Zanieczyszczenia powietrza to główne przyczyny światowych zagrożeń środowiska. Dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx) i pyły to najczęstsze z zanieczyszczeń występujących w naszej atmosferze.

Przez zanieczyszczenie powietrza rozumie się obecność w powietrzu substancji stałych, ciekłych lub gazowych w ilościach przekraczających ich średnią zawartość.

Źródła zanieczyszczeń dzielimy na antropogeniczne i naturalne. Do antropogenicznych zaliczamy przemysł, przerost liczby ludności, energetyka i motoryzacja. Naturalne źródła to erupcje wulkanów, wietrzenie skał, pył kosmiczny i pożary lasów.

Konsekwencją zanieczyszczeń są choroby układu oddechowego, zaburzenia reprodukcji i alergie u ludzi. Korozje metali i materiałów budowlanych to również skutki zanieczyszczeń.

Problem zanieczyszczeń towarzyszy nam od dawien dawna. Ich ilość stale rośnie. Sami nieświadomi się do tego przyczyniamy paląc węglem, czy używając farb w aerozolu. Jednak najpoważniejszym zagrożeniem są ogromne składowiska odpadów, których trudno nie zauważyć. Zajmują one ogromne połacie terenu na których jedynymi przedstawicielami fauny są szczury, bądź też mewy. Wszystkie toksyczne substancje (lotne i stałe) wydostając się z terenu wysypiska przenikają do wody, podłoża i powietrza szkodząc organizmom żywym. Alternatywnym rozwiązaniem jest dokładniejsze zabezpieczanie wysypisk, spalarnie śmieci lub przeróbka wtórna śmieci, tzw. recykling.

Liczebność ludzi ma niezwykle duży wpływ na degradację środowiska, dotyczy to zwłaszcza krajów wysoko rozwiniętych. Pod względem wielkości zanieczyszczania środowiska jednemu dziecku z bogatego kraju, odpowiada około dwudziestu z krajów ubogich. To świadczy o tym jaką presję wywierają takie kraje jak Stany Zjednoczone.

W przypadku Polski najbardziej zanieczyszczonym obszarem jest Wyżyna Śląska. Dominuje tam przemysł metalurgiczny oraz energetyczny. Kumulacja tych gałęzi przemysłu spowodowała znaczne pogorszenie stanu tamtejszego środowiska. Jest to obszar klęski ekologicznej. Szacuje się, że jedynie 20% ścieków pochodzenia przemysłowego oraz 10% komunalnych podlega oczyszczaniu na tym terenie. Ponadto notuje się tam dużą emisję różnych szkodliwych gazów, np. dwutlenku siarki (SO2), dwutlenku i tlenku węgla (CO2, CO), tlenków azotu (NOx) i innych. Występują również liczne zanieczyszczenia pyłowe, które niosą ze sobą duże ilości metali ciężkich takich jak: ołów (Pb), cynk (Zn), rtęć (Hg), kadm (Cd) i miedź (Cu).

Zanieczyszczenia strefy glebowej

Cechą charakterystyczną dla zanieczyszczeń gleby jest ich długotrwała w niej kumulacja. Trwa ona nawet przez setki lat. Jest to dodatkowo przerażające, ponieważ znajdują w niej ujście również zanieczyszczenia opadające z powietrza i wsiąkające z wodą. Glebie zagraża niezorganizowane rolnictwo. Sztuczne nawozy i środki ochrony roślin stosowane w sposób niewłaściwy, są przyczyną bardzo negatywnych skutków. Jak wiemy nawozy wzbogacają ziemie w pierwiastki biogenne, takie jak azot (N), fosfor (P) i potas (K), niestety stosowane w nadmiarze dają odwrotny do pożądanego efekt, mianowicie przyczyniają się do degradacji gleb i eutrofizacji wód gruntowych. Nie można ich stosować w nadmiarze. Również stosowanie środków ochrony rośli to zabieg nie do końca pożyteczny, ponieważ tylko 10-20% tych substancji osiada na pryskanej roślinie. Reszta przedostaje się do gleby i kumuluje się w niej lub krąży w całej biosferze. Innym zagrożeniem są metale ciężkie (motoryzacja, przemysł), które przenikają do upraw. Również kwaśne deszcze to kolosalny problem. Jeśli deszcz ma wartość pH poniżej 5,65 to zaliczamy go do kwaśnych. Ich źródłem są zanieczyszczenia atmosfery takie jak: tlenki: azotu (NOx), siarki (SOx), dwutlenek węgla (CO2) i kwasy beztlenowe: siarkowodór (H2S) i chlorowodór (HCl). Ich źródłem mogą być wulkany (naturalne) lub działalność różnych gałęzi przemysłu, np. energetycznego (antropogeniczne), czy komunikacja. Elektrownie i elektrociepłownie napędzane paliwem zawierającym siarkę i jej związki (zasiarczonym), najczęściej węglem, produkują spaliny zawierające ogrom tych substancji. W wyniku reakcji wody (H2O) zawartej w atmosferze z pochłoniętymi substancjami (H2S, HCl, CO2, SOx, NOx) powstają kwasy nieorganiczne, a dokładniej rozcieńczony kwas siarkowy (IV) - H2SO3, znacznie bardziej niebezpieczny i szkodliwy kwas siarkowy (VI) - H2SO4, kwas azotowy (V) HNO3, kwas fosforowy (V) H3PO4, kwas solny HCl i kwas fluorowodorowy HF. Wszystkie te związki dostają się do gleby zakwaszając ją. Efektem jest utrata jakości przez glebę. Objawia się brakiem składników biogennych, które są niezbędne dla życia i rozwoju rośli, giną lasy. Również jeziora nie pozostają bez szkód, giną w nich ryby.

