PARADOKS KRAKOWA
Kraków to miasto liczące 780 tys. mieszkańców, położone w kotlinie, wzdłuż Wisły (największa rzeka w Polsce). Zabudowa znacznej części Krakowa jest zwarta, bez tzw. korytarzy przewietrzających, co sprzyja częstej stagnacji powietrza. Przez niemal pół wieku, praktycznie do końca ubiegłego stulecia największa huta w Polsce – Huta Sendzimira – funkcjonowała z filtracją na poziomie tamtych czasów. Kraków jest predysponowany do inwersji temperatury i powstawania zanieczyszczenia powietrza typu smogu. Wymienia się go w pierwszej dziesiątce miast w Polsce pod względem zanieczyszczenia atmosfery. A jednak spośród większych miast polskich… w Krakowie żyje się najdłużej. Może inne czynniki mają obecnie większe znaczenie, takie jak nikotynizm, odsetek ludzi otyłych i spożycie mocnych alkoholi?
PARADOKS PARYŻ-KRAKÓW
W Paryżu od bardzo dawna nie pali się węglem, lecz gazem ziemnym. W Krakowie i okolicy wciąż jeszcze część kotłów i pieców korzysta z węgla. A mimo to zanieczyszczenie Paryża i Krakowa średnio są porównywalne (choć nieco różni się ich profil). Prawdopodobnie dwie są tego przyczyny:
1) niedocenianie transportu samochodowego jako źródła smogu,
2) niedocenianie pary wodnej jako bardzo ważnego, wręcz niezbędnego czynnika smogu.
PARA WODNA A SMOG
Para wodna powstaje podczas spalania paliw płynnych: benzyny, oleju napędowego, LPG i wodoru oraz… w ogromnych ilościach podczas spalania gazu ziemnego w
wierć miliona krakowskich mieszkań.
W przeszłości miasta zakładano w sąsiedztwie wody i w dolinach. Chroniło to je przed wiatrem, łagodziło klimat (woda to bufor ciepła), zapewniało drogę transportu i umożliwiało handel, a przede wszystkim zapewniało zaopatrzenie w wodę i, niestety, często – odprowadzenie ścieków. Naturalną konsekwencją bliskości wody jest większa wilgotność względna otaczającej atmosfery, w miastach nadmorskich zbliżająca się do 100%. Emisja każdej dodatkowej ilości pary wodnej, pochodzącej z ogrzewania bytowego, z transportu i przemysłu (co ciekawe – elektrownie atomowe też są źródłem emisji znacznych ilości pary wodnej przez chłodnie kominowe) powoduje lokalne nasycenie parą wodną, jej skraplanie do drobniutkich kropelek mgły, ta absorbuje tlenki azotu i siarki, tworząc aerozol roztworu kwasu azotowego i siarkowego. Ten świetnie kumuluje się w miejskim kanionie ulic (o miejskim kanionie będzie w osobnym artykule na temat miejskiej wyspy ciepła). Bez tej pary wodnej gorące gazowe tlenki azotu i siarki, tlenek węgla i WWA miałyby szansę drogą konwekcji opuścić pułapkę uliczną (przebić się).
GAZ ZIEMNY A SMOG
Lobbyści gazu ziemnego zapewniają, że podczas spalania gazu ziemnego powstaje tylko nieszkodliwa para wodna i nieco dwutlenku węgla. Jakże mijają się z prawdą! Każdy, kto miał do czynienia z kotłem kondensacyjnym, wie, że kondensat pary wodnej ma pH 4–5, a w przypadku opalania olejem, który zawiera znacznie więcej siarki niż gaz ziemny, nawet pH 2, i jest żrący. Z grubsza to roztwór kwasów siarkowych IV i VI, azotowego i węglowego w wodzie. Jeśli instalacja nie jest kondensacyjna, a tak rzecz się ma w przytłaczającej większości (trzeba tu uwzględnić wszystkie termy i kuchnie gazowe), to kwaśne produkty spalania trafiają w całości wprost do atmosfery. 20 lat temu naukowcy wykazali, że podczas spalania gazu ziemnego wystarczy zwyczajne ciśnienie atmosferyczne oraz przepływ laminarny, aby już tworzyły się dłuższe węglowodory łańcuchowe oraz węglowodory aromatyczne, w tym wielopierścieniowe (groźne WWA), tlenki azotu, a w niewielkim niedoborze tlenu powstaje i tlenek węgla, zwany popularnie czadem. (Więcej na ten temat można znaleźć w artykule Ciemna strona gazu ziemnego w „Kurierze WNET” z lutego 2020 r.).
