facebook twitter instagram issuu linkedin research gate youtube ustv

Nauka na wyciągnięcie ręki

Obszar nauk humanistycznych
Obszar nauk społecznych
Obszar nauk ścisłych
Obszar nauk przyrodniczych
Obszar nauk technicznych
Obszar sztuki

Deszcze kwaśne jak ocet

Kierownik projektu: dr Mieczysław Leśniok z Katedry Klimatologii

 

W ciągu ostatnich 20 lat wiele się poprawiło. Zapylenie z drastycznej wartości ponad 2000 gramów pyłów spadających na metr kwadratowy powierzchni w ciągu roku w centrum dawnego województwa katowickiego w latach 70. - 80., zmalało obecnie do wartości poniżej 200 gramów.

Dane, które codziennie umieszczane są na wykresach, a raz w miesiącu komentowane przez naukowców, pochodzą ze Stacji Monitoringu Zanieczyszczeń przy Wydziale Nauk o Ziemi UŚ w Sosnowcu, dzięki aparaturze pomiarowej austriackiej firmy MLU. Analizuje ona poziom stężenia pyłu zawieszonego (PM10, czyli frakcji do 10 µm), dwutlenku siarki (SO2), tlenku azotu (NO), dwutlenku azotu (NO2), sumy tlenków azotu oraz ozonu (O3). Pomiary są bazą do wielu badań m.in. kompleksowej analizy zanieczyszczenia atmosfery, uwzględniającej wyniki stężeń zanieczyszczeń, składu chemicznego opadów i pyłów atmosferycznych na tle warunków meteorologicznych.
- Z wyników badań mogą korzystać nie tylko pracownicy naukowi i studenci, ale również mieszkańcy Sosnowca, zainteresowani stopniem zanieczyszczenia powietrza w ich mieście. Pomiary dostępne teraz na stronie http://klimat.wnoz.us.edu.pl, będą w przyszłości prezentowane również na tablicy świetlnej przed budynkiem Wydziału - mówi pomysłodawca i główny twórca projektu dr Mieczysław Leśniok z Katedry Klimatologii.

W idealnym miejscu
Stacja Monitoringu Zanieczyszczeń Powietrza, która od 3 października 2008 r. stanowi integralną część Stacji Meteorologicznej WNoZ UŚ przy ul. Będzińskiej 60, wyposażona jest w aparaturę nowej generacji. W oparciu o takie same urządzenia działa Śląski Monitoring Powietrza, prowadzony przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska.
- Stacja w Sosnowcu została przeniesiona ze Stacji Uniwersyteckiej w Cieszynie, gdzie od 2006 r. znajduje się nowa stacja Śląskiego Monitoringu Powietrza. Do 2004 roku w Sosnowcu, przy ul. Narutowicza działała stacja automatycznego systemu monitoringu, należąca do ŚMP, ale od dwóch lat nie prowadzi żadnych pomiarów. W chwili obecnej uniwersytecka jednostka wypełnia tę lukę - wyjaśnia dr Leśniok.
Katedra Klimatologii, w której pracuje dr Leśniok oraz współpracująca z nią Katedra Geochemii, Mineralogii i Petrografii, kierowana przez prof. zw. dr. hab. Janusza Janeczka, współautora przeniesienia stacji z Cieszyna, od kilkunastu lat zajmuje się problemem zanieczyszczenia atmosfery i jego znaczenia w kształtowaniu klimatu miasta.
- Na przełomie lat 80. i 90. mogliśmy badać jedynie stężenie pyłu zawieszonego oraz skład chemiczny opadów. Nowoczesna aparatura, jaką teraz dysponujemy, pozwala na bardziej kompleksowe badania zanieczyszczenia atmosfery na tle warunków atmosferycznych - mówi naukowiec.
Atutem uniwersyteckiego projektu jest też położenie stacji badawczej. - Stacja Śląskiego Monitoringu Powietrza przy ul. Narutowicza była przede wszystkim punktem pomiarowym, gdzie określano wielkości stężeń zanieczyszczeń komunikacyjnych. Nasza stacja pomiarowa działa w miejscu reprezentującym średnie warunki miejskie. Nie jest zlokalizowana w samym centrum miasta, ale też nie na jego odległych peryferiach. Położona jest w sąsiedztwie terenów o średniej zabudowie miejskiej, blisko szlaków komunikacyjnych, ale i obok ogródków działkowych. Myślę, że pozwoli to uzyskane wyniki odnosić do podobnych obszarów miejskich regionu katowickiego - mówi dr Leśniok.

Dziesięć razy mniej pyłu
Pomiary przy pomocy nowoczesnej aparatury w znaczny sposób pozwolą poszerzyć zakres badań nad klimatologią miejską. W ich ramach analizowany jest stopień zanieczyszczenia powietrza i jego rola w kształtowaniu klimatu miasta w powiązaniu z czynnikami klimatycznymi i lokalnymi. Wśród nich najważniejsze są źródła emisji zanieczyszczeń. Wyróżniamy źródła punktowe - kominy zakładów przemysłowych, źródła powierzchniowe - hałdy, zwałowiska, wysypiska odpadów przemysłowych oraz źródła liniowe - szlaki komunikacyjne. Obecnie najpoważniejszym źródłem zanieczyszczeń obszarów miejskich pozostaje tzw. niska emisja, czyli emisja pyłów i gazów pochodzących ze spalenia węgla i jego pochodnych w piecach domowych lub lokalnych kotłowniach.

zdjecie

Foto: Katarzyna Rożko

Dr Mieczysław Leśniok i mgr Łukasz Małarzewski przed Stacją Monitoringu Zanieczyszczeń przy Wydziale Nauk o Ziemi UŚ w Sosnowcu


