KANCELARIA SEJMU BIURO STUDIÓW I EKSPERTYZ WYDZIAŁ ANALIZ EKONOMICZNYCH I SPOŁECZNYCH Ograniczanie emisji zanieczyszczeń z pojazdów mechanicznych w Polsce. Benzyny niskoołowiowe i bezołowiowe Kwiecień 1992 Elżbieta Berkowska, Robert Kijak Informacja Nr 25 Mimo braku odpowiednich przepisów dotyczących konieczności stosowania benzyn bezołowiowych, czy preferencji podatkowych zauważa się w ostatnich latach istotny wzrost ich sprzedaży w Polsce. Benzyna bezołowiowa staje się najpopularniejszym paliwem w krajach wysoko rozwiniętych z dwóch powodów: ograniczenia emisji mutagennego metalu ciężkiego jakim jest ołów oraz możliwości zastosowania konwertorów katalitycznych w pojazdach o zapłonie iskrowym, a więc także zmniejszenia emisji innych zanieczyszczeń atmosfery. W pracy przestawiono diagnozę stanu zanieczyszczenia powietrza w Polsce, ocenę strat na skutek zanieczyszczenia atmosfery i rozwoju transportu samochodowego, przepisy określające wielkość emisji zanieczyszczeń z pojazdów mechanicznych oraz przepisy dotyczące stosowania i składu benzyn etylizowanych i bezołowiowych w krajach wysoko uprzemysłowionych i w Polsce.
- 1 - Wstęp W większości polskich miast najpoważniejszym źródłem zanieczyszczenia atmosfery jest komunikacja samochodowa. Wywołuje ona ogromne straty ekologiczne i ekonomiczne. Największe zagrożenie dla środowiska ze strony motoryzacji stanowi emisja substancji toksycznych z silników spalinowych. Jednym ze sposobów zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska jest ograniczenie emisji ołowiu, związków siarki oraz węglowodorów aromatycznych poprzez zmniejszenie zawartości tych substancji w paliwach. W krajach wysoko uprzemysłowionych najpopularniejszym rodzajem paliwa staje się benzyna bezołowiowa. Mimo, że w Polsce cena benzyny bezołowiowej jest wyższa niż cena benzyny zwykłej (odwrotnie niż w Europie Zachodniej), zauważa się znaczny wzrost sprzedaży tego gatunku benzyny. Do jej spalania przystosowanych jest większość samochodów produkcji zachodniej i niektóre krajowej: Polonez-Caro, Cinquecento, Fiat 126 Bis. Zastosowanie benzyny bezołowiowej wymaga specjalnej konstrukcji silnika (gniazd zaworów). Rozpowszechnienie benzyny bezołowiowej jest pierwszym etapem na drodze ku określeniu surowych wskaźników emisji z pojazdów mechanicznych, które będą wymagały montowania w nowo produkowanych pojazdach konwertorów katalitycznych potrójnego działania (redukcja emisji tlenków azotu, węglowodorów i tlenku węgla). Etylizowana benzyna spowodowałaby tzw. zatrucie katalizatora. Od 1 marca 1992 wprowadzono nowe normy na benzyny etylizowane znacznie obniżające zawartość ołowiu. Normy stały się pod tym względem podobne do norm zachodnioeuropejskich. Stan zanieczyszczenia atmosfery przez pojazdy mechaniczne w Polsce Na skutek ruchu pojazdów drogowych dostają się do powietrza atmosferycznego w ilościach zagrażających środowisku naturalnemu następujące substancje: - tlenek węgla (CO), - węglowodory (C n H m ), - tlenki azotu (NO x ), - ołów (Pb), - dwutlenek siarki (SO 2 ). Pierwsze z wymienionych substancji powstają bezpośrednio w procesie spalania paliwa. Zawartość ołowiu w spalinach wynika z dodawania czteroetylku ołowiu mającego na celu poprawienie właściwości użytkowych paliwa. Źródłem SO2 są zanieczyszczenia nie usunięte z paliwa w procesie przeróbki ropy naftowej. Ponadto ruch pojazdów przyczynia się do zanieczyszczenia powietrza azbestem - z okładzin sprzęgieł i hamulców, kadmem i gumą - z opon samochodowych, chromem -wskutek ścierania się stali stopowych, a także fenolami, wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi, wanadem i olefinami. Spalanie oleju napędowego zawierającego regenerowane, zużyte oleje silnikowe i oleje transformatorowe powoduje powstanie dioksyn. Większość pojazdów produkowanych w kraju odznacza się przestarzałą konstrukcją. Projektowane były, gdy obowiązywały bardzo łagodne przepisy dotyczące ochrony środowiska. Sprowadzane w ostatnich latach w ramach importu prywatnego poważne ilości pojazdów zostały dopuszczone do ruchu w większości wypadków bez żadnej kontroli uciążliwości dla środowiska. Wśród nich mają duży udział pojazdy stare i bardzo stare. Powoduje to rosnący udział komunikacji samochodowej w zanieczyszczeniu środowiska. W ogólnym bilansie emisji tlenków azotu i siarki, tlenku węgla oraz węglowodorów zanieczyszczenia komunikacyjne nie stanowią przeważającej grupy, jednak ruch samochodowy jest naj-
