Nades∏ano: 22.07.2010
Zatwierdzono do druku: 25.05.2011
Streszczenie
Wst´p: Niewàtpliwie wynikiem zmian gospodarczych i restrukturyzacyjnych prowadzonych na terenie woj. Êlà- skiego jest znaczna redukcja zanieczyszczeƒ wyst´pujà- cych w powietrzu atmosferycznym. Pomimo tego st´˝enia benzo[a]pirenu (BaP) sà nadal wysokie i przekraczajà do- puszczalnà norm´. W zwiàzku z powy˝szym, za cel pracy przyj´to ocen´ poziomu zanieczyszczenia powietrza at- mosferycznego benzo[a]pirenem na terenie Górnego Âlà- ska w latach 1983–1990/1991–1998/1999–2005.
Materia∏ i metody: W opracowaniu wykorzystano wyj- Êciowe dane pomiarów ska˝eƒ powietrza, pochodzàce z poszczególnych stanowisk pomiarowych zlokalizowa- nych na terenie woj. Êlàskiego. Pomiary wykonano w Wo- jewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Katowi- cach w ramach systemu sanitarnych badaƒ atmosfery.
Wyniki pomiarów BaP z poszczególnych stanowisk po- miarowych zosta∏y obliczone jako Êrednioroczne dla Ka- towic, Bytomia, Chorzowa, Dàbrowy Górniczej, Gliwic, Mys∏owic, Rudy Âlàskiej, Rybnika, Tych, Wodzis∏awia, Zabrza, Zawiercia.
Wyniki: Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, ˝e zanieczyszczenie powietrza atmosferycz- nego benzo[a]pirenem w jednostkach administracyjnych woj. Êlàskiego wielokrotnie przekracza∏o dopuszczalnà norm´ st´˝enia Êredniorocznego – Da41 ng/m3. Na prze- strzeni badanego okresu czasu najwi´ksze poziomy BaP wystàpi∏y w miejscowoÊciach po∏o˝onych na terenach przemys∏owych województwa. W okresie 1983–1990, st´-
˝enia Êrednioroczne benzo[a]pirenu kszta∏towa∏y si´
w przedziale od 42,00 ng/m3do 272,00 ng/m3. W latach
1991–1998 st´˝enia Êrednioroczne benzo[a]pirenu zawarte by∏y w przedziale od 9,13 ng/m3 do 44,83 ng/m3, nato- miast w latach 1999–2005 osiàga∏y wartoÊci od 12,21 ng/m3 do 20,52 ng/m3.
Wnioski: Poczàtek lat 80. to znaczna redukcja st´˝eƒ benzo[a]pirenu w powietrzu atmosferycznym w/w aglo- meracji. Trend ten utrzymywa∏ si´ do koƒca okresu ba- dawczego.
S∏owa kluczowe: wielopierÊcieniowe w´glowodory aro- matyczne, benzo[a]piren, woj. Êlàskie.
Summary
Background: In Silesia Region the process of restructu- rization of economic changes undoubtedly resulted in si- gnificant reduction of air pollution. However, concentra- tions of benzo[a]pyrene (BaP) are still high and exceed the permissible standard. Thus the aim of our study was to evaluate air pollution by benzo[a]pyrene in Silesia in the years 1983–1990/1991–1998/1999–2005.
Materials and methods: In the study, we used the stati- stical output data of air pollution obtained from particu- lar measurement stations in the Silesian Region. The me- asurements were taken in the Provincial Sanitary and Epi- demiological Station in Katowice city as a procedure of environmental monitoring. Concentration values for BaP obtained from particular measurement stations were used to calculate the average annual concentrations for Kato- wice, Bytom, Chorzów, Dàbrowa Górnicza, Gliwice, My- s∏owice, Ruda Âlàska, Rybnik, Tychy, Wodzis∏aw, Zabrze, Zawiercie.