Takie tereny nie można zostawić samy sobie, należy je rekultywować. Jedną z form takiego zabiegu jest wapnowanie gleby. Polega ono na dostarczaniu do gleby wapienia, czy dolomitu, które zobojętniają odczyn gleby. Inną formą jest mieszanie gleb niskiej jakości z tymi czystymi. Stosuje się również tzw. wypłukiwanie substancji toksycznych.

Zanieczyszczenia opadów

Opad atmosferyczny to efekt jednego z dwóch procesów zachodzących w atmosferze: krystalizacji lub kondensacji pary wodnej zawartej w atmosferze. Występuje on w dowolnej postaci: deszczu, mżawki, mgły, rosy, śniegu, szronu czy gradu. Opad pochłania z powietrza gazy i wypłukuje zawieszone w atmosferze cząstki materii tzw. aerozole atmosferyczne. Znajdują się wśród nich tlenki azotu (NOx), siarki (SOx) i węgla (CO i CO2). Ponadto mogą występować w nich metale ciężkie, takie jak: ołów (Pb), kadm (Cd), a nawet substancje radioaktywne. Związki te to nie tylko twory antropogeniczne. Mogą pochodzić z naturalnych źródeł, np. wydostawać się w czasie erupcji wulkanów lub trzęsień ziemi. Rozprzestrzenianie się tych zanieczyszczeń na dalsze odległości zależy od dwóch czynników:

- wysokości emitora, np. komina (im wyższy tym na dalszą odległość)

- warunków meteorologicznych (kierunek i prędkość wiatru, temperatura powietrza, wilgotność powietrza)

Zanieczyszczenia wód podziemnych

Wodociągi, a zatem społeczeństwo zaopatruje się w wodę korzystając między innymi z zasobów wód podziemnych. Jeśli zawierają one zbyt dużo żelaza (norma to 35 mg/dm3), przed użyciem należy tę zawartość obniżyć. Poza presją jakie wywiera rolnictwo, nie należy zapominać o produktach ropopochodnych, dostających się do wód podziemnych wyciekami z rurociągów i bezpośrednio ze zbiorników fabryk, a także ze stacji benzynowych, myjni, stacji obsługi pojazdów, czy też bezmyślnie wylewanych przez ludzi. Wody podziemne są zasilane zanieczyszczeniami także przez ścieki przemysłowe i zanieczyszczoną atmosferę. Często są to związki toksyczne stanowiące wielkie zagrożenie dla wód podziemnych.

Zanieczyszczenia wód powierzchniowych

Wody powierzchniowe dzielimy na śródlądowe, morskie i oceaniczne. Wszystkie padają ofiarą zanieczyszczeń przemysłowych, bytowo-gospodarczych i rolniczych. Proces ten zaszedł już tak daleko, że środowisko nie nadąża z ich oczyszczaniem. Zachwiana równowaga zakłóca proces samooczyszczania się wód. Analiza czystości rzek w Polsce wykazała, iż z 40 zbadanych rzek, ani jedna (według kryterium biologicznego) nie kwalifikuje się do wód I klasy czystości. Do II klasy kwalifikuje się tylko 1,6%, a do III 9,7%. Reszta to wody zlej jakości. Jest to rezultat bardzo niepokojący. Taki stan rzek polskich jest wynikiem zasilania ich substancjami nie ulegającymi redukcji i ściekami komunalnymi. Przy słabo funkcjonującym systemie oczyszczania rzek w naszym kraju otrzymujemy takie, a nie inne rezultaty. Z 845 miast w Polsce tylko w 526 funkcjonują oczyszczalnie ścieków, do tego 141 z nich to mało efektywne oczyszczalnie mechaniczne.

Dwie największe rzeki w Polsce - Wisła i Odra, są zanieczyszczone niemalże w całej długości swego biegu. Głównym źródłem tych zanieczyszczeń są wody kopalniane o znacznym stopniu zasolenia. Niosą z sobą 9 tysięcy ton soli na dobę. Zasolenie wody jest bardzo niekorzystnym zjawiskiem, jego skutkiem jest wstrzymywanie procesów samooczyszczania się rzek, korozje obiektów wodnych, instalacji i podzespołów wodociągowych.

Wody pitnej, a nawet tej względnie czystej wciąż ubywa. Zaburzone zostają wszystkie czynności i procesy, do których jest ona niezbędna. Czystej wody brakuje w rolnictwie, w przemyśle, a zwłaszcza w naszych domach. Wciąż ubywa miejsc idealnych na wczasy lub weekendowy wypoczynek. Chyba nie ma osoby, która chciałaby wypoczywać nad brudnym jeziorem, czy rzeką. Generalnie na świecie tylko 25% społeczeństwa ma dostęp do czystej wody. W krajach biednych zanieczyszczona woda jest źródłem zarazków i pomaga roznosić się choroba i wirusom.