- 2 - poważniejszym źródłem zanieczyszczeń na obszarach gęsto zaludnionych miast. Dane Instytutu Ochrony Środowiska na temat bilansu SO2 i NO x (1990) zawarte są w tabeli 1. Tab. 1. Bilans S0 2 i NO x w roku 1990 Wyszczególnienie Dwutlenek siarki Tlenki azotu tys.t w% w tys.t w % ogółem 3210 100.0 1280 100.0 pojazdy mechaniczne 110 3.4 480 37.5 kotłownie lokalne i paleniska domowe 760 23.7 100 7.8 technologie przemysłowe 270 8.4 200 15.6 energetyka - przemysłowa 500 15.6 130 28.9 energetyka zawodowa 1570 48.9 370 28.9 2. Podstawowe zanieczyszczenia atmosfery emitowane przez pojazdy mechaniczne zawarte są w tabeli Tab. 2. Podstawowe zanieczyszczenia komunikacyjne emitowane w roku 1989 Nazwa związku Emisja tys.t/r. Tlenek węgla 939.7 Tlenek azotu 490.0 Węglowodory 197.1 Dwutlenek siarki 110.0 Związki ołowiu 1.1 Emisję tę spowodowało przede wszystkim (1990 r.): - 5261 tys. samochodów osobowych, - 92 tys. autobusów i mikrobusów, - 1045 tys. samochodów ciężarowych, - 1357 tys. motocykli i skuterów, - 1192 tys. ciągników. Według badań PIOŚ przeprowadzonych w 1990 r. w Warszawie, głównie zagrożonej przez ruch pojazdów mechanicznych, stężenia średnioroczne były przekroczone 1-2 razy: - ołowiu na 2 stanowiskach pomiarowych,
- 3 - - opadu pyłu na 12 stanowiskach pomiarowych, - dwutlenku azotu na 4 stanowiskach pomiarowych, - pyłu zawieszonego na 7 stanowiskach pomiarowych. Badania Ośrodka Badania i Kontroli Środowiska w Płocku wykazały, że około 40% pojazdów przekraczało dotychczas obowiązujące, bardzo łagodne dopuszczalne stężenia tlenku węgla na biegu jałowym. Z tego 60% (czyli 25% ogółu badanych) w wyniku regulacji spełniało wspomniane wymagania, zaś 40% (czyli 15% ogółu badanych) nie spełnia ich także po regulacji. Straty spowodowane przez zanieczyszczenia atmosfery i rozwój komunikacji Z reguły w literaturze światowej wymienia się następujące rodzaje strat spowodowanych zanieczyszczeniem atmosfery: - uszczuplenie majątku narodowego na skutek uszkodzenia lub zniszczenia różnego rodzaju dóbr ekonomicznych i społecznych; będą to przykładowo straty z tytułu korozji budynków, budowli 1 urządzeń; - utrata określonych możliwości wytwórczych, spowodowana zanieczyszczeniem lub przekształceniem różnych elementów środowiska; będą to straty w postaci zmniejszenia plonów w rolnictwie, zarówno jako wynik zanieczyszczenia powietrza, wód i gleby, jak i na skutek przekazywania ziemi rolniczej na inne cele; - pogorszenie warunków zdrowotnych ludności, występujące w formie zwiększonych kosztów leczenia, zwiększonej absencji chorobowej, zmniejszenie wydajności pracy itp.; - brudzenie i pogorszenie estetyki; brudzenie odnosi się zarówno do odzieży, pościeli itp.; jak i do elewacji budynków i wnętrz mieszkań. Straty spowodowane zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego (Klich, Szyngiel, Graczyk, 1988) zostały oszacowane w cenach roku 1988 na 1028.7 mld złotych (1082.8 mln USD). Jest to prawie 15 razy więcej niż wartość nakładów inwestycyjnych poniesionych w tymże roku na ochronę powietrza. Wyszczególnienie tych strat zawarto w tabeli 3. Oszacowane łączne straty spowodowane zanieczyszczeniem atmosfery stanowiły 1.7% produktu globalnego i 4.1% dochodu narodowego. W końcu lat osiemdziesiątych (Rozkwitalska, 1990) oszacowano straty wyrządzone w środowisku przez rozwój motoryzacji. Jako podstawę wyceny przyjęto szacunkowy koszt społeczny utraty poszczególnych dóbr lub korzystania z tych dóbr. Straty z tego tytułu ponosi cała gospodarka narodowa poprzez zwiększone nakłady na służbę zdrowia, straty w majątku, pogorszenie warunków zdrowotnych, rekreacyjnych i innych związanych z jakością życia. Tab.3. Straty spowodowane zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego w Polsce w roku według cen z 1988 roku Lp Wyszczególnienie Wielkość Udział % strat w mln zł w całości strat 1 Zdrowie ludności 182 974.5 17.9 2 Środki trwałe 736 488.3 72.1 3 Rolnictwo 51 225.6 5.0 4 Zakwaszenie gleb i wód 12 942.6 1.3 5 Lasy 38 115.8 3.7
