article in PDF format - Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów

article in PDF format - Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW
1(97)/2014
Zdzisław Chłopek1, Katarzyna Suchocka2
ANALIZA PRZEPISÓW OCHRONY ŚRODOWISKA PRZED EMISJĄ
CZĄSTEK STAŁYCH W ASPEKCIE RUCHU SAMOCHODOWEGO
1. Wstęp
Od wieków ludzie wykorzystywali zasoby środowiska naturalnego. Rozwój
cywilizacyjny spowodował zwiększenie oddziaływania ludzi na środowisko. Na sprawy
związane z ochroną środowiska początkowo nie zwracało się uwagi, zmieniło się to
dopiero w drugiej połowie XX wieku [26, 21].
Zagrożeń środowiska jest wiele, m.in. są one związane z wyczerpywaniem się
zasobów naturalnych oraz z zanieczyszczeniem poszczególnych składników środowiska,
np. powietrza atmosferycznego [21].
W dzisiejszych czasach istotnym problemem jest zanieczyszczenie powietrza,
bowiem może prowadzić ono do zagrożeń zarówno o charakterze lokalnym,
regionalnym, kontynentalnym, jak i globalnym. Skutkami emisji3 zanieczyszczeń do
atmosfery lokalnie mogą być: smog, degradacja ekosystemów, pogarszanie się jakości
powietrza w miastach oraz zakwaszenie środowiska. Globalne zanieczyszczenia
powietrza sprzyjają powstawaniu efektu cieplarnianego czy zubożeniu warstwy
ozonowej w stratosferze [13, 20, 21]. Dodatkowo niektóre toksyczne związki, które są
emitowane do powietrza, charakteryzują się dużą trwałością i mają zdolność do
bioakumulacji. Ponadto zanieczyszczone powietrze nie tylko jest problemem dla
środowiska naturalnego i cywilizacyjnego, ale również oddziałuje ono negatywnie na
zdrowie ludzi [13, 21].
Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego to każda substancja, będąca w stanie
stałym, ciekłym lub gazowym, która znajduje się w środowisku w stężeniu większym od
stężenia naturalnego [13, 20, 21]. Ilość, rodzaj zanieczyszczeń, a także zasięg ich
oddziaływania może być ogromny. Zanieczyszczenia, jakie występują w atmosferze, są
głównie w stanie gazowym (organiczne i nieorganiczne), jednak występują także
zanieczyszczenia pyłowe [13, 21]. Pod pojęciem pyłu rozumie się fazę rozproszoną
układu dwufazowego, składającą się z ciała stałego, które jest zawieszone w gazowej
fazie rozpraszającej, jakim jest powietrze [8, 13, 20, 21]. Zanieczyszczenia, jakie
znajdują się w powietrzu, można podzielić na pierwotne oraz wtórne. Pierwotne
wydzielane są przez źródła bezpośrednio do powietrza, natomiast wtórne powstają
w wyniku reakcji chemicznych, zachodzących w atmosferze pomiędzy
zanieczyszczeniami pierwotnymi. Zanieczyszczenia gazowe, a także pyłowe, znajdujące
się w powietrzu, mogą ulegać takim procesom jak przemieszczanie (transport), dyfuzja
turbulencyjna, procesy fizyczno-chemiczne zachodzące pomiędzy nimi, suche osiadanie
Prof. dr hab. inż. Zdzisław Chłopek, Politechnika Warszawska, Instytut Pojazdów, Narbutta 84, 02-524
Warszawa, Polska, e-mail: [email protected], tel. +48 22 234 85 59.
2
Mgr inż. Katarzyna Suchocka, Przemysłowy Instytut Motoryzacji, Zakład Ochrony Środowiska
i Wykorzystania Energii Naturalnej, Jagiellońska 55, 03-301 Warszawa, Polska, e-mail: [email protected],
tel. +48 22 7777 190.
3
Pojęcie emisji ma dwa znaczenia. Jako zjawisko oznacza wprowadzanie do środowiska materii lub energii.
Jako wielkość fizyczna emisja oznacza masę substancji wprowadzanej do środowiska [2 – 5].
1
21
(sucha depozycja), osiadanie w wyniku wymywania przez opady atmosferyczne (mokra
depozycja) czy przemieszczanie do stratosfery [13, 21].
O szkodliwym oddziaływaniu pyłów na zdrowie ludzkie jako pierwszy w 1524 r.
napisał Georgius Agricola w dziele zatytułowanym „De re metalica”. W dzisiejszych
czasach problem zanieczyszczeń powietrza jest wielokrotnie poruszany w wielu
publikacjach. Oddziaływanie cząstek stałych na zdrowie człowieka z uwagi na fakt, iż są
związkami niejednorodnymi, jest uzależnione od składu chemicznego, a także
mineralogicznego, budowy fizycznej oraz rozmiarów ziaren. Klasyfikacja pyłów
uzależniona jest od średniej średnicy aerodynamicznej ziaren. Cząstki stałe można
podzielić w następujący sposób [2, 4, 5, 7 – 9, 13, 20, 21, 25]:
 TSP – całkowity pył zawieszony (Total Suspended Particles) – cząstki stałe
o średnicy aerodynamicznej mniejszej niż 300 µm,
 PM10 (PM – Particulate Matter) – pył drobny o średnicy aerodynamicznej mniejszej
niż 10 µm,
 PM2.5 – pył zawieszony – cząstki o średnicy aerodynamicznej mniejszej niż 2,5 µm
(o rozdrobnieniu koloidalnym),
 PM1 – frakcja pyłów o wymiarze średnicy aerodynamicznej mniejszej niż 1 µm (pył
praktycznie niewidzialny, wyróżniany jest w badaniach silników spalinowych).
