środowiska podaje z kolei główne przyczyny przekroczenia limitów stężenia – dla danego stanowiska i substancji.

Tabela 1. Źródła emisji i przyczyny przekroczeń dopuszczalnych stężeń B(a)P, PM10 i PM2.5

Zanieczyszczenie	Główne źródła emisji	Główne przyczyny przekroczeń
B[a]P	indywidualne ogrzewanie budynków – 76% Koksownie – 17%	Indywidualne ogrzewanie budynków – 100%
PM10	indywidualne ogrzewanie budynków – 38% Transport drogowy – 9% Energetyka zawodowa i ciepłownictwo – 9%	Indywidualne ogrzewanie budynków – 85% Intensywny ruch pojazdów – 9%
PM2.5	Indywidualne ogrzewanie budynków – 40% Transport drogowy – 13% Energetyka zawodowa i ciepłownictwo – 10%	Indywidualne ogrzewanie budynków – 89% Intensywny ruch pojazdów – 8%

Źródło: opracowanie własne, na podst. KOBIZE 2016, GIOŚ 2015

Główną przyczyną niskiej jakości powietrza w Polsce jest indywidualne ogrzewanie budynków. To dlatego najwyższe stężenia zanieczyszczeń notowane są w zimie i – w odróżnieniu od większości państw europejskich – także w małych miejscowościach, pozbawionych przemysłu, czy intensywnego ruchu drogowego. Dotyczy to zwłaszcza Polski południowej, gdzie splata się kilka czynników: duża gęstość zabudowy jednorodzinnej, powszechne stosowanie węgla w domowych kotłowniach, obecność „brudnego” przemysłu, ukształtowanie terenu sprzyjające kumulacji zanieczyszczeń. Skoro przyczyna problemu jest tak łatwa do zidentyfikowania, czemu wciąż go nie rozwiązano?

Zanieczyszczenie powietrza a polska polityka ochrony powietrza

Wiemy już, że spośród trzech głównych źródeł zanieczyszczeń powietrza – przemysłu, transportu i sektora komunalno-bytowego – to ten ostatni odgrywa w Polsce dominującą rolę (choć lokalnie to transport bywa najpoważniejszym problemem), a konkretnie palenie węglem i/lub biomasą w domowych lub osiedlowych kotłowniach. Mamy więc kilka elementów tej układanki, którym warto przyjrzeć się dokładniej: potrzeby cieplne domów jednorodzinnych, jakość paliwa oraz jakość pieca.

Średnie zużycie energii w domach w Polsce to 170 kWh/m²/rok, czyli około 10-krotnie więcej niż w domach pasywnych. Wysoka energochłonność wynika z niedostatecznego ocieplenia – wg badań Instytutu Ekonomii Środowiska ponad 70% domów jednorodzinnych w Polsce to obiekty o niskim lub bardzo niskim standardzie izolacji cieplnej. Mimo dużych nakładów publicznych na termomodernizację, domy jednorodzinne pozostają poza systemem wsparcia. Także obowiązujące standardy energetyczne dla nowo powstających budynków nie sprzyjają wykorzystaniu potencjału istniejących technologii – za niskoenergetyczne domy jednorodzinne uznaje się budynki o zużyciu < 70 kWh/m²/rok.

Jak zaspokajane jest tak duże zapotrzebowanie na energię cieplną w polskich domach? Ponad 2/3 domów jednorodzinnych posiada kocioł węglowy, w którym zwykle – oprócz węgla – spalane jest także drewno. Zdecydowana większość to tzw. kopciuchy, czyli piece oparte na przestarzałej technologii i emitujące nawet dziesięciokrotnie więcej pyłów i B[a]P niż dostępne na rynku kotły 5 klasy. W polskim prawie nie ma dotychczas standardów emisyjnych dla nowych kotłów węglowych małej mocy, ale to wkrótce powinno ulec zmianie. Według Unijnej Dyrektywy Ekoprojektu od 2020 roku w państwach UE dopuszczone do obrotu będą tylko kotły najwyższej, 5 klasy. Ministerstwo Rozwoju zapowiada, że przyspieszy wdrożenie tych regulacji o dwa lata. Problemem pozostaną piece kupione wcześniej i wciąż mocno dymiące. Dlatego warto rozważyć wprowadzenie obowiązku wymiany kotłów przekraczających określone standardy emisyjności, tak jak zrobili to np. Czesi.