- 4 - Podjęto próbę wyceny strat społecznych stanowiących utratę wartości poszczególnych dóbr na skutek funkcjonowania rozwoju motoryzacji. Zawarto ją w tabeli 4. Tab. 4. Wycena strat wyrządzonych środowisku przez motoryzację w roku 1988 Lp Nazwa strat Ogółem Struktura wyrządzonych strata strat środowisku (mln zł) (%) 1 Zajmowanie terenu 40.960 34.5 2 Ograniczenie przydatności - terenu dla - celów rolniczych 17.187 14.2 3 Zanieczyszczenie atmosfery toksycznymi substancjami 33.235 28.0 4 Zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych 1.512 1.2 5 Hałas 25.900 21.8 razem 118.794 Nie uwzględniono w nich szkód wyrządzonych lasom i zwierzętom w tych lasach, strat powstałych z tytułu rozcięć pól przez drogi i utrudnień związanych z ich uprawą i transportem płodów rolnych, szkód wyrządzanych krajobrazowi, zabytkom kultury materialnej i budowlom. Do wyceny wykorzystano opłaty za gospodarcze korzystanie ze środowiska. Całkowite straty społeczne stanowiły wtedy 0.5% dochodu narodowego. W latach 1988-92 znaczenie opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska znacznie wzrosło (od relatywnie niskich do bardzo wysokich od 1 stycznia 1992), więc udział strat związanych z rozwojem komunikacji, według tej metodyki obliczania strat, znacznie wzrósł w stosunku do wytworzonego dochodu narodowego. Oszacowane straty są dużo niższe od strat oszacowanych w krajach o 3-5 krotnie wyższym poziomie motoryzacji w przeliczeniu na 1000 mieszkańców. W Szwecji roczne straty wynikające z emisji zanieczyszczeń atmosfery przez pojazdy mechaniczne w obszarach zurbanizowanych stanowią 0.57% dochodu narodowego. W Holandii przy zaliczeniu do strat społecznych kosztów wypadków drogowych - w 1986 roku straty stanowiły 8.3%, a w RFN 6% dochodu narodowego. Autorka opracowania zakładała wzrost strat o 30% do 2000 roku, w przypadku niedokonywania zasadniczych zmian w konstrukcji, utrzymaniu i użytkowaniu pojazdów oraz produkcji paliw. Wymierne straty związane z pogorszeniem się zdrowia ludzi wiążą się z absencją chorobową, kosztami lekarstw, hospitalizacji itp. W USA szacuje się, że zanieczyszczenie powietrza przyczynia się do 50 000 przedwczesnych zgonów w ciągu roku. Koszt dodatkowych rachunków lekarskich oceniono na 10-15 mld USD. Oprócz strat w środowisku, należy także brać pod uwagę straty ekonomiczne wywołane ograniczeniem wjazdu polskich samochodów, zwłaszcza ciężarowych i autobusów na teren krajów EWG, a więc związane z ograniczeniem handlu EWG - Polska. Nakłady inwestycyjne wyłożone na ograniczenie emisji z pojazdów mogą zostać zrekompensowane poprzez uniknięcie części strat. Choć koszty są wysokie, to dzięki ograniczeniu strat przedsięwzięcie to
- 5 - będzie się opłacać. Wpływ ołowiu na organizmy żywe Bardzo niebezpieczne dla zdrowia człowieka są metale ciężkie, takie jak ołów. Głównym źródłem zanieczyszczenia ołowiem są paliwa płynne spalane w silnikach samochodowych. Stąd pochodzi 80% ołowiu znajdującego się w atmosferze. Zatrucie ołowiem może wywoływać konwulsje, niedokrwistość, zmiany neurologiczne i encefalograficzne, zaburzenia enzymatyczne i mutagenne, podejrzewa się również działanie rakotwórcze. U dzieci żyjących w dużych miastach poziom ołowiu jest około 4 razy większy niż na wsi (zanieczyszczenia komunikacyjne). Wykazano opóźnienie rozwoju u dzieci i choroby tarczycy (wole) jako wynik podwyższonej zawartości np. ołowiu. Powoduje on uszkodzenia biologiczne. Kumulacja w okresie dziecięcym prowadzi do długotrwałego inwalidztwa i upośledzenia sprawności umysłowej. Najbardziej podatne na zatrucie ołowiem są dzieci do lat 5 zamieszkałe w miastach. Wpływ poziomu ołowiu we krwi na organizm człowieka przedstawia się następująco: - 10-20 µg/dl występuje u mieszkańców miast; pochodzi z farb, motoryzacji, przemysłu; - 20-30 µg/dl powoduje zahamowanie wydzielania enzymów niezbędnych w syntezie he-moproteiny (która jest wiązana z hemoglobiną, molekułami przenoszącymi tlen w czerwonych krwinkach); niemniej jednak organizm jest wciąż zdolny produkować hemoglobinę i nie zauważa się zakłóceń w funkcjonowaniu organizmu; - 30-35 µg/dl powoduje uszkodzenie układu nerwowego oraz trwałe obniżenie sprawności umysłowej; - 40-55 µg/dl spowalnia prędkość przekazywania impulsów nerwowych; jednak osoba nie jest świadoma zagrożenia; efekt może być wykryty przez specjalne