Źródła cząstek stałych, występujących w atmosferze, można podzielić na naturalne
oraz antropogeniczne. Wśród naturalnych wyróżnia się: aerozole morskie roślinne
i zwierzęce, wybuchy wulkanów, pożary lasów, materiały osadowe. Wśród
antropogenicznych natomiast wyróżnia się źródła związane z działalnością bytową
i gospodarczą ludzi, tj. pyły pochodzące z procesów produkcyjnych, procesów spalania
paliw, głównie stałych (w tym z palenisk domowych). Znaczącymi emiterami
zanieczyszczeń pyłowych są: przemysł energetyczny, chemiczny, wydobywczy,
metalurgiczny oraz budowlany (np. produkcja cementu) [2, 3, 7, 8, 13, 21]. Istotnym
źródłem emisji pyłów PM10 oraz PM2.5 jest również transport, z którego pochodzi
około 15% obydwu frakcji cząstek stałych [1, 21]. W skali globalnej emisja pyłów ze
źródeł naturalnych jest dominująca, jednak w obszarach, gdzie intensywność
działalności społeczeństwa jest duża, antropogeniczne źródła mają większy wpływ na
zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego[2, 21].
Cząstki stałe można scharakteryzować za pomocą wielkości, charakteryzujących
właściwości fizyczne, chemiczne biologiczne, takie jak: wielkość, morfologię, gęstość,
skład chemiczny, skład mineralogiczny, ładunek elektryczny, przewodnictwo
elektryczne oraz charakter hydrofobowy bądź hydrofilowy [16, 21]. Wielkością
o charakterze intensywnym, charakteryzującą szkodliwość pyłów dla środowiska ludzi
i ich zdrowia jest imisja4 – stężenie pyłów rozproszonych w środowisku [3 – 5].
W Polsce zanotowano zbliżony udział emisji cząstek stałych z takich sektorów jak
energetyka, przemysł, a także działalność komunalno-bytowa. W ostatnich latach udało
się u nas zmniejszyć emisję pyłów, jednak w dalszym ciągu Polska jest ich największych
emiterem w Europie. Prawdopodobnie wynika to z dużej energochłonności gospodarki
narodowej oraz przeważającego udziału węgla jako nośnika energii [13, 21].
Oddziaływanie pyłów na zdrowie ludzi jest uzależnione przede wszystkim od
wielkości cząstek stałych, ich składu chemicznego, mineralogicznego, a także od
budowy fizycznej i kształtu aerodynamicznego ziaren pyłów [7, 17, 18, 20, 21]. Cząstki
Imisja ma dwa znaczenia. Jako zjawisko oznacza przyjmowanie zanieczyszczeń przez środowisko. Jako
wielkość fizyczna imisja oznacza stężenie zanieczyszczeń rozproszonych w powietrzu atmosferycznym,
mierzone na wysokości 1,5 m nad powierzchnią Ziemi [2 – 5].
4
22
stałe, jakie znajdują się w powietrzu atmosferycznym, mogą działać na organizm ludzki
w sposób drażniący (m.in. podrażniając błony śluzowe spojówek oczu, górnych dróg
oddechowych), zwłókniający, uczulający oraz toksyczny. Pyły mogą oddziaływać na
ludzi w sposób ogólny oraz swoisty, co jest charakterystyczne dla różnych rodzajów
pyłu, a to z kolei jest związane z właściwościami chemicznymi i fizycznymi cząstek
stałych [12, 21].
W skład pyłów mogą wchodzić takie związki, jak węgiel elementarny (sadza),
metale ciężkie np. arsen, rtęć, kadm, nikiel czy ołów, a także wielopierścieniowe
węglowodory aromatyczne (WWA) np. benzo-a-piren, benzo-a-antracen, benzo-bfluoranten [11, 20, 21]. Wymienione związki są silnie toksyczne, kancerogenne
i mutagenne [13, 21]. Oddziaływanie wymienionych powyżej substancji, jakie mogą
wchodzić w skład pyłów, jest uzależnione m.in. od odczynu kwasowego oraz od
zdolności tworzenia związków chemicznych przez te substancje. Ponadto na
oddziaływanie pyłów może wpływać również ich stan fizyczny, wielkość, gęstość,
zdolność penetracji, rozpuszczalność, higroskopijność, a także przewodnictwo
elektryczne cząstek. Prócz tego oddziaływanie zanieczyszczeń na zdrowie ludzkie zależy
od cech danego człowieka, takich jak zdolność obronna płuc (genetyczna lub nabyta),
czynniki anatomiczne, fizjologiczne oraz aktualny stan immunologiczny [18, 20, 21].
Tak jak już napisano, oddziaływanie pyłów na zdrowie ludzkie jest zależne od
wielkości ich ziaren. Na rysunku 2 przedstawiono udział depozycji cząstek stałych
zatrzymywanych przez różne narządy układu oddechowego w zależności od wymiarów
ziaren pyłów [4, 7, 8, 20, 21].
1
0,8
C
0,6
U
A
B
0,4
0,2
0
0,01
0,1
1
10
D [m]
Rys. 1. Rozkład wielkości cząstek stałych, zatrzymywanych w różnych odcinkach
układu oddechowego człowieka;
A – płuca, B – tchawica i oskrzela, C – nosogardło, U – udział depozycji [4, 7, 8, 18, 20,
21]
Analizując wykres na rysunku 1 można zauważyć, że najgroźniejsze dla zdrowia
człowieka są cząstki o małych średnicach, tj. PM2.5 i PM1. Na początku układu
oddechowego człowieka, tj. w nosogardle, są zatrzymywane pyły o średnicy większej
niż 10 µm. Są one tam akumulowane bądź wydalane wraz z wydzielinami [8, 20, 21].
