Zanieczyszczenia emitowane w wyniku spalania paliw kopalnych

Transkrypt

1 TARGI POL-ECO-SYSTEM 2015 Toksykologia poszczególnych zanieczyszczeń powietrza o wpływie na zdrowie człowieka, środowisko przyrodnicze i materialne Klaudia Borowiak Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Zanieczyszczenia emitowane w wyniku spalania paliw kopalnych pyły PM 10 i PM 2,5, metale ciężkie, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), tlenki azotu, tlenek węgla, ozon, dwutlenek siarki.

2 Całkowita emisja głównych zanieczyszczeń powietrza w Polsce w latach Źródło: Informacje i opracowania statystyczne. Ochrona środowiska GUS Warszawa. Bilans emisji głównych zanieczyszczeń powietrza w Polsce w 2012 roku Źródło: Informacje i opracowania statystyczne. Ochrona środowiska GUS Warszawa. 4

3 Procent populacji ludności zamieszkującej tereny zurbanizowane narażonej na przekroczone normy jakości powietrza wg UE 5 Źródło: Air quality in Europe EEA UE. Procent populacji ludności zamieszkującej tereny zurbanizowane narażonej na przekroczone normy jakości powietrza wg WHO 6 Źródło: Air quality in Europe EEA UE.

4 Pył zawieszony PM10 i PM2,5 Wizualizacja wielkości pyłu PM 2,5 i PM 10 8

5 Ekspozycja ludności na pył zawieszony PM 10 na terenach zurbanizowanych w latach Śmiertelność na terenach zurbanizowanych 1 0

6 Zanieczyszczenia powietrza a życie zanieczyszczenia powietrza skracają życie o ok. 20%, wdychanie pyłów zawieszonych przyczynia się do: 8% zgonów z powodu nowotworów płuc, 5% zgonów powodu chorób układu krążenia oraz 3% zgonów z powodu różnego rodzaju infekcji oddechowych, w 2010 roku zgony z powodu raka na świecie spowodowane były zanieczyszczeniem powietrza, długotrwałe narażenie na działanie pyłu zawieszonego PM2,5 skutkuje skróceniem życia przeciętnego mieszkańca Unii Europejskiej o ponad 8 miesięcy, życie przeciętnego Polaka, w stosunku do mieszkańca UE, jest krótsze o kolejne 2 miesiące z uwagi na występujące w naszym kraju większe zanieczyszczenie pyłem. Źródło: World Health Organization oraz Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem Zagrożenia dla życia przez zanieczyszczenia powietrza Osoby w grupie największego narażenia: - osoby cierpiące na choroby serca i płuc, - osoby starsze, - dzieci, - osoby aktywne fizycznie.

7 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Pył zawieszony Długotrwałe narażenie na wysokie stężenia pyłu zawieszonego: - sprzyja wystąpieniu przewlekłej zaporowej choroby płuc, a także zmniejszeniu sprawności i wydolności płuc. Krótkoterminowe narażenie: - nasilać objawy choroby płuc, różnych chorób o podłożu alergicznym (astma, katar sienny, zapalenie spojówek) i chorób serca (zwiększona krzepliwość krwi, zaburzenia rytmu), a także zwiększać podatność na infekcje dróg oddechowych. Źródło: WHO, Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Pyły a rozwój płodu i dzieci pyły o średnicy 0.1 µm przenikają także poprzez barierę łożyskowonaczyniową do płodu, dzieci w łonie matek narażone na działanie zanieczyszczeń powietrza mają 4 razy większe szanse zachorowania na astmę, czy alergię, efekt: opóźniony rozwój intelektualny, zaburzenia rozwoju płuc, problemy z pamięcią, uwagą i koncentracją, wyższy poziom niepokoju i częstsze zachowania depresyjne (wpływ na układ nerwowy), istnieje związek między niektórymi nowotworami u dzieci a zanieczyszczeniem powietrza. Źródło: Jędrychowski i inni, Uniwersytet Jagielloński, Kraków.

8 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne Dłuższe narażenie na WWA może spowodować wystąpienie: - katarakty, - uszkodzenia nerek i wątroby, - niewydolność układu odpornościowego, - nowotwory. Rozwijający się płód oraz dzieci we wczesnym okresie rozwojowym są szczególnie podatne na działanie WWA, które mogą prowadzić do opóźnienia ich rozwoju mentalnego. Źródło: WHO, Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Tlenki azotu - dwutlenek azotu NO 2 uszkadza komórki układu immunologicznego w płucach i powoduje zwiększenie podatności na infekcje układu oddechowego, - może powodować wzrost wrażliwości astmatyków na alergeny, zwiększając tym samym prawdopodobieństwo napadu astmatycznego, - długotrwałe narażenie zwiększa ryzyko chorób układu oddechowego. Źródło: WHO, 2004.