badania; poziom szkodliwy dla kobiet w ciąży; - ok. 60 µg/dl powoduje zmęczenie, podenerwowanie, kłopoty z koncentracją, kłopoty z pamięcią, obniżenie szybkości kojarzenia; - ok. 80 µg/dl powoduje anemię, brak apetytu, depresja, bóle żołądka, obniżenie sprawności fizycznej, spóźniony czas reakcji a przy bardzo wysokich stężeniach konwulsje i śmierć. Zanieczyszczenie komunikacyjne metalami ciężkimi, głównie ołowiem stanowią ogromne zagrożenie dla roślin - ich wzrostu, rozwoju, a nawet przetrwania. Związki ołowiu są trudno rozkładalne w glebie. Według szacunkowych ocen, ołów obecnie zmagazynowany w glebie, pozostanie w niej przez najbliższe 300 lat i przez cały ten czas dostępny będzie dla roślin uprawnych. Do tej pory nie są znane żadne sposoby skutecznego usuwania ołowiu ze skażonych terenów. Ołów może dostawać się do roślin przez liście, z aerozoli spalin bezpośrednio osadzających się na częściach nadziemnych roślin, albo też może być pobierany przez system korzeniowy z gleby. Ilość ołowiu w roślinach zależy od wielu czynników, np: od odległości od emitora, kierunku wiatrów, pory roku, natężenia ruchu samochodowego i wynosi od kilkunastu do kilku tysięcy mg Pb/kg suchej masy. Najbardziej narażone są na wnikanie ołowiu korzenie roślin; gromadzić się w nich może od 70% do 90% całego pobranego ołowiu. Metale ciężkie, w tym ołów, łatwo pobierane przez rośliny i przemieszczane do innych organów, powodują zahamowanie wzrostu roślin, obniżenie plonu suchej masy, redukcję wydłużania korzeni oraz zachwianie procesów metabolicznych. Powszechnym objawem działania nadmiaru metali ciężkich na roślinę jest żółknięcie liści, niska w nich koncentracja chlorofilu, ograniczenie pobierania niektórych składników pokarmowych, np. żelaza. Niektóre rośliny uprawne wykazują dużą tolerancję na zawartość ołowiu bez ograniczenia
wzrostu i plonów. Jednak przez zdolność do kumulowania ołowiu w swoich tkankach będą one włączać coraz większe ilości ołowiu w łańcuch pokarmowy i obieg biologiczny, przyczyniając się do pobierania go przez ludzi i zwierzęta. - 6 - Światowe trendy w ograniczaniu emisji ołowiu z pojazdów mechanicznych Amerykańska ustawa Clean Air Act (CAA) od wejścia w życie w 1970 r., przyczyniła się do ograniczenia emisji zanieczyszczeń z pojazdów. Obecnie produkowane samochody w USA emitują o 96% mniej zanieczyszczeń niż przed rokiem 1970. Poprawki do CAA z 1984 roku nakazały EPA (Environmental Protection Agency) kontrolę zawartości ołowiu i innych dodatków w benzynie. Dostawcy benzyny zostali zobowiązani do dostarczania benzyny bezołowiowej. 7 marca 1985 r. EPA ustaliła nowe standardy zawartości ołowiu w benzynach. Wymagały one dalszej redukcji jego zawartości z 1.1 g Pb/galon na 0.5 g Pb/galon po 1 lipca 1985 r. i 0.1 g Pb/galon po 1 stycznia 1986. Jednocześnie EPA ogłosiła wyniki analizy zysków i strat ograniczenia zawartości ołowiu w benzynie z 0.5 do 0.1 g Pb/galon. Z analizy wynikało, że osiągnięcie 0.10 g Pb/galon przyniesie korzyści ze względu na obniżenie zagrożenia zdrowia o 49 mln USD, przy kosztach przemysłu petrochemicznego 3.5 mld USD. Program był wprowadzany stopniowo, w zależności od możliwości technicznych rafinerii. Według poprawek do Clean Air Act z roku 1990 producenci samochodów będą musieli zredukować emisję z pojazdów o 97.5%, do końca wieku o 99% w stosunku do roku 1970, co wiąże się z dodatkowymi kosztami 5.6 mld USD. Poprawki określiły skład benzyn wymagany przed połową lat dziewięćdziesiątych. Powinny one zawierać 2% tlenu (np. przez dodawanie alkoholu), nie więcej niż 25% węglowodorów aromatycznych, nie więcej niż 1% benzenu i detergentów, nakazały obniżenie o 15% zawartość węglowodorów powodujących tworzenie się ozonu i innych zanieczyszczeń specyficznych, nakazały całkowite wyeliminowanie ołowiu. Dyrektywy EWG dotyczące benzyny bezołowiowej zostały przyjęte po serii rezolucji Parlamentu Europejskiego w roku 1985. W 1987 zostały one poprawione. Ustalono dozwoloną zawartość ołowiu, tak jak było to przyjęte w wytycznych z 1978, na 0.15-0.40 g/ł. Dolna granica była celem, do którego należało dążyć. Jednocześnie wszystkie kraje członkowskie zobowiązały się do wprowadzenia na rynek i upowszechniania zużycia benzyn bezołowiowych przed 1 października 1989 