Do głębszych partii układu oddechowego przedostają się pyły o mniejszych średnicach.
23
Do pęcherzyków płucnych dostają się ziarna pyłu o średnicy aerodynamicznej
zawierającej się w granicach (0,05 – 2,0) µm, natomiast pyły o drobniejszych średnicach
mogą dostawać się do organizmu człowieka tak jak gaz [17, 18, 20, 21]. Głębokość
penetracji przez poszczególne frakcje cząstek stałych układu oddechowego organizmu
ludzkiego zobrazowano na rysunku 2 [5, 21].
Rys. 2. Głębokość penetracji poszczególnych frakcji cząstek stałych układu
oddechowego organizmu ludzkiego [5, 21]
Niektóre pyły są rozpuszczalne w wodzie oraz w płynach ustrojowych, tj. przede
wszystkim w ślinie i soku żołądkowym. Może to być niebezpieczne wówczas, gdy pyły
zawierają związki silnie trujące, w przeciwnym razie, zjawisko to jest korzystne, gdyż
pyły ulegające rozpuszczeniu i wchłonięciu, a w konsekwencji nie mają negatywnego
oddziaływania na organizm ludzki [12, 21]. Należy podkreślić, iż najbardziej realnym i
zarazem największym zagrożeniem wśród zanieczyszczeń pyłowych są cząstki
drobnoziarniste [18, 20, 21].
Pyły nie tylko oddziałują na populację ludzką, lecz mają także bardzo duży wpływ
na wszystkie elementy składowe środowiska. Mogą oddziaływać m.in. na wody, gleby,
rośliny. Ogólnie mówiąc pyły mają negatywny wpływ zarówno na florę jak i faunę, jaka
występuje na Ziemi [20, 21].
2. Analiza przepisów ochrony środowiska przed emisją cząstek stałych
2.1. Przepisy obowiązujące w Polsce
W Polsce oraz na całym świecie przepisy prawne regulują życie społecznogospodarcze ludzi [5, 15, 20, 21]. W ostatnich dziesięcioleciach dokonuje się znaczący
postęp cywilizacyjny, co powoduje zwiększanie degradacji środowiska, dlatego właśnie
należy dokonać wszelkich starań, aby temu zapobiegać [19]. Dotychczas w wielu aktach
prawnych została poruszona problematyka ochrony środowiska, zarówno jako całości,
jak i poszczególnych elementów [5, 15, 20, 21]. Źródłami prawa w Polsce są:
Konstytucja Rzeczypospolitej Polskiej, ustawy, ratyfikowane umowy międzynarodowe,
24
rozporządzenia, a także akty prawa miejscowego [5, 14, 15, 20, 21]. Najwyższą moc
prawną ma Konstytucja. Ratyfikowane umowy międzynarodowe muszą stanowić
integralną część przepisów prawnych obowiązujących na terenie kraju, a także
dodatkowo mają pierwszeństwo przed ustawami. Podstawowymi aktami prawnymi
w Polsce są rozporządzenia, które są aktami wykonawczymi do ustaw. Akty prawa
miejscowego są ustanawiane przez organy samorządu terytorialnego lub regionalne
organy administracji rządowej. Ponieważ Polska należy do Unii Europejskiej, przepisy
prawne obowiązujące w kraju muszą być zgodne z prawem wspólnotowym. W UE
istnieje zasada nadrzędności, co oznacza, że prawo pierwotne czyli traktaty, ich
załączniki oraz protokoły i akty wydawane na ich podstawie są ważniejsze od prawa
krajowego. Prawem wtórnym nazywane są rozporządzenia, dyrektywy, decyzje,
zalecenia i one są bezpośrednio stosowane w państwach należących do UE i nie są
wdrażane do przepisów krajowych. Inna sytuacja jest w przypadku dyrektyw, które
muszą być wdrożone do prawa krajowego [5, 15, 20, 21].
W Konstytucji RP napisano, że państwo jest zobowiązane do obrony niepodległości
oraz nienaruszalności terytorium kraju, a ponadto musi zapewnić wolność,
bezpieczeństwo i prawa człowieka i obywatela, dodatkowo powinno strzec dziedzictwo
narodowe i prowadzić działania, jakie związane są z ochroną środowiska, kierując się
zasadą zrównoważonego rozwoju [5, 14, 20, 21]. Problematykę rozwoju
zrównoważonego poruszono w art. 3 pkt. 50 Ustawy „Prawo ochrony środowiska”
z dnia 27 kwietnia 2001 r. [5, 20, 21, 23]. Konstytucja dopuszcza możliwość
ograniczenia wolności oraz praw obywateli, w przypadku gdy jest to niezbędne np. dla
ochrony środowiska (art. 31). Zgodnie również z art. 74 Konstytucji władze państwowe
powinny zapewnić ochronę środowiska dla współczesnych oraz przyszłych pokoleń,
natomiast każdy obywatel ma prawo uzyskiwać informacje o stanie środowiska na
terenie kraju [14, 20, 21]. O prawie do uzyskania informacji o jakości środowiska
zapisano również w Ustawie o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie,
udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na
środowisko z dnia 3 października 2008 r. [1, 21, 22]. Organy administracji są
obowiązane udostępniać każdemu informację o środowisku i jego ochronie (art. 8), a od
podmiotu, żądającego danej informacji nie wymaga się wykazania interesu prawnego
bądź faktycznego (art. 13) [1, 21, 22].
