Stan zanieczyszczenia powietrza ma prawdopodobnie najbardziej znaczący wpływ na zdrowie populacji ludzkiej oraz stan środowiska, w którym żyjemy.

Jest to związane z tym, że rozpościera się ono nad całą powierzchnią naszej planety i znaczna część organizmów żywych oddycha zawartym w nim tlenem, w związku, z czym również inne zawarte w nim substancje łatwo wnikają w głąb ich ustrojów. Zawarte w powietrzu substancje, na skutek naturalnych prądów atmosferycznych, są transportowane na znaczne odległości i wraz z opadami dostają się do gleb i wód powierzchniowych. Wraz z opadami migrują w głąb ziemi, przedostając się do wód podziemnych, niejednokrotnie wykorzystywanych do spożycia. W związku z tym utrzymanie właściwego stanu powietrza jest niezwykle ważne dla kwestii ochrony środowiska jako całości.

Dlatego też, w obowiązującym w Polsce prawodawstwie, ujęto zagadnienia ochrony powietrza w następujących aktach prawnych:

1- ustawa – Prawo ochrony środowiska z dnia 23 stycznia 2008 r. (Dz. U. Nr 25,poz.150),

2- Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 3 marca 2008 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu,

3- Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 marca 2008 w sprawie stref, w których dokonuje się oceny jakości powietrza

Problem zanieczyszczeń powietrza pochodzących ze źródeł tzw. „niskiej emisji” dotyczy w Małopolsce głównie:

wytwarzania ciepła grzewczego na potrzeby budynków mieszkalnych i publicznych, wytwarzania ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach mieszkalnych i publicznych, emisji z tzw. źródeł liniowych.

Definicja niskiej emisji zanieczyszczeń z urządzeń wytwarzania ciepła grzewczego, tj. w kotłach i piecach najczęściej dotyczy tych źródeł ciepła, z których spaliny są emitowane przez kominy niższe od 40m. Zanieczyszczenia emitowane są emitorami o wysokości około 10m, co powoduje rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń po najbliższej okolicy.

Województwo małopolskie zajmuje powierzchnię 15 108 km² oraz zamieszkuje je 3 mln 282 tys. osób. Obejmuje ono fragmenty Karpat Zachodnich oraz Wyżyny Małopolskiej. Środowisko geograficzne województwa małopolskiego jest zróżnicowane, a ukształtowanie powierzchni ma charakter zdecydowanie górski i wyżynny. Leży ono w strefie klimatu umiarkowanego. W tym regionie występuje duża amplituda temperatur wynikająca z dużego zróżnicowania wysokości. Maksymalna zanotowana tutaj temperatura wynosi +37 °C, a minimalna –38 °C.

zanieczyszczone powietrzeWażnym parametrem klimatycznym dla potrzeb wykorzystania kolektorów słonecznych jest energia promieniowana słonecznego tj. roczne wartości nasłonecznienia, które wyraża ilość energii słonecznej padającej na jednostkę powierzchni w określonym czasie. Już 5 minut promieniowania słonecznego na powierzchnię Ziemi odpowiada rocznemu zużyciu energii na całym świecie. Ilość tej energii nie jest jednak jednakowa dla każdego miejsca na naszym globie. Dodatkowo ilość energii słońca docierająca do powierzchni ziemi zależy od lokalnych warunków pogodowych np. od ilości dni bezchmurnych w ciągu roku i w związku z tym może docierać do powierzchni Ziemi jako promieniowanie bezpośrednie lub dyfuzyjne. Promieniowanie dyfuzyjne powstaje w wyniku rozpraszania, odbijania i załamywania promieniowania słonecznego na chmurach i cząsteczkach zawartych w powietrzu. Pomimo tego promieniowanie dyfuzyjne jest, z punktu widzenia techniki solarnej, promieniowaniem użytecznym. I tak w ciągu pochmurnego dnia, gdy promieniowanie dyfuzyjne stanowi powyżej 80% promieniowania całkowitego, ciągle możemy zmierzyć do 300 W/m2 strumienia mocy promieniowania słonecznego. W uproszczeniu przyjmuje się, że średnio w Polsce do 1m2 powierzchni dociera w ciągu roku 1000 kWh energii słonecznej. Z tego względu instalacje solarne w Polsce służą głównie do celów przygotowania ciepłej wody użytkowej i sporadycznie jako wspomaganie systemu ogrzewania. Do obliczeń konkretnych przypadków instalacji solarnych należy przyjmować dokładne wartości promieniowania słonecznego dla danej lokalizacji.

Jakość powietrza atmosferycznego w województwie Małopolskim

Przy ocenie jakości powietrza brane są pod uwagę trzy typy emitorów zanieczyszczeń:

1- punktowe (duże zakłady przemysłowe),

2- powierzchniowe (ogrzewanie gospodarstw domowych i obiektów

3- użyteczności publicznej oraz przygotowanie ciepłej wody użytkowej),

4- liniowe (drogi).