9 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Dwutlenek siarki Wysokie stężenia SO 2 wpływają niekorzystnie na układ oddechowy, uszkadzając nabłonek dróg oddechowych (nos, gardło, płuca) oraz powodując ich zwężenie. Źródło: WHO, Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Tlenek węgla - zmiany w układzie naczyniowo-sercowym. - dyfundując do krwi łączy się z hemoglobiną i powstaje hemoglobina tlenkowęglowa (HbCO), co uniemożliwia spełnianie podstawowej funkcji hemoglobiny - przenoszenia tlenu. - wysokie stężenia HbCO mogą wywoływać napady dławicy sercowej. - wykazano również korelację pomiędzy wzrostem ekspozycji na CO a zaburzeniami rytmu i obniżeniem progu pobudliwości dla migotania komór, - hamujący wpływ CO na odpowiedź immunologiczną organizmu, co może przyczyniać się do zmniejszenia odporności na zakażenia. Źródło: WHO, 2004.

10 Wpływ zanieczyszczeń powietrza na człowieka Ozon atakuje i uszkadza komórki wyścielające drogi oddechowe powodując obrzęk i proces zapalny, a także kaszel oraz zapalenie gardła, upośledza funkcje płuc, nasila objawy zapalenia oskrzeli i rozedmy, sprzyja występowaniu ataków astmatycznych, zmniejsza odporność układu oddechowego na infekcje. Źródło: WHO, Zanieczyszczenia powietrza a rośliny

11 SZKODLIWOŚĆ PYŁÓW DLA ŚRODOWISKA - obniżanie warunków higienicznych otoczenia; - zmniejszanie promieniowania przez zapylenie i zadymienie; - wzmaganie szkodliwości innych zanieczyszczeń powietrza (głównie gazów); - bezpośrednie szkodliwe działanie na rośliny (zatykanie aparatów oddechowych, osadzanie się na powierzchni roślin, ograniczenie przenikania światła, zakłócanie procesów fizjologicznych) - pośrednia szkodliwość poprzez zmiany właściwości gleby (wzrost alkaliczności często powyżej ph 8); - straty materiałowe przyspieszenie korozji maszyn i urządzeń, niszczenie budynków itp. WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NA ROŚLINY BEZPOŚREDNI POŚREDNI Osiadanie na powierzchni organów i wnikanie do tkanek Zmiana warunków wegetacji (zanieczyszczenie i zmiana właściwości gleb, zanieczyszczenie wód, zamglenie i zachmurzenie itp.)

12 BEZPOŚREDNI WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NA ROŚLINY MECHANICZNY CHEMICZNY (TOKSYCZNY) Głównie pyły osiadanie na powierzchni, brudzenie, zatykanie aparatów szparkowych. Głównie gazy i związki zawarte w pyłach wchodzenie w połączenia i reakcje biochemiczne RODZAJE USZKODZEŃ ROŚLIN CHLOROZY zjawisko polegające na niedorozwoju lub zaniku chlorofilu, objawiającym się żółtawymi lub białymi plamami na liściach. NEKROZY Zamieranie tkanek i organów Daucus carota L. chlorozy spowodowane przez ozon ZAHAMOWANIE WZROSTU Allium cepa L. nekrozy spowodowane ozonem Źródło

13 Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza -objawy są najpierw na liściach Dwutlenek siarki - ostre ekspozycje objawiają się obustronną, brzegową lub/i międzyżyłkową nekrozą oraz chlorozą dojrzałych liści, - obszar nekroz może przybrać barwę od białawej przez ciemnobrązową do czarnej w zależności od gatunku rośliny, - granice nekroz są w większości wypadków nieregularne i czasem ciemno zabarwione. Źródło: Bell, JNB, Treshow M. Zanieczyszczebnie powietrza a życie roślin, Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Dwutlenek siarki Rośliny iglaste Ostre uszkodzenia pojawiają się na igłach dwuletnich i starszych w postaci nekroz końcówek igieł o zabarwieniu jasnobrązowym do czerwonobrązowego, które rozprzestrzeniają się do podstawy igieł. Nekrozy często są poprzedzane chlorozami. Na ogół występuje przedwczesne opadanie starszych igieł. Źródło: Bell, JNB, Treshow M. Zanieczyszczebnie powietrza a życie roślin, 2004.