Głównym powodem zanieczyszczenia wód są ścieki. Zawierają w sobie różne szkodliwe substancje. Najgroźniejsze z nich to detergenty. Stanowią składnik środków piorących, płynów do mycia naczyń, czy płynów zwilżających. Zaliczamy je do związków powierzchniowo czynnych, ułatwiających proces rozpuszczania innym substancjom. Same bezpośrednio nie stanowią zagrożenia, ale dzięki nim w wodzie mogą rozpuszczać się substancje toksyczne i rakotwórcze. Umożliwiają rozpuszczanie się substancjom trudno lub w ogóle nie rozpuszczalnym.

Oczyszczanie ścieków

Oczyszczanie wody składa się z szeregu następujących po sobie procesów. Do najważniejszych zaliczamy: sedymentację, sorpcję, utlenianie chemiczne oraz biochemiczne, mineralizację związków organicznych. Te same procesy stanowią podstawy utylizacji ścieków, którą przeprowadza się w zakładach oczyszczania ścieków. Wyróżniamy trzy różne metody oczyszczania ścieków:

  • mechaniczną - jest mało efektywna. Tylko 30% zanieczyszczeń zostaje zatrzymanych
  • biologiczną - 85 do 93% zanieczyszczeń zostaje zatrzymanych
  • chemiczną - najskuteczniejsza. Zatrzymuje ponad 90% zanieczyszczeń

Jak widać żadna z metod nie daje 100% czystej wody. Jest to problem na skalę globalną. Często woda z kranu nie spełnia wymogów czystości, nie mówiąc o wodach z rzek i wód gruntowych, których skażenie wciąż rośnie. Woda pitna, w naszych domach jest czerpana właśnie z rzek i wód podziemnych. Jest ona oczywiście oczyszczana ale jak wynika z wcześniejszej analizy żadna z metod oczyszczania nie daje w 100% zadowalających rezultatów, a ścieków wciąż przybywa. Rolnictwo, przemysł, czy my sami produkujemy je w niebagatelnych ilościach, które następnie trafiają do wód. Przykładowo Ren, będący największą europejską rzeką, dostarczający wody 20mln mieszkańców jest uznawany za najbardziej zanieczyszczoną rzekę Europy. Corocznie trafia do niej blisko 10 tysięcy ton odpadów. Te dane mówią same za siebie. Metale ciężkie, azotany, cyjanki i inne szkodliwe substancje to wytwór przemysłu i rolnictwa. Wszystkie dostają się do wody, następnie do organizmów żywych (w tym człowieka) i bezpośrednio lub pośrednio im szkodzą. Właśnie ze względu na otaczającą nas naturę i zdrowie nas samych, powinniśmy zatroszczyć się o zmniejszenie, a kiedyś całkowite wyeliminowanie tego rodzaju postępowania. Należy zastanowić się nad nowymi lepszymi metodami oczyszczania i uzdatniania wody tak, by procent zanieczyszczonych wód zaczął maleć. Ludzie od niepamiętnych czasów pozbywają się ścieków odprowadzając je do rzek. Te zanieczyszczenia trafiają następnie do mórz i oceanów. Jednak wszystkie one do nas wracają, np. w pożywieniu. W Japonii (lata 50) doszło do masowego zatrucia rtęcią, właśnie przez spożycie ryb zawierających rtęć. Człowiek się nie zastanawia nad ewentualnymi konsekwencjami swoich działań i takie są skutki. Dopiero kiedy jest bardzo źle, szuka się alternatywnych rozwiązań.

Zanieczyszczenia powietrza

Przez zanieczyszczenia powietrza rozumiemy wszystkie jego składniki (stale, gazowe i ciekle), które nie występują w nim pierwotnie, lub substancje naturalnie występujące, ale których ilości w powietrzu odbiegają od normy. Zanieczyszczenia powietrza dzielimy na:

  • chemiczne substancje w postaci gazów lub pary
  • cząstki organiczne w postaci stałej
  • organizmy wirusowe, bakteryjne oraz grzyby
  • kropelki cieczy

Zanieczyszczenia powietrza maja negatywny wpływ na każdy element środowiska naturalnego, a także na martwą materię, np. powodują korozję budowli. Często mają one nieprzyjemny zapach co również jest bardzo uciążliwe.

Przez wielkość emitowanych zanieczyszczeń rozumiemy ich całkowita ilość przyjmowaną przez atmosferę w określonym czasie. Wyraża się ją w następujących jednostkach: g/s, kg/h, bądź też w t/rok.

Rozróżniamy dwa rodzaje źródeł zanieczyszczeń: naturalne i antropogeniczne (spowodowane działalnością człowieka). Naturalnymi mogą być wybuchy wulkaniczne, trzęsienia ziemi, pożary, czy obszary bagienne produkujące metan (CH4), sól pochodząca z mórz i oceanów, erozja gleb, erozja skał i burze piaskowe. Wśród antropogenicznych wyróżniamy cztery zasadnicze grupy:

  • energetyka, a konkretnie spalanie paliw
  • procesy technologiczne przemysłu chemicznego, hutniczego i rafineryjnego, oraz kopalnie i cementownie
  • wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego
  • gospodarstwa domowe, miejsca utylizacji i wysypiska odpadów i ścieków

Źródła emisji mogą być: punktowe (np. kominy), liniowe (np. autostrada) i powierzchniowe ( np. otwarty zbiornik lub obszar z którego ulatnia się szkodliwa substancja).

