Ocena zasięgu istotnego oddziaływania emisji zanieczyszczeń z Huty Katowice pod kątem likwidacji strefy ochronnej

Transkrypt

1 From the SelectedWorks of Robert Oleniacz October, 2000 Ocena zasięgu istotnego oddziaływania emisji zanieczyszczeń z Huty Katowice pod kątem likwidacji strefy ochronnej Marian Mazur Robert Oleniacz Marek Bogacki Available at:

2 40 Prof. dr hab. inż. Mazur Marian Mgr inż. Oleniacz Robert Dr inż. Bogacki Marek Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Zakład Kształtowania i Ochrony Środowiska Al. Mickiewicza 30, Kraków OCENA ZASIĘGU ISTOTNEGO ODDZIAŁYWANIA EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ Z HUTY KATOWICE POD KĄTEM LIKWIDACJI STREFY OCHRONNEJ 1. Strefy ochronne w świetle aktualnych przepisów prawnych Strefy ochronne dla obiektu lub nieruchomości tworzone były w tych przypadkach, w których mimo zastosowania odpowiednich rozwiązań technicznych nie mogły być wyeliminowane lub ograniczone szkodliwe oddziaływania na środowisko, powodowane działalnością wykonywaną w obiekcie budowlanym albo na terenie nieruchomości, jeżeli równocześnie za utrzymaniem takiej działalności przemawiał interes społeczny. Pierwsze podstawy prawne do tworzenia stref ochronnych powstały już w latach 60, ale zagospodarowanie tych stref przypadło głównie na lata 80. i 90. (jeśli w ogóle miało miejsce), a więc już po wejściu w życie ustawy o ochronie i kształtowaniu środowiska z 11 lutego 1980 r. (strefom ochronnym poświęcony był art. 71) i przepisów wykonawczych dotyczących zasad tworzenia i zagospodarowania stref ochronnych [1]. Zasadniczą zmianę treści art. 71 ustawy o ochronie i kształtowaniu środowiska wprowadziła ustawa z dnia 29 sierpnia 1997 r. o zmianie ustawy o ochronie i kształtowaniu środowiska oraz o zmianie niektórych ustaw (Dz. U. z 1997 r., Nr 133, poz. 885). Ust. 1 i 2 w/w artykułu otrzymały brzmienie: 1. Jednostka organizacyjna w projektowanej i prowadzonej działalności jest obowiązana uwzględniać i stosować takie rozwiązania techniczne, technologiczne i organizacyjne, które wyeliminują szkodliwe oddziaływanie na środowisko poza terenem zakładu, do którego jednostka organizacyjna posiada tytuł prawny. 2. Jeżeli z oceny oddziaływania na środowisko, sporządzonej przez biegłego z listy Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, wynika, że mimo zastosowania rozwiązań, o których mowa w ust. 1, nie mogą być wyeliminowane uciążliwe oddziaływania na środowisko, to dla: oczyszczalni ścieków, składowisk odpadów komunalnych, tras komunikacyjnych, kompostowni, lotnisk, linii i stacji elektroenergetycznych oraz obiektów radiokomunikacyjnych, radionawigacyjnych i radiolokacyjnych tworzy się obszar ograniczonego użytkowania. A zatem pojęcie strefa ochronna zostało zastąpione pojęciem obszar ograniczonego użytkowania. Zgodnie z ustawą z dnia 24 lipca 1998 r. o zmianie niektórych ustaw określających kompetencje organów administracji publicznej w związku z reformą ustrojową państwa (Dz. U. z 1998 r., Nr 106, poz. 668) obszar ograniczonego użytkowania dla obiektów zaliczonych do inwestycji szczególnie szkodliwych dla środowiska i zdrowia ludzi tworzy wojewoda, Rogoźnik, październik 2000

3 41 a dla obiektów zaliczonych do inwestycji mogących pogorszyć stan środowiska i zdrowia ludzi tworzy rada powiatu. Obszar taki może być wyznaczony tylko dla kilku rodzajów obiektów (wymienionych w ust. 2), z których żaden nie dotyczy działalności produkcyjnej. Tego typu zapisy zostały podtrzymane w projekcie ustawy o ochronie środowiska, która ma wejść w życie od roku 2001, dostępnym na witrynie internetowej Ministerstwa Środowiska [2]. Jednostki organizacyjne (w tym wypadku zakłady przemysłowe) posiadające wydane na podstawie wcześniejszych przepisów decyzje w sprawie stref ochronnych muszą się zatem liczyć z ich likwidacją, a więc ograniczeniem szkodliwego oddziaływania poza terenem zakładu lub z nabyciem terenów (łącznie z wywłaszczeniem dotychczasowych ich mieszkańców), na których tego oddziaływania nie da się uniknąć. Ustawa z dnia 29 sierpnia 1997 r. o zmianie ustawy o ochronie i kształtowaniu środowiska oraz o zmianie niektórych ustaw dopuszcza bowiem występowanie szkodliwego oddziaływania na środowisko zakładu jedynie w jego granicach, a więc w obszarze, do którego dana jednostka organizacyjna posiada tytuł prawny. Ostateczny termin likwidacji stref ochronnych został ustalony na koniec roku 2004 (art. 8 ust. 1 w/w ustawy). Jeżeli po upływie tego terminu dana jednostka organizacyjna nie ograniczy szkodliwego oddziaływania na środowisko do terenu, do którego posiada tytuł prawny, wojewódzki inspektor ochrony środowiska nakaże w drodze decyzji (natychmiast wykonywalnej) wstrzymanie działalności produkcyjnej powodującej szkodliwe oddziaływanie na środowisko. 