ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA W CZTERECH WYBRANYCH

PRACE INSTYTUTU BADAWCZEGO LEŚNICTWA, Seria A
Warszawa 1998
Lesław ADAMSKI,
863
Jerzy WAWRZONIAK
Instytut Badawczy Leśnictwa
Zakład Badań i Systemów Informacji Przestrzennej
Laboratorium Monitoringu Lasu
05-090 Raszyn k. Warszawy
ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA
W CZTERECH WYBRANYCH
REGIONACH POLSKI
AIR POLLUTlON RESEARCH IN FOUR SELECTED REGIONS OF POLAND
Abstraet: Methods and resu/ts of air pollution research in four
regions of Po/and as a part of two-year program aiming at investigation of the effects of environment pollution on pine and spruce stands
are described. Ten-year series of passive samp/ing data show
significant deerease on su/phur dioxide and nitrogen oxides deposition in the investigated areas - exeept of the Sudety Mts. region
where the air pollution remains nearly eonstant. This last observation
is eonfirmed by other methods used in the reeent years (passive and
aetive air sampling, mobile air-monitoring /aboratory) and is re/ated
to the still existing air pollution due to the Po/ish-Czeeh-German
"b/aek triang/e" industria/ area. The mobile /aboratory equipment
(pollution ana/ysers and wind deteetors) allowed to identify two
distant su/phur dioxide sourees.
Key words:' air pollution, nitrogen oxides, su/phur dioxide, ozon e,
Sudety Mts.
1. WSTĘP: GENEZA PROGRAMU
do krajów o wyjątkowo dużym zróżnicowaniu poziomu
zanieczyszczeń powietrza. Obok regionów zaliczanych do najbardziej zagrożonych w Europie oddziaływaniem dwutlenku siarki, tlenków azotu i innych
zanieczyszczeń powietrza (Sudety, Śląsk) występują regiony stosunkowo czyste,
o nieznacznie tylko podwyższonym poziomie imisji (Augustów, Białowieża).
Sytuacja taka stwarza możliwość prowadzenia badań porównawczych nad
wpływem różnego poziomu zanieczyszczeń powietrza na podstawowe komponenty ekosystemu leśnego decydujące o jego witalności i stabilności.
Pogarszająca się w ostatnim dziesięcioleciu zdrowotność lasów w Polsce, jak i w
całej Europie, zrodziła wiele hipotez wyjaśniających to zjawisko. Jedna z hipotez
wskazywała na zanieczyszczenia powietrza jako główną tego przyczynę. Wysoka
imisja dwutlenku siarki i tlenków azotu stwarza warunki do powstawania
kwaśnych opadów, a w konsekwencji zakwaszania gleb, co wyzwala łańcuch
zmian właściwości gleb prowadzący do osłabienia kondycji lasów i zagraża ich
Polska
należy
trwałości.
Jednym z celów pracy było skonfrontowanie poziomów zanieczyszczenia
powietrza atmosferycznego w czterech regionach, odległych od siebie i
narażonych w różnym stopniu na skażenia antropogeniczne. W śród tych regionów
całe Sudety są od wielu lat zanieczyszczane w stopniu katastrofalnym w wyniku
napływu powietrza z tzw. "czarnego trójkąta" - obszaru, na którym rozmieszczone są polskie, czeskie i wschodnioniemieckie zagłębia węgla brunatnego VI
połączeniu z elektrowniami dużej mocy opalanymi tym węglem (Acidification in
the Black Triangle Region 1995). Drugim z narażonych regionów jest woj.
zielonogórskie (w tej pracy reprezentowane przez nadleśnictwo Krzystkowice}położone w sąsiedztwie północnego krańca niemieckiego zagłębia węgla brunatnego i polskiego obszaru przemysłowego Legnica-Lubin-Głogów. Pozostałe dwa
regiony - Szczecińskie (Łobez) i Augustowskie (Augustów) obejmują tereny
rolniczo-leśne, odległe od dużych źródeł zanieczyszczenia powietrza.
Drugi cel wynikał z nawiązania w 1993 r. współpracy z instytutami duńskimi
i czeskimi w zakresie badań wpływu poziomu zanieczyszczeń powietrza na
stopień zakwaszenia gleb i stabilność lasów. Konkretnym efektem tej współpracy
był tzw. program APOS (The influence of different air pollution levels on the
degree offorest soil acidification and forest stability. A cooperative effort between
Denmark, Poland and Czechoslovakia), realizowany przez Danię, Polskę i Czechy
w latach 1994-96. W ramach tego programu na terenie Polski wytypowano do
badań dwie powierzchnie świerkowe (Szklarska Poręba i Łobez) spośród czterech
wymienionych powyżej i przez okres dwóch lat prowadzono na ich terenie systematyczne badania drzewostanu oraz gleby, wody i powietrza. Niniejsza praca
wraz z trzema innymi (GALIŃSKI 1998, TYSZKA 1998, WÓJCIK i SZOŁTYK 1998)
Zllnieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
7
tworzą
podsumowanie wyników tego programu w zakresie wszystkich czterech
powierzchni polskich.
Na zrealizowanie pracy Instytut Badawczy Leśnictwa uzyskał grant KBN nr
6P 20504707. Kierownikiem tematu był prof. dr hab. Kazimierz Rykowski.
2. WYBÓR POWIERZCHNI
Ze względu na postawione cele wybór powierzchni uwarunkowany był
dwiema przesłankami. Pierwsza, determinująca wybór gatunku dominującego w
drzewostanie, wynikała z faktu, że najbardziej wrażliwymi na procesy zakwaszania są drzewostany iglaste. Druga przesłanka to konieczność usytuowania
powierzchni w obszarach reprezentujących różny poziom zanieczyszczeń
powietrza. Drzewostanami powierzchniowo najbardziej rozpowszechnionymi,
które można spotkać zarówno w strefie wysokich jak i niskich zanieczyszczeń
powietrza, są drzewostany sosnowe i świerkowe. Jeżeli uwzględnić geograficzne
położenie krajów uczestniczących w programie APOS, wybór drzewostanów
sosnowych i świerkowych był jedynym, dającym możliwość porównywania
wyników. Analizując zgromadzone w ramach monitoringu technicznego dane
charakteryzujące poziom zanieczyszczeń powietrza na terenach leśnych w latach
1989-1994 oraz biorąc pod uwagę założenia programu, jak również wymogi
metodyczne jego poszczególnych komponentów zdecydowano założyć
powierzchnie w okolicach Łobza i Szklarskiej Poręby oraz Augustowa i
Krzystkowic.
Poziom zanieczyszczenia powietrza w regionach lokalizacji powierzchni był
zróżnicowany (MAŁACHOWSKA i WAWRZONlAK 1995). Najniższym poziomem
wskaźników depozycji S02 i N02 charakteryzował się rejon Augustowa, nieco
wyższe wartości odnotowywano w Łobzie i Krzystkowicach a najwyższe w
Szklarskiej Porębie (ryc. l i 2).
3. CHARAKTERYSTYKA POWIERZCHNI
3.1. Charakterystyka drzewostanu
Powierzchnie w Lobzie i Szklarskiej Porębie reprezentują drzewostany
świerkowe, a powierzchnie w Augustowie i Krzystkowicach drzewostany sosnowe. Charakterystykę drzewostanową powierzchni na podstawie pomiarów terenowych przedstawia tabela I.
8
L. Adamski, J Wawrzoniak
!_
_
> 1000 mg/m2 '24 h
_
501-1000 mg/m2 '24 h
201-500 mg/m2 ·24 h
. . 51 - 200mg/m 2 '24h
. . < 50 mg/m2 -24 h
Ryc. 1. Wskaźnik depozycji N02 Fig. 1. N02 deposition index -
lato 1994 r.
2
summer 1994. Values given in mg/(m ·24 h).
3.2. Charakterystyka warunków klimatycznych
I
o intensywności procesów zakwaszania i jego wpływie na stabilność ekosysm.in. warunki klimatyczne. Porównanie średnich miesięcznych opadów, średniej miesięcznej temperatury i wskaźnika hydrotermicznego dla okresu wegetacyjnego w 1995 roku dla obszarów, na których
zlokalizowano powierzchnie obserwacyjne, wskazuje na nieznaczne różnice.
Przejawiają się one w większych opadach i niższych temperaturach w okresie
temów
leśnych decydują
.
Zanieczyszczenia powie/na w wybranych regionach PoisIei
9
> 30 000 mg/m2 -24 h
_
18001-30 000 mgJrYf-24 h
_
10001-18000 mgJrTf -24 h
_
3000-10000 mglm2 -24 h
< 3 000 mg/rYf -24 h
Wskaźnik
depozycji 802 -lato 1994 r.