Zanieczyszczenia powietrza dzielimy na pierwotne, które nie zmieniły swej struktury i właściwości od momentu uwolnienia ich do atmosfery, oraz zanieczyszczenia wtórne, powstałe wskutek ich reakcji ze składnikami atmosfery oraz substancjami pyłowymi, które zalegając na powierzchni ziemi zostały ponownie uniesione w powietrze, np. przez wiatr.

Powietrze jest specyficzną strefą. Zanieczyszczenia w niej będące mogą się z łatwością przemieszczać. Zależne jest to od wysokości emitora (np. komina) i panujących warunków meteorologicznych. Unoszone zanieczyszczenia po pewnym czasie ulegają sorpcji (osiadają na powierzchni ziemi) lub są sprowadzane na nią wraz z opadem. Te których średnica jest poniżej 200mm unoszą się dłużej przyjmując postać aerozoli. Te o średnicy nie przekraczającej 20mm zazwyczaj usuwa opad, cięższe przyciąga siła ciężkości. Powietrze podlega ciągłemu mieszaniu; jeśli ukształtowanie terenu jest niekorzystne, na dodatkowo niewielkim terenie (np. miasto), a dzień bezwietrzny może dojść do kumulacji zanieczyszczeń i powstania tzw. smogu.

Jednym ze składników atmosfery są gazy absorbujące promieniowanie IR (podczerwone), odbijające się od ziemi. Do związków tych zaliczamy: wodę w postaci pary wodnej, dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4), podtlenek azotu (N2O2) i freony. Związki te sprzyjają efektowi cieplarnianemu (nazywamy je gazami cieplarnianymi) i powiększaniu się dziury ozonowej. Szacuje się że roczna emisja dwutlenku węgla wynosi 1011 t. Jego stężenie na początku XX wieku wynosiło 270ppm, w latach 80-tych badania wykazały jego wzrost do 360ppm. Dwutlenek węgla występuje w tak dużych ilościach, że choć jego wpływ na efekt cieplarniany jest dużo mniejszy, niż np. nadtlenku azotu (jest bardzo groźny ale występuje w stosunkowo małych ilościach), jest on większym zagrożeniem. Związki takie jak freony docierające do ozonosfery i wchodzące z ozonem w reakcje są przyczyną zwiększania się dziury ozonowej, wykrytej w 1983 roku nad Antarktydą. Ozonosfera ma właściwości zatrzymujące promieniowanie UV (ultrafioletowe). Jej brak przynosi wzrost promieniowania UV, oddziałującego na wszystkie organizmy w sposób bardzo negatywy.

Bardzo istotny jest skład powietrza w budynkach i pomieszczeniach halowych. Zależy od jakości powietrza na tym obszarze, czy przeprowadzane są w nim jakieś procesy technologiczne i od sprawności działania systemu wentylacyjnego. Źródłem zanieczyszczeń w pomieszczeniach są:

  • materiały budowlane, z których wykonany jest budynek. Do najbardziej szkodliwych zaliczamy formaldehyd (emitowany np. z płyt paździerzowych), związki zaliczane do fenoli, toluen, ksylen, a także styren będące składnikiem klejów czy materiałów impregnujących
  • procesy utleniania do których zaliczamy: oddychanie, ogrzewanie, czy palenie tytoniu
  • procesy technologiczne

W przemyśle górniczym, odlewniczym, materiałowym, spawalniczym, przetwórczym (azbestu) zagrożeniem są pyły. Powodują one wiele chorób, m.in. pylicę płuc. Dodatkowo notuje się emisję związków powodujących zatrucia (np. ołów (Pb) lub tlenek węgla(CO)).

Zanieczyszczenie może oddziaływać na środowisko w dużej ilości i krótkotrwale lub długo ale małym stężeniem. Najczęściej dochodzi do współdziałania zanieczyszczeń. Ich jednoczesne działanie może dać dużo gorsze konsekwencje, niż gdyby każda z tych substancji działała osobno.

Bardzo groźną substancją dla ludzi jest dwutlenek siarki. Oddziaływuje na błony śluzowe, efektem może być nawet skurcz mięśni oskrzelowych. Przy stężeniu 10-500 mg/m3 wpływa także na rośliny. Uszkadza liście pszenicy, tytoniu, lucerny, owsa i wielu innych roślin. Zagraża również lasom. Wraz z związkami azotu, fluoru, ołowiu, chloru, cynku, miedzi i węglowodorów wpływa na ich co raz szybszą degradację.