ANALIZA POZIOMÓW ST¢˚E¡ B[a]P W POWIETRZU ATMOSFERYCZNYM MIAST GÓRNEGO ÂLÑSKA W LATACH 1983–2005
CONCENTRATION LEVELS OF BaP IN OUTDOOR AIR OF UPPER SILESIA TOWNS IN THE YEARS 1983–2005
Aleksandra Moêdzierz, Ma∏gorzata Juszko-Piekut, Jerzy Stojko
Zak∏ad Higieny, Bioanalizy i Badania Ârodowiska
Wydzia∏ Farmaceutyczny z Oddzia∏em Medycyny Laboratoryjnej Âlàski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik: dr hab. n. med. J. Stojko
Results: On the basis of the laboratory results, it was concluded that air levels of BaP in the administrative zo- nes of Silesian Region were many times higher than stan- dard allowable norm of average annual concentration, i.e.
1ng/m3. Over the study period, the highest content of BaP was registered in the air of cities localized in the industrial area of the region. In the period 1983–1990 the average annual concentrations of BaP ranged from 42.00 to 272.00 ng/m3. In the years 1991–1998 the concentrations
of BaP were from 9.13 to 44.83 ng/m3, and the average an- nual concentrations of BaP in the period 1999–2005 were from 12.21 to 20.52 ng/m3.
Conclusion: At the beginning of the 1980s, a significant decrease in concentration of atmospheric benzo[a]pyrene was observed in the agglomeration.
Keywords: polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), benzo[a]pyrene (BaP), Silesian Region.
Wst´p
SpoÊród monitorowanych zanieczyszczeƒ powie- trza najwy˝sze wartoÊci wzgl´dem st´˝eƒ dopusz- czalnych osiàga benzo[a]piren (BaP). Jest to g∏ówny przedstawiciel grupy wielopierÊcieniowych w´glo- wodorów aromatycznych (WWA), o udowodnio- nym dzia∏aniu cytotoksycznym, genotoksycznym, rakotwórczym, teratogennym i immunotoksycznym [1–3]. Na podstawie danych literaturowych mo˝na stwierdziç, ˝e wielopierÊcieniowe w´glowodory aro- matyczne w tym równie˝ benzo[a]piren, ze wzgl´du na szerokie spektrum dzia∏ania i rozpowszechnienie w Êrodowisku stanowià realne zagro˝enie zdrowot- ne dla populacji zamieszkujàcej tereny zurbanizo- wane i uprzemys∏owione [4, 5].
W 1983 roku IARC podj´∏a prób´ oszacowania rakotwórczego dzia∏ania 41 WWA w po∏àczeniu z wzgl´dnà zawartoÊcià tych substancji w powietrzu atmosferycznym. Wyodr´bniono siedem WWA, które wyst´powa∏y w znacznych iloÊciach w powie- trzu i dla których istniejà wystarczajàce dowody dzia∏ania rakotwórczego u zwierzàt [6]. Sà to: ben- zo[a]antracen, chryzen, benzo[b]fluoranten, ben- zo[j]fluoranten, benzo[a]piren i indeno[1,2,3-c,d]pi- ren. Na podstawie przeprowadzonych badaƒ doty- czàcych dzia∏ania toksycznego wymienione WWA uznano za substancje najbardziej rakotwórcze spo- Êród ca∏ej grupy wielopierÊcieniowych w´glowodo- rów aromatycznych obecnych w powietrzu atmosfe- rycznym, a ich wzgl´dne wspó∏czynniki kancerogen- noÊci majà wartoÊci od 0,01 do 1,0 [7].
Najwi´ksze znaczenie spoÊród antropogennych êróde∏ emisji WWA majà: niepe∏ne spalanie paliw kopalnych (w´giel, ropa naftowa) oraz drewna w ce- lach grzewczych, spalanie materia∏u organicznego, utylizacja Êmieci oraz przemys∏ ci´˝ki zwiàzany z przetwarzaniem w´gla oraz ropy naftowej. Obec- nie udzia∏ przemys∏u w emisji WWA jest coraz mniejszy i systematycznie spada. Natomiast g∏ów- nymi êród∏ami wielopierÊcieniowych w´glowodo- rów aromatycznych jak równie˝ benzo[a]pirenu sà paleniska domowe i lokalne kot∏ownie w´glowe oraz motoryzacja [8].