Fig. 2. 802 deposlłion index - summer 1994. Values given in mg/(m2 ·24 h).
Ryc. 2.
wegetacyjnym w rejonie Szklarskiej Poręby niż w pozostałych rejonach (ryc. 3 i
4). Również wskaźnik hydrotermiczny dla rejonu Szklarskiej Poręby w okresie
wegetacyjnym wykazuje wyższe wartości niż w pozostałych rejonach (ryc. 5).
3.3. Zmiany wieloletnie depozycji suchej N02 i 802
W latach 1986-95 prowadzono w sieci ponad tysiąca punktów w całej Polsce
monitoring technicmy. Metodą świec kontaktowych, tj. nasyconych 50% rozt-
10
L. Adamski, J Wawrzoniak
Tabela 1
Table 1
Cechy taksacyjne drzewostanów na powierzchniach obserwacyjnych
Stand characteristics at the observation plots.
Średnia I Średnia
C\l
Pow.
C\l~
Biomasa .l:(jj
Wiek przekroju
-ID
;:ID
Age
Basal
Biomass CI)~
Powierzchnia
area
~-."CO
Plot
C\l ID
lata
.0.0
NE
years m2/ha
Uha
wysoko
Mean
height
pierśnica
Mean
DBH
C\l~
·O'Cii
L..
Maks.
wysoko
Max.
height
Maks.
pierśnica
Max.
DBH
IU::J
·m
.~ ::J
~rr
CI)
c:
cm
o~
...JZ
m
cm
[IlUJ
Łobez
świerk
spruce
sosna pine
98
30.9
158
618
22 .5
24.4
IV
34.3
32.5
120
17.6
89
138
25.1
39.3
III
30.7
60
48.5
247
757
81
45.9
248
592
-
30.4
I
42.1
68
30.8
155
776
20.8
21 .9
II
35.4
57 I
30.2
152
1080
16.7
18.4
II
35.4
razem sum
Szkl.
Poręba
świerk
spruce
I
80
Augustów
sosna pine
65.7
Krzystkowice
sosna pine
...l
J
65.7
150
E
.ś
c
.2
100
:§
.0.
'0
~
a.
50
O
I
II
III
IV
V
VI
Miesiące
-e- Jelenia Góra (Szklarska
-.- Suwałki (Augustów)
Poręba)
VII
VIII
IX
x
XI
XII
- months 1995
-łI-
Resko
(Łobez)
->IE- Zielona
Góra (Krzystkowice)
Ryc. 3. Średnie miesięczne opadu atmosferycznego w 1995 r. dla stacji meteorologicznych w pobliżu powierzchni obserwacyjnych.
Fig. 3. Monthly mean precipitation values in 1995 for meteorological stations near"to the
observation plots .
l
j
ł
Znnieczyszczenia powielrza w wybranych regionach Polski
O
25
t.-
20
2
15
8.
10
e
l!
-8.
E
Q)
l
I
5
l!
:l
l!
o
E
~
-5
-10
I
II
III
IV
V
VI
Miesiące
-e- Jelenia Góra (Szklarska
VII VIII
IX
X
XI
XII
- months 1995
Poręba)
--- Resko (Łobez)
....- Suwa/ki (Augustów)
-Zielona Góra (Krzystkowice)
Ryc. 4. Średnie miesięczne temperatury powietrza w 1995 r. dla stacji meteorologicznych w pobliżu powierzchni obserwacyjnych.
Fig. 4. Mean monthly air temperature values in 1995 for meteorological stations nearest to
the observation plots.
3
2,5
>-
B)(
e-g
e 'iii
.- Gl
2
(1) ' -
~e
s= Gl
=
.- e
j~
,li::
~
1,5
l
0,5
o
IV
V
VI
VII
Miesiące
VIII
IX
X
- months 1995
-&- Jelenia Góra (Szklarska Poręba) ~ Resko (tobez)
........ Suwałki (Augustów)
- - Zielona G6ra (Krzystkowice)
Ryc. 5. Średnie mle 'łczne wskaźnika hydrotermicznego w okresie wegetacyjnym
(IV-X) 1995 r. dla stacji meteorologicznych w poblitu powierzchni obserwacyjnych.
Fig. 5. Mean monthly hydrothermal index values in vegetation peńod (IV-X) of 1995 for
meteorological stations nearest to the observation plots.
12
L. Adamski, J Wawrzoniak
worem węglanu potasowego bibuł pozostających przez okres miesiąca w biernym
kontakcie z otaczającym powietrzem, wyznaczano tzw. wskaźniki N02 i S02,
odpowiadające depozycji suchej tych związków, wyrażonej w miligramach na
metr kwadratowy na dobę. Dla potrzeb niniejszego opracowania wybrano zależnie
od możliwości jeden lub kilka punktów położonych w sąsiedztwie każdej z
czterech powierzchni pomiarowych. Zestawienie punktów podano w tabeli 2.
Tabela 2
Table 2
Zestawienie punktów monitoringu technicznego.
List of air monitoring stations
Powierzchnia
obserwacyjna
Observation plot
Łobżany
Łobez
Szklarska
Punkt monitoringu
Monitoring station
Poręba
Krzystkowice
od powierzchni
i kierunek
Distance from plot and direction
5km E
wodospad (waterfall) Szklarki
2,5 km NE
Hala Szrenicka
3,5 km SW
wodospad (waterfall)
Augustów
Odległość
Kamieńczyka
3,5kmW
Płaska
8kmE
Serwy
5kmNE
Biedrzychowice
7kmW
Olszyniec
6kmSE
r
,
W przypadku Szklarskiej Poręby wybrane trzy najbliższe punkty pomiarowe
są wyraźnie zróżnicowane co do położenia:
Wodospad Szklarki na wysokości 570 m n.p.m., w pobliżu szosy E65 Jelenia
Góra - Jakuszyce - Republika Czeska o dużym natężeniu ruchu samochodowego, zwłaszcza samochodów ciężarowych w transporcie międzynarodowym;
Hala Szrenicka na wysokości 1200 m n.p.m., w pobliżu głównej grani
Sudetów, z dala od lokalnych źródeł zanieczyszczeń, tj. szos i miejscowości;
Wodospad Kamieńczyka na wysokości 880 m n.p.m., o warunkach pośred­
nich względem dwóch poprzednich punktów, a podobnych do warunków samej
powi erzchni pomiarowej.
Dla każdego z czterech regionów przedstawiono wykresy wieloletnich zmian
każdego ze wskaźników, uśrednionych na półrocza zimowe i letnie (ryc. 6 do 13).
Na wszystkich wykresach tendencję przedstawiono metodą dopasowania funkcji
liniowych lub wykładniczych do zbioru półrocznych wartości średni·ch .
13
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
1 , O.-------------------------------------------------------~
c:
m
(])
E
0,0
<D
00
C])
..-
t:::
<D
00
C])
t-00
C])
,....
..-
-00
t-00
00
00
C])
C])
-C])
00
00
C])
00
C])
C])
..-
oC])
-C])
oC])
C])
00
..-
--o
C])
C])
..C])
C])
-N
..-
C])
C])
N
C])
C])
-C'?
N
C])
C])
C'?
C])
C])
-"<t
C'?
"<t
--
~
C])
C])
C])
C])
C])
C])
--
l{)
C])
C])
--
l{)
C])
C])
l{)
"<t
C])
C])
C])
..Półrocze
-+-Łobez
-
"
- half-year
trend liniowy - linear trend
Ryc. 6. Wskaźnik depozycji N02 w okre's ie 1986-95 - Łobez .
Fig. 6 . N02 deposition index for the period 1986-95 - Łobez .
40
'N
m E 20
~ ::::'0)
u
o....
:oo.
m
'c
"O
E
~
10
~
,CI)
o
<D
00
C])
t:::
<D
00
C])
t-00
C])
-00
t-00
C])
00
00
C])
-C])
00
00
C])
C])
00
C])
o
-C])
C])
o
C])
C])
00
..-
(3
C])
C])
..C])
C])
f::!
..C])
C])
N
C])
C])
-C'?
N
C])
C])
C])
Półrocze
- half-year
-+- Łobez - ,- - trend liniowy - linear trend
Ryc. 7. Wskaźnik depozycji 502 w okresie 1986-95 - Łobez.
Fig. 7. 802 deposition index for the period 1986-95 -- Łobez
C'?
C])
C])
"<t
C'?
C])
C])
l{)
"<t
C])
C])
14
L. Adamski, J Wawrzoniak
3.3.1.