Wszystkie szkodliwe substancje mają ustalone swoje najwyższe dopuszczane stężenia. Są one inne dla obszarów takich jak uzdrowiska, parki narodowe i krajobrazowe, rezerwaty przyrody. Również inne stosuje się w odniesieniu do powietrza stanowisk pracy. W przypadku Polski ponad 20% jej obszarów jest o zanieczyszczonym powietrzu (głównie dotyczy to dużych miast i aglomeracji). Dane statystyczne z 1993 roku donoszą, iż emisja gazów wynosiła wtedy około 10mln ton. Obejmowała 4,4mln ton tlenku węgla (CO), 2,7mln ton dwutlenku siarki (SO2) (w 1991 roku wynosiła 3,0mln ton, a w 1989 roku 3,9mln ton), tlenków azotu (NOx) 1,1mln ton (w 1991 roku wynosiła 1,2mln ton, a w 1989 roku 1,5mln ton), substancji lotnych (organicznych) 1,7mln ton, dwusiarczek węgla (CS2) 20 tys. ton, siarkowodór (H2S) 9 tys. ton, pochodnych fluoru 4 tys. ton. Roczna emisja dwutlenku węgla (CO2) wynosi około 400mln ton. W przypadku pyłów od roku 1989 do 1993 emisja uległa zmniejszeniu z 2,4mln ton/rok do 1,5mln ton/rok. Efektem tak dużego zanieczyszczenia jest degradacja lasów (np. w Górach Izerskich, czy Rybniku).

Zanieczyszczenia środowiska naturalnego

Jest to stan środowiska, który jest efektem wprowadzenia doń substancji w stanie lotnym, ciekłym lub stałym, bądź też energii w ilościach lub składzie ujemnie wpływającym na nasze zdrowie, faunę, florę, klimat, jakość gleby i wody lub wartości materialne człowieka (np. korozja budynków). W wyniku wprowadzenia zanieczyszczeń do środowiska cierpi cała biosfera i biotop. Jak wiadomo źródłem tych zanieczyszczeń jest człowiek, a konkretnie jego rozwój lub natura. Człowiek w sposób ciągły, systematyczny degraduje elementy środowiska. Często są to działania niezamierzone, będące wynikiem np. jakiejś nieprzewidzianej awarii.

Ocena aktualnego stanu środowiska jest dokonywana w oparciu o naturalny jego stan (czysty). Nie ma znaczenia, czy poddany analizie stan środowiska wynika z działania substancji o sprecyzowanych normach (stężeniach lub natężeniach), czy też jest efektem oddziaływania czynników nieokreślonych przez prawne normatywy dopuszczalnych stężeń. Czasem jako zanieczyszczenie traktuje się przekroczenie norm prawnych odnośnie jakości środowiska lub tolerowanych wskaźników wielkości emisji zanieczyszczeń, przykładowo fluor i jego związki nie należą do składników powietrza i w związku z tym są traktowane jako zanieczyszczenia ,natomiast zgodnie z prawem NDS, czyli najwyższe dopuszczalne stężenie tych związków wynosi: NDS chwilowe - 30mg/m3, NDS średniodobowe - 10mg/m3 i NDS średnioroczne 1,6mg/m3.

Niegdyś zanieczyszczenia miały charakter lokalny. Rozwój przemysłu i aglomeracji społecznych w drugiej połowie XX wieku spowodował ewolucję zakresu zanieczyszczeń z lokalnego, przez regionalny (np. zanieczyszczenie morza Bałtyckiego), aż do globalnego (np. efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne deszcze). W związku z powyższym UNESCO uznało za najgroźniejsze substancje:

  • dwutlenek węgla (CO2), będący gazem cieplarnianym
  • tlenek węgla (CO), dwutlenku siarki (SO2), dwutlenek azotu (NO2) zakwaszające środowisko
  • fosfor (P) wywołujący eutrofizację
  • rtęć (Hg), ołów (Pb) ulegające bioakumulacji
  • ropę naftową
  • DDT
  • pestycydy
  • promieniowanie

Oczywiście multum zagrożeń człowieka jest wynikiem zanieczyszczenia powietrza, wody, czy żywności znajdującej się w jego bezpośrednim otoczeniu. Reasumując badania odnośnie zanieczyszczeń i aktualnego stanu środowiska należy prowadzić zarówno na skalę światową jak i lokalną. Te informacje pomogą nam znaleźć wiele alternatywnych rozwiązań odnośnie ochrony środowiska i zapobiec nie jednemu zagrożeniu.

Stan środowiska w Polsce

W Polsce istnieje 22 parki narodowe, 1368 rezerwatów przyrody (dane z 31 grudnia 2003), wiele parków krajobrazowych, obszarów o chronionym krajobrazie, oraz mające międzynarodowy charakter rezerwaty biosfery ( utworzone na mocy UNESCO). Równocześnie na terenie naszego kraju występuje 27 obszarów klęski ekologicznej. Są to obszary na których dopuszczalne normy występowanie niektórych zanieczyszczeń zostały znacznie przekroczone. Należą do nich GOP (Górnośląski Okręg Przemysłowy), Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy, obszar Zatoki Gdańskiej i Gór Izerskich.

Badania przeprowadzone pomiędzy 1990, a 1993 rokiem dowodzą, że zgodnie z dopuszczalnymi normami dla poszczególnych zanieczyszczeń, na terenie naszego kraju więcej niż 10% jednostek administracyjnych kraju przedstawiało niekorzystną sytuację środowiskową. Pogarszała się w miastach i okręgach przemysłowych (obszar Śląska i Małopolski). Najczęściej normy przekraczało stężenie pyłów, aldehydu mrówkowego (HCHO), ołowiu (Pb) i fluoru (F).