Badania medyczne wykazały szczególny związek zawartości tlenków azotu w powietrzu z incydentami sercowo-naczyniowymi i oddechowymi. Spaliny powstające ze spalania gazu ziemnego w tysiącach instalacji w budynkach mieszkalnych wydostają się przewodami kominowymi lub wentylacyjnymi tuż nad powierzchnię dachów. Tam w chłodniejszy dzień oddają ciepło utajone (ciepło skraplania), powodując, że na poziomie dachów powstaje warstwa powietrza o wyższej temperaturze aniżeli na dnie kanionu ulicznego, gdy w mieście ulice – powierzchnie dróg i chodników – są wychłodzone po zimnej nocy. Na to nakładają się jeszcze dwa dodatkowe czynniki. W zależności od izolacji dachów, dach bywa najważniejszą powierzchnią ucieczki ciepła z budynku do otaczającej atmosfery. Zimą od godzin porannych promieniowanie słoneczne dochodzi do powierzchni ciemnych (tradycyjnie) dachów i je nagrzewa. Później słońce wznosi się nieco wyżej nad horyzont i może już oświetlać (i ogrzewa
) ściany najwyższych pięter. Często nawet nie dochodzi do dna kanionu ulicznego, a jeśli, to tylko gdy położenie słońca staje się równoległe do kierunku ulicy.
Wymienione trzy czynniki powodują szczególny rodzaj inwersji temperatury w mieście. Jeśli na dnie tego miejskiego kanionu emitowane są spaliny samochodowe, mają one utrudnioną możliwość wydostania się do góry – będą zalegać – stagnowa
. Wstępna analiza tabel godzinowych zawartych w Danych Pomiarowych Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska dla kilku większych arterii miast polskich biegnących w kierunkach zbliżonych do linii północ-południe zdaje się potwierdza
, że również w polskich miastach, oprócz szczytów nasilenia ruchu drogowego, w tym tzw. korków i aktualnego stanu pogody, wyżej opisana lokalna inwersja temperatury przyczynia się do istotnych wahań parametrów jakości powietrza.
ODORANTY
W artykule Ciemna strona gazu ziemnego znajduje się szersza informacja na temat używanych odorantów, czyli nawaniaczy gazu ziemnego i propanu-butanu (LPG). Z uwagi na bezpieczeństwo użytkowników gazu ziemnego są one niezbędne. Odoranty zarówno siarkowe, jak i bezsiarkowe nie są obojętne dla zdrowia – same w sobie, jak i produkty ich spalania z gazem ziemnym (SO2, WWA). Na szczęście ilość ich nie jest na tyle istotna, aby same mogły spowodować zanieczyszczenie atmosfery typu smogu. Tym niemniej, biorąc pod uwagę zużycie gazu ziemnego i propanu-butanu w Polsce, nawanianie tetrahydrotiofenem THT ponad 25 mg/m3 gazu przy rocznym zużyciu tylko samego gazu ziemnego na poziomie 30 mld m3, można przypuszcza
, że w Polsce zużywamy około 800 ton THT. Po spaleniu powstaje z niego dwutlenek siarki w ilości ok. 580 ton. Sięgając do danych zawartych w Raporcie Krajowy Bilans Emisji SO2, NOx, CO, NH3, NMLZO, pyłów, metali ciężkich i TZO za lata 2015–2017, KOBIZE, Instytut Ochrony Środowiska – transport samochodowy w 2017 roku był źródłem 545 ton SO2. Ważną rolę w budowaniu smogu pełni powstająca ze spalania metanu i innych węglowodorów para wodna dodana do innych zanieczyszczeń i już istniejącej pary wodnej w otoczeniu.