Działania na rzecz ochrony środowiska, poprawy stanu środowiska należą do władz
państwowych. Prócz tego każdy obywatel jest obowiązany dbać o środowisko,
a w przypadku pogorszenia jakości środowiska spowodowanej przez niego, ponosi za to
odpowiedzialność [5, 14, 20, 21]. Na podstawie przytoczonych wcześniej artykułów
Konstytucji, napisano ustawę „Prawo ochrony środowiska”, gdzie zawarto przepisy
dotyczące m.in. problematyki zanieczyszczeń. Z powyższych dokumentów wynika
zarówno obowiązek pośredni, jak i bezpośredni, ochrony ludzi oraz środowiska przed
zanieczyszczeniami, w tym zanieczyszczeniami pyłowymi [20, 21].
Ustawa „Prawo ochrony środowiska” określa m.in. działania zapewniające
utrzymanie najlepszej jakości powietrza, wymagania dotyczące ocen jakości powietrza,
klasyfikację stref, a także formułuje podstawowe regulacje w zakresie programów
ochrony powietrza i planów działań krótkoterminowych. Ważną ustawą dotyczącą
ochrony powietrza jest Ustawa o handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych
i innych substancji z dnia 22 grudnia 2004 r. Wśród aktów wykonawczych do ww. ustaw
istotne są [1]:
25

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie
poziomów niektórych substancji5 w powietrzu (Dz.U. 2012.0.1031),
 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 sierpnia 2012 r. w sprawie stref,
w których dokonuje się oceny jakości powietrza (Dz.U.2012.0.914),
 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 10 września 2012 r. w sprawie zakresu
i sposobu przekazywania informacji dotyczących zanieczyszczenia powietrza
(Dz.U. 2012.0.1034),
 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 września 2012 r. w sprawie
dokonywania oceny poziomów substancji w powietrzu (Dz.U.2012.0.1032),
 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości
odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz.U. 2010.16.87),
 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 lipca 2010 r. w sprawie przypadków,
w których wprowadzanie gazów lub pyłów do powietrza z instalacji nie wymaga
pozwolenia (Dz.U. 2010.130.881),
 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 września 2012 r. w sprawie
programów ochrony powietrza oraz planów działań krótkoterminowych (Dz.U.
2012.0.1028).
Prócz ustaw i rozporządzeń istotnymi dokumentami, które dotyczą ochrony
powietrza, są m.in. „Program Państwowego Monitoringu Środowiska na lata 2013 –
2015”, program priorytetowy „Likwidacja niskiej emisji wspierająca wzrost
efektywności energetycznej i rozwój rozproszonych odnawialnych źródeł energii”,
„Polityka energetyczna Polski do 2030 r.”, a także „Polityka Ekologiczna Państwa
w latach 2009 – 2012 z perspektywą do roku 2016” [21, 28].
2.2. Przepisy obowiązujące w Unii Europejskiej
Jeżeli chodzi o przepisy obowiązujące na terenie Unii Europejskiej, to na początku
należy przywołać przepisy, dotyczące pojazdów samochodowych, emisji zanieczyszczeń
do powietrza oraz metod zapobiegania oraz zmniejszania tych emisji. Wśród nich są
[5, 6, 20, 21]:
 dyrektywa 70/156/EWG Rady z dnia 6 lutego 1970 r. w sprawie zbliżenia
ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się do homologacji typu
pojazdów silnikowych i ich przyczep,
 dyrektywa 98/69/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 października 1998
r. odnosząca się do środków mających zapobiegać zanieczyszczeniom powietrza
przez emisje z pojazdów silnikowych i zmieniająca dyrektywę Rady 70/220/EWG,
 dyrektywa 1999/96/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 13 grudnia 1999 r.
w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się do
działań, jakie mają zostać podjęte przeciwko emisji zanieczyszczeń gazowych
i pyłowych przez silniki o zapłonie samoczynnym stosowane w pojazdach oraz
emisji zanieczyszczeń gazowych z silników o zapłonie wymuszonym, napędzanych
gazem ziemnym lub skroplonym gazem ropopochodnym, stosowanych
w pojazdach, oraz zmieniająca dyrektywę Rady 88/77/EWG,
W pracy zachowano w cytowaniach oryginalne nazewnictwo, nawet w przypadkach, gdy jest one błędne. Tak
jest w przypadku „poziomów niektórych substancji w powietrzu”. Jak wiadomo „poziom” odpowiada w
cytowanym znaczeniu w przybliżeniu „wartości” (w innych przypadkach oznacza wysokość). Oczywiście
wartość może mieć tylko wielkość fizyczna, a nie przedmiot (w opisywanym przypadku – substancja).
Prawidłowo powinno być: „imisji niektórych substancji” lub „stężeń niektórych substancji w powietrzu”.
Słabość formalna, występująca często w aktach prawnych i pracach naukowych z zakresu ochrony środowiska,
wynika w znacznej mierze z faktu, że ochrona środowiska jest nauką powstałą z działań praktycznych.