Zgodnie z rozporządzeniem ministra z 11 lutego 2004 roku rozróżnia się 5 klas czystości wód powierzchniowych w Polsce. Każdej klasie odpowiadają odpowiednie parametry i normy. Klasą najczystszą jest klasa I. Najczęstszymi zanieczyszczeniami wód są łatwo utlenialne substancje organiczne, związki azotu, związki fosforu i rozpuszczalne sole, których źródłem są wody pokopalniane. Odnośnie wód podziemnych dokładnych informacji brak, natomiast przypuszcza się, że zanieczyszczonych jest około 25% zasobów, będących do dyspozycji. Główną presje wywiera rolnictwo, skażona atmosfera, brak kanalizacji na obszarach wiejskich i wielu miejskich oraz źródła punktowe, takie jak: stacje paliw, czy składowiska odpadów funkcjonujące sprzecznie z normami i wymogami, o technologii i organizacji stwarzających poważne zagrożenie. Wszystkie te źródła oddziałują także na glebę. Jej rekultywacja to proces długotrwały i drogi. Natomiast w przypadku klimatu akustycznego główny udział ma hałas komunikacyjny, pochodzący z dróg, dworców i lotnisk. W większych miastach taki poziom wynosi od 65 do 75dB, w mniejszych 62 - 73dB, na wsiach 45 - 62dB.

Aby poprawić stan środowiska naturalnego potrzebne są natychmiastowe działania dotyczące modernizacji stosowanych technologii, w celu zmniejszenia zużycia surowców naturalnych i energii. Ponadto niezbędna jest rekultywacja terenów już zniszczonych.

Zanieczyszczenia gleb

Przez zanieczyszczenie gleby rozumie się przekroczenie normy określającej zawartość danej radioaktywnej substancji, a także mikroorganizmów zamieszkujących glebę. Obecność tych substancji i mikroorganizmów we właściwych ilościach jest niezbędna, gdyż zapewniają one obieg materii i energii w ekosystemach. Zanieczyszczenia pochodzą z odpadów, pyłów i substancji lotnych emitowanych przez przemysł, z komunikacji samochodowej i innej, a także z rolnictwa (nawozy azotowe i fosforowe, pestycydy). Konsekwencją wpływu zanieczyszczeń jest pogorszenie urodzajności gleby (co mści się obniżeniem wielkości i jakości plonów), zaburzeniem okresu wegetacji u roślin, degradacja szaty roślinnej oraz konsekwencje w postaci korozji budynków i innych obiektów, np. wodociągów. Najczęstszymi zanieczyszczeniami gleby są: związki organiczne (np. pestycydy), metale ciężkie (np. rtęć, cynk), i związki azotu.

Chemiczne właściwości gleby mogą zostać przekształcone w wyniku zmiany jej pH (odczynu) na bardziej kwaśny (zakwaszenie) lub zasadowy (alkalizacja), może to być jej zasolenie lub inna forma antropopresji, niezamierzonej lub celowej. Odczyn to podstawowa cecha gleby. Ma wpływ na procesy glebowe, erozje wietrzną skał macierzystych, proces mineralizacji oraz humifikacji szczątków organicznych, proces wzrostu roślin, proces nitryfikacji (w wyniku tego procesu powstają azotany) i proces denitryfikacji (z azotanów powstaje amoniak, azot). Ma także wpływ na organizmy, które żyją w glebie. Organizmy te nazywamy edafonem. Zakwaszenie to rezultat zachodzących w glebie reakcji rozkładu związków organicznych, a także życiowych przemian organizmów roślinnych. Produktami tych przemian są kwasy organiczne i nieorganiczne. Ponadto na zakwaszenie wpływa nitryfikacja i proces hydrolizy soli pierwiastków glinu (Al) i żelaza (Fe). Dodatkowo proces napędzają kwaśne opady, niosące jony siarczkowe, chlorowe oraz azotanowe, a także inną materię wymywaną z powietrza atmosferycznego. Kwaśne opady mają tak negatywny wpływ, ponieważ powodują rozkładanie się pierwotnej oraz wtórnej substancji mineralnej, uwalnianie z kompleksów glinokrzemianowych glinu (w takiej formie ma on właściwości toksyczne), wypłukiwanie cząstek mineralnych będących jednostką strukturalną kompleksu sorpcyjnego, a także spadek aktywności organizmów glebowych. w przypadku alkalizacji najważniejszym procesem jest wypłukiwanie pyłów zawieszonych w atmosferze. Są to pyły pochodzące z cementowni, a także będące efektem nadmiernego wapniowania.

Związkami bardzo niebezpiecznymi dla gleby są azotany. Ich źródłem jest przede wszystkim rolnictwo, a konkretnie stosowane w nim nawozy sztuczne. Roślina wchłania tylko 50% stosowanego nawozu. Reszta przedostaje się do gleby i wód gruntowych, bezpośrednio im szkodząc. Azotany mogą się dostawać do gleby także ze ściekami i lub z zanieczyszczonej atmosfery. Azotany mają bezpośredni wpływ na rośliny:

- opóźniają ich dojrzewanie

- zmniejszają odporność na patogeny

- dają początek kancerogennym i teratogennych nitrozoamin

- zwiększają fitotoksyczność

- powodują niedobór miedzi w organizmie roślinnym

Nie tylko roślina ponosi konsekwencje, także człowiek i zwierzęta, które ją spożywają są narażone na jej negatywne działanie.