PALENIE TYTONIU A ZANIECZYSZCZENIE ATMOSFERY
W ostatnim dwudziestoleciu w wielu krajach przeprowadzono szereg badań naukowych na temat związku zanieczyszczenia atmosfery z chorobami dróg oddechowych i układu krążenia. Ich wyniki, jak i wyniki późniejszych metaanaliz, potwierdzają taki związek, w szczególności zwiększenia dobowej umieralności związanej z przekroczeniem średniego dobowego stężenia NO2 o każde 10 ug/m3 oraz zwiększenie umieralności związanej z długookresowym narażeniem na NO2 i pyły PM2,5 przy przekroczeniu o każde 10 ug/m3. Normy WHO określają dopuszczalne średniodobowe przekroczenia zawartości PM 2,5 na 25 ug/m3, zaś roczne – na 10 ug/m3 i średniorocznych stężeń NO2 na poziomie do 40 ug/m3 oraz maksymalne jednogodzinne narażenie na NO2 na 200 ug/m3. Przekroczenia średnioroczne o 10 ug/m3 występują w Polsce w kilku miastach, przekroczenia dobowe – w ponad 20 miastach. Są to przekroczenia najwyżej kilkakrotne. Dla porównania, w nie tak odległej przeszłości przekroczenia norm w Kantonie (ChRL) były 50-krotne, a w Pekinie 40-krotne.
Zaobserwowane w badaniach wzrosty umieralności są na każde przekroczenie o 10 ug/m3 powietrza rzędu nieco ponad 1% (0,01), czy to z powodu chorób układu oddechowego, układu krążenia czy nowotworu.
Przypuśćmy, że znajduję się w przedziale umieralności, w którym mam prawdopodobieństwo zgonu 0,01 (zbliżony do średniej umieralności populacyjnej w Polsce; oznacza, że co rok umiera co setny Polak). Jeśli w moim rejonie zanieczyszczenie przekracza średniorocznie o 10 ug/m3, to moje ryzyko wzrośnie z 0,01 o 1% do 0,0101. Czy wzrost jest aż taki zawrotny? Gdybym był mieszkańcem Kantonu w latach 90. ub. wieku lub przemysłowej dzielnicy Chorzowa bądź Łodzi lat 40. ub. wieku, to z uwagi na przekroczenia norm pyłu PM2,5, prawdopodobnie również 40-krotne (w tamtych czasach nie oznaczano nie tylko frakcji, ale praktycznie nawet pyłów w ogóle), czyli o 1000 ug/m3, moje ryzyko wzrosłoby z 0,01 do 0,02, czyli uległoby podwojeniu!
Z przyczyn ekonomicznych oraz środowiskowych bogate kraje „wyeksportowały” uciążliwą produkcję z typowymi jej zanieczyszczeniami. Obecnie głównym problemem zdrowotnym związanym z zanieczyszczeniami powietrza w krajach tzw. zachodnich są tlenki azotu. Ich źródło stanowią silniki samochodowe, szczególnie wysokoprężne (a urzędnicy unijni wciąż z uporem maniaka walczą z dwutlenkiem węgla w spalinach), elektrownie spalające gaz ziemny, ropę naftową i węgiel (instalacje odpylania i odsiarczania to dziś w elektrowniach standard) i… spalanie gazu ziemnego w milionach gospodarstw domowych. Wielu czytelników będzie pewnie zaskoczonych, ale na tlenki azotu najbardziej narażone są kobiety w kuchni, gdyż to one zwykle zajmują się przygotowaniem posiłków. Tlenki azotu należą do związków kancerogennych obok innych związków chemicznych toksycznych, teratogennych i kancerogennych, opisanych w artykule Ciemna strona gazu ziemnego. Czy należy histeryzować z powodu zanieczyszczenia atmosfery w Polsce? Są grupy ludzi, którzy demonstrują z hasłami „Smog zabija w Polsce”. Stwierdzenie takie mogłoby być prawdziwe kilkadziesiąt lat temu na Śląsku i w Łodzi. Ale czy obecnie?