2. Przesłanki do likwidacji strefy ochronnej wokół Huty Katowice W roku 1998 miały miejsce zmiany obowiązujących w naszym kraju przepisów prawnych dotyczących ochrony powietrza. Stworzyły one przesłanki do ponownej oceny zasięgu oddziaływania emisji zanieczyszczeń z najbardziej uciążliwych zakładów przemysłowych, nawet gdy nie uległa zmianie liczba pracujących źródeł emisji i ilość emitowanych do powietrza substancji. Zmiany te dotyczyły głównie: sposobu interpretacji przekroczeń dopuszczalnych stężeń 30-minutowych i 24-godzinnych substancji zanieczyszczających w powietrzu oraz wartości stężeń dopuszczalnych dla niektórych zanieczyszczeń (rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 28 kwietnia 1998 r. w sprawie dopuszczalnych wartości stężeń substancji zanieczyszczających w powietrzu, Dz. U. z 1998 r., Nr 55, poz. 355); metodyki obliczeń rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu (rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 3 września 1998 r. w sprawie metod obliczania stanu zanieczyszczenia powietrza dla źródeł istniejących i projektowanych, Dz. U. z 1998 r., Nr 122, poz. 805). Zlikwidowano m.in. warunek na krotność przekroczeń dopuszczalnych stężeń 30- minutowych (D 30 ) w powietrzu, a zamiast granicznego warunku na częstość ich przekroczeń wprowadzono konieczność obliczania 99,8 percentyla ze stężeń odniesionych do 30-minut w okresie roku, bezpośrednio porównywanego z wartością D 30 (stąd zmiany w metodyce obliczeniowej). Podobnie postąpiono z częstościami przekroczeń dopuszczalnych stężeń 24- godzinnych (D 24 ), z tym że wymagane tutaj określenie 98 percentyla (bezpośrednio porównywanego z wartością D 24 ) może jedynie odnosić się do wartości pomiarowych (obliczenia stężeń średniodobowych w powietrzu nie są prowadzone). Większość stref ochronnych wokół uciążliwych zakładów przemysłowych była wyznaczana w przeszłości głównie z uwagi na ponadnormatywne ich oddziaływanie na jakość powietrza lub powodowany na powierzchni terenu opad pyłu i metali ciężkich. Biorąc powyższe pod uwagę oraz zmiany w obowiązującej w tym zakresie metodyce obliczeniowej i sposobie interpretacji wyników obliczeń lub pomiarów, powstała szansa jeśli już nie na bezpośrednią

4 42 likwidację tych stref, to przynajmniej na weryfikację ich granic, tak aby teren przeznaczony pod wykup był jak najmniejszy. Dodatkowa podstawa do takich przypuszczeń i wynikających z nich działań może tkwić w fakcie, iż prawie każdy tego typu zakład systematycznie zmniejsza swoją uciążliwość, co wynika najczęściej z realizowanych zadań proekologicznych lub wymiany przestarzałych urządzeń czy całych linii technologicznych (zmiana standardów i zaostrzanie się wymogów prawnych), ale może być też wynikiem spadku produkcji w związku ze złą sytuacją ekonomiczną danego przedsiębiorstwa i trudnościami ze zbytem produktów. Strefę ochronną wokół Huty Katowice utworzono pod koniec lat 70. w oparciu o dane o emisji zanieczyszczeń obliczone dla planowanej docelowej wielkości produkcji stali (6,5 mln ton/rok) i koksu (3,3 mln ton/rok) oraz ocenę wpływu emisji najbardziej uciążliwych substancji (pyłu, SO 2, HCN i H 2 S) na stan zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. Wyznacznikiem przebiegu granic strefy były wówczas głównie uzyskane izolinie dopuszczalnych częstości przekroczeń stężeń 24-godzinnych HCN i H 2 S. W związku ze zmianą wartości dopuszczalnych w roku 1980 granice te zostały nieco zmodyfikowane w oparciu o wyniki obliczeń rozprzestrzeniania się emitowanych zanieczyszczeń oraz uciążliwego działania hałasu. Weryfikacja ta polegała na zmniejszeniu zasięgu strefy wokół głównego kompleksu Huty, a rozszerzeniu jej w rejonie bazy przeładunkowej rud w Sławkowie i na wschód od budowanej wówczas Koksowni Przyjaźń [3]. Tak wyznaczony obszar strefy ochronnej zajmuje powierzchnię prawie 8,8 tys. ha, z czego: obszary przemysłowe stanowią ok ha, istniejące lasy ok ha, tereny rolnicze ok ha, zabudowa mieszkalna ok. 310 ha, koleje i drogi ok. 220 ha. Na przestrzeni lat wielkość emisji zanieczyszczeń z zakładów, dla których ta strefa została ustanowiona (Huta Katowice i Zakłady Koksownicze Przyjaźń ) uległa znacznemu zmniejszeniu, co wiąże się nie tylko ze zmianą wielkości produkcji, ale również z licznymi inwestycjami zrealizowanymi w zakresie ograniczania tej