Sama wymiana kotłów nie wystarczy, ponieważ ich parametry emisyjne zależą także od jakości paliwa. Kwestią standardów dla paliw stałych NIK i polski parlament zajęły się już w 2000 roku: Najwyższa Izba Kontroli wykazała brak norm paliw stałych, ważnych w zakresie ograniczania niskiej emisji. [..] Jeżeli w ciągu 4-5 lat, w zakresie energetyki zawodowej zrobiliśmy w Polsce duży postęp, to w zakresie niskiej emisji […] zrobiono niewiele. Jedną z przyczyn jest to, że kopalnie mogą sprzedać odbiorcom indywidualnym węgiel dowolnej jakości, czego nie praktykuje się w żadnym z krajów Unii Europejskiej. Tam są wyraźnie określone parametry węgla przeznaczonego do odbioru indywidualnego. […] z tego wynika, jest w Polsce potrzeba, aby jakości paliw stałych były określone, bowiem nawet tzw. floty, czyli odrzut po flotacji, zawierające bardzo dużo siarki i popiołu, są sprzedawane przez kopalnie odbiorcom indywidualnym, co powoduje olbrzymią niską emisję, z którą do tej pory nie daliśmy sobie rady.

Jak wygląda sytuacja prawna po siedemnastu latach? W jaki sposób polscy decydenci „dali sobie radę” z tym problemem? W omawianym okresie nie zostały wprowadzone żadne standardy dla paliw stałych. Projekt rozporządzenia w tej sprawie z 2015 roku utknął ze względu na opór spółek węglowych, obawiających się utraty dochodowego sektora rynku. Obecnie Ministerstwo Energii wróciło do tematu, przedstawiając propozycję, która według organizacji społecznych nie zmienia status quo. Gospodarstwa domowe w Polsce wciąż palą więc węglem o nienormowanej zawartości siarki i popiołu, w tym także stanowiącym odpad z produkcji węgla mułem węglowym. Jego spalanie w domowych kotłowniach przekłada się na 2-3 krotny wzrost emisji pyłów i B[a]P w porównaniu do „normalnego” węgla – i około 100 milionów zł dodatkowych przychodów rocznie dla polskich kopalń.

Niemoc polskiej polityki/polityków w zakresie ochrony powietrza kilkukrotnie spotykała się z krytyką instytucji unijnych. W 2008 roku KE udzieliła Polsce ostrzeżenia i zażądała wyjaśnień ws. przekroczeń dopuszczalnych stężeń PM10. W 2012 roku KE skierowała skargę do Trybunału Sprawiedliwości UE, zarzucając Polsce niewprowadzenie przepisów wymaganych przez Dyrektywę CAFE. Rok później skarga została wycofana, po tym jak Polska dokonała koniecznych zmian w prawie. Wreszcie, w grudniu 2015 roku Komisja wniosła kolejną sprawę do Trybunału Sprawiedliwości, w związku z utrzymującymi się przekroczeniami dopuszczalnych stężeń PM10 – obecnie trwają wyjaśnienia między KE i Ministerstwem Środowiska.

Zanieczyszczenie powietrza okazuje się podwójnie brudnym problemem. Po pierwsze, polskie społeczeństwo skazane jest na oddychanie powietrzem gorszej jakości (czyli: bardziej szkodliwym) niż w innych państwach UE. Po drugie, władze (zwłaszcza centralne) z opóźnieniem reagują na problem zanieczyszczenia powietrza, lawirując między wymogami unijnymi i narastającą presją społeczną z jednej strony, a oporem lobby węglowego z drugiej. Miejmy nadzieję, że wraz z rosnącą świadomością problemu coraz trudniej będzie bronić interesów sektora wydobywczego.

Powyższy tekst jest zmodyfikowaną i zaktualizowaną wersją wpisu na blogu wiedzadlapolityki.wordpress.com

Artykuł ukaże się w najbliższym,  nowym wydaniu Zielonych Wiadomości (nr.27)