Łobez
W rejonie Łobza poziomy depozycji suchej systematycznie malały: do war- .
tości bliskich zeru dla N02 (ryc. 6) i nie przekraczających 8 mg l(m 2 '24h) dla S02
(ryc. 7) w 1995 r.
Wyniki pomiarów depozycji S02 w Łobzie i Augustowie wykazują znaczne
różnice między zimą a latem (ryc. 7 i 11): wartości mierzone w zimie są nawet
kilkakrotnie większe. Są to regiony o charakterze rolniczo-leśnym, bez wyraźnych
skupisk przemyshl. Można więc sądzić, że S02 w tych okolicach pochodzi
głównie ze spalania zasiarczonego węgla w paleniskach gospodarstw domowych.
3.3.2. Szklarska
Poręba
W okolicach Szklarskiej Poręby obserwowano znaczne zmiany sezonowe
(zima-lato) wskaźnika N02 (ryc. 8) i tendencję malejącą w skali 10 lat. Poziom
N02 był wyższy w pobliżu szos (zwłaszcza w wąskiej dolinie koło wodospadu
Szklarki) niż na Hali Szrenickiej.
Dla wszystkich punktów pomiarowych obserwuje się pewne różnice w depozycji S02 między zimą a latem (ryc. 9): z reguły wyższe są wartości S02 dla
półrocza zimowego.
Ponieważ
Sudety narażone są na całoroczny napływ S02 pochodzenia przemysłowego (polskie, niemieckie i czeskie elektrownie opalane węglenl bnmat0·,8
r--------------------------,
c
co
<1>
E
"-
co
0,6
~
~
ro~
oC
I
p
:
N
co EO,4
c::::::N
Ol
o
E
e~
:o
~
0,2
'c
1:J
~
.(f)
o
'm
co
..O)
r--.
(O
co
O)
..-
r--.
co
..O)
co
r--.
co
-O)
co
co
..O)
O)
coco
O)
..-
O)
co
..O)
oO)
m
co
oO)
O)
..-
O)
..-
..o
-O)
O)
..-
Półrocze
-+-- Szklarka
..-
O)
O)
..-
'~
..-
.0)
O)
..-
N
O)
O)
..-
--
(')
N
O)
O)
..-
(')
O)
O)
..-
v
-(')
O)
O)
..-
v
O)
O)
..-
-LO
LO
v
O)
O)
O)
O)
..-
I
..-
- half-year
- - - Kamieńczyk
----- Hala Szrenicka
- - trend liniowy - linear trend - - - - trend liniowy - linear trend ...... trend liniowy - linear trend
J
i
I
Ryc. 8. Wskaźnik depozycji N02 w okresie 1986-95 - Szklarska Poręba.
Fig. 8. N02 deposition index for the period 1986-95 - Szklarska Poręba .
j
,,
15
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
40 .-----------------------------------------------~
c
co
CI)
E
o
CD
co
O>
..-
faco
O>
..-
,...
co
O>
..-
- - - ,...co
co
co
O>
..-
co
..-
O>
O>
co
co
O>
..-
O>
co
O>
..-
o
o
co
..-
O>
O>
O>
O>
O>
..Półrocze
..o
O>
O>
..-
..-
O>
O>
..-
!:::!
..O>
O>
..-
C\I
O>
O>
..-
C')
C')
N
O>
O>
O>
O>
.....
..-
v
C')
O>
O>
v
O>
O>
..-
..-
LO
V
O>
O>
LO
O>
O>
..-
..-
- half-year
- + - Szklar1<a
____ Kamieńczyk
- - . - Hala Szrenicka
- - trend liniowy - linear trend
- - - - trend liniowy - linear trend
- - - - - - trend liniowy - linear trend
Ryc. 9. Wskaźnik depozycji S02 w okresie 1986-95 - Szklarska Poręba.
Fig. 9. S02 deposition index for the period 1986-95 -
Szklarska Poręba
nym, Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy, czeski okręg przemysłowy
Chomutov-Most), rozkłady czasowe depozycji S02 w mniejszym stopniu wykazują różnice między zimą a latem, · zwłaszcza dla Hali Szrenickiej, najbardziej
oddalonej od skupisk ludzkich. Źródła przemysłowe powodują też, że wskaźnik
S02 w okresie 1986-95, inaczej niż 'Y Augustowie czy Łobzie, zmniejszał swoją
wartość znacznie wolniej: z 24 do 13 i 16 mg/(m 2 /dobę) dla Kamieńczyka i
2
Szklarki oraz z 12 do 8 mg/(m /24 h) dla Hali Szrenickiej, tj. zaledwie o 1/3 w
ciągu 9 lat.
3.3.3. Augustów
Wyniki depozycji N02 z dwóch punktów pomiarowych w rejonie Augustowa
(ryc. 10) wykazują silnie zaznaczone podobieństwo zmian, szczególnie wyraźne
w latach 1989-92. Jednocześnie można stwierdzić wieloletnią tendencję
nieznacznie malejącą.
Wartości wskaźnika
dwukrotnie (ryc. 11).
S02 w
ciągu
9 lat objętych monitoringiem
spadły
ponad
16
L. Adamski, J Wawrzoniak
0 , 3~------------------------------------------------------,
c
co
ID
E
l-
co
ID
>.
~ ::::::: 0,2
co "O
.c ..
,N
co E
c::::::'
OJ
:oe .s
N
01
I
c..
co
'c
"O
~
0,0
,CI)
<O
co
ID
t::
<O
co
r-co
ID
ID
co
;:::
co
co
co
ID
ID
ID
-..
co
co
ID
co
ID
o
ID
-..
ID
......
-..
o
o
ID
ID
ID
ID
co
ID
ID
Półrocze
......
ID
ID
N
~
......
ID
ID
ID
ID
C')
C')
N
ID
ID
ID
~
C')
ID
ID
ID
"<t
ID
ID
l()
l()
"<t
ID
ID
-..
ID
ID
......
- half-year
--+-Serwy
___ Plaska
- - trend liniowy - linear trend
- - - - trend liniowy - linear trend
Ryc. 10. Wskaźnik depozycji N02 w okresie 1986-95 - Augustów.
Fig. 10. N02 deposition index for the period 1986-95 - Augustów.
25
c
co
ID
E
20
l-
co
ID
>.
,
!!::
~
co ..-.. 15
.c p
I
N
co E
~:a;
g E 10
l-
:o
- __
~
c..
co
'c
"O
5
~
,CI)
o
<O
co
ID
t::
<O
co
ID
r-co
ID
co
;:::
co
ID
co
co
ID
ID
-..
co
co
ID
ID
o
ID
O>
co
ID
o
ID
ID
co
ID
Półrocze
......
(3
ID
ID
......
ID
ID
N
-..
......
ID
ID
N
ID
ID
~
N
ID
ID
C')
ID
ID
~
C')
ID
ID
- half-year
--+-Serwy
---Plaska
- - trend liniowy - linea r trend
- - - - trend liniowy - linear trend
Ryc. 11. Wskaźnik depozycji 502 w okresie 1986-95 - Augustów.
Fig. 11 . N02 deposition index for the period 1986-95 - Augustów
"<t
ID
ID
l()
-..
"<t
ID
ID
l()
ID
ID
17
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
2 , O~-----------------------------------------------,
c
co
(!)
E
.....
co
1,5
(!)
>-
..,!.~
roS
.r: ..
~
E
1,0
c:::::"
~
o
.....
:oo..
Ol
E
~
0,5
0,0
tO
<X)
O>
..-
t:::
tO
<X)
O>
..-
r--
<X)
O>
..-
-<X)
r--
<X)
O>
..-
<X)
<X)
O>
..-
-O>
<X)
<X)
O>
..-
O>
<X)
O>
..-
o
-O>
O>
<X)
o
..-
..-
O>
O>
O>
O>
Ci
..-
O>
..Półrocze
..O>
O>
..-
~
..O>
O>
N
O>
O>
..-
..-
-("')
N
O>
O>
..-
("')
O>
O>
..-
~
("')
O>
O>
"<t
O>
O>
..-
..-
--
l!)
"<t
O>
O>
l!)
O>
O>
..-
..-
- half-year
"-
-+-- Biedrzychowice
- I I - Olszyniec
----trend wykładniczy - exponential trend
- - - -trend wykładniczy - exponential trend
Ryc. 12. Wskaźnik depozycji N02 w okresie 1986-95 - Krzystkowice.
Fig. 12. N02 deposition index for the period 1986-95 - Krzystkowice.