emisji. Niemałe znaczenie mają tutaj także badania (w tym bezpośrednie pomiary) przeprowadzone w celu rozpoznania rodzajów i rzeczywistych ilości substancji emitowanych ze specyficznych procesów technologicznych oraz źródeł niezorganizowanych, które często okazywały się niższe niż zakładano. Powinno mieć to znaczny wpływ na zmniejszenie zasięgu ponadnormatywnego oddziaływania tych zakładów na stan zanieczyszczenia powietrza. Wykonywane pod koniec lat 90. obliczenia rozprzestrzeniania się w powietrzu zanieczyszczeń emitowanych z Huty Katowice i ZK Przyjaźń, oparte na ich rzeczywistej lub maksymalnej emisji, wskazywały, że zasięg istotnego oddziaływania tej emisji w wielu przypadkach ogranicza się do terenów należących do tych zakładów [4, 5]. Równolegle prowadzone były prace studyjne zmierzające do weryfikacji zasięgu tego oddziaływania, wychodząc naprzeciw zmieniającym się przepisom prawnym i wiedzy dotyczącej rzeczywistej wielkości emisji zanieczyszczeń do powietrza atmosferycznego [6]. Prace te miały na celu teoretyczną ocenę możliwości zmniejszenia obszaru dotychczasowej strefy ochronnej wokół analizowanych zakładów lub całkowitej jej likwidacji biorąc pod uwagę analizę skutków powodowanych przez emisję substancji zanieczyszczających powietrze (stężenia w powietrzu i opad na powierzchnię terenu). Zasadnicze wyniki prac dotyczących Huty Katowice zostaną zaprezentowane poniżej. Dodatkowo w roku 1999 i na początku roku 2000 w rejonie strefy ochronnej Huty Katowice i ZK Przyjaźń Ośrodek Badań i Kontroli Środowiska w Katowicach prowadził w 10 punktach pomiary stężeń 24-godzinnych w powietrzu pyłu zawieszonego, metali ciężkich i benzo(a)pirenu. W punktach tych wykonywano również pomiary opadu pyłu, kadmu i ołowiu na powierzchnię terenu, które uzupełniły istniejącą już sieć pomiarową obsługiwaną przez Hutę

5 43 Katowice i Śląską Wojewódzką Stacją Sanitarno-Epidemiologiczną. Tak więc niektóre z przeprowadzonych obliczeń teoretycznych mogły zostać częściowo zweryfikowane w oparciu o wyniki bezpośrednich pomiarów. 3. Założenia przyjęte do obliczeń rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń 3.1. Dane dotyczące emisji zanieczyszczeń Obliczenia rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń z terenu Huty Katowice wykonano w oparciu o dwa rodzaje danych o emisji [6]. W pierwszym rzędzie przyjęto do tych obliczeń emisję maksymalną równą lub zbliżoną do aktualnie obowiązującej dla tego zakładu decyzji o dopuszczalnej emisji (wydanej w roku 1999). Posłużono się tutaj bazami danych o parametrach funkcjonujących emitorów i czasach ich pracy oraz parametrach gazów odlotowych i ilościach emitowanych zanieczyszczeń wykorzystywanych w opracowaniach przygotowanych w celu wydania dla Huty Katowice nowej decyzji ustalających rodzaje i ilości substancji zanieczyszczających dopuszczonych do wprowadzania do powietrza [5]. Ponieważ stan zanieczyszczenia powietrza w rejonie strefy ochronnej jest w istotnym stopniu kształtowany także przez ZK Przyjaźń oddziaływanie tego zakładu również zostało w tych obliczeniach uwzględnione, co wiązało się z przyjęciem odpowiednich danych o emisji, również zbieżnych z emisją dopuszczalną [4]. Zebrano i opracowano dane charakteryzujące emisję m.in. następujących substancji emitowanych przez Hutę Katowice: pył i zawarte w nim metale ciężkie (nie bilansowane przez ZK Przyjaźń ), tj. ołów (Pb), miedź (Cu), chrom (Cr) i kadm (Cd), dwutlenek siarki (SO 2 ), dwutlenek azotu (NO 2 ), tlenek węgla (CO), siarkowodór (H 2 S), cyjanowodór (HCN) i benzo(a)piren (B(a)P), fluorowodór (HF) nie bilansowany przez ZK Przyjaźń. Z uwagi na specyficzny cel, który pierwotnie przyświecał przygotowywaniu danych (wydanie decyzji o dopuszczalnej emisji) obrazują one skrajną uciążliwość rozpatrywanych zakładów przy produkcji najbardziej prawdopodobnej na najbliższe lata (w wypadku Huty Katowice punktem odniesienia był rok 1997, a w wypadku ZK Przyjaźń plan na rok 1998) z uwzględnieniem wszystkich przeprowadzonych lub mających się ku końcowi zmian modernizacyjnych. Przy obliczaniu wielkości emisji zgodnie z przyjętymi założeniami wykorzystywano dane pomiarowe lub wskaźniki emisji (po ewentualnej weryfikacji) wyprowadzone w latach ubiegłych oraz rzeczywiste lub planowane czasy pracy zgodne z założonym rokiem bazowym. Po wykonaniu oceny wpływu tak przyjętej wielkości emisji na stan zanieczyszczenia powietrza i poziom opadu pyłu, kadmu i ołowiu na powierzchnię terenu (wielkości normowane), wyselekcjonowano substancje najbardziej konfliktowe (którymi okazały się