5
26

rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 595/2009 z dnia 18
czerwca 2009 r. dotyczące homologacji typu pojazdów silnikowych i silników
w odniesieniu do emisji zanieczyszczeń pochodzących z pojazdów ciężarowych
o dużej ładowności (Euro VI) oraz w sprawie dostępu do informacji dotyczących
naprawy i obsługi technicznej pojazdów, zmieniające rozporządzenie (WE)
nr 715/2007 i dyrektywę 2007/46/WE oraz uchwalające dyrektywy 80/1269/EWG,
2005/55/WE i 2005/78/WE,
 rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 715/2007 z dnia 20
czerwca 2007 r. w sprawie homologacji typu pojazdów silnikowych w odniesieniu
do emisji zanieczyszczeń pochodzących z lekkich pojazdów pasażerskich
i użytkowych (Euro 5 i Euro 6) oraz w sprawie dostępu do informacji dotyczących
naprawy i utrzymania pojazdów,
 rozporządzenie Komisji (WE) nr 692/2008 z dnia 18 lipca 2008 wykonujące
i zmieniające rozporządzenie (WE) nr 715/2007 Parlamentu Europejskiego i Rady
w sprawie homologacji typu pojazdów silnikowych w odniesieniu do emisji
zanieczyszczeń pochodzących z lekkich pojazdów pasażerskich i użytkowych (Euro
5 i Euro 6) oraz w sprawie dostępu do informacji dotyczących naprawy i utrzymania
pojazdów,
 dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 200/30/WE z dnia 6 czerwca 2000 r.
w sprawie drogowej kontroli przydatności do ruchu pojazdów użytkowych
poruszających się we Wspólnocie.
W prawodawstwie UE powstało wiele dokumentów dotyczących ochrony
środowiska i ludzi przed zanieczyszczeniami pyłowymi. Początkowo dokumenty te
odnoszono do wyników pomiarów imisji całkowitego pyłu zawieszonego, później
wprowadzono również pomiary imisji cząstek stałych PM10, natomiast gdy badania
wykazały, iż najgroźniejsze dla zdrowia ludzi są cząstki drobnoziarniste, wprowadzono
obowiązek pomiarów imisji cząstek stałych PM2.5. W przyszłości, prawdopodobnie
wprowadzony zostanie obowiązek pomiarów imisji cząstek stałych PM1. Do 2008 r.
istniały cztery dyrektywy oraz jedna decyzja, dotyczące jakości powietrza
atmosferycznego. Połączono je w jedną dyrektywę, tj. dyrektywę Parlamentu
Europejskiego 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza
i czystszego powietrza dla Europy, tzw. dyrektywę CAFE (Clean Air For Europe). Były
to poniższe dokumenty UE [5, 8, 10, 20, 21]:
 dyrektywa Rady 96/62/WE z dnia 27 września 1996 r. w sprawie oceny
i zarządzania jakością powietrza,
 dyrektywa Rady 1999/30/WE z dnia 22 kwietnia 1999 r. odnosząca się do wartości6
dopuszczalnych dla dwutlenku siarki, dwutlenku azotu, i tlenków azotu oraz pyłu
i ołowiu w otaczającym powietrzu,
 dyrektywa Rady 2000/69/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 listopada
2000 r. dotycząca wartości dopuszczalnych benzenu i tlenku węgla w otaczającym
powietrzu,
 dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2002/3/WE odnosząca się do ozonu
w otaczającym powietrzu,
 decyzja Rady 97/101/WE z dnia 27 stycznia 1997 r. ustanawiająca system
wzajemnej wymiany informacji i danych pochodzących z sieci i poszczególnych
6
Patrz przypis 5.
27
stacji dokonujących pomiarów zanieczyszczeń otaczającego powietrza
w państwach członkowskich.
Do dyrektywy CAFE planuje się dołączyć jeszcze jedną dyrektywę, mianowicie
dyrektywę 2004/107/WE z dnia 15 grudnia 2004 r. w sprawie arsenu, kadmu, rtęci, niklu
i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w otaczającym powietrzu.
Dyrektywa ta zostanie dołączona wówczas, gdy zdobyte zostanie doświadczenie
związane z jej wdrażaniem [5, 8, 10, 20, 21].
Do dyrektywy CAFE włączono jeszcze dwie dyrektywy utworzone w celu ochrony
powietrza atmosferycznego, jednak nie zawierają one przepisów dotyczących pyłów. Są
to dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 listopada 2000 r. dotycząca
wartości dopuszczalnych benzenu i tlenku węgla w otaczającym powietrzu, a także
dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2002/3/WE z dnia 12 lutego 2002 r.
odnosząca się do ozonu w otaczającym powietrzu [5, 20, 21].
W dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008
r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy, zawarto nowe
obowiązki państw członkowskich, tzn. państwa te muszą nadzorować, a także oceniać
imisję pyłu respirabilnego (PM2.5) [5, 8, 20, 21]. We wstępie do tego dokumentu
prawnego napisano, że drobny pył zawieszony, tj. PM2.5, negatywnie oddziałuje na
zdrowie ludzi i że każda jego imisja stwarza zagrożenie. Z uwagi na szkodliwość pyłów
drobnoziarnistych, ich imisja powinna być jak najbardziej zmniejszona. W dyrektywie
CAFE zawarto 6 głównych celów. Pierwszym z nich jest zdefiniowanie oraz określenie
kierunków działań, które dotyczą jakości powietrza i wyznaczone są, aby zapobiegać
bądź ograniczać szkodliwe oddziaływanie wszystkich zanieczyszczeń powietrza na
zdrowie ludzkie i środowisko. Drugim celem jest opracowanie wspólnych metod oraz
kryteriów oceny jakości powietrza we wszystkich państwach należących do UE.
