Naukowcy z AGH wzięli pod lupę smog w Krakowie. Co odkryli?
Jakie czynniki meteorologiczne decydują o napływie i zatrzymaniu smogu w Krakowie? Jak wpływa na to rzeźba terenu? Czy zanieczyszczenia w sezonie grzewczym pochodzą w głównej mierze z Krakowa czy spoza miasta? Te pytania postawili przed sobą naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej. Wyniki ich badań zostały opublikowane w jednym z najczęściej cytowanych czasopism na świecie – Scientific Reports.
W ramach badań prowadzonych w trakcie pandemii naukowcy z Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH gromadzili dane pochodzące z kilkudziesięciu czujników zlokalizowanych na terenie Krakowa i okolic. Najważniejsze wnioski płynące z badań dotyczą jednoznacznego powiązania położenia Krakowa i zanieczyszczeń powietrza, które w znacznym stopniu są transportowane z sąsiednich gmin.
Dane z czujników
– W badaniach zastosowaliśmy kompleksowe podejście geostatystyczne do czasoprzestrzennej analizy stężeń pyłu zawieszonego (PM). Dane pochodzą z gęstej sieci czujników firmy Airly i referencyjnych stacji pomiarowych Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska – wyjaśnia Mateusz Zaręba z zespołu badającego zanieczyszczenia.
– Wyniki wskazują na związek między topografią, zmiennymi meteorologicznymi i stężeniami PM. Głównymi czynnikami są prędkość wiatru i ukształtowanie terenu. Badanie stosunku PM2,5/PM10 pozwoliło na szczegółową analizę przestrzennej migracji zanieczyszczeń, z uwzględnieniem zróżnicowania źródeł. Badania te wskazują, że niekorzystne położenie Krakowa sprawia, że jest on podatny na akumulację zanieczyszczeń z sąsiedztwa. Głównym źródłem zanieczyszczenia powietrza w badanym okresie było ogrzewanie paliwami stałymi poza miastem – dodaje naukowiec.
Mapa topograficzna Krakowa z lokalizacjami czujników Airly wraz z granicami dzielnic Krakowa i główne rzeki. Źródło: European Union, Copernicus Land Monitoring Service 2022, European Environment Agency (EEA)
Okres pandemii zapewnił wyjątkowe warunki dla obserwacji wpływu ogrzewania paliwem stałym na stężenia PM ze względu na niski poziom zanieczyszczeń związanych z ograniczonym transportem samochodowym.
Winne położenie
Badacze wykazali, że główne źródła zanieczyszczeń zmieniały się na przestrzeni lat. Na początku lat 70. głównym źródłem był przemysł metalurgiczny. Wraz ze wzrostem liczby ludności miasta, udział ogrzewania z paliw kopalnych jako źródła zanieczyszczeń zaczął wzrastać i jest obecnie dominującym źródłem w miesiącach zimowych. W Krakowie obowiązuje całkowity zakaz używania paliw stałych do ogrzewania, więc główne źródła zanieczyszczeń znajdują się poza miastem.
W okresie późnej jesieni, zimy i wczesnej wiosny głównym źródłem zanieczyszczeń pozostaje w Krakowie ogrzewanie paliwem stałym. Drugim głównym czynnikiem jest transport samochodowy, który również zmienia się w zależności od pory roku.
Zdaniem naukowców obecny problem zanieczyszczenia powietrza w Krakowie związany jest z położeniem geograficznym tego miasta. – Szczególne położenie Krakowa, ograniczonego od północy i południa wzniesieniami determinuje oś pradoliny Wisły jako główną drogę napływu zanieczyszczeń. Pomimo wielu przepisów zakazujących stosowania paliw kopalnych do ogrzewania, zanieczyszczenia nadal migrują do miasta z lokalizacji zewnętrznych, co w niektóre zimowe dni czyni je jednym z najbardziej zanieczyszczonych miast na świecie – podkreśla Tomasz Danek.
Występująca w Krakowie tendencja do powstawania mgieł dodatkowo spowalnia odpływ zanieczyszczeń.
Kopciuchy z sąsiedztwa
Celem pracy było szczegółowe zbadanie wpływu czynników meteorologicznych i morfologii terenu na zanieczyszczenie powietrza w Krakowie oraz migrację tych zanieczyszczeń metodami geostatystycznymi. Wyniki badań pokazały, że zanieczyszczenia powietrza w Krakowie w badanym okresie spowodowane było głównie migracją zanieczyszczeń z sąsiedztwa, gdzie dozwolone jest stosowanie paliw kopalnych do ogrzewania.
– W badaniu przeanalizowaliśmy stężenia PM2.5 i PM10 w Krakowie i gminach ościennych. Ponadto pokazaliśmy główne kierunki migracji zanieczyszczeń powietrza w powiązaniu z kierunkiem wiatru. Zastosowaliśmy analizę statystyczną do zbadania zależności między stężeniami PM2.5 i PM10, a innymi właściwościami fizycznymi atmosfery. Pomiar obejmował ciśnienie atmosferyczne, temperaturę i wilgotność. Zbieraliśmy dane wczesną wiosną 2021 r., kiedy transport samochodowy był ograniczony z powodu częściowego lockdownu w trakcie COVID-19 w Polsce. Pozwoliło to na obserwację zanieczyszczeń powietrza z ogrzewania paliwem stałym przy znacznie obniżonym zanieczyszczeniu generowanym przez ruch drogowy – wyjaśnia Danek.
Jak poprawić sytuację
Jak podkreślają naukowcy z AGH, aby poprawić sytuację, potrzebne są skoordynowane działania pomiędzy Krakowem i ościennymi gminami w celu poprawy jakości powietrza w całej aglomeracji. Działania samego miasta Krakowa, choć istotne, nigdy nie będą wystarczające.
– Innymi wnioskami, które płyną z naszych badań, jest z pewnością fakt, że kampanie informacyjne i edukacja są ważnymi czynnikami inicjującymi zmiany prowadzące do polepszenia jakości powietrza – podkreśla Elżbieta Węglińska.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