zanieczyszczenia pyłowe) oraz przeprowadzono ponowne obliczenia z uwzględnieniem rzeczywistych danych o emisji z Huty Katowice za rok 1999 [6]. Przy opracowywaniu na nowo tych danych szczególną uwagę poświęcono emisji metali ciężkich z taśm spiekalniczych i źródeł niezorganizowanych (w tym hali COS i składowisk). W wypadku taśm spiekalniczych i hali COS oparto się tutaj na wynikach bezpośrednich pomiarów. Doprowadziły one m.in. do zróżnicowania zawartości ołowiu i kadmu w poszczególnych przedziałach frakcyjnych pyłu emitowanego z procesu spiekalniczego. W wypadku składowisk przyjęto natomiast inną metodykę szacowania wielkości emisji poszczególnych frakcji pyłu (a w konsekwencji metali ciężkich), opartą na najnowszych wskaźnikach stosowanych przez EPA (Agencję Ochrony Środowiska USA). Zastosowanie tych wskaźników spowodowało uzyskanie lepszej zgodności wyników obliczeń opadu ołowiu i kadmu na powierzchnię terenu w stosunku do wyników pomiarów.

6 44 Ocena zasięgu łącznego oddziaływania emisji z Huty Katowice i ZK Przyjaźń, wynikająca z faktu posiadania przez te zakłady wspólnej strefy ochronnej, wiązała się z dostosowaniem do tego celu posiadanych danych i nowym podziałem umownego roku obliczeniowego na podokresy emisji. Miało to istotne znaczenie dla urzeczywistnienia sytuacji modelowanej dla danego roku. W obliczeniach uwzględniono: w wypadku Huty Katowice: 68 zorganizowanych źródeł emisji (potraktowanych jako emitory punktowe) oraz 17 niezorganizowanych źródeł emisji, w tym 4 źródła punktowe, 12 źródeł powierzchniowych (z których emisja została zamodelowana w postaci 36 zastępczych emitorów kwadratowych) i 1 źródło liniowe; w wypadku ZK Przyjaźń : 35 emitorów punktowych (zorganizowanych źródeł emisji) oraz 6 niezorganizowanych, powierzchniowych źródeł emisji (z których emisja została zamodelowana w postaci 35 zastępczych emitorów kwadratowych) Dane dotyczące metodyki obliczeń Obliczenia rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu przeprowadzono zgodnie z obowiązującym w kraju rozporządzeniem Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 3 września 1998 r. w sprawie metod obliczania stanu zanieczyszczenia powietrza dla źródeł istniejących i projektowanych (Dz. U. z 1998 r., Nr 122, poz. 805). Opierają się one na modelu Pasquilla (gaussowskim) dyfuzji zanieczyszczeń w poruszającym się ośrodku gazowym. W obliczeniach wykorzystano pakiet oprogramowania EK100W w. 3.1 (Atmoterm, Opole) w zakresie modelu podstawowego. W obliczeniach stanu zanieczyszczenia powietrza wykonanych dla najbardziej konfliktowych substancji wykorzystywany był również model poszerzony, uwzględniający m.in. wymywanie zanieczyszczeń przez opady atmosferyczne, suche pochłanianie przez podłoże i wysokość warstwy mieszania (inwersji górnej). Obliczenia przeprowadzono w przyjętej sieci receptorów, przy czym sieć podstawową stanowiła regularna siatka prostokątna obejmująca dotychczasową strefę ochronną wokół rozpatrywanych zakładów wraz z przyległymi terenami (obszar km). Wykonano obliczenia rocznych wielkości opadu na powierzchnię terenu pyłu, ołowiu i kadmu, jak również stężeń średniorocznych oraz 30-minutowych (maksymalnych i na poziomie 99,8 percentyla) rozpatrywanych zanieczyszczeń w powietrzu (przy powierzchni terenu). Obliczenia te są prowadzone dla 36 kombinacji prędkości wiatru i stanów równowagi atmosfery; przy czym dla wielkości odnoszonych do okresu roku uwzględnia się reprezentatywne dla danego obszaru wieloletnie statystyki danych meteorologicznych w przyjętych sektorach róży wiatrów, a dla pozostałych kombinacje teoretyczne. Posłużono się tutaj trójwymiarowymi 12-sektorowymi różami wiatrów wyznaczonymi dla tego obszaru przez IMiGW w Katowicach w oparciu o obserwacje z lat oraz roku 1999, jak również czterowymiarową różą wiatrów występującą w roku 1999 wykorzystywaną w modelu poszerzonym. Prezentowane poniżej wyniki dotyczyć będą obliczeń wykonanych dla wszystkich Rozpatrywanych zanieczyszczeń, przy czym uwzględniono tutaj także oddziaływanie ZK Przyjaźń, o ile dane substancje były przez ten zakład bilansowane. Nie brano natomiast pod uwagę innych ewentualnych źródeł emisji mogących wpływać na stan zanieczyszczenia powietrza w przyjętym obszarze obliczeniowym. Wykonano natomiast dodatkowe obliczenia stężeń zanieczyszczeń w powietrzu oraz opadu pyłu, ołowiu i kadmu w punktach pomiarowych zlokalizowanych w rejonie strefy ochronnej, w celu weryfikacji przyjętych danych i metodyki obliczeniowej oraz oceny udziału rozpatrywanych źródeł emisji w kształtowaniu jakości powietrza.