3.3.4. Krzystkowice
W rejonie Krzystkowic poziom wskaźnika N02 (ryc. 12) systematycznie
malał -- do wartości 0,1 mg/(m 2 24 h) w 1995 r.
Depozycja sucha S02 (ryc. 13) wykazywała niewielkie różnice między zimą
a latem. Źródłem S02 mogą tu być obok gospodarstw domowych zarówno elektrownie niemieckie jak i Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy. Zwraca uwagę
około dziesięciokrotny spadek wartości wskaźnika S02 w okresie 9 lat badań
monitoringowych.
4. POMIARY TERENOWE I PRACE LABORATORYJNE
Typowe zanieczyszczenia powietrza obejmują: gazowe i stałe związki azotu i
siarki (w szczególności dwutlenek azotu i dwutlenek siarki), ozon oraz pył zawieszopy i zawarte w nim metale ciężkie. Dla określenia bilansu zanieczyszczeń
wykorzystano równolegle kilka metod badania stężenia substancji gazowych i
określenia zmian czasowych w powietrzu w pobliżu czterech objętych pomiarami
powierzchni obserwacyjnych.
18
L. Adamski, J Wawrzoniak
70
c
C1l
E
60
l....
C1l
~
..,!..
~
50
ro'O
.cI N" 40
C1l E
~ :a;30
() E
e~
:o
Q.
20
C1l
C
"O
10
~
oC/)
O
I'-
(O
I'-
<Xl
O>
<Xl
..-
(O
..-
O>
<Xl
O>
<Xl
r:::
<Xl
O>
<Xl
<Xl
O>
..-
O>
-..
<Xl
<Xl
O>
O>
<Xl
O>
..-
o
o
O>
..-
O>
-..
<Xl
O>
O>
..-
25
O>
O>
..O>
O>
..-
N
-..
..-
N
O>
O>
..-
O>
..Półrocze
---+-- Biedrzychowice
- - trend liniowy - linear trend
O>
O>
(")
(")
N
O>
O>
O>
O>
..-
..-
:!
(")
...
O>
O>
"'"
O>
O>
..-
l{)
~
O>
O>
..-
l{)
O>
O>
..-
- half-year
- - - Olszyn iec
- - - - trend liniowy - linear trend
Ryc. 13. Wskaźnik depozycji 502 w okresie 1986-95 - Krzystkowice.
Fig. 13. S02 deposition index for the period 1986-95 - Krzystkowice.
4.1 Metody pomiarowe i aparatura
W ocenie poziomu zanieczyszczeń powietrza wykorzystano równolegle trzy
metody pomiaru zanieczyszczeń powietrza, uzupełniające się swoimi cechami:
W metodzie czynnej zasysa się powietrze za pomocą pompy o ściśle określonym przepływie. Zanieczyszczenia osadzają się na nasyconych odpowiednimi związkami filtrach bibułowych; przy użyciu metod analizy chemicznej (lCP,
chromatografia jonowa, kolorymetria) określa się stężenie zanieczyszczeń w
.
pOWIetrzu
w Ilg/ m 3 .
W metodzie biernej (GÓRSKI i in. 1994; KROCHMAL i KALINA 1997) próbniki, tj. detektory nasycone odpowiednimi substancjami, eksponuje się w wybranych punktach terenowych przez okres miesiąca. Wchłonięte przez bierny
kontakt z otaczającym powietrzem zanieczyszczenia poddaje się analizie
chemicznej metodą chromatografii jonowej dla zmierzenia zawartości tlenków
azotu i siarki. Określone zostaje stężenie N02 i S02.
Aparatura ruchomego laboratorium IBL (HREHORUK i ADAMSKI 1994)
umieszczona w terenowym samochodzie-furgonie obejmuje pięć analizatorów
fizyko-chemicznych .i umożliwia prowadzenie pomiarów stężeń tlenków azotu,
dwutlenku siarki, ozonu, węglowodorów niemetanowych oraz pyłu zawieszonego. Wyniki pomiarów uzyskuje się natychmiast. System rejestracji zapisuje
f
ł
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
19
15-minutowe średnie wartości stężeń w jednostkach ppb (części na miliard), które
za pomocą mnożników 1.91, 2.67 i 2.0 można przeliczyć na Ilg/m 3 odpowiednio
dla N02, S02 i 03 . Dzięki wysuwanemu masztowi powietrze do analiz można
pobierać na wysokości od zera do 23 ń1 nad poziomem gruntu. Na szczycie masztu
mierzone są także podstawowe parametry meteorologiczne (kienmek i prędkość
wiatru, ciśnienie atmosferyczne, temperatura i wilgotność powietrza oraz
nasłonecznienie). Jednoczesny, wielogodzinny pomiar zmian stężenia
zanieczyszczenia oraz prędkości i kienmku wiatru pozwala m.in. na identyfikację
źródeł antropogenicznych zanieczyszczeń atmosfery. Wyniki uzyskane w trakcie
kilkutygodniowych sesji pomiarowych przy wykorzystaniu analizatorów
ruchomego laboratorium uzupełniają i rozszerzają wyniki wielomiesięcznych
pomiarów uzyskane metodami opisanymi wyżej. Jedynie analizator ruchomego
laboratorium umożliwia pomiary stężenia ozonu.
W przypadku obu świerkowych powierzchni obserwacyjnych włączonych do
programu APOS (Łobez i Szklarska Poręba) przewidziano użycie głównie metody
czynnej: aparatu HVS (High Volume Sampler) i aspiratora Str6hleina
uzupełnionych przez analizatory nIch omego laboratorium IBL.
Duński Instytut Ochrony Środowiska (DMU) w ramach prograITIU APOS
wypożyczył nieodpłatnie jeden ze swoich aparatów HVS w celu wykorzystania go
w nadleśnictwie Łobez, przy świerkowej powierzchni obserwacyjnej wGinawie.
Aparat HVS zasysa 40 l/min powietrza, jego układ sterowania zmienia co 24
godziny drogę przepływu powietrza, kierując je przez kolejną z ośmiu głowic ;
każda z nich wyposażona jest w cztery różne filtry bibułowe. Zassane powietrze
przechodzi kolejno przez filtr mikroporowy D, na którym osadzają się
zanieczyszczenia w postaci pyłów , a następnie przez filtry C, B i A - bibuły
impregnowane odpowiednio fluorkiem sodu, wodorotlenkiem potasu i kwasem
szczawiowym - dostosowane do wychwytywania związków azotu i siarki w
postaci gazowej (FUGLSANG 1986). Obsługa urządzenia ograniczona jest do jednej wymiany głowic na tydzień, a uzyskuje się wyniki uśrednione z 24 godzin.
Aspirator firmy Str6hlein został w maju 1996 r. zainstalowany w sąsiedztwie
powierzchni obserwacyjnej koło Szklarskiej Poręby. Wykorzystano możliwość
zasilania aspiratora z baterii akumulatorów 24 V. Ta zaleta aspiratora kompensuje
jego gorsze w porównaniu z HVS parametry techniczne i użytkowe (przepływ
powietrza ograniczony do 8 l/min, odpowiednio mniejsza wykrywalność
zanieczyszczeń, konieczność codziennej wymiany i ładowania akumulatorów). W
pobieraniu prób i analizach wykorzystano głowicę i zestaw filtrów bibułowych z
aparatu HVS.
W przypadku powierzchni obserwacyjnych z drzewostanem sosnowym
(Augustów, Krzystkowice) ze względu na brak stacjonarnych aparatów do czynnego pomiaru zanieczyszczeń przewidziano użycie ruchomego laboratorium dla
przeprowadzenia panltygodniowych sesji pomiarowych w warunkach zimowych
i letnich, uzupełnione pomiarami metodą bierną (próbników).
20
L. Adamski, J Wawrzoniak
Analizy zanieczyszczeń osadzonych na filtrą.ch i próbnikach wykonywała
Samodzielna Pracownia Analiz Chemicznych IBL w Sękocinie.
4.2. Warunki lokalne
4.2.1.
Łobez
.=,!
We wstępnym okresie prac brano pod uwagę dwie lokalizacje powierzchni
obserwacyjnej w nadleśnictwie Łobez. Ostatecznie przyjęto, że badania objęte
programem APOS będą prowadzone w leśnictwie Strzmiele, a jedynie pomiary
zanieczyszczeń powietrza będą się odbywać na otwartej przestrzeni przy dnlgiej
powierzchni, koło leśniczówki Ginawa i tutaj zbudowano wieżę pomiarową z
pomostem do zasysania powietrza na wysokości 6 m. Regularne pomiary
prowadzono za pomocą aparatu RVS od stycznia 1995 r. do grudnia 1996 r.