- W ciągu ostatnich 20 lat wiele się poprawiło, zwłaszcza w zakresie zanieczyszczeń, których dostarczał przemysł, a szczególnie energetyka i hutnictwo. Wpłynęła na to restrukturyzacja przemysłu i zamknięcie wielu zakładów przemysłowych, ale również ustaw o ochronie środowiska, które weszły w życie w latach 90. Dzięki nim zakładom bardziej opłacało się montować systemy redukcji zanieczyszczeń niż płacić kary. Doprowadziło to przede wszystkim do spadku zapylenia, które z drastycznej wartości ponad 2000 gramów pyłów spadających na metr kwadratowy powierzchni w ciągu roku w centrum dawnego województwa katowickiego w latach 70. - 80., zmalało obecnie do wartości poniżej 200 gramów - tłumaczy dr Mieczysław Leśniok.
Wbrew pozorom to wysokie zapylenie miało w tamtych czasach pozytywne znaczenie. W obrębie tzw. „czarnego Śląska" nie występowało zjawisko „kwaśnego deszczu", gdyż duże ilości emitowanych pyłów i gazów wzajemnie się neutralizowały.
- Z chwilą znacznego spadku zapylenia takie związki gazowe, jak dwutlenek siarki i tlenki azotu zaczęły dominować i wskutek reakcji z wodą opadową przyczyniły się do eskalacji zjawiska kwaśnych deszczy na naszym obszarze. Najniższą wartość odczynu pH jaką zanotowano w Sosnowcu na początku lat 90. to 2,9. Dodam, że odczyn pH octu to 3,0. O skutkach oddziaływania kwaśnych deszczy nie muszę chyba mówić. Kwaśny smog typu Londyn, który tworzy się z połączenia mgły i zanieczyszczeń, głównie dwutlenku siarki, na początku lat 50. w Londynie spowodował śmierć kilku tysięcy ludzi. To również szkody w drzewostanach, zniszczenia elewacji budynków i pomników, zakwaszenie wód powierzchniowych, obumieranie żyjących w nich organizmów - wylicza klimatolog.

Gorące lato nie dla miasta
Poziom zanieczyszczeń w powietrzu uzależniony jest też od pogody. Dla obszarów miejskich szczególnie niekorzystne jest bardzo ciepłe lato, a takie przy obecnych zmianach klimatu na naszym obszarze występuje coraz częściej.
- Powstaje wtedy smog fotochemiczny, zwany również smogiem typu Los Angeles. Bardzo wysokie usłonecznienie, wysoka temperatura i duży ruch samochodowy to główne czynniki występowania tego zjawiska. Wskutek rozkładu (pod wpływem promieniowania UV) emitowanego z pojazdów samochodowych dwutlenku azotu, powstaje ozon. Ale nie ten „dobry", który zawarty jest w stratosferze i nas chroni. Ozon troposferyczny, powstający w rozgrzanych słońcem miastach, gdzie pełno jest samochodów, powoduje bóle głowy i klatki piersiowej, podrażnienie oczu, kaszel - wyjaśnia dr Mieczysław Leśniok. - Sytuacja jest jeszcze gorsza, kiedy ma to miejsce w miastach położonych w obniżeniach, gdzie mówiąc popularnie: powietrze stagnuje i nie następuje jego dostateczna wymiana.

Codziennie nowy pomiar
Bardzo ważnym elementem sterującym poziomem zanieczyszczenia powietrza są warunki meteorologiczne.
- Latem wskutek nagrzania powierzchni ziemi, prądy konwekcyjne wynoszą zanieczyszczenia poza obszar miejski. W okresie zimowym, w ciągu krótkiego dnia, przy niskiej temperaturze, słońce nie jest w stanie ogrzać powierzchni ziemi, aby one wystąpiły. Przy wyżu, kiedy zimne, ciężkie powietrze stagnuje, cały dzień nasyca się zanieczyszczeniami. Dlatego zimą korzystniejszy jest niż, kiedy występują silne wiatry, opady, turbulencje. Wtedy zanieczyszczenia rozpraszają się - wyjaśnia naukowiec.
Przykładem może być prezentowany wykres z przełomu 2008/2009 roku. Te zależności można właśnie obserwować dzięki pomiarom na Stacji Monitoringu Powietrza przy Wydziale Nauk o Ziemi. Pomiar dokonywany jest co 10 minut. Dane za pomocą systemu GPRS docierają do komputera bazowego. Od strony technicznej projektem opiekuje się mgr Łukasz Małarzewski. Opiekę naukową sprawuje dr Mieczysław Leśniok i to on jest autorem comiesięcznego komentarza do zmian poziomu zanieczyszczeń w powietrzu.
- Projekt ma na celu nie tylko badanie zjawisk na danym obszarze, ale i szukanie dobrych rozwiązań dla właściwego systemu klimatycznego miasta. Klimatologia miejska porusza również zagadnienia odpowiedniego kształtowania infrastruktury miejskiej, a więc doboru zabudowy i architektury, interesuje się też tym, co dzieje się wewnątrz budynków - wyjaśnia dr Leśniok. - Stąd m.in. nasza współpraca z Parkiem Naukowo-Technologicznym Euro-Centrum w Katowicach-Ligocie, gdzie testuje się metody pozyskiwania energii z alternatywnych źródeł oraz funkcjonowanie tzw. budynków pasywnych.


Katarzyna Rożko

Artykuł ukazał się w „Gazecie Uniwersyteckiej UŚ" nr 6 (166)/ 2009

 

Skróty

Biuletyn Informacji Publicznej
Copyright © 2001-2019
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wszelkie prawa zastrzeżone.