7 45 4. Wyniki obliczeń Wykonanie obliczeń dla maksymalnej możliwej (lub dopuszczalnej) emisji zanieczyszczeń pozwoliło z jednej strony na zobrazowanie skrajnej uciążliwość rozpatrywanych źródeł emisji, a z drugiej strony na wykluczenie substancji, których emisja nie wiąże się z istotnym pogorszeniem jakości powietrza poza granicą Huty Katowice. Najwyższe wartości stężeń wszystkich analizowanych substancji prawie zawsze występują na terenie Huty Katowice lub ZK Przyjaźń. W otoczeniu Huty Katowice uzyskiwano zatem z reguły niższe wartości stężeń niż na terenie zakładu, przy czym było to głównie oddziaływanie emitorów położonych na terenie Huty, a w wypadku substancji emitowanych również przez ZK Przyjaźń oddziaływanie także tego zakładu, przy czym w większości przypadku wpływ ten na obszar przyległy do Huty był raczej niewielki. Wyjątek stanowi B(a)P, którego dominującym przemysłowym źródłem emisji na tym terenie jest właśnie ZK Przyjaźń, a udział Huty w kształtowaniu stężeń B(a)P w rejonie strefy jest pomijalnie mały. Jak wynika z obliczeń przeprowadzonych dla maksymalnej (dopuszczalnej) wielkości emisji, mniejsze znaczenie z uwagi na brak ponadnormatywnych skutków w powietrzu wywoływanych przez Hutę w jej otoczeniu mają: spośród zanieczyszczeń emitowanych wspólnie przez Hutę Katowice i ZK Przyjaźń SO 2, NO 2, CO, H 2 S, HCN i B(a)P, spośród zanieczyszczeń bilansowanych tylko przez Hutę Katowice HF, Cu i Cr. Na granicy Huty Katowice stężenia średnioroczne otrzymano na poziomie: w przypadku SO 2 : ok. 0,005-0,01 mg/m 3 (12,5-25 % wartości dopuszczalnej), w przypadku NO 2 : ok. 0,004-0,005 mg/m 3 (10-12,5 % wartości dopuszczalnej), w przypadku CO: ok. 0,1-0,22 mg/m 3 (5-11 % wartości dopuszczalnej), w przypadku H 2 S: ok. 0,04-0,08 g/m 3 (0,8-1,6 % wartości dopuszczalnej), w przypadku HCN: ok. 0,05-0,2 g/m 3 (2-10 % wartości dopuszczalnej), w przypadku HF (jako F): ok. 0,02-0,05 g/m 3 (1-2,5 % wartości dopuszczalnej), w przypadku Cu: ok. 0,008-0,02 g/m 3 (1,3-3,3 % wartości dopuszczalnej), w przypadku Cr +6 : ok. 0,8-2,8 ng/m 3 (0,08-0,28 % wartości dopuszczalnej). Huta Katowice nie powoduje również przekroczeń dopuszczalnych stężeń 30- minutowych tych substancji poza swoimi granicami. W wypadku SO 2, NO 2 i H 2 S nieco wyższe stężenia w powietrzu koncentrują się wokół ZK Przyjaźń niż wokół Huty Katowice, co odzwierciedla istotny wpływ niższych z reguły źródeł emisji położonych na terenie ZK Przyjaźń. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że Huta Katowice nie powoduje już przekroczeń dopuszczalnych stężeń CO (średniorocznych i 30-minutowych) w powietrzu, na co jednak nie wpłynęło obniżenie emisji CO z terenu zakładu, ale znaczne złagodzenie wartości dopuszczalnych obowiązujących w naszym kraju, które miało miejsce w roku Jak wykazały obliczenia przeprowadzone dla pozostałych rozpatrywanych substancji (pył oraz zawarty w nim ołów i kadm), przyjęcie ich emisji na maksymalnym poziomie może wiązać się z powstaniem stref przekroczeń dopuszczalnych stężeń w powietrzu lub dopuszczalnego opadu na powierzchnię terenu wokół Huty Katowice. Wykonano zatem obliczenia dla rzeczywistej wielkości emisji, która miała miejsce w roku 1999, wykorzystując do tego celu różne modele obliczeniowe i warianty danych meteorologicznych. Po przeprowadzeniu wstępnych obliczeń dla danych meteorologicznych z roku 1999 i weryfikacji ich z wynikami bezpośrednich pomiarów, za najbardziej wiarygodny dla tych substancji uznano obowiązujący w kraju podstawowy model obliczeniowy. Konieczne okazało się także zmodyfikowanie metodyki obliczeniowej emisji pyłu i metali ciężkich w poszczególnych przedziałach frakcyjnych dla procesu składowania oraz przeładunku surowców i paliw hutniczych. Emisja ze składowisk od-