Bioràc powy˝sze pod uwag´, celem pracy by∏o przedstawienie i porównanie stopnia zanieczyszcze-
nia powietrza atmosferycznego benzo[a]pirenem na terenie wybranych jednostek administracyjnych Górnego Âlàska, w trzech okresach badawczych:
1983–1990, 1991–1998, 1999–2005.
Materia∏ i metody
W opracowaniu wykorzystano wyjÊciowe dane statystyczne pomiarów zanieczyszczeƒ powietrza, pochodzàce z poszczególnych stanowisk pomiaro- wych zlokalizowanych na terenie miast Górnego Âlàska. Pomiary wykonano w Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej w Katowicach – Pra- cownia Badaƒ Powietrza – w ramach systemu sani- tarnych badaƒ atmosfery.
W przedziale od 1.01.1983 do 31.12.1997 poboru prób dokonywano równoczeÊnie na wszystkich sta- nowiskach w terminach ustalonych systemem loso- wym, w iloÊci 72 pomiarów 24-godzinnych w ciàgu roku na ka˝dym stanowisku. Py∏u zawieszony (drobnoziarnisty) pobierano aparaturà skonstru- owanà przez pracowników WSSE w Katowicach – typu „Staplex”, zasysajàcà 38-40 m3/h powietrza na filtry z w∏ókna szklanego typu GF9 firmy Schle- icher & Schuell o wymiarach 2032254 mm. St´˝e- nie py∏u oznaczano wagowo na podstawie ró˝nicy w masie filtra przed i po pobraniu próby. Nast´pnie, cz´Êç filtra poddawano ekstrakcji cykloheksanem w aparacie Soxhleta. Ekstrakt rozpuszczano w chlo- roformie i poddawano rozdzia∏owi chromatogra- ficznemu na kolumnie w celu oznaczenia zawar- toÊci benzo(a)pirenu za pomocà spektrofotometru UV-VIS – zgodnie z metodà Paƒstwowego Zak∏adu Higieny (PZH) [9].
Od 1.01.1998 r. próby pobierano systemem loso- wym z cz´stotliwoÊcià 10 pomiarów na miesiàc (120 pomiarów w ciàgu roku). Do pomiarów py∏u zawie- szonego zastosowano aspiratory typu HVS, wypo- sa˝one w separatory frakcji py∏u o Êrednicy aerody- namicznej powy˝ej 10 µm i zasysajàce 38–40 m3/h powietrza. Py∏ gromadzono na filtrach z w∏ókna szklanego typu GF/A firmy Whatman o wymiarach 2032254 mm. St´˝enie py∏u zawieszonego oznacza- no wagowo, nast´pnie poddawany by∏ ekstrakcji cy- kloheksanem w aparacie Soxhleta. Ekstrakt ozna- czano metodà wagowà jako substancje smo∏owe.
Nast´pnie przeprowadzano rozdzia∏ chromatogra- ficzny metodà wysokosprawnej chromatografii cie- czowej (HPLC), celem oznaczenia zawartoÊci ben- zo[a]pirenu oraz pozosta∏ych WWA.
W ca∏ym okresie badawczym (1983–2005) aspira- tory py∏u wzorcowane by∏y w laboratorium kalibra- cyjnym za pomocà przyrzàdów pomiarowych posia- dajàcych aktualne Êwiadectwa uwierzytelniajàce G∏ównego Urz´du Miar.