Ruchomego laboratorium użyto do kilkunastodniowych pomiarów przy
leśniczówce Ginawa w warunkach zimowych (styczeń 1995, marzec 1996) i
letnich (wrzesień 1996). Dla upewnienia się, że stężenia zanieczyszczeń mierzone
w Ginawie nie różnią się w istotny sposób od stężeń w okolicy powierzchni
Strzmiele, przeprowadzono w w warunkach letnich i zimowych serie pomiarów
porównawczych za pomocą aparatury ruchomego laboratorium oraz od lutego
1996 r. używano na obu ' powierzchniach próbników. Znaczące różnice
stwierdzono jedynie w przypadku tlenków azotu (40% więcej w przypadku
Strzmieli), co jest zapewne wynikiem różnego położenia obu powierzchni w
stosunku do dróg: powierzchnia Strzmiele leży w rozwidleniu dwu dróg lokalnych, w odległości około 300 m od ich skrzyżowania, powierzchnia Ginawa
odległa jest o 1,5 km od szosy.
4.2.2. Szklarska
Poręba
Powierzchnia obserwacyjna w drzewostanie świerkowym znajduje się na
zboczu Łabskiego Szczytu (1472 m) na wysokości ok. 720-740 m n.p.n1.
Ponieważ pobieranie powietrza do analiz powinno się odbywać na otwartej przestrzeni, na miejsce ustawienia aspiratora Str6hleina wybrano polanę po wiatrołomie odległą w poziomie o ok. 800 m na wschód od powierzchni obserwacyjnej, na tym samym zboczu. W warunkach zimowych (listopad-maj) miejsce to
jest praktycznie niedostępne. Zbudowano stanowisko pomiarowe i uruchomiono
pomiary w maju 1996 r.
Pomiary za pomocą ruchomego laboratorium w sąsiedztwie powierzchni
obserwacyjnej i na terenie Karkonoszy i Gór Izerskich prowadzono w maju i
wrześniu 1995 r. oraz w sierpniu 1996 r.
Od marca 1996 r. na powierzchni prowadzono pomiary przy użyciu próbników.
";-
'""
,
:-"
~
j
l
ł
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
21
4.2.3. Augustów
Powierzchnia obserwacyjna w drzewostanie sosnowym położona jest w
odległości około 2,5 km na zachód od miejscowości Sucha Rzeczka, w której
prowadzono stacjonarne pomiary zanieczyszczeń powietrza przy wykorzystaniu
ruchomego laboratorium. Pierwszą serię pomiarów przeprowadzono w listopadzie
1995 r., drugą w lipcu 1996 r.
Ponadto od grudnia 1995 r. na powierzchni prowadzono pomiary przy użyciu
próbników.
4.2.4. Krzystkowice
Powierzchnia obserwacyjna w drzewostanie sosnowym usyhlOwana jest w
odległości około 200 m od leśniczówki Bieniów. Stacjonarne pomiary
zanieczyszczeń powietr za za pomocą ruchomego laboratorium prowadzono w
warunkach zimowych (grudzień 1995 r.) oraz letnich (wrzesień 1996 r.).
O~ marca 1996 r. na powierzchni prowadzono pomiary przy użyc iu próbników.
5. WYNIKI
Ze względu na zróżnicowanie metod użytych na czterech powierzchniach
pomiarowych i okresów badań, w punkcie 5.1 wydzielono wyniki uzyskane
metodą czynną dla powierzchni w Ginawie (Lobzie) i Szklarskiej Porębie, a
pozostałe wyniki przedstawiono w punktach 5.2-5.4 w postaci zestawień obejmujących wszystkie cztery powierzchnie.
5.1. Pomiary
5.1.1.
Łobez:
metodą czynną
wyniki z aparatu HVS
Podstawowe wyniki - stężenia związków azotu i siarki w powietrzu
uzyskano za pomocą aparatu HVS. Krzywe zmian tych stężeń z lat 1995-96
pokazano na ryc. 14-17. Wykresy te zawierają informacje o postaci gazowej
(filtry A, B i C) oraz pyłowej (filtr mikroporowy D) związków. Zaobserwowano
zmiany stężeń w cyklu rocznym: stężenie N02 rośnie w całym półroczu letnim
(zapewne ze względu na zwiększony ruch samochodów i mechaniczne prace leśne
- silniki spalinowe są głównym źródłem N02). Jednakże w porównaniu z innymi
powierzchniami pomiarowymi poziom N02 jest stosunkowo niski, ponieważ
punkt pomiarowy w Ginawie jest odległy o 1,5 km od najbliższej szosy, nr 149
W ęgorzyno-Drawsko Pomorskie, a w pobliżu powierzchni (w odległości 200 m)
22
L. Adamski, J Wawrzoniak
40T-----------------------------------------------~~~
~
M
E
-~ .=
.....
Ol
.....
Q)
._
.....
30
.-ro
3o .-c
c. c
3
.3
g
~
c
~
ro ~
Q) c
·c
Q)
20
o
c..>
.~ ~ 10
Ci) ~
..........
·c
o
I'-
I'-
N
......
N
(;)
o
53o
~
o
~
o
N
-.;t
O>
--......
o
Miesiąc/dzień
-łr-filtr A:
NH4-N
........... filtr D: NH4-N
-.;t
O>
......
......
coo
<O
o
o
......
o
-- --......
!2
o
05
N
o
- month/day 1995
_filtr D: NOx-N
-e-filtr C: NOx-N
Ryc. 14. Średnie tygodniowe stężenie związków azotu w 1995 r. zmierzone metodą
czynną wGinawie (Łobez). Filtr A i C - związki gazowe; filtr D - aerozole.
Fig. 14. Mean weekly concentration of nitrogen compounds in 1995, active method, Łobez.
A and C filter: gas compounds; D filter: aerosols.
5
~
M
::J
N
.....
--.=0E>4
.....
.....
·m
o
.~
Q)
.~
c. c 3
3 .Q
co.....
.....::Jo ......
N
ro
C
Q)
Q)
c..>
c 2
oN
c
(f)
o
.t.
·cQ) oc..>
Q»
......
Q)
O>
·c
O>
~
......
o
<O
N
N
o
LO
~
o
o
~
LO
o
I'......
A: NH4-N
........... filtr D: NH4-N
N
coo
--
o
o
Miesiąc/dzień
-łr-filtr
LO
I'-
......
(O
......
N
O>
!2
O>
!2
N
......
o
- month/day 1996
-e-filtr C: NOx-N
_
filtr D: NOx-N
Ryc. 15. Średnie tygodniowe stężenie związków azotu w 1996 r. zmierzone metodą
Ginawie (Łobez). Filtr A i C - związki gazowe; filtr D - aerozole.
Fig. 15. Mean weekly concenłration of nitrogen compounds in 1996, active method, Łobez .
A and C filter: gas compounds; D filter: aerosols
czynną w
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
23
12
10
o
...
N
~
Ol
~
o
.....
o
CD
o
Miesiąc/dzień
_filtr B: 502-5
.....
"Ot
.....
-.
co
o
-.
.....
en
o
Ol
o
Ci
.....
.-
<O
e.....
-o
..-
o
- month/day 1995
-e- filtr C: 502-5
~ filtr
D: 504-5
Ryc. 16. Średnie tygodniowe stężenie związków siarki w 1995 r. zmierzone metodą
czynną wGinawie (Łobez). Filtr B i C - związki gazowe; filtr D - aerozole.
Fig. 16. Mean weekly concentration ot sulphur compounds in 1995, active method, Łobez ,
B and C filter: gas compounds; D filter: aerosols
8 .,- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ' - ' - - - - - - - ci)'
E
t! ~ 6
-
::l (1)
'§
......
....
'ro
8.
.S:
:g
~ 4
~
§
ro !=
,c
~ 8
'c c
~
(1)0
8
....
-,2
00_
2
::l
,
fi)
d
II)
~
(")
o
_
C!
~
o
N
-.
II)
"iD.....
...
II)
N
;::::
co
.-
Ol
o
Ol
o
o
Miesiąc/dzień - monthlday 1996
o
o
o
"e.....o
"Ot
--.....
o
.....
N
~
o
(")
N
filtr B: 502-5 -e-filtr C: 502-5 ____ filtr D: 504-5
Ryc. 17. Średnie tygodniowe stężenie związków siarki w 1996 r. zmierzone metodą
czynną wGInawie (Łobez). Filtr B i C - związki gazowe; filtr D - aerozole.
Fig. 17. Mean weekly concentration ot sulphur compounds in 1996, aetive method, Łobez.
B and C filter: gas compounds; D filter: aerosols.