roku. Uzgodnienia EWG, z czerwca 1989 roku przewidują obniżenie emisji z pojazdów mechanicznych o 60-70% przed końcem 1992 roku. Nowe standardy są podobne do stosowanych w USA Wprowadza się limity określające dopuszczalną emisję NO x, CO i pyłów. Proponowane standardy dla samochodów z EWG na rok 1992/93 według Christera Argena (1991) zawarto w tabeli 5. Tab. 5. Wymagania dla samochodów z krajów EWG na lata 1992/93 proponowane przez Christera Argena (1991) Emisja CO g/km Emisja NO x g/km Emisja C n H m - łącznie g/km Emisja pyłów g/km 13.6 1.13 1.13 0.18 Powyższe wskaźniki emisji mogą zostać osiągnięte poprzez stosowanie reaktorów katalitycznych, a
- 7 - więc spowodowałoby to eliminowanie z rynku benzyn etylizowanych. Dodatki do paliw i nowe paliwa Najczęściej stosowanymi dodatkami uszlachetniającymi są dla benzyn dodatki przeciwstukowe, a dla olejów napędowych przeciwdymne, depresatory obniżające temperaturę krzepnięcia oraz dodatki ułatwiające samoczynny zapłon w silniku. Ponadto we wszelkich paliwach mogą występować dodatki przeciwdziałające wydzielaniu smół i osadów w procesie przechowywania. Powszechnie stosowanym dodatkiem przeciwstukowym (antydetonatorem) jest tzw. płyn etylowy, będący roztworem 60% czteroetylku ołowiu - Pb(C2H5)4 z tzw. wynośnikiem, czyli mieszaniną chlorków i bromków organicznych nie wpływających na przebieg spalania, ale tworzących w temperaturze spalania lotne związki ołowiu, usuwane z cylindrów silnika wraz ze spalinami. W płynie tym zawartość ołowiu wynosi około 40% (wagowo). Zawiera on zwykle także dodatek barwnika zabarwiającego benzynę z dodatkiem płynu etylowego (etylinę), w celu ostrzeżenia użytkowników przed jego bardzo silnymi własnościami toksycznymi. Bardzo zadawalające rezultaty dają różnego rodzaje dodatki do paliw istotnie zmniejszające emisję. Dodatki do paliw mogą być używane, aby poprawić pracę silnika, zwiększyć jego trwałość, aby zapewnić utrzymanie składu i jakości paliwa w czasie pracy silnika i postoju. Dodatki, szczególnie ważne są przy ograniczaniu emisji z silników z zapłonem samoczynnym (mogą zastąpić filtry spalin). Ograniczanie zawartości ołowiu zwiększyło zainteresowanie rafinerii tanimi, wysokooktanowymi dodatkami do benzyn, szczególnie lekkimi alkanami oraz metanolem i etanolem. Od początku lat osiemdziesiątych w benzynach używa się więcej lekkich frakcji, takich jak butan. Wcześniej - dodawanie lekkich węglowodorów miało podłoże ekonomiczne, później - ekologiczne w celu wyeliminowania ołowiu. Duże ilości butanu (lotnego węglowodoru) są produkowane podczas frakcji ropy naftowej i gazu ziemnego. Butan (wysoka liczba oktanowa - około 94) jest bardzo dobrym substytutem ołowiu w benzynach. Dodatek butanu zwiększa lotność benzyn, co z kolei zwiększa emisję oparów węglowodorów z pojazdów i zwiększa straty ze zbiorników paliwa podczas tankowania (parowanie). Badania prowadzone przez amerykański The Coordinating Research Council-Air Pollution Research Advisory Committee (CRC-APRAC) wykazały zwiększoną emisję benzenu i innych węglowodorów aromatycznych przy dodaniu go do paliwa, nawet przy zastosowaniu konwertorów katalitycznych wielozadaniowych w pojazdach. Pary emitowane z układu wydechowego i w czasie tankowania zawierały zwiększone zawartości benzenu. Metanol jest jednym z najbardziej obiecujących paliw przyszłości. Obecnie produkuje się go z gazu ziemnego, planuje otrzymywanie go z węgla kamiennego. Jednak pojazdy na metanol mają zwiększoną emisję formaldehydu, w porównaniu do samochodów benzynowych wyposażonych w konwertory katalityczne wielozadaniowe lub utleniające, większe niż z zapłonem samoczynnym (olej napędowy), a podobne do pojazdów z zapłonem iskrowym bez katalizatorów. W ostatnich latach trwają prace nad dodatkami metali szlachetnych do paliw (tzw. katalizatory). Odkładają się one w układzie wydechowym spełniając podobną rolę jak- urządzenia montowane na układ wydechowy. Prawne i techniczne aspekty ograniczania emisji ołowiu z pojazdów mechanicznych w Polsce W Polsce obowiązują następujące akty prawne związane z motoryzacyjnymi problemami ochrony