14 Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Fluor Rośliny iglaste: Początkowo jako chloroza końcówek igieł, które z czasem stają się nekrotyczne, zwykle zabarwione na brązowo lub czerwonobrązowo, wyraźnie odznaczone od komórek zdrowych ciemniejszą warstwą komórek nekrotycznych. Źródło: Bell, JNB, Treshow M. Zanieczyszczebnie powietrza a życie roślin, Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Fluor

15 Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Fluor Rośliny dwuliścienne o szerokich blaszkach liściowych Początkowe objawy to chloroza końcówek lub brzegów liści. Następnie wzrasta intensywność chlorozy, a jej obszar rozszerza się ku podstawie liścia i do centralnej części liscia. W przypadku ostrych ekspozycji tylko nerw środkowy i główne żyłki pozostają zielone. Oprócz chloroz mogą wystąpić deformacje liścia, jak podwijanie i marszczenie blaszek. U niektórych gatunków występują nekrozy końcówek lub brzegów liści, które powiększają się i są ograniczone ciemniejszą warstwą nekrotycznych komórek. Źródło: Bell, JNB, Treshow M. Zanieczyszczebnie powietrza a życie roślin, Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Fluor

16 Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Rośliny jednoliścienne Fluor Chloroza końcówek i brzegów liścia zmniejszająca szerokość wraz ze zwiększaniem odległości od końcówki liścia. Wraz ze zwiększeniem ekspozycji obszar chlorozy rozszerza się ku podstawie nerwowi środkowemu. U niektórych roślin objawia się poprzez nekrozę szczytowych tkanek, które rozszerzają się ku podstawie wraz ze zwiększaniem ekspozycji. Od zdrowych komórek oddzielone są wyraźnym wąskim pasmem o barwie ciemnobrązowej. Źródło: Bell, JNB, Treshow M. Zanieczyszczebnie powietrza a życie roślin, Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Fluorki

17 Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Ozon i inne utleniacze Widoczne uszkodzenia spowodowane ozonem są różne u różnych gatunków Mogą to być drobne plamki białe, czarne lub brązowe występujące na górnej stronie blaszki liściowej. Mogą to być nekrotyczne plamy pomiędzy nerwami występujące po obu stronach blaszki. Mogą to być chlorozy. Ponadto ozon powoduje przyspieszone starzenie się liści. Źródło: Bell, JNB, Treshow M. Zanieczyszczebnie powietrza a życie roślin, Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Ozon i inne utleniacze Chroniczna ekspozycja

18 Widoczne reakcje roślin na różne zanieczyszczenia powietrza Ozon i inne utleniacze Ostra ekspozycja Sosna (Pinus strobes) dąb Dziki bez czarny (Sambucus nigra L.) Źródło Tytoń szlachetny (Nicotiana tabacum L.)

19 Powietrze z ozonem Powietrze bez ozonu Źródło Zanieczyszczenie powietrza a skutki ekonomiczne

20 Szkody i straty powodowane zanieczyszczeniami powietrza A. W PRZEMYŚLE: a) wartość skorodowanych materiałów, wyrobów gotowych i narzędzi, b)zmniejszenie wartości środków trwałych, c) koszty przestoju maszyn i dodatkowe koszty eksploatacji oraz d) ochrony przed korozją. B. W TRANSPORCIE: a) w infrastrukturze i środkach transportu kolejowego i drogowego, b) zużyciu paliwa, c) z powodu wypadków, d) zużycie środków czystości. 39 Szkody i straty powodowane zanieczyszczeniami powietrza C. W GOSPODARCE KOMUNALNEJ: a) w oczyszczaniu ulic i placów, b) w utrzymaniu zieleni miejskiej. D. W OBIEKTACH BUDOWLANYCH: a) szkody spowodowane w elewacjach, b) szkody w urządzeniach i dachach, c) mycie i malowanie budynków. 40

21 Szkody i straty powodowane zanieczyszczeniami powietrza E. W GOSPODARSTWACH DOMOWYCH: a) utrzymanie czystości w mieszkaniu (mycie okien i podłóg), b) odnawianie mieszkań, c) utrzymanie czystości osobistej (czyszczenie garderoby, zakup środków piorących i czyszczących). F. W PRODUKCJI ROLNICZEJ I OGRODNICZEJ: a) obniżenie plonów, b) konieczność dodatkowego nawożenia i innych zabiegów agrotechnicznych. 41 Szkody i straty powodowane zanieczyszczeniami powietrza G. W LEŚNICTWIE: a) obniżenie produkcyjności drzewostanów, b) zmniejszenie produkcyjności gruntów leśnych (usychanie drzew), c) przedwczesny wyręb drzewostanów, d) dodatkowe nawożenie, e) utrata innych funkcji lasu (walory rekreacyjne), H. W ZDROWIU CZŁOWIEKA: a) nadumieralność, b) utrata zdrowia (koszty leczenia i straty spowodowane absencją chorobową). 42

22 Dziękuję za uwagę dr hab. Klaudia Borowiak Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska ul. Piątkowska 94C, Poznań klaudine@up.poznan.pl