24
L. Adamski, J Wawrzoniak
przejeżdżają
jedynie samochody i
ciągniki
administracji
leśnej
-
średnio
kilka
dziennie.
Stężenie
NH4 w postaci pyłu wykazuje maksimum w okresie wiosennym,
kiedy stosowane są nawozy amonowe.
W związkach siarki dominuje dwutlenek. Jego stężenie bardzo wyraźnie
rośnie w półroczu zimowym, przekraczając niekiedy 10 Ilg/m3, a maleje kilkakrotnie w półroczu letnim, co potwierdza przypuszczenie, że głównym źródłem
związków siarki w powietrzu w tym regionie jest zasiarczony węgiel spalany w
paleniskach gospodarstw domowych.
5.1.2. Szklarska
Poręba:
wyniki z aspiratora Str6hleina
Aspirator pracował w kilku okresach (łącznie około 9 tygodni) między
czerwcem a gnIdniem 1996 r. - wyniki nie dają więc całorocznej informacji o
zmianach stężenia związków azotu i siarki. W przypadku związków azotu (ryc.18) ·
zwraca uwagę duży udział pyłowej postaci związków amonowych (wykrywanych
na filtrze D) w niektórych okresach. W przypadku związków siarki (ryc. 19)
dominuje dwutlenek siarki w postaci gazowej (filtry B i C), przy czym w połowie
czerwca i na przełomie lipca i sierpnia zmierzono wyjątkowo wysoki poziom S02,
zapewne w okresie napływu powietrza z południowego zachodu.
5.2. Pomiary
wskaźników
depozycji suchej N02 i 502
Porównanie poziomów wskaźników depozycji suchej N02 i S02 w czterech
badanych regionach w 1994 r. przedstawiono w tabelach 3 i 4 (wyniki z 1995 r.
nie obejmują wszystkich miesięcy).
W przypadku N02 istnieje duże zróżnicowanie średnich dla różnych obszarów: minimalne obserwuje się dla okolic Łobza, maksymalne dla okolic
Augustowa. Na podstawie pomiarów prowadzonych za pomocą ruchomego laboratorium stwierdzono jednak, że poziom dwutlenku azotu w danym miejscu ma
charakter zdecydowanie lokalny, zależy przede wszystkim od natężenia ruchu
samochodowego w sąsiedztwie punktu pomiarowego, jest więc wielkością dość
przypadkową, nie charakteryzującą całego obszaru.
Tę obserwację potwierdza porównanie trzech wartości wskaźnika N02 dla
okolic Szklarskiej Poręby: najwyższą wartość zmierzono w punkcie Szklarka
położonym w odległości kilkuset metrów od ruchliwej szosy, najniższą - na Hali
Szrenickiej , oddalonej o kilka kilometrów od szos i miejscowości.
W przypadku wskaźnika depozycji suchej S02 zwracają uwagę wysokie
wartości obserwowane na wszystkich punktach pomiarowych w okolicy Szklarskiej Poręby. Łącznie z faktem, iż poziom wskaźnika S02 w rejonie Szklarskiej
Poręby prawie nie maleje z upływem lat (ryc. 9), potwierdza się wniosek, że
Sudety nadal są zagrożone napływem dwutlenku siarki ze źródeł odległych ,
25
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
M~40T-------------------------------~------------------~
.Ec»
- ...
:::I
~.=
.~ '(5
30
o3: .-c
c. c
3 g
:::I
f!! 20
(O
Q)
c
oN
c 10
2 c~
'cQ) o(.)
<1>'
Q)
05 ...8'
'c
CD
CD
..-,
Lr.!
..(")
~
CD
o
~,
I{)
I{)
CD
~
r-:.
....-
uj
co
"..-oi,
..-
..-
"o
~
....-
..-
....-
N
..-
'"-:
~
,
N
co
cD
(")
CD
co
..-,
o
,
I{)
..-
..-
....-
CD
N
uj
..-
Okres - period 1996
- . - filtr A: NH4-N
"-tl-fiItr D: NH4-N
_filtr C: NOx-N
-e-fiItr D: NOx-N
Ryc. 18. Średnie okresowe stężenie związków azotu w 1996 r. zmierzone metodą
czynną W Szklarskiej Porębie. Filtr A i C - związki gazowe; filtr D - aerozole.
Fig. 18. Mean concentration of nitrogen compounds in 1996, active method, Szklarska
Poręba . A and C filter: gas compounds ; D filter: aerosols.
50~----------------------------~--------------------~
M-
E
:::I";:;,
~
5: 40
8.
.S:
~;
3: § 30
:g~
(O ~
'c;; c
Q)
~ 20 'c c
.~
8
05.2
<1>' ...
"5
10 CI)
CD
"'i
Lr.!
,....
(")
CD
o
,....
,
CD
uj
CD
uj
......,
~
,....
,....
"......
uj
~
,....
,....
"oi..-,
"..-cD
co
uj
r-:.
o
(")
co
o......,
co
cD
,....
'"-:
,....
N,
,....
,....
N,
uj
N
,....
N
......
,....
,....
cD
Okres - period 1996
-..... filtr B: S02-S
_filtr C: S02-S
___ filtr D: S04-S
Ryc. 19. Średnie okresowe stężenie związków siarki w 1996 r. zmierzone metodą
czynną w Szklarskiej Porębie. Filtr B i C - związki gazowe; filtr D - aerozole.
Fig. 19. Mean concentration of sulphur compounds in 1996, active method, Szklarska
Poręba . B and C filter: gas compounds; D filter: aerosols
26
L. Adamski, J Wawrzoniak
2
Zestawienie wartości wskaźnika N02 z roku 1994, mg/(m ·24 h)
2
Specification of N02 index in 1994, mg/(m -24 h)
--~---._-._-------
Powierzchnia
obserwacyjna
----'2tJ.servation plot
Łobez
Szklarska
Poręba
Średnia dla
punktu
Mean for station
Punkt monitoringu
Monitoring station
0.001
0.001
'wodospad (waterfall) Szklarki
0.015
0.009
: Hala Szrenicka
0.002
I
Augustów
0.011
Plaska
0,020
!Serwy
0.038
i
Biedrzych~vVice
Punkt monitoringu
Monitoring station
I
: Łobżany
-
0.019
0.009
Zestawienie wartości wskaźnika S02 z roku 1994, mg/(m 2 ·24
2
Specilication ol S02 index in 1994., mg/(m -24 h)
Powierzchnia
obserwacyjna
_.. gbserv~tion plot.
0.029
0.030
!Olszyniec
Łobez
Średnia dla
obszaru
Mean for region_
I Łobżany
; wodospad (waterfall) Kamieńczyka
Krzystkowice
Tabela 3
Table 3
Tabela 4
Table 4
hl
Średnia dla
punktu
Mean for station
Średnia dla
obszaru
Mean forrElSli.on
6.50
6.56
19.2
13.8
-
Szklarska
Poręba
. wodospad (waterfall) Szklarki
i Hala
Szrenicka
: wodospad (waterfall)
Augustów
Krzystkowice
9.1
Kamieńczyka
13.0
, Płaska
1.74
!Serwy
3.14
I
Biedrzychowice
3.95
I Olszyniec
2.44
3.218
2.47
prawdopodobnie z elektrowni opalanych zasiarczonym węglem brunatnym (polskich, niemieckich i czeskich) oraz z czeskiego okręgu przemysłowego
Chomutov-MosL
.'
5.3. Pomiary stężeń N02 i 502
metodą
próbników
Pomiary tą metodą na czterech powierzchniach uruchomiono w pierwszych
miesiącach 1996 L, wyniki nie dają więc przebiegów zmian całorocznych (ryc. 20
i 21). Do porównań wzięto średnie miesięczne wartości z trzech próbrrików,
27
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
50.-----------------------------------------------------~
M
~
--E
O)
:::J..
~
c
.2
40
ro
L-
e
~ 30
c
o
u
o'"
Z
20
o'"
z
.~
c
10
(])
N
CI>'
Ci)
II
III
IV
V
VI
VII
Miesiąc
-+-Augustów
-e- Krzystkowice
VIII
X
IX
XI
- month 1996
_Łobez
-+-Szklarska
Poręba
.
Ryc. 20. 'Średnie miesięczne stężenie N02 w 1996 r. zmierzone metodą próbników w
sąsiedztwie czterech powierzchni obserwacyjnych.
Fig. 20. Mean monthly concentration ot N02 in 1996, samplers placed near the tour
observation plots.