- 8 - środowiska: - Ustawa z dnia 01.02.1983 r. - Prawo o ruchu drogowym (Dz. U. Nr 6 z 1983 r., poz. 35 i Nr 35 z 1989 r., poz. 192) oraz wydane na podstawie zawartej w nim delegacji - Rozporządzenie Ministra Komunikacji w sprawie warunków technicznych i badań pojazdów (Dz. U. Nr 70 z 1983 r., poz. 317), - Ustawa o ochronie i kształtowaniu środowiska (Dz. U. Nr 3 z 1980 r., poz. 6) oraz wydane na podstawie zawartej w niej delegacji - Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska i Zasobów Naturalnych w sprawie dopuszczalnych do wprowadzenia do powietrza atmosferycznego rodzajów i ilości substancji zanieczyszczających wytwarzanych przez silniki spalinowe (Dz. U. Nr 14 z 1987 r. poz. 87). Rozporządzenie mówi, że dopuszczalne jest wprowadzenie do powietrza przez silniki spalinowe tylko takich ilości związków ołowiu i związków siarki, jakie zawarte są w paliwach odpowiadającym Polskim Normom. Od 1 marca 1992 roku obowiązują nowe normy dotyczące składu benzyn etylizowanych (PN-92,C- 96025) obniżające zawartość ołowiu do 0.15 Pb/l (z 0.30 dla etyliny 94 i z 0.56 dla etyliny 86) i siarki do 0.10% (z 0.15). Tab. 6. Porównanie polskich norm dla benzyny Nazwa Wielkość wymagana do 1991.12.31 od 1992.03.01 Etylina 94 Zawartość ołowiu, g Pb/l paliwa nie większa niż Zawartość siarki, %(m/m), nie większa niż Etylina 86 Zawartość ołowiu, g Pb/l paliwa nie większa niż Zawartość siarki, %(m/m), nie większa niż 0.30 0.15 0.56 0.15 0.05-0.15 0.10 0.05-0.15 0.10 Nowa norma na importowaną benzynę, Etylinę 98, określa zawartość ołowiu na nie więcej niż 0.05-0.15 g Pb/l benzyny, a siarki na nie więcej niż 0.10 % (m/m). Pierwszym rodzajem paliwa bezołowiowego produkowanym w Polsce była BONA 91 (aktualnie nie produkowana). Benzyna silnikowa bezołowiowa Bona 91 miała zastosowanie do silników spalinowych z zapłonem iskrowym, dostosowanych do spalania tego rodzaju paliwa. Norma (opracowana w 1988?.) wymagała, aby zawartość ołowiu nie była większa niż 0.007 g Pb/l benzyny u producenta i 0.013 g Pb/l benzyny u dystrybutora, a zawartość siarki 0.10% (m/m). Norma na benzynę bezołowiową Eurosuper 95 (obecnie produkowana w Polsce) oparta na normie europejskiej (EN 228:1987) wymaga zawartości ołowiu nie więcej niż 0.005 g Pb/l benzyny u producenta i 0.013 g Pb/l benzyny w dystrybucji, a siarki nie więcej niż 0.10 %(m/m). Przy pakowaniu benzyny bezołowiowej należy przestrzegać przepisów i zaleceń mających na celu zapobieżenie zanieczyszczeniu benzyny bezołowiowej benzyną etylizowaną. Proces pakowania, przechowywania i transportu benzyny bezołowiowej reguluje polska norma PN-92 C-96025/02. Poziom stężeń dopuszczalnych określa Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 12.02.1990, Dz. U. Nr 15 z dnia 14.03.1990. Stężenia dopuszczalne 24-
- 9 - godzinne ołowiu, jako suma koncentracji ołowiu i jego związków w pyle zawieszonym i w aerozolu określono na 1.0 µg/m 3, średnioroczne na 0.2 µg/m 3 ; na obszarach specjalnie chronionych stężenia dopuszczalne 24-godzinne ołowiu określono na 0.5 µg/m 3, średnioroczne na 0.1 µg/m 3. Dopuszczalny opad ołowiu jako suma ołowiu i jego związków ustalono na 100 mg/nr/rok, a na obszarach specjalnie chronionych 100 mg/m 2 /rok. Polityka ekologiczna państwa zakłada rozwój motoryzacji, który będzie uzależniony od możliwości produkowania i importu pojazdów, urządzeń i maszyn z silnikami spalinowymi cechującymi się niską emisją substancji zanieczyszczających, zapewnienia paliw o standardach międzynarodowych oraz przyśpieszenia produkcji benzyny bezołowiowej i katalizatorów samochodowych. Ministerstwo Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa opracowało w kwietniu 1991 "Program przedsięwzięć prowadzących do ograniczenia szkodliwego oddziaływania motoryzacji na środowisko", który do tej pory nie został zatwierdzony przez Radę Ministrów. W programie przyjęto między innymi założenia: 1. Minister Przemysłu podejmie działania w celu wprowadzenia na rynek benzyny niskoołowiowej oraz bezołowiowej w ilościach odpowiadających zapotrzebowaniu. 2. Minister Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa wspólnie z Ministrem Finansów oraz Przemysłu i Handlu wdrożą system ulg preferencyjnych dla producentów krajowych i importerów paliw ekologicznych. 