Żyzność gleby zostaje poważnie naruszona w wyniku działania nawozów i zanieczyszczeń, które bezpośrednio zmniejszają jej poziom akumulacyjny i naruszają próchnicę. Jak wiemy próchnica jest miejscem w glebie, w którym gromadzą się minerały i związki organiczne tak istotne dla właściwości gleby. Wpływając negatywnie na próchnice zmniejszamy jej ilość i jakość, zakwaszamy ją, a wapń, magnez, czy potas (kationy zasadowe) w niej zawarte są wymywane. Gleba zostaje zdegradowana, a jej stopień bonitacji (żyzności) obniżony. Wszelkie zabiegi rolnicze począwszy od stosowania nawozów sztucznych, a skończywszy na pestycydach, działają degradująco na glebę i ogólnie na środowisko.

Istnieje wiele czynników negatywnie oddziaływujących na glebę, np. klimat, wylesienie, czy obniżenie poziomu naszych wód gruntowych. Z wylesieniem bezpośrednio wiąże się proces denudacji. Polega on na zaburzeniu struktury profilu glebowego, i bezpośrednim oddziaływaniu erozji zarówno wodnej, jak i wietrznej. Innymi destrukcyjnymi procesami są: tzw. zmęczeni gleby, wyczerpywanie biogenów roślinnych, zanik powierzchni uprawnych. Poprzez zmęczenie gleby należy rozumieć spadek żyzności gleby, wynikający z zaburzeń równowagi dynamicznej gleby, które z kolei jest efektem zanieczyszczeń lub nierozsądnego nawożenia. Gdy gleba jest zanieczyszczona wpływa również na zanieczyszczenie wód. Poziom eluwialny gleby zostaje wypłukany i wszystkie zanieczyszczenia do stają się do wód podziemnych oraz powierzchniowych.

Zanieczyszczenia powietrza

Największe zagrożenie dla środowiska stanowią zanieczyszczenia powietrza, a najczęściej zanieczyszczającymi je substancjami są dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx) i pyły. Przypomnę, że za zanieczyszczenie powietrza uważa się każdą substancję (stałą, ciekłą, gazową), której ilość w powietrzu przekracza jej średnią zawartość, lub taką, która pierwotnie w składzie powietrza w ogóle nie występuje. Natomiast Światowa Organizacja Zdrowia traktuje powietrze zanieczyszczone, jako powietrze o składzie chemicznym mogącym negatywnie oddziaływać na zdrowie i funkcjonowanie człowieka, zwierząt i roślin.

Generalnie zanieczyszczenia powietrza możemy podzielić na pyły i związki lotne (gazy). Tak wielkie niebezpieczeństwo, jakie z nich wynika jest determinowane zdolnością przenoszenia się tych związków na praktycznie nieograniczone odległości (są wysoce mobilne). Przykładowo Skandynawia to obszar pod wpływem zanieczyszczeń europejskich, chociaż jest oddalony tysiącami kilometrów. Zanieczyszczenia powietrza degradują wszystkie elementy środowiska. Ich głównymi źródłami są:

- uprzemysłowienie, a zwłaszcza rozwój energetyki i branży motoryzacyjnej

- przyrost ludności

Spalanie paliw stanowi podstawowe źródło energii w naszym społeczeństwie, niestety równocześnie z tego powodu jest głównym dostarczycielem zanieczyszczeń antropogenicznych. Dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx), tlenek węgla (CO), ozon troposferyczny (O3), ołów (Pb) i pyły to tylko najważniejsze z zanieczyszczeń, jest ich dużo więcej.

Erupcje wulkanów, trzęsienia ziemi, erozje, opad pyłu kosmicznego, pożary lasów i inne zjawiska w przyrodzie to naturalne źródła zanieczyszczeń.

Szkodliwe substancje wchłaniane przez nasz organizm w trakcie procesu oddychania, są przyczyną wielu chorób układu oddechowego. Ich negatywny wpływ przejawia się również poprzez zaburzenia w reprodukcji i wystąpienie alergii. Cierpią również materialne dobra człowieka, takie jak budowle, czy metalowe konstrukcje. Stanowią zagrożenie dla obiektów zabytkowych, a także maszyn, tworzyw sztucznych, witraży, a nawet dla metali, powodując ich korozję. Jeśli skażona jest woda pitna to zniszczeniu ulegają również instalacje wodociągowe, zachodzi ich korozja. W wodzie tej wzrasta ilość ołowiu (Pb), cynku (Zn), miedzi (Cu), a nawet tak szkodliwego kadmu (Cd). Podobnie jest z instalacjami klimatycznymi. W skali światowej zanieczyszczenia powietrza mają wielki wpływ także na klimat.

Wyróżniamy trzy zasadnicze źródła emisji:

- Punktowe - stanowi je przemysł emitujący takie związki jak: dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx), tlenek węgla (CO), metale ciężkie i pyły.

- Powierzchniowe (rozproszone) - paleniska domowe, kotłownie, zakłady przemysłowe małej wielkości emitujące zanieczyszczenia pyłowe i dwutlenek siarki (SO2).