Dodatkowo powinna następować wzajemna wymiana informacji dotyczącej jakości
powietrza oraz pomoc w ograniczaniu emisji zanieczyszczeń do powietrza
atmosferycznego, a co za tym idzie powinno się wspólnie nadzorować długoterminowe
trendy, a także poprawić stan powietrza. Ponadto informacje o aktualnym stanie jakości
powietrza muszą być udostępniane społeczeństwu. Dyrektywa stawia również jako cel
utrzymanie jakości powietrza, tam gdzie jest ono dobre, natomiast tam gdzie są
przekroczone normy, powinno się dążyć do poprawy jego stanu. Ostatnim celem
dyrektywy jest promowanie współpracy pomiędzy państwami członkowskimi UE
w zakresie ograniczania zanieczyszczeń gazowych oraz pyłowych emitowanych do
atmosfery. Zanieczyszczenia pyłowe mogą mieć charakter transgraniczny, dlatego
państwa należące do UE w chwili opracowania zarówno planów ochrony powietrza, jak
i planów działań krótkoterminowych są obowiązane współpracować z państwami
sąsiadującymi oraz informować społeczeństwo zamieszkujące zagrożone obszary.
Dodatkowo państwa członkowskie muszą prowadzić oceny jakości powietrza na terenie
kraju. Rodzaj pomiarów jest określony wartością imisji zanieczyszczenia na danym
obszarze. Na obszarach o małych imisjach zanieczyszczeń, mniejszych niż tzw. dolny
próg oszacowania (określony w dyrektywie) dopuszcza się prowadzenie jedynie
modelowania wraz z tzw. obiektywnym szacowaniem. Wyniki analiz muszą być
przedstawiane Komisji Europejskiej w formie znormalizowanej, określonej
w dyrektywie. W niniejszym akcie prawnym określono dolne i górne progi oszacowania
dla poszczególnych zanieczyszczeń i tak dla pyłów PM10 górny próg oszacowania
wynosi 28 µg/m3, a dolny 20 µg/m3. W przypadku pyłów PM2.5 progi są niższe
i wynoszą odpowiednio 17 µg/m3 oraz 12 µg/m3. Ponadto na obszarach oddalonych od
antropogenicznych źródeł zanieczyszczeń pyłowych, powinno się wykonywać pomiary
28
imisji oraz badania składu chemicznego pyłu PM2.5, które są wymagane do ocen
średnich rocznych informacji. W ramach badań składu chemicznego są oceniane
zawartości takich substancji, jak SO42-, NO3-, Na-, K+, NH4+, Cl-, Ca2+, Mg2+, wolny
węgiel (EC) oraz węgiel organiczny (OC). Kryteria prowadzonych pomiarów zawarto
w artykule 6 pkt. 5 dyrektywy. Ponieważ pyły stwarzają zagrożenie dla zdrowia
ludzkiego, państwa członkowskie muszą podjąć działania w celu zmniejszenia ich imisji.
Państwa należące do UE mają obowiązek do 2015 r. osiągnąć imisję pyłów PM2.5
mniejszą niż 20 µg/m3. Wartość docelowa jaką należało osiągnąć do 2010 r. wynosiła
25 µg/m3. W dyrektywie określono dopuszczalną wartość dla lat 2015 – 2020, na
poziomie 25 µg/m3, a po 2020 r. 20 µg/m3. W załączniku V dyrektywy CAFE zawarto
informacje dotyczące kryteriów określania minimalnej liczby punktów pomiarowych,
w których powinny być prowadzone stałe pomiary imisji zanieczyszczeń gazowych oraz
pyłowych. Stacje te są tworzone w celu ochrony nie tylko zdrowia ludzi, ale również
w celu ochrony roślinności i ekosystemów naturalnych. W załączniku tym zamieszczono
również podział punktów pomiarowych na źródła emisji rozproszone i punktowe. Dla
źródeł rozproszonych liczba punktów pomiarowych jest uzależniona od liczby
mieszkańców strefy (lub aglomeracji) oraz od imisji zanieczyszczeń występujących
w powietrzu, tzn. od tego czy przekraczają górny próg oszacowania, czy nie.
W przypadku źródeł punktowych stanowisko poboru próbek dla pyłów PM2.5 jest
stawiane jedno na 100.000 mieszkańców, co pozwala na ocenę zgodności z planem
zmniejszania oddziaływania pyłów drobnoziarnistych na zdrowie ludzkie. W załączniku
VI do dyrektywy opisano metody referencyjne oceny imisji wszystkich zanieczyszczeń
i tak dla pyłów PM2.5 procedurę zapisano w normie EN 14907:2005 „Jakość powietrza
atmosferycznego – znormalizowana metoda pomiaru grawimetrycznego do oznaczania
frakcji masy pyłu zawieszonego PM2.5”, a dla pyłów PM10 procedurę opisano
w normie EN 12341:1999 „Jakość powietrza – Oznaczanie frakcji PM10 pyłu
zawieszonego – metoda odniesienia i procedura badania terenowego do wykazania
równoważności stosowanej metody pomiarowej z metodą odniesienia”. Załącznik XV
dyrektywy CAFE zwiera w punktach informacje, które są wymagane w planach ochrony
powietrza: lokalnych, regionalnych oraz krajowych. M.in. są to takie dane, jak
lokalizacja miejsca występowania przekroczeń dopuszczalnych imisji zanieczyszczeń
powietrza, informacje ogólne, tj. rodzaj strefy, wielkość zanieczyszczonego obszaru,
dane dotyczące klimatu oraz dane topograficzne. W dyrektywie CAFE zawarto
obowiązek informowania społeczeństwa o aktualnym stanie powietrza. Informacje te
powinny zawierać zaobserwowany stan, prognozy i dane na temat narażonej ludności,
możliwych negatywnych oddziaływań zdrowotnych i zalecane postępowanie dla
ludności [5, 10, 20, 21].