3. Minister Przemysłu podejmie działania uwarunkowane rozwojem krajowych zdolności przerobowych ropy naftowej w celu dalszego wprowadzania na rynek benzyny niskoołowiowej do 100% ogólnego zapotrzebowania, benzyny bezołowiowej w ilości odpowiadającej zapotrzebowaniu oraz olejów napędowych o obniżonej zawartości siarki. Wprowadzając nowe normy (od 1 marca 1992) na paliwa służące do napędu pojazdów mechanicznych zrealizowano postulat programu dotyczący benzyn niskoołowiowych. Normy te są zgodne z podobnymi obowiązującymi na świecie. Benzyny bezołowiowe stają się coraz bardziej popularne w Polsce (tabela 7.). Tab. 7. Sprzedaż benzyny bezołowiowej na stacjach CPN rok ilość [ton] ilość stacji 1988 475 23 1989 3 079 40 1990 15 010 93 1991 55 533 304 W styczniu 1992 r. sprzedaż benzyny bezołowiowej w stacjach CPN wynosiła 9230 ton, w lutym 9645 ton, co świadczy o stałym wzroście popytu na ten rodzaj paliwa. Ponadto szacuje się, że poza siecią sprzedaży CPN sprzedawane jest około 5 tys. ton miesięcznie benzyny bezołowiowej. Inne paliwa służące do napędu pojazdów mechanicznych zostały sprzedane w Polsce w następujących ilościach (1990): - do silników z zapłonem iskrowym : 3773 tys.t, - do silników z zapłonem samoczynnym : 5297 tys.t. Benzyna bezołowiowa stanowi nadal niewielki procent paliw zużytych w Polsce. Przyczyn należy szukać w braku właściwej polityki podatkowej i celnej, która preferowałaby tzw. paliwa ekologiczne. Ilość tych benzyn na rynku pokrywa niewielkie zapotrzebowanie, choć nadal problemem jest
- 10 - równomierność pokrycia kraju siecią stacji sprzedających benzynę bezołowiową, tylko nieliczne znajdują się poza wielkimi aglomeracjami miejsko-przemysłowymi. Na ogólną ilość 304 (31 grudzień 1991) stacji CPN, ponad 1/3 znajduje się w następujących oddziałach CPN: Wrocław (37), Katowice (33), Warszawa (30). Projekt Ustawy o narzucie ekologicznym od paliw z 1991 roku przewidywał dwa warianty. W pierwszym stawka miała wynosić 4% dla benzyny bezołowiowej i 8% dla benzyny z zawartością ołowiu. W drugim wariancie stawka miała być jednakowa dla wszystkich paliw - 5%. Przyjęcie wariantu pierwszego spowodowałoby większą konkurencyjność benzyny bezołowiowej w stosunku do benzyny zwykłej. Niestety projekt został na razie odłożony. Produkcja benzyny bezołowiowej typu Eurosuper 95 przez Mazowieckie Zakłady Petrochemiczne w Płocku wynosi około 50% benzyny bezołowiowej sprzedawanej przez CPN, tzn. ok. 5 tys. ton miesięcznie. Produkcja jej ograniczona jest ilością przerabianej ropy naftowej. Ewentualne zwiększenie produkcji benzyny bezołowiowej wiąże się z ograniczeniem produkcji najpopularniejszej w kraju Etyliny 94. Natomiast ilość benzyny importowanej może być dowolnie zwiększana, proporcjonalnie do popytu. Aktualnie przyjmuje się, że benzyna importowana (drogą morską) gromadzona jest w rafinerii gdańskiej, która zaopatruje północną część Polski. Krajowa z Płocka transportowana jest rurociągiem do Warszawy (Emiljanów), skąd rozdzielana dla południa Polski. W Mazowieckich Zakładach Petrochemicznych rozpoczęto od 1 marca produkcję benzyn niskoołowiowej według nowych norm. W benzynie tego typu czteroetylek ołowiu został częściowo zastąpiony eterem. Pierwsze jej transporty z Płocka miały dotrzeć do rozdzielni w Warszawie ok. 14-15 marca. W rejonach zagrożenia ekologicznego (Kraków, Katowice) sprzedawana jest tzw. Etylina 94 "ekologiczna". Surowa benzyna, bez dodatku czteroetylku ołowiu, z Płocka dostarczana jest do rafinerii w Trzebini, gdzie dodawany jest etanol. Zawiera ona tą samą ilość ołowiu, jak zwykła Etylina 94, produkowana wg norm obowiązujących od 1 marca 1992. Dodatek 5% wysokooktanowego etanolu pozwala na jej produkcję z niskooktanowych benzyn, co znacznie obniża koszt jej wytworzenia. Produkcja etanolu dla celów przemysłowych pozwoli zmniejszyć też problemy polskiego rolnictwa z nadprodukcja zbóż i ziemniaków. Dodatek etanolu do 5% nie wymaga żadnych zmian konstrukcyjnych silnika, a zwiększa zawartość tlenu i ogranicza emisję CO i C n H m. Większość samochodów osobowych produkcji zachodniej i krajowej: Polonez-Caro, Cinque-cento, Fiat 126 Bis jest przystosowanych do spalania benzyn bezołowiowych. Stosowanie benzyny bezołowiowej wymaga instalowania nowego typu gniazd zaworowych i zaworów. W tradycyjnych silnikach zawory były smarowane czteroetylkiem ołowiu dodawanym do benzyn etylizowanych. Brak dodatku ołowiu powoduje w tradycyjnych