50.------------------------------------------------------,
M
--E
O>
340
c
o
~
L-
e
~ 30
c
o
u
o'"
CI)
20
'"
o
CI)
.~
c
10
(])
N
CI>'
Ci)
II
III
IV
V
VI
Miesiąc
-+- Augustów
-e- Krzystkowice
VII
VIII
IX
X
XI
- month 1996
-+- Szklarska
Poręba
Ryc. 21. Średnie miesięczne stężenie 502 w 1996 r. zmierzone metodą próbników w
sąsiedztwie czterech powierzchni obserwacyjnych.
Fig. 21. Mean monthly concentration ot 802 in 1996, samplers placed near the tour
observation plots .
28
L. Adamski, 1. Wawrzoniak
zawieszonych obok siebie, za okres marzec -listopad 1996 r. i przedstawiono je
w tabeli 5.
Tabela 5
Stężenia N02 i S02 zmierzone metodą próbników w 1996 r. [1J~/m3]
Table 5
N02 and 802 concentration measured by passive samplers [JJg/m ] in 1996.
Powierzchnia obserwacyjna
Observation plot
Łobez
*
9.2
7 ,1
Szklarska Poręba
19.5
12.2
Augustów
4.3
7.3
Krzystkowice
7.2
11 .2
* średnie wartości z Ginawy i 5trzmieli
mean values trom Ginawa and Strzmiele
Stężenie średnie N02
z całego okresu na powierzchni koło Szklarskiej Poręby
jest kilkakrotnie wyższe niż na pozostałych trzech. Szczególnie wysokie wartości
wskaźnika zarejestrowano tu w okresie październik-listopad (ryc. 20).
Maksymalne stężenie S02 stwierdzono również na powierzchni w Szklarskiej Porębie i zostało to potwierdzone wynikami pozostałych metod.
5.4. Pomiary N02 , 502 i 03 za
ruchomego laboratorium
pomocą
analizatorów
W latach 1995-96 przeprowadzono w Sudetach trzy sesje pomiarowe za
pomocą nIch omego laboratorium. Część pomiarów wykonano przy leśniczówce
Szronowiec, odległej od powierzchni obserwacyjnej o 700 m wkienmku Szklarskiej Poręby i położonej również na zboczach Łabskiego Szczytu, część w kilku
innych punktach Sudetów. W przypadku wiatru południowo-zachodniego, kiedy
na polską stronę docierało powietrze spoza głównej grani, omijając źródła lokalne,
stwierdzono napływ nad cały obszar Karkonoszy masy powietrza o wyjątkowo
wysokim stężeniu dwutlenku siarki (30-47 ppb), a przybliżone obliczenia prawdopodobnej odległości od źródła (na podstawie analizy zmian czasowych stężenia
S02 oraz prędkości i kierunku wiatru) sugenlją, że źródłem tym jest czeskie
zagłębie wydobywczo-przemysłowe Chomutov-Most. Tę serię pomiarów ilustruje ryc. 22.
Ponadto w okresie 3.10-26.11.96 ruchome laboratorium zostało użyte do
pomiarów stacjonarnych na terenie Sudeckiej Stacji Doświadczalnej IBL w samej
29
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
:o
o..
B
c
o
+J
.....c~
60~~--~--------~--------------------------~360
s)0 ~e
Oć)..
-"'-Stężenie S02 - S02 concentration
<o
V;J
o Kierunek wiatru - wind direction
8
45
~
o
~ 30
O
'ł969
oo<b
00
(j)w
~o
()?;
o
c
~
270 'c ~
~ ~,~~
o
0..,-
00>
......
180
o
2~
.-ro .Q
......
~ ~
CI)
~
I
.=
0)-0
N
c-o
O
CI)
O)
~-o
15
90
O)
'cO)
2 c
.~ .~
~,
oN
2'
CI)
O"~~~"~~------~--------~--------~O
<D
~
o
Miesiąc/dzień
- month/day 1995
Ryc. 22. Napływ powietrza o dużej zawartości S02 z południowego zachodu.
Ruchome laboratorium, Sudety, 23-26.9.1995.
Fig. 22. Intlow ot air with high concentration ot S02 tram south-west. Mobile laboratory,
Sudety Mts., 23-26.9.1995.
Szklarskiej Porębie. W trakcie prawie dwumiesięcznych pomiarów stwierdzono
około 10 przypadków podwyższonego przez kilka godzin stężenia S02 (nawet do
20 ppb) po okresie ustalonego wiatru z kierunku południowo-zachodniego, tj. od
strony wspomnianego wyżej czeskiego okręgu przemysłowego.
Pomiary te pozwalają stwierdzić, że przy wietrze z południowego zachodu w
dalszym ciągu, jak w latach osiemdziesiątych, w Sudetach obserwuje się wysoki
poziom zanieczyszczenia powietrza dwutlenkiem siarki pochodzącym prawdopodobnie z przemysłowych źródeł czeskich.
Wyniki kilkutygodniowych sesji pomiarowych przeprowadzonych w latach
1995-96 w sąsiedztwie czterech powierzchni przedstawiono w tabelach 6-8.
Średnie stężenia zanieczyszczeń, w tym ozonu, ujęto oddzielnie dla sezonów
letnich i zimowych. Ze względu na przypadkowy wybór okresu pomiarów należy
je traktować jako informację pomocniczą, nie reprezentującą rzeczywistych śred­
nich dla całego sezonu.
Najniższe wartości stężenia N02
zaobserwowano w Suchej Rzeczce (Augustów), najwyższe w Bieniowie (Krzystkowice), co raczej należy interpretować jako
efekt lokalny niż jako potwierdzenie gradientu wschód-zachód na terenie Polski.
Stężenie tlenków azotu szybko maleje w miarę oddalania się od lokalnych
30
L. Adamski, 1. Wawrzoniak
Tabela 6
labie 6
Średnie stężenie N02 zmierzone analizatorem AC 31 M, jJg/m 3
Mean N02 concentration measured by AC 31 M analyser, jJ9/m3
Powierzchnia
Plot
Łobez
Szklarska
Poręba
Augustów
Krzystkowice
Rok
Year
Zima
Winter
Lato
Summer
1995
1996
1995
1996
1996
1996
8.6
5.7
-
9.0
5.0
14.1
5.5
4.8
11 .5
1.9
8.4
Tabela 7
labie 7
Średnie stężenie 502 zmierzone analizatorem AF 21 M, jJg/m 3
Mean S02 concentration measured by AF 21 M analyser, jJ9/m3
Powierzchnia
Plot
Łobez
Szklarska
Poręba
Augustów
Krzystkowice
Rok
Year
Zima
Winter
Lato
Summer
1995
1996
1995
1996
1996
1996
1.9
0.8
-
-
3.5
5.3
5.9
Średnie stężenie 03 zmierzone analizatorem 0341 M, jJg/m 3
Mean 03 concentration measured by 03 41 M analyser, jJ9/m3
Powierzchnia
Plot
Łobez
Szklarska
Poręba
Augustów
Krzystkowice
"źródeł"
Rok
Year
Zima
Winter
1995
1996
1995
1996
1996
1996
1'6.0
29.8
-
38.5
9.0
2.2
0.5
10.7
3.5
4.5
6.1
Tabela 8
Table 8
Lato
Summer
28.2
50.1
47.4
13.2
27.6
jakie stanowią miejscowości i szosy - ośrodki koncentracji ruchu pojazdów z silnikami spalinowymi, a pod tym względem warunki we wspomnianych
dwóch punktach pomiarowych nie były równorzędne. Z wyjątkiem Szklarskiej
Poręby stężenie N02 w zimie było wyższe od stężenia w lecie.
31
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
Nie zaobserwowano znaczących różnic między wartościami stężenia S02
mierzonymi w zimie i w lecie. Najwyższa wartość (Szklarska Poręba, lato 95)
wynikła z omówionego wyżej kilkudniowego napływu powietrza o dużej zawartości S02 z południowego zachodu (ryc. 22).
Zaobserwowane sezonowe i przestrzenne różnice w stężeniu ozonu (wyższe
wartości w sezonie letnim i wyższe w górach) zgodne sąz opisanymi w literaturze
prawidłowościami (NIEDzIELSKI 1992). Przebieg zmian stężenia ozonu w okresie
wskazanego w tabeli 8 maksimum letniego dla Szklarskiej Poręby przeqstawiono
na ryc. 23.
70?-------------------~------------------------------~
"'-ozon - ozone
-
dwutlenek azotu nitrogen dioxide
ot===~==~~~~~~~---~---~---~---~---~
00:1 5
02:15
04:15
06:15
08:15
10:15
12:15
14:15
16:15
18:15
Godzina - hour
Ryc. 23. Maksymalne stężenie ozonu zaobserwowane w Sudetach oraz stężenie
tlenków azotu. Ruchome laboratorium, Szklarska Poręba - Stóg Izerski - Szklarska
Poręba, 26.5.1995.