Obliczono Êrednie roczne st´˝enia benzo[a]pirenu (od 1.01. do 31.12.) w latach od 1983 do 2005 roku dla nast´pujàcych jednostek administracyjnych:
Katowic, Bytomia, Chorzowa, Dàbrowy Górniczej, Gliwic, Mys∏owic, Rudy Âlàskiej, Rybnika, Tych, Wodzis∏awia, Zabrza, Zawiercia. Stanowiska po- miarowe w ww. jednostkach administracyjnych znajdowa∏y si´ g∏ównie przy placówkach nale˝àcych do Wojewódzkiej Stacji Sanitarno-Epidemiologicz- nej, obszar charakteryzowa∏ si´ Êrednim nat´˝eniem ruchu ko∏owego oraz w okresie zimy du˝à emisjà zanieczyszczeƒ z indywidualnych êróde∏ emisji – kominy domów i mieszkaƒ opalanych w´glem. Wy- niki pomiarów st´˝eƒ benzo[a]pirenu porównano z wartoÊcià dopuszczalnego st´˝enia rocznego Da41 ng/m3[10, 11].
Dla porównania zmian zachodzàcych na analizo- wanym obszarze, dokonano podzia∏u na trzy pod- okresy badawcze. Dla ka˝dej z ww. jednostek admi- nistracyjnych obliczono Êrednie st´˝enie w kolej- nych przedzia∏ach czasowych – 1983–1990, 1991–
1998, 1999– 2005. Dla przedzia∏ów czasowych obli- czono Êrednià i odchylenie standardowe.
Wyniki badaƒ
W przedstawionym opracowaniu do analizy wy- korzystano dane dotyczàce zanieczyszczeƒ powie- trza benzo[a]pirenem na terenie dwunastu jednostek administracyjnych województwa Êlàskiego.
W analizowanych przedzia∏ach czasowych 1983–
1990 / 1991–1998 /1999–2005 st´˝enia Êrednioroczne benzo[a]pirenu kszta∏towa∏y si´ od 9,13 ng/m3 do 272,00 ng/m3. WartoÊç dopuszczalna st´˝enia Êred- niorocznego Da41 ng/m3by∏a przekroczona na te- renie wszystkich stacji pomiarowych.
Przedzia∏ czasowy 1983–1990 – najwy˝szy poziom BaP zanotowano w Rudzie Âlàskiej (272,00 ng/m3), a najni˝szy w Rybniku (42,00 ng/m3). Ârednia z okresu badanego – 136,82 ng/m3, a odchylenie standardowe 78,12 (tab. I, II).
Przedzia∏ czasowy 1991–1998 – najwy˝szy po- ziom BaP zanotowano na terenie Bytomia (44,83 ng/m3), a najni˝szy w Tychach (9,13 ng/m3). Ârednia z okresu badanego wynosi∏a 23,06 ng/m3, a odchy- lenie standardowe 10,35 (tab. I, II).
Przedzia∏ czasowy 1999–2005 – najwy˝szy po- ziom BaP zanotowano w Wodzis∏awiu (20,52 ng/m3), a najni˝szy na terenie jednostki administra- cyjnej Gliwice (12,21 ng/m3). Ârednia z okresu ba- danego wynosi∏a 15,34 ng/m3, a odchylenie standar- dowe 3,53 (tab. I, II).
W trakcie opracowania statystycznego danych zaobserwowano du˝e ró˝nice st´˝eƒ BaP wyst´pujà- ce pomi´dzy okresem letnim w stosunku do sezo- nu zimowego (grzewczego). Ârednie st´˝enia ben-
Tabela I. Poziomy zanieczyszczeƒ powietrza benzo[a]piranem w latach 1983–1990, 1991–1998, 1999–2005.