8 46 grywała bowiem kluczową rolę w otrzymanych rozbieżnościach z wynikami bezpośrednich pomiarów (zwłaszcza w zakresie powodowanego poziomu opadu ołowiu i kadmu na powierzchnię terenu). Stężenia średnioroczne i 30-minutowe w powietrzu pyłu zawieszonego (PM10) oraz ołowiu (Pb) i kadmu (Cd) we frakcjach PM10 powodowane przez Hutę Katowice poza jej granicami dla przyjętej wieloletniej róży wiatrów ( ) uzyskano na poziomie poniżej odpowiednich wartości dopuszczalnych, nawet przy nie zweryfikowanej wielkości emisji ze składowisk. W wypadku stężeń średniorocznych niższe od wartości dopuszczalnych były także bezwzględne maksima występujące na terenie zakładu. Na granicy Huty Katowice otrzymano je jeszcze na niższym poziomie: w przypadku PM10: ok. 0,004-0,01 mg/m 3 (8-20 % wartości dopuszczalnej), w przypadku Pb: ok. 0,035-0,095 g/m 3 (7-19 % wartości dopuszczalnej), w przypadku Cd: ok. 0,7-2,2 ng/m 3 (7-22 % wartości dopuszczalnej). 99,8 percentyle ze stężeń 30-minutowych tych substancji w okresie roku (wartości normowane, porównywane z dopuszczalnymi stężeniami 30-minutowymi) uzyskane na granicy zakładu wynosiły: w przypadku PM10: ok. 0,12-0,26 mg/m 3 (43-93 % wartości dopuszczalnej), w przypadku Pb: ok. 1,4-2,4 g/m 3 (28-48 % wartości dopuszczalnej), w przypadku Cd: ok ng/m 3 (4,6-9,6 % wartości dopuszczalnej). Przykładowo na rys. 1 przedstawiono przestrzenny rozkład 99,8 percentyla ze stężeń 30- minutowych pyłu zawieszonego otrzymany dla wieloletniej róży wiatrów. Izolinia odpowiadająca dopuszczalnemu stężeniu 30-minutowemu (0,28 mg/m 3 ), obowiązującemu poza granicami zakładu, nie wychodzi poza granicę Huty Katowice. Wszystkie prezentowane wyniki obliczeń stanu zanieczyszczenia powietrza generowanego na granicy Huty Katowice nie uwzględniają oddziaływania innych źródeł emisji poza emitorami Huty i ewentualnie ZK Przyjaźń. Z uwagi jednak na stosunkowo niski poziom zamodelowanych stężeń średniorocznych wszystkich analizowanych substancji po uwzględnieniu tła zanieczyszczeń również nie powinny wystąpić przekroczenia dopuszczalnych stężeń średniorocznych w bezpośrednim otoczeniu Huty Katowice, a więc w rejonie jej maksymalnego oddziaływania. Po uwzględnieniu tła średniorocznego w obliczeniach 99,8 percentyla ze stężeń odniesionych do 30 minut (w okresie roku) sytuacja wygląda podobnie. Jedynie w wypadku pyłu zawieszonego istnieje możliwość występowania przekroczeń dopuszczalnego stężenia 30- minutowego przy północnej, południowej lub południowo-wschodniej granicy Huty (przy niekorzystnej sytuacji meteorologicznej). Maksymalne wartości opadu pyłu, ołowiu i kadmu na powierzchnię terenu powodowanego przez emitory Huty Katowice w każdym przypadku koncentrowały się na terenie zakładu (najczęściej w centralnej lub południowo-wschodniej części Huty). Po zweryfikowaniu wielkości emisji frakcji opadających pyłu i zawartych w nich metali ciężkich ze składowisk Huty Katowice obliczony na granicy zakładu (dla wieloletniej róży wiatrów) poziom opadu wynosił: opad pyłu: ok g/(m 2 rok), co stanowi 3-20 % wartości dopuszczalnej, opad Pb: ok mg/(m 2 rok), co stanowi % wartości dopuszczalnej, opad Cd: ok. 0,6-2,0 mg/(m 2 rok), co stanowi 6-20 % wartości dopuszczalnej. Stosunkowo najwyższe wartości wystąpiły w przypadku opadu ołowiu. Jak wynika z rys. 2, na którym przedstawiono otrzymany w wyniku obliczeń przestrzenny rozkład opadu ołowiu na powierzchnię terenu, obowiązująca poza granicami zakładu dopuszczalna izolinia opadu ołowiu (100 mg/(m 2 rok)) w całości zamyka się w obrębie Huty Katowice, zbliżając się do jej granic na odległość minimum m. Dopuszczalna wielkość opadu ołowiu poza