Aktywiści, którzy twierdzą, że smog zabija w Polsce, bez należytej staranności uwzględnienia zasad toksykologii i statystyki usiłują wykazać, że narażenie na zanieczyszczenie powietrza na poziomie tego, jaki mamy np. w Krakowie, jest gorsze od palenia papierosów. Czy mają rację? Porównajmy Polskę i Francję – konkretnie Kraków z Paryżem. Dwie najważniejsze choroby dróg oddechowych wiązane z zanieczyszczeniem atmosfery i paleniem to przewlekła obturacyjna choroba płuc (COPD lub POChP) i astma. Przeanalizujmy kilka statystyk.
W pierwszej kolejności statystykę zgonów z powodu POChP (The impact of COPD on Lung Health Worldwide: Epidemiology and Incidence, Susanne Hurd PhD, Chest, vol. 117, issue 2, Suppl. Feb. 2000). Wynika z niej, że śmiertelność z powodu POChP u mężczyzn w Polsce jest aż o 67% wyższa niż we Francji i nieco tylko wyższa u polskich kobiet niż u Francuzek. Dlaczego? Gdy sięgnąć do danych Eurostatu (hlth_esis_sk3e) Proportion of daily smokers of cigarettes by sex and level of consumption 2014 (% persons aged 15 or over), dowiadujemy się, że pali tylko 21% Polaków więcej niż Francuzów. Skąd taka przepaść w śmiertelności? Czy faktycznie w domniemanym zanieczyszczeniu atmosfery? Czy w gorszej jakości papierosów? Nie! Otóż „smog” w Paryżu niewiele odbiega od tego w Krakowie. Gdy rzetelniej przyjrzeć się wspomnianym statystykom, okazuje się, że problem tkwi nie w liczbie palaczy ogółem, lecz w liczbie palaczy palących ponad 20 papierosów dziennie. I tak mężczyzn palących ponad 20 papierosów dziennie jest w Polsce o 141% (!) więcej niż we Francji, Polek palących ponad 20 papierosów dziennie jest zaś o 76% więcej niż Francuzek.
Odpowiedź jest zatem prosta: najważniejszą i dramatyczną przyczyną zgonów z powodu POChP jest palenie ponad 20 papierosów dziennie, a zanieczyszczenie środowiska na poziomie, jaki obecnie (a nie historycznie!) występuje w państwach Unii Europejskiej, ma wprawdzie znaczenie, ale relatywnie małe. Nic dziwnego: od 70 lat wiadomo oficjalnie, jak tragiczne są zdrowotne skutki palenia. Czy nie można odnieść wrażenia, że ci, co tak głośno nakręcają histerię „śmiercionośnego smogu”, działają w imieniu lobby przemysłu tytoniowego? Czyżby dochody ze sprzedaży papierosów spadały?
Przyjrzyjmy się jeszcze innej statystyce: rozpowszechnieniu astmy (Prevalence Asthma, Our World in Data, Oxford Martin School, 2017). Okazuje się, że w Polsce występuje u 4,47% społeczeństwa, we Francji zaś u 6,67%, czyli we Francji o 50% częściej niż w Polsce. Przypomnijmy: przy podobnym indeksie smogu jak w Polsce! Może faktycznie najbardziej szkodliwe są tlenki azotu pochodzące ze spalania gazu ziemnego i silników milionów samochodów?
Polecamy