Jako, że Polska należy do UE, powinna przeprowadzać wdrażanie prawa
wspólnotowego do przepisów obowiązujących na terenie Polski. Jednak do połowy 2012
r. nie przeprowadzono wdrożenia dyrektywy CAFE, które należało zrealizować do
czerwca 2010 r. Wówczas w październiku 2010 r. napisano jedynie projekt ustawy
o zmianie ustawy „Prawo ochrony środowiska oraz innych ustaw”, który to miał
stanowić przeniesienie niniejszego prawa [5, 20, 21, 24]. Dopiero rok później
w listopadzie 2011 r. nowelizacja ustawy „Prawo ochrony środowiska” była omawiana
w Radzie Ministrów pod kątem wdrożenia dyrektywy CAFE. Wówczas również
zamierzano w UE wszcząć postępowanie przeciwko Polsce w związku
z niedotrzymaniem obowiązków oraz niewdrożeniem przepisów do prawa krajowego.
W drugiej połowie 2012 r. wdrożenie dyrektywy CAFE zostało przeprowadzona do
dokumentów wymieniowych w punkcie 2.1. [5, 20, 21].
29
W ostatnich latach bardzo często jest poruszana problematyka zanieczyszczeń
powietrza atmosferycznego na całym świecie. Dlatego też jednym z priorytetów Unii
Europejskiej jest zmniejszanie emisji zanieczyszczeń do atmosfery [21, 27]. Dotychczas
zanotowano spadek imisji takich zanieczyszczeń jak dwutlenek siarki o 80,3%, tlenek
siarki o 62,3%, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne o 60,6% i tlenki azotu
o 44,4%. Istotnie również zmniejszono imisję pyłu zawieszonego PM10 o 27,2%,
a PM2.5 o 33,7% [21, 27]. Pomimo znacznego zmniejszenia emisji zanieczyszczeń
gazowych oraz pyłowych w Europie wciąż występują przekroczenia dopuszczalnych
poziomów imisji głównie pyłu zawieszonego oraz tlenków azotu. Dodatkowo
przekraczany jest poziom docelowy imisji ozonu [1, 21].
3. Podsumowanie
Przepisy ochrony zdrowia ludzi i ich środowiska przed pyłami początkowo
dotyczyły tylko całkowitego pyłu zawieszonego TSP, jednak podejście to zmieniło się,
gdy przeprowadzono wiele badań naukowych, które wykazały, iż cząstki stałe o średnicy
aerodynamicznej mniejszej niż 10 µm są znacznie bardziej szkodliwe dla zdrowia
ludzkiego. Wówczas wprowadzono pojęcie cząstek stałych PM10. Obecnie są liczne
wyniki badań uzasadniające stwierdzenie, że im mniejsze są cząstki pyłów, tym są one
groźniejsze dla zdrowia ludzi i dlatego też w badaniach bierze się pod uwagę zarówno
pyły PM2.5, jak i PM1 [21].
Poważnym problemem skuteczności aktów prawnych w sprawie ochrony zdrowia
ludzi i ich środowiska przed pyłami jest nadzorowanie imisji poszczególnych frakcji
wymiarowych cząstek stałych. Pomiary są możliwe tylko w punktach, w których
znajdują się stacje nadzorowania jakości powietrza. W innych zagrożonych miejscach
jest konieczne pośrednie ocenianie stanu zagrożenia. Z tego powodu tak ważnym
zagadnieniem jest modelowanie imisji pyłów, pochodzących zarówno ze źródeł
stacjonarnych, jak i ruchomych, przede wszystkim z transportu [2 – 5, 7 – 9, 20, 21, 25].
Bardzo ważnym zadaniem jest likwidowanie niekorzystnych skutków, jakie
wywiera postęp cywilizacyjny na środowisko i na zdrowie ludzkie. Należytym
sposobem, pośrednio mogącym zmniejszyć oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza,
jest upowszechnianie wiedzy ekologicznej, w celu informowania społeczności
i wychowywania jej w poszanowaniu dla zdrowia oraz przyrody, przy powiązaniu tych
wartości jako najbardziej istotnych. Niezbędnym jest tworzenie podstaw prawnych,
określanie norm ochrony środowiska naturalnego i społecznego, a także nadzorowanie
zagrożeń środowiska i zdrowia ludzi, umożliwiających ocenę zmian zachodzących
w środowisku i szybkość tych przekształceń [19, 21].
Literatura:
[1] Badyda A.: Wykład z przedmiotu „Zarządzanie ochroną środowiska
w aglomeracji miejskiej: Ochrona powietrza”. Wydział Inżynierii Środowiska
Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2012. (Praca nie publikowana).
[2] Chłopek Z.: Testing of hazards to the environment causes by particulate matter
during use of vehicles. Ekploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and
Realiability 2/2012. 160 – 170.
[3] Chłopek Z.: Modele behawiorystyczne emisji cząstek stałych PM10 ze źródeł
transportu drogowego. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Politechniki
Warszawskiej 1(82)/2011. 111 – 118.
30
[4] Chłopek Z.: Ocena stanu zagrożenia środowiska przez cząstki stałe PM2,5 ze
źródeł transportu drogowego. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Politechniki
Warszawskiej 1(82)/2011. 101 – 110.