W poszczególnych strefach województwa małopolskiego ocenę poziomu zanieczyszczeń wykonuje się w oparciu o wyniki pomiarów prowadzonych w stałych stacjach pomiarowych oraz stanowiskach, w których pomiary prowadzono metodą pasywną. Celem corocznej oceny jakości powietrza jest uzyskanie informacji o stężeniach zanieczyszczeń na obszarze poszczególnych stref, w tym aglomeracji, w zakresie umożliwiającym:
1.Dokonanie klasyfikacji stref w oparciu o przyjęte kryteria: dopuszczalny poziom substancji w powietrzu, poziom dopuszczalny powiększony o margines tolerancji, poziom docelowy określony w RMŚ dla niektórych substancji w powietrzu. Klasyfikacja jest podstawą do podjęcia decyzji o potrzebie zaplanowania działań na rzecz poprawy jakości powietrza w danej strefie (opracowywania programów ochrony powietrza – POP).
2.Uzyskanie informacji o przestrzennych rozkładach stężeń zanieczyszczeń na obszarze aglomeracji lub innej strefy, w zakresie umożliwiającym wskazanie obszarów przekroczeń wartości kryterialnych oraz określenie poziomów stężeń występujących na tych obszarach. Informacje te są niezbędne do określenia obszarów wymagających podjęcia działań na rzecz poprawy jakości powietrza.
3.Wskazanie prawdopodobnych przyczyn występowania ponadnormatywnych stężeń zanieczyszczeń w określonych rejonach (w zakresie możliwym do uzyskania na podstawie posiadanych informacji).
4.Wskazanie potrzeb w zakresie wzmocnienia istniejącego systemu monitoringu i oceny. Ocena obejmuje wszystkie substancje, dla których w RMŚ w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu określono poziomy dopuszczalne, docelowe i celów długoterminowych.

Zapotrzebowanie na energię cieplną dla gospodarstw domowych

W celu oszacowania ogólnego stanu budownictwa mieszkaniowego w woj. małopolskim, zarówno technicznego jak i energetycznego, koniecznym jest posługiwanie się danymi pośrednimi. W tym miejscu najbardziej wiarygodne i korelujące ze stanem technicznym są informacje o wieku budynków, gdyż pewne technologie budowlane zmieniały się w określony sposób w czasie. W przybliżonym stopniu można przypisać budynkom o określonym wieku wskaźniki zużycia energii, a co za tym idzie – przy określonym źródle ciepła – przybliżoną emisję zanieczyszczeń do atmosfery.

Do obliczeń przyjmujemy tylko budynki wyposażone w indywidualne źródła ciepła. Ich podstawowym parametrem jest sprawność eksploatacyjna wyznaczona jako stosunek wyprodukowanej użytecznej energii cieplnej do energii pierwotnej, rozumianej jako energia chemiczna spalonego paliwa oraz sprawność przesyłu ciepła.

Zużycie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) uzależnione jest m.in. od standardu wyposażenia sanitarnego mieszkania, sytuacji materialnej jego mieszkańców, ich kultury osobistej, wieku oraz wykonywanych zawodów. Według obowiązującej w Polsce metodologii do sporządzania świadectw charakterystyki energetycznej wynika, że jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody dla budynków mieszkalnych jednorodzinnych wynosi 35 dm3 / osobę • dobę
Ilość energii potrzebnej do wytworzenia jednostkowych ilości c.w.u. w miejscu jej odbioru zależy od planowanego jednostkowego zużycia c.w.u., od temperatur początkowej i końcowej wody oraz od sprawności, tak jak w przypadku produkcji ciepła do celów grzewczych.

Temperaturę początkową wody przeznaczonej do podgrzewania przyjmujemy na poziomie T0 = 10?C W Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie przyjmuje się temperaturę końcową ciepłej wody użytkowej TK = 55 ?C przyjmując: V = 35 dm3 / osobę • dobę, oraz parametry fizyczne wody otrzymamy energie potrzebne do wytworzenia jednostkowych ilości c.w.u. w miejscu jej odbioru. Korzystając ze wskaźników zużycia energii do celów grzewczych korelujących z okresem budowy budynków wyliczono całkowite zużycie energii na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej z uwzględnieniem sprawności urządzeń oraz podziałem na rodzaj używanego paliwa. Przyjmując średnią wartość opałową dla średniej jakości węgla kamiennego na poziomie 25 GJ/Mg oraz wartość opałową gazu ziemnego 0,036GJ/m3 wyliczono zużycie tych paliw w budynkach jednorodzinnych. Zużycie energii i paliw do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach indywidualnych jednorodzinnych w skali roku dla gospodarstw w całym województwie przedstawia się następująco: 722 056 Mg węgla oraz 53 964 501 m3 gazu ziemnego.

Grzegorz Golubiewski

Cały artykuł – GLOBEnergia 4/2009

GLOBEnergia 4/2009GLOBEnergia 4/2009GLOBEnergia 4/2009