9 47 Rys. 1. Rozkład przestrzenny 99,8 percentyla ze stężeń 30-minutowych w powietrzu pyłu zawieszonego (PM10) wywołany emisją z Huty Katowice i ZK Przyjaźń [mg/m 3 ] * Wartość dopuszczalna: 0,28 mg/m 3 * - Obliczenia wykonano dla emisji z roku 1999 z wykorzystaniem wieloletniej róży wiatrów z okresu

10 48 Rys. 2. Rozkład przestrzenny opadu ołowiu na powierzchnię terenu wywołany emisją z Huty Katowice [mg/(m 2 rok)] * Wartość dopuszczalna: 100 mg/(m 2 rok) * - Obliczenia wykonano dla emisji z roku 1999 z wykorzystaniem wieloletniej róży wiatrów z okresu

11 49 granicami zakładu mogłaby być przekraczana, gdyby poziom tła dla opadu ołowiu był większy niż 40 mg/(m 2 rok), tj. 40 % wartości dopuszczalnej. Jest to jednak mało prawdopodobne. Jak wynika z dodatkowych obliczeń opadu pyłu, ołowiu i kadmu przeprowadzonych dla danych o emisji i róży wiatrów z roku 1999 w rejonie punktów pomiarowych zlokalizowanych w strefie ochronnej i na jej obrzeżach, wartości obliczeniowe uzyskano poniżej wartości pomiarowych z roku 1999 (w granicach błędu), przy czym im dalej położony był punkt od maksimum opadu powodowanego przez Hutę Katowice, tym dysproporcje były większe. Wynika to oczywiście z coraz mniejszego udziału rozpatrywanych emitorów w kształtowaniu poziomu opadu w stosunku do udziału tła. Wynik obliczeniowy obrazuje bowiem tylko zamodelowane oddziaływanie emitorów Huty Katowice (i ewentualnie ZK Przyjaźń ), a wynik pomiarowy całkowity opad pochodzący od wszystkich źródeł oddziaływujących na dany punkt (łącznie z tłem napływowym i lokalnym). Porównanie poziomów opadu pyłu, ołowiu i kadmu obliczonych w rejonie punktów pomiarowych położonych w różnych odległościach od zakładu z wartościami zmierzonymi w tych punktach w roku 1999 zamieszczono w tabeli 1. Przedstawione dane obrazują udział Huty Katowice w kształtowaniu opadu pyłu, ołowiu i kadmu w rejonie strefy ochronnej (w wypadku opadu pyłu łącznie z udziałem ZK Przyjaźń ). Tabela 1. Porównanie wyników obliczeń opadu pyłu, ołowiu i kadmu na powierzchnię terenu z wynikami bezpośrednich pomiarów w roku 1999 Odległość punktu od maksimum opadu * < 4 km 4-6 km > 6 km Wartość Wyniki obliczeń [% wartości pomiarowej] Opad pyłu Opad ołowiu Opad kadmu min 3,0 13,9 8,7 max 27,7 100,8 70,5 śr. 10,6 44,0 28,2 min 1,5 9,6 4,7 max 12,1 81,3 83,8 śr. 6,3 36,2 23,2 min 0,6 5,5 5,4 max 9,0 58,0 33,0 śr. 3,9 24,1 15,2 * - rejonu występowania maksymalnych poziomów opadu pyłu i metali ciężkich wywoływanych przez emitory Huty Katowice, tj. punktu o współrzędnych: , (wg PUW 65) Analogiczne porównanie wartości obliczeniowych stężeń średniorocznych w powietrzu pyłu zawieszonego (PM10), ołowiu i kadmu ze średnimi wynikami pomiarów 24-godzinnych realizowanych w rejonie strefy ochronnej w okresie styczeń 1999 luty 2000 przez OBiKŚ w Katowicach mogło być już tylko przybliżone. Punkty pomiarowe zlokalizowane były w odległości od ok. 0,5 do 5 km od granic Huty Katowice. Obliczone wartości stężeń stanowiły: w przypadku PM10: ok. 2,3-9,4 (średnio 5,4) % średniej zmierzonej wartości, w przypadku Pb: ok. 12,0-46,7 (średnio 13,9) % średniej zmierzonej wartości, w przypadku Cd: ok. 2,9 do 13,9 (średnio 6,2) % średniej zmierzonej wartości. Świadczy to z jednej strony o wysokim tle zanieczyszczeń pyłowych w tym rejonie, a z drugiej strony o stosunkowo małym udziale Huty Katowice w kształtowaniu stężeń tych substancji w rejonie strefy ochronnej. Wyjątkiem są stężenia ołowiu w powietrzu w punktach położonych najbliżej Huty, ale i tutaj udział ten nie przekraczał 50 %.