[5] Chłopek Z.: Sprawozdanie z projektu badawczego ministerstwa nauki
i szkolnictwa wyższego N N509 083637: „Modelowanie emisji cząstek stałych
PM10 ze źródeł motoryzacyjnych do celów oceny oddziaływania transportu
drogowego na środowisko”. Warszawa 2012. (Praca nie publikowana).
[6] Chłopek Z.: Wykład z przedmiotu „Oddziaływanie transportu na środowisko”.
Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2011.
(Praca nie publikowana).
[7] Chłopek Z., Jakubowski A.: A study of the particulate matter emission from
the braking systems of motor vehicles. Eksploatacja i Niezawodnosc –
Maintenance and Realiability 4 (4)/2009. 45 – 52.
[8] Chłopek Z., Skibiński F.: Wprowadzenie w tematykę emisji cząstek stałych
PM2,5 powodowanych transportem samochodowym. Transport Samochodowy
3/2010. 73–87.
[9] Chłopek Z., Szczepański T.: Ocena zagrożenia środowiska cząstkami stałymi ze
źródeł cywilizacyjnych. Inżynieria Ekologiczna Nr 30. 2012.
[10] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r.
w
sprawie
jakości
powietrza
i czystszego powietrza dla Europy
[11] Główny Inspektorat Ochrony Środowiska: Analiza stanu zanieczyszczenia
powietrza pyłem PM10 I PM2,5 z uwzględnieniem składu chemicznego pyłu,
w tym metali ciężkich i WWA. Raport końcowy. Warszawa 2008.
[12] Jasińska-Zubelewicz E.J: Ergonomia
– Toksykologia przemysłowa
i środowiskowa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa
1996.
[13] Juda-Rezler K.: Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na środowisko. Oficyna
Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2000.
[14] Konstytucja Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 2 kwietnia 1997 r. (Dz.U. 1997 nr
78 poz. 483).
[15] Kulig A.: Wykłady z przedmiotu „Prawodawstwo w ochronie środowiska”.
Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2012.
(Praca nie publikowana).
[16] Oleksiak S., Stępień Z., Szczerski B.: Możliwości i perspektywy wykorzystania
pasywnej regeneracji filtrów cząstek stałych w silnikach z zapłonem
samoczynnym. Journal od KONES Internal Combustion Engines 2003, vol.10 34.
[17] Siemiński M.: Środowiskowe zagrożenia zdrowia. PWN. Warszawa 2001.
[18] Sroczyński J.: Wpływ zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego na zdrowie
ludzi. Zakład Narodowy im. Ossolińskich. Wydawnictwo Polskiej Akademii
Nauk. Wrocław 1989.
[19] Strzałka J., Mosor–Pietraszewska T.: Kompendium wiedzy o ekologii. Praca
zbiorowa. PWN. Warszawa 2003.
[20] Suchocka K. Praca inżynierska „Modelowanie imisji cząstek stałych PM2.5 ze
źródeł motoryzacyjnych”. Warszawa 2012. (Praca nie publikowana).
[21] Suchocka K.: Praca magisterska „Modelowanie imisji frakcji wymiarowych
cząstek stałych ze względu na oddziaływanie motoryzacji na środowisko”.
Warszawa 2013. (Praca nie publikowana).
31
[22] Ustawa z dnia 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i
jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach
oddziaływania na środowisko (Dz. U. 2008 nr 199 poz. 1227).
[23] Ustawa Prawo Ochrony Środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz. U. 2001 Nr
62 poz. 627).
[24] Założenie do projektu ustawy o zmianie ustawy – Prawo ochrony środowiska oraz
niektórych
innych
ustaw,
Warszawa
2010,
http://www.mos.gov.pl/g2/big/2010_11/57c43ae507065fadae59627de171a418.pd
f.
[25] Żegota M.: Modelowanie emisji cząstek stałych PM10 z pojazdów
samochodowych. Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska. Warszawa
2006.
[26] http://biznes.pwn.pl/haslo/3966094/raport-u-thanta.html.
[27] http://www.ekoportal.gov.pl/opencms/opencms/ekoportal/prawo_dokumenty_stra
tegiczne/PolitykaOchronySrodowiskaUE/Powietrze.html.
[28] http://powietrze.gios.gov.pl/gios/.
Streszczenie
W pracy przedstawiono strukturę przepisów ochrony środowiska przed emisją
cząstek stałych w aspekcie ruchu samochodowego w Unii Europejskiej i w Polsce.
Przepisy UE w zakresie ochrony powietrza są obecnie zintegrowane w dyrektywie
2008/50/WE (Clean Air For Europe - CAFE). W Polsce obowiązuje ustawa „Prawo
ochrony środowiska” z dnia 27 kwietnia 2001 r. oraz akty wykonawcze do tej ustawy
w postaci rozporządzeń Ministra Środowiska.
Słowa kluczowe: zanieczyszczenia powietrza, dyrektywy UE, ustawa „Prawo ochrony
środowiska”
THE ANALYSIS OF ENVIRONMENTAL PROTECTION REGULATIONS
PRIOR TO PARTICULATE MATTER EMISSIONS IN TERMS OF TRAFFIC
Abstract
The paper presents the structure of environmental legislation against particulate
matter emissions in terms of traffic in the European Union and Poland. EU legislation in
the range of air protection are now integrated in Directive 2008/50/EC (Clean Air for
Europe - CAFE). In Poland, spaces the Act "Environmental Protection Law" dated 27
April 2001 and executive acts to this Act in the form of regulations of the Minister of the
Environment.
Keywords: air pollution, the EU Directive, the Act "Environmental Protection Law"
32