gniazdach zaworowych tworzenie się tzw. wżerów i szybkie zmniejszanie się szczelności silnika. Najbardziej popularny samochód w Polsce Fiat 126 wersja 600 i 650 nie jest nadal przystosowany do spalania tych benzyn, podobnie samochody dostawcze oparte na silniku S - 21: Tarpan, Nysa i Żuk. W Fiacie 126 wersja 600 i 650, w czasie używania benzyn bezołowiowych, wżery i nieszczelności w gniazdach zaworów tworzą się już po około 15 000 km, w starych modelach (przed IX 1989) FSO i Poloneza podobny proces następuje po około 30-40 tys. km. Samochody produkcji FSO od września 1989 roku zostały przystosowane do spalania benzyn bezołowiowych. I tak: silnik PN 1300 cm 3 nr 11944 od dnia 1989.09.18, silnik PN 1500 cm 3 nr 427480 od dnia 1989.09.04,
- 11 - silnik PN 1600 cm 3 nr 26730 od dnia 1989.09.05, silnik FSO 1500 cm 3 nr 1145702 od dnia 1989.09.13. Stosowane do września 1989 roku gniazda zaworowe z materiałem W4G zostały zastąpione materiałem W4G.2.3 (producent WSM PZL Krotoszyn). Materiał ten jest materiałem przejściowym, docelowo planowane jest uruchomienie gniazd zaworowych z materiałem 12GMV. Wiele dużych firm samochodowych, nawet tych najbardziej cenionych również dostosowało swoje modele do spalania benzyny bezołowiowej dopiero w latach osiemdziesiątych, np. wszystkie modele BMW, czy Mitsubishi od roku 1988. Podsumowanie Benzyna bezołowiowa powinna stać się bardziej rozpowszechnionym paliwem, poprzez stosowanie ulg preferencyjnych (podatki, cła) dla jej importerów, czy polskich producentów. Prawdopodobne wprowadzenie w przyszłości narzutu ekologicznego od paliw powinno preferować benzyny bezołowiowe. Spowoduje to znaczne obniżenie jej ceny w stosunku do benzyny etylizowanej i jej dalsze upowszechnienie. Wzrost zużycia benzyny bezołowiowej w stosunku do benzyn etylizowanych ograniczy emisję mutagennego i kancerogennego pierwiastka jakim jest ołów. Krokiem naprzód w kierunku obniżenia emisji ołowiu i siarki było wprowadzenie nowych norm (od 1 marca 1992) na skład paliw płynnych. W przyszłości należy jednak dążyć do całkowitego wyeliminowania benzyny etylizowanej. Przyjęcie rygorystycznych wskaźników emisji np. za EKG (Europejska Komisja Gospodarcza) spowoduje konieczność instalacji konwertorów katalitycznych w nowo produkowanych pojazdach mechanicznych, i będzie eliminowało z rynku benzyny etylizowane. Oprócz działań administracyjnych ważne jest także szerzenie edukacji ekologicznej. Wydatki związane z wprowadzeniem do ogólnego stosowania benzyny bezołowiowej byłyby zrekompensowane poprzez uniknięcie części strat związanych z rozwojem komunikacji. Literatura: A. Symonowicz: Bilans strat powstałych wskutek degradacji środowiska, A. Klich, J. Szyngiel, A. Graczyk: Straty powodowane zanieczyszczeniem powietrza, C. Rozkwitalska: Straty wynikające z rozwoju motoryzacji, CPBP 04.10.13; zeszyt 37; SGGW-AR, Warszawa 1990. Stan zanieczyszczenia atmosfery w Polsce w 1989 roku, IOŚ, Warszawa, 1989. Ochrona środowiska 1991, GUS, Warszawa, 1991. Ocena wpływu na środowisko projektowanej autostrady Północ - Południe (odcinek Lubicz - Czerwienice - Ciechocinek granice woj. wrocławskiego). Etap II, część I, IOŚ, Warszawa, 1991. A. Dominiak: Przeobrażenia antropogeniczne środowiska przyrodniczego a zdrowie ludzi, Akademia Ekonomiczna, Katowice 1987. A. Surmacz i inni: Wpływ środowiska na stan zdrowia ludności, Śląski Instytut Naukowy, Katowice 1987. A Watson: Air Pollution, the Automobiles and Public Health, National Academy Press, Washington, D.C. 1988. J. Jakubowski: Motoryzacja i ochrona środowiska, WKiŁ, Warszawa 1976. M. Wierzbicka: Skażenie roślin ołowiem. Konferencja: Zanieczyszczone środowisko a fizjologia rośliny, Polskie Towarzystwo Botaniczne, Warszawa 1991. T. Baszyński: O pośrednim mechanizmie działania metali ciężkich na reakcje fotochemiczne chloroplastów roślin wyższych, Konferencja: Zanieczyszczone środowisko a fizjologia rośliny, Polskie Towarzystwo Botaniczne, Warszawa 1991. Mały poradnik mechanika, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1988. M.R. Greenberg: Public Health and the Environment. The United States Experience, The Guilford Press, New York 1987. T Tietenberg: Environmental and Natural Resourse Economics, Scott, Foresman and Company, Illinois 1988.