ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014

Transkrypt

1 ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 1(97)/2014 Zdzisław Chłopek 1, Katarzyna Suchocka 2 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 emisji 3 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 1 Prof. dr hab. inż. Zdzisław Chłopek, Politechnika Warszawska, Instytut Pojazdów, Narbutta 84, Warszawa, Polska, zchlopek@simr.pw.edu.pl, tel Mgr inż. Katarzyna Suchocka, Przemysłowy Instytut Motoryzacji, Zakład Ochrony Środowiska i Wykorzystania Energii Naturalnej, Jagiellońska 55, Warszawa, Polska, k.suchocka@pimot.eu, tel 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]. 21

2 (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 imisja 4 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 4 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]. 22

3 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 0,4 A B 0,2 0 0,01 0, 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

4 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

5 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

6 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji 5 w powietrzu (Dz.U ), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 2 sierpnia 2012 r. w sprawie stref, w których dokonuje się oceny jakości powietrza (Dz.U ), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 10 września 2012 r. w sprawie zakresu i sposobu przekazywania informacji dotyczących zanieczyszczenia powietrza (Dz.U ), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 września 2012 r. w sprawie dokonywania oceny poziomów substancji w powietrzu (Dz.U ), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz.U ), 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 ), Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 września 2012 r. w sprawie programów ochrony powietrza oraz planów działań krótkoterminowych (Dz.U ). Prócz ustaw i rozporządzeń istotnymi dokumentami, które dotyczą ochrony powietrza, są m.in. Program Państwowego Monitoringu Środowiska na lata , 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 z perspektywą do roku 2016 [21, 28] 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, 5 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. 26

7 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 wartości 6 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

8 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/m 3, a dolny 20 µg/m 3. W przypadku pyłów PM2.5 progi są niższe i wynoszą odpowiednio 17 µg/m 3 oraz 12 µg/m 3. Ponadto na obszarach oddalonych od antropogenicznych źródeł zanieczyszczeń pyłowych, powinno się wykonywać pomiary 28

9 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 SO 4 2-, NO 3 -, Na -, K +, NH 4 +, Cl -, Ca 2+, Mg 2+, 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/m 3. Wartość docelowa jaką należało osiągnąć do 2010 r. wynosiła 25 µg/m 3. W dyrektywie określono dopuszczalną wartość dla lat , na poziomie 25 µg/m 3, a po 2020 r. 20 µg/m 3. 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 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

10 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 (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/ [3] Chłopek Z.: Modele behawiorystyczne emisji cząstek stałych PM10 ze źródeł transportu drogowego. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Politechniki Warszawskiej 1(82)/

11 [4] Chłopek Z.: Ocena stanu zagrożenia środowiska przez cząstki stałe PM2,5 ze źródeł transportu drogowego. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów Politechniki Warszawskiej 1(82)/ [5] Chłopek Z.: Sprawozdanie z projektu badawczego ministerstwa nauki i szkolnictwa wyższego N N : Modelowanie emisji cząstek stałych PM10 ze źródeł motoryzacyjnych do celów oceny oddziaływania transportu drogowego na środowisko. Warszawa (Praca nie publikowana). [6] Chłopek Z.: Wykład z przedmiotu Oddziaływanie transportu na środowisko. Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Warszawa (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)/ [8] Chłopek Z., Skibiński F.: Wprowadzenie w tematykę emisji cząstek stałych PM2,5 powodowanych transportem samochodowym. Transport Samochodowy 3/ [9] Chłopek Z., Szczepański T.: Ocena zagrożenia środowiska cząstkami stałymi ze źródeł cywilizacyjnych. Inżynieria Ekologiczna Nr [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 [12] Jasińska-Zubelewicz E.J: Ergonomia Toksykologia przemysłowa i środowiskowa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa [13] Juda-Rezler K.: Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza na środowisko. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa [14] Konstytucja Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 2 kwietnia 1997 r. (Dz.U nr 78 poz. 483). [15] Kulig A.: Wykłady z przedmiotu Prawodawstwo w ochronie środowiska. Wydział Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej. Warszawa (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 [17] Siemiński M.: Środowiskowe zagrożenia zdrowia. PWN. Warszawa [18] Sroczyński J.: Wpływ zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego na zdrowie ludzi. Zakład Narodowy im. Ossolińskich. Wydawnictwo Polskiej Akademii Nauk. Wrocław [19] Strzałka J., Mosor Pietraszewska T.: Kompendium wiedzy o ekologii. Praca zbiorowa. PWN. Warszawa [20] Suchocka K. Praca inżynierska Modelowanie imisji cząstek stałych PM2.5 ze źródeł motoryzacyjnych. Warszawa (Praca nie publikowana). [21] Suchocka K.: Praca magisterska Modelowanie imisji frakcji wymiarowych cząstek stałych ze względu na oddziaływanie motoryzacji na środowisko. Warszawa (Praca nie publikowana). 31

12 [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 nr 199 poz. 1227). [23] Ustawa Prawo Ochrony Środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 r. (Dz. U Nr 62 poz. 627). [24] Założenie do projektu ustawy o zmianie ustawy Prawo ochrony środowiska oraz niektórych innych ustaw, Warszawa 2010, f. [25] Żegota M.: Modelowanie emisji cząstek stałych PM10 z pojazdów samochodowych. Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska. Warszawa [26] [27] tegiczne/politykaochronysrodowiskaue/powietrze.html. [28] 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