- Liniowe - zanieczyszczenia komunikacyjne emitujące tlenki azotu (NOx), tlenki węgla (COx), metale ciężkie (zwłaszcza ołów).

Poniżej wypisano główne następstwa zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego:

Kwaśny deszcz:

Kwaśne deszcze są najlepszym i najbardziej znanym przykładem oddziaływania kwasów na przyrodę. Ich występowanie ma bardzo szkodliwy wpływ na środowisko naturalne. Powstają one gdy opad atmosferyczny w dowolnej postaci (deszczu mżawki, mgły, rosy, śniegu, szronu czy gradu) pochłania z powietrza gazy i wypłukuje zawieszone w atmosferze cząstki materii tzw. aerozole atmosferyczne, które następnie w wyniku reakcji przechodzą w kwasy. Kwaśne deszcze mają szereg negatywnych oddziaływań:

  • zwiększają śmiertelność u niemowląt
  • zakwaszają rzeki i inne wody
  • niszczą rośliny i degradują glebę
  • oddziałują negatywnie na człowieka i zwierzęta
  • niszczą dobra materialne człowieka

Smog:

Smog powstaje przez skumulowanie się znacznej ilości zanieczyszczeń na niewielkim obszarze (np. w mieście). Muszą temu sprzyjać bezwietrzne warunki pogodowe. Jest groźnym zjawiskiem dlatego w miastach i okręgach przemysłowych prowadzi się ciągły monitoring stopnia zanieczyszczenia powietrza.

Dziura ozonowa:

Największy spadek ozonu notuje się nad biegunem południowym naszego globu. Wywołany on jest obecnością w atmosferze związków docierających do ozonosfery i wchodzących z ozonem w reakcje. Zaliczamy do nich freony, zawierające w swej strukturze chlor (Cl), który po uwolnieniu reaguje z ozonem (O3). Oszacowano, że rocznie ubywa 0,4 - 0,8% ozonosfery w północnych szerokościach geograficznych i około 0,2% w strefie równikowej. Jest to efekt działalności człowieka.

Freony - są to pochodne chlorowcowe węglowodorów nasyconych, które w swej cząsteczce zawierają atomy fluoru (F), chloru (Cl) i czasem także bromu (Br). Niższe z freony mają następujące właściwości:

  • mają znaczną prężność pary przy niskich temperaturach
  • są niepalne, nietrujące
  • są bezwonne (niekiedy o zapachu eteru) i bezbarwne
  • łatwo się skraplają
  • mają małe napięcie powierzchniowe i małą lepkość

Zarówno Europę Wschodnią, jak i kraje wysoko rozwinięte cechuje znaczne zanieczyszczenie powietrza. Dodatkowo nie jest widoczna poprawa tego stanu na przestrzeni lat. Niestety kraje Europy Wschodniej, w których przemysł ciężki funkcjonuje na wysoką skale, nie posiadają odpowiednich przepisów chroniących środowisko przed jego negatywnym wpływem. W dużych miastach tzw. "czarnego trójkąta" emisja SO2 pozostaje bardzo wysoka. Natomiast kraje rozwijające się cierpią z powodu rozwoju na ich terytoriach przemysłu rafineryjnego i stalowniczego. Te gałęzie przemysłu zaliczane są do najbardziej zanieczyszczających i czerpiących najwięcej energii. Innym powodem jest brak środków finansowych na unowocześnianie technologii produkcyjnych.

Sytuacja w Polsce

Aktualny stan atmosfery nad terytorium Polski jest zależny od wielkości emisji substancji szkodliwych do atmosfery, zarówno z terenów naszego kraju, jak i z poza jego granic. Zanieczyszczenia z poza granic nazywamy transgranicznymi. Są one zależne od warunków meteorologicznych. Polska jest krajem zajmującym trzecie miejsce względem zanieczyszczenia powietrza na świecie. Ponad 20% obszarów naszego kraju jest pod wpływem nadmiernego zanieczyszczenia powietrza. Taki stan wynika z szeregu czynników, takich jak:

  • przemysł energetyczny zasilany węglem
  • przemysł surowcowy
  • nieoczyszczone gazy odlotowe
  • spaliny samochodowe
  • brak odpowiednich ustaw prawnych i ich egzekucji

Przykładem obszaru zasilanego transgranicznymi zanieczyszczeniami jest Górny Śląsk, zasilany przez Czechy, a także Niemcy. Nasz kraj eksportuje zanieczyszczenia w podobnych ilościach jak przyjmuje. Niestety rozkład zanieczyszczeń na terenie Polski jest nierównomierny. Na jednych obszarach jest ich mnóstwo, a na innych minimalna ilość. Badania wykazały, iż najbardziej zanieczyszczonym obszarem jest województwo śląskie. Jest to obszar zajmujący 2,1% powierzchni krajowej, a skoncentrowanych jest w nim około 25% emisji SO2 na skalę krajową. Na Górnym Śląsku, również w Krakowa niekiedy powstaje kwaśny smog.

Alternatywnym rozwiązaniem dla oczyszczenia powietrza jest modernizacja technologii stosowanych w przemyśle, stosowanie specjalnych urządzeń oczyszczających dymy z kominów (np. odpylacze lub cyklony) i inne źródła zanieczyszczeń, a także modernizacja kryteriów służących ocenie stanu zanieczyszczenia.