12 50 5. Wnioski Na podstawie przeprowadzonych obliczeń zasięgu oddziaływania emisji zanieczyszczeń z Huty Katowice przy uwzględnionym dodatkowo oddziaływaniu ZK Przyjaźń można stwierdzić co następuje. 1. Emisja zanieczyszczeń gazowych i metali ciężkich z Huty Katowice na poziomie maksymalnym (dopuszczalnym) nie powoduje występowania poza granicami zakładu przekroczeń odpowiednich dopuszczalnych stężeń średniorocznych (D a ) i 30-minutowych (D 30 ) w powietrzu obowiązujących dla tych substancji w naszym kraju. 2. Przekroczenia te nie powinny wystąpić nawet przy poziomie tła średniorocznego zanieczyszczeń dochodzącym do: w przypadku SO 2 : 0,03 mg/m 3 (tj. 75 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku NO 2 : 0,035 mg/m 3 (tj. 87,5 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku CO: 1,78 mg/m 3 (tj. 89 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku H 2 S: 4,92 g/m 3 (tj. 98,4 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku HCN: 2,25 g/m 3 (tj. 90 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku HF (jako F): 1,95 g/m 3 (tj. 97,5 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku Cu: 0,58 g/m 3 (tj. 96,7 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku Cr +6 : 0,997 g/m 3 (tj. 99,7 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku Pb: 0,4 g/m 3 (tj. 80 % wartości dopuszczalnej D a ), w przypadku Cd: 7,8 ng/m 3 (tj. 78 % wartości dopuszczalnej D a ). 3. Występowanie emisji pyłu na poziomie maksymalnym może jednak wiązać się z pojawieniem się poza granicami zakładu strefy przekroczeń dopuszczalnego stężenia 30- minutowego w powietrzu pyłu zawieszonego. W obliczeniach wykonanych dla rzeczywistej emisji z roku 1999 strefa taka się już jednak nie pojawia (zob. rys. 1), co świadczy o ograniczeniu ponadnormatywnego oddziaływania Huty Katowice w tym zakresie do terenu, dla którego posiada ona tytuł prawny. 4. Podobna sytuacja występuje w przypadku opadu ołowiu na powierzchnię terenu. Opad ołowiu poza granicami Huty Katowice, uzyskany w wyniku obliczeń dla danych z roku 1999 i zweryfikowanej emisji ołowiu z taśm spiekalniczych oraz składowisk surowców hutniczych zachodzącej w poszczególnych przedziałach frakcyjnych, nie przekracza 70 % wartości dopuszczalnej (zob. rys. 2). A zatem przekroczeń nie byłoby nawet przy poziomie tła dochodzącym do 30 % wartości dopuszczalnej. 5. Wywoływany przez Hutę Katowice poza jej granicami poziom opadu pyłu i kadmu jest co najmniej 5-krotnie niższy od odpowiednich wartości dopuszczalnych obowiązujących dla tego obszaru, co daje sporą rezerwę dla tła opadu pochodzącego z innych źródeł, oddziaływujących na ten teren. 6. Z punktu widzenia oddziaływania na stan zanieczyszczenia powietrza istnieje uzasadniona możliwość całkowitej likwidacji dotychczasowej strefy ochronnej wyznaczonej wokół Huty Katowice, gdyż ujemne oddziaływanie emisji zanieczyszczeń z emitorów tego zakładu nie wychodzi poza jego granice. Literatura 1. Mazur M., Oleniacz R., Bogacki M.: Analiza możliwości likwidacji stref ochronnych wokół wybranych zakładów przemysłu hutniczego i koksochemicznego. Inżynieria Środowiska 2000, tom 5, z. 1, Wyd. AGH, Kraków 2000.

13 Projekt stawy o ochronie środowiska. Tytuł II. Ochrona zasobów środowiska. Dział IX. Ograniczanie sposobu korzystania z nieruchomości. Rozdział 3. Obszary ograniczonego użytkowania (Art ). 3. Garścia E. i inni: Ocena skuteczności funkcjonowania strefy ochronnej wokół Huty Katowice w świetle nowych wymogów ekologicznych. Instytut Kształtowania i Ochrony Środowiska AGH. Kraków 1992 (praca niepublikowana). 4. Mazur M. i inni: Studium ochrony powietrza dla ZK Przyjaźń w celu wydania decyzji o dopuszczalnej emisji substancji zanieczyszczających. Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska AGH. Kraków, grudzień 1998 (praca niepublikowana) 5. Mazur M. i inni: Studium ochrony powietrza dla Huty Katowice S.A. w celu wydania decyzji ustalającej rodzaje i ilości substancji zanieczyszczających dopuszczonych do wprowadzania do powietrza. Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska AGH. Kraków, kwiecień 1999 (praca niepublikowana) 6. Mazur M. i inni: Weryfikacja zasięgu oddziaływania emisji zanieczyszczeń z Huty Katowice S.A. Etapy I-IV. Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska AGH. Kraków (prace niepublikowane).