Fig. 23. Maxlmum ozone concentration observed in the Sudety Mts., compared with
nltrogen oxides chan ges. Mobile laboratory, Szklarska Poręba - Stóg Izerski - Szklarska
Poręba,
26.5.1995.
5.5. Podsumowanie wyników
Jako istotne dla końcowych wniosków wzięto pod uwagę wyniki pomiarów
całorocznych, tj. uzyskanych metodą monitoringu w 1994 r. (tabele 3 i 4) oraz
metodą próbników w 1996 r. (tabela S). Tę ostatnią metodę należy uznać za
najbardziej miarodajną dla samych powierzchni obserwacyjnych, a nie dla rejonów.
32
L. Adamski, J Wawrzoniak
Najwyższą wartość średnią roczną stężenia
dwutlenku azotu zmierzono w
1996 r. na powierzchni obserwacyjnej w Szklarskiej Porębie, najniższą w Augustowie, przy czym stosunek zmierzonych na obu powierzchniach wielkości (19,5 /
4,3) wynosi 4,5.
Najwyższą wartość średnią roczną stężenia dwutlenku siarki zmierzono w
1996 r. również na powierzchni obserwacyjnej w Szklarskiej Porębie, najniższą w
Łobzie, a stosunek tych wielkości wynosi 1,7.
Najwyższe wartości średnie okresowe stężenia ozonu zmierzono za pomocą
aparatury ruchomego laboratorium również w Szklarskiej Porębie.
Dla kompletności obrazu w tabeli 9 zestawiono zmierzone wartości maksymalne stężeń (30-minutowe i średnioroczne) z wartościami dopuszczalnymi dla
obszarów chronionych, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Ochrony Śro­
dowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwaz dnia 12 lutego 1990 r. w sprawie
ochrony powietrza przed zanieczyszczeniem (Dz.U. nr 15, 1990 r., poz. 92)
W okolicach Szklarskiej Poręby przekroczone zostało dopuszczalne stężenie
średnioroczne dwutlenku siarki, co potwierdza wysoki, trwały poziom skażeń
powietrza w rejonie Sudetów.
Tabela 9
Table 9
Zestawienie zmierzonych i dopuszczalnych stężeń zanieczyszczeń, Jjg/m
3
List of measured and permissible air pollutant concentrations, jJg/m
30 min*
73
N02
(Łobez)
123 (Szklarska Por.)
S02
03
Maks. dopuszczalne stężenie
Max. permissible concentration
Maks. zmierzone stężenie
Max. measured concentration
Nazwa
substancji
Substance
3
Średnioroczne**
Yearly mean**
30 min
Średnioroczne
Yearlymean
19 (Szklarska Por.)
150
30
12 (Szklarska Por.)
250
11
1124 (Szklarska Por.)
-
I
50
I
-
* wg pomiarów ruchomego laboratorium
mobile laboratory analysers
** wg pomiarów metodą próbników za okres marzec-listopad1996 r.
samplers, March-November 1996
6. WNIOSKI
1. Wyniki pomiarów wieloletnich wskazują, że w trzech badanych regionach
(Łobez, Augustów i Krzystkowice) w ciągu ostatnich 10 lat kilkakrotnie zmalały
średnie stężenia dwutlenku azotu i dwutlenku siarki w powietrzu. Natomiast w
Zanieczyszczenia powietrza w wybranych regionach Polski
33
rejonie Sudetów tendencja malejąca tych stężeń była znacznie słabiej zaznaczona.
Autorzy wiążą ten fakt z obserwowanym nadal napływem powietrza skażonego
zanieczyszczeniami antropogenicznymi z obszaru "czarnego trójkąta" na pograniczu polsko-czesko-niemieckim.
2. Pomiary wykonane za pomocą aparatury ruchomego laboratorium
wykazały, że w warunkach polskich stężenie dwutlenku azotu w powietrzu ma
charakter lokalny i zależy przede wszystkim od odległości od dróg o dużym
natężeniu ruchu samochodowego. Natomiast w przypadku dwutlenku siarki
zidentyfikowano źródła przemysłowe odległe o 60 km (elektrownia Schwarze
Pumpe) i 160 km (okręg Chomutov-Most). Nie stwierdzono korelacji między
stężeniami obu zanieczyszczeń powietrza.
3. Na obszarze Sudetów traktowanym jako obszar specjalnie chroniony
zostało w 1996 r. przekroczone maksymalne dopuszczalne średnioroczne stężenie
dwutlenku siarki.
"
Praca przyjęta przez Komitet Redakcyjny 27 października 1998 roku
AIR POLLUTlON RESEARCH IN FOUR SELECTED REGIONS OF POLAND
Summary
Four observation plots were established in following regions of Poland : the Sudety
Mts.(Szklarska Poręba Forest Oistrict), Szczecińskie (Łobez Forest Oistrict), Zielonogórskie
(Krzystkowice Forest Oistrict) and Suwalskie (near Augustów) to define the influence of air
pollution level on the soil acidification and stability of forest ecosystems. Two of them
(Szklarska Poręba and Łobez) took part in the Czech-Polish-Oanish research project called
APOS.
This paper presents methods of investigation. The results of air pollution measurements by the passive air sampling in 1986-1995 are confronted with the results of
investigation carried out by active air sampling and pollution analysers of the mobile
laboratory equipment.
It was found that during the last 10 years the mean values of nitrogen oxides and sulphur
dioxide deposition, except the Sudety Mts. region , decreased several times. There was a
weak decreasing tendency of the indexes in the Sudety Mts. This fact is related to the stil!
existing inflow of air pollution froni the so called 'black triangle' area near the Polish-CzechGerman border.
, Sulphur dioxide sources distant about 60 km (Schwarze Pumpe power station) and 160
km (Chomutov-Most area) were identified. In the Sudety Mts. - region of special protection
- the maximum permissible concentration of nitrogen oxide and sulphur dioxide was
exceeded in 1996.
34
L. Adamski, J Wawrzoniak
PiŚMIENNICTWO
Acidification in the Black Triangle Region. 1995: Materiały konferencji ACID REIGN '95?,
Goteborg, 26-30 czerwca 1995 r.
FUGLSANG K. 1986: A filter pack for determination of total ammonia, total nitrate, sulphur dioxide
and sulphate in the atmosphere. RapOlt MST LUFT-Al 03. National Agency ofEnvironmental
Protection. Risoe National Laboratory, DK-4000 Roskilde, Denmark.
GALIŃSKI W. 1998: A comparison of the architecture ofNorway spruce trees originating from two
stands contrasting in the level of industrial pollution. Forest Ecology and Management (w
recenzji).
GÓRSKI L. , KROCHMAL D., GNIADEK K., KALINA A., KOWANETZ T. , SZLACHTA T. 1994: Pomiary
stężenia dwutlenku siarki i dwutlenku azotu w powietrzu atmosferycznym na terenie całej
Polski przy użyciu metody pasywnej . RapOlt Instytutu Chemii i TechnologiiNieorganicznej
Politechniki Krakowskiej, Kraków.
HREHORUK J., ADAMSKI L. 1994: Ruchome laboratorium pomiarowe Instytutu Badawczego Leśnic­
twa. Chemia i inżynieria ekologiczna, 4: 525-533.
KROCHMAL D., KALINA A. 1997: A method ofnitrogen dioxide and sulphur dioxide determination
in ambient air by use ofpassive samplers and ion chromatography. Atmospheric Environment,
31: 3473-3479.
MAŁACHOWSKA 1., WAWRZONIAK J. 1995: Stan uszkodzenia lasów w Polsce w 1994 roku na
podstawie badań monitoringowych. Biblioteka Monitoringu Środowiska, PIOŚ, Warszawa.
NIEDZIELSKI 1. 1992: Ozon w atmosferze ziemskiej. Zeszyty Naukowe WSP w Opolu, ZN Chemia
XIV, 81.
TYSZKA 1. 1998: Przepływ jonów przez ekosystemy borów świerkowych i sosnowych w różnych
warunkach skażenia środowiska. Prace lnst. Bad. Leś. , Ser. A, 863-865 : 35-57.
WÓJCiK J. , SZOŁTYK G. 1998: Fizyczne i fizykochemiczne właściwości gleb leśnych na
powierzchniach obserwacyjnych Augustów, Krzystkowice, Łobez i Szklarska Poręba.. Prace
Inst. Bad. Leś. , Ser. A, 863-865: 59- 73.