Table I. Air pollution level by benzo[a]pirene in the years 1983–1990, 1991–1998, 1999–2005
Ârednie st´˝enie benzo[a]pirenu w latach [ng/m3]
% spadku % spadku
Jednostka
1983–1990 1991–1998
1983–1990/ 1999–2005
1983–1990/
administracyjna
[ng/m3] [ng/m3]
/1991–1998 [ng/m3]
/1999–2005
Ruda Âlàska 272,00 21,58 92 13,76 95
Zabrze 241,04 31,47 87 22,80 90
Bytom 205,14 44,83 78 14,48 93
Chorzów 179,08 24,20 86 14,41 92
Dàbrowa Górnicza 146,24 14,68 90 13,48 91
Katowice 118,05 18,15 85 12,91 89
Gliwice 98,15 10,23 90 12,21 87
Mys∏owice 85,91 29,67 65 18,00 79
Zawiercie 56,18 21,77 61 12,27 78
Wodzis∏aw 55,00 27,95 49 20,52 63
Tychy 48,89 9,13 81 13,88 72
Rybnik 42,00 23,21 45 19,23 54
zo[a]pirenu w próbach pobranych w sezonie zimo- wym, by∏y oko∏o 4–12 razy wy˝sze ni˝ w próbach pochodzàcych z okresu letniego. Poziomy st´˝eƒ BaP wykazujà, zatem wyraênà zmiennoÊç sezonowà.
W opracowaniu zaprezentowano przyk∏adowo, poziomy zanieczyszczeƒ BaP w okresie letnimi i zi- mowym oraz st´˝enie Êrednioroczne na terenie ba- danych jednostek administracyjnych w latach 1999 i 2005 (ryc. 1, 2).
Na przestrzeni analizowanego przedzia∏u czaso- wego 1983–2005, zaobserwowano zdecydowanà ten- dencj´ spadkowà poziomu benzo[a]pirenu (ryc. 3).
Najwi´kszy spadek wartoÊci Êredniego st´˝enia BaP
odnotowano w Rudzie Âlàskiej i wynosi∏ on 95%
oraz w Bytomiu, gdzie zarejestrowano spadek war- toÊci Êredniego st´˝enia o 93%. Znaczny spadek st´-
˝eƒ BaP obserwowano tak˝e w Chorzowie (92%), Dàbrowie Górniczej (91%) Zabrzu (90%) i Katowi- cach (89%). Najmniejszy spadek st´˝enia BaP – 54% zarejestrowano na terenie Rybnika (tab. I).
Pomimo zdecydowanego spadku poziomów BaP, Êrednioroczne st´˝enia znacznie przekracza∏y war- toÊç dopuszczalnà wyznaczonà normatywem.
W ostatnim przedziale czasowym 1999–2005 zano- towano najni˝sze poziomy BaP, oraz najmniejszy rozrzut prób wokó∏ wartoÊci Êredniej (tab. II).
Tabela II. Ârednie st´˝enia BaP w kolejnych przedzia∏ach czasowych.
Ta b l e II. The averages of concentration the BaP in next temporary compartments.
1983–1990 [ng/m3] 1991–1998 [ng/m3] 1999–2005 [ng/m3]
Ârednia z przedzia∏u czasowego 136,82 23,06 15,34
Odchylenie standardowe 78,12 10,35 3,53
0 5 10 15 20 25 30 35 50
40 45
Ruda Âlàska
Zabrze Bytom
Chorzów
Dàbrowa Górnicza
Katowice Gliwice
Mys∏owice Zawiercie Wodzis∏aw
Tychy Rybnik B[a]P rok [ng/m3]
B[a]P lato [ng/m3] B[a]P zima [ng/m3]
st´˝enie B[a]P ng/m3
Rycina 1. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego BaP na terenie jednostek administracyjnych Górnego Âlàska w okresie letnim, zimowym i ca∏ym roku 1999.
Figure 1. BaP air levels in administrative units of Upper Silesia Region in summer and winter period and the whole year 1999.
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Ruda Âlàska
Zabrze Bytom
Chorzów
Dàbrowa Górnicza
Katowice Gliwice
Mys∏owice Zawiercie Wodzis∏aw Tychy Rybnik B[a]P rok [ng/m3]
B[a]P lato [ng/m3]
B[a]P zima [ng/m3]
st´˝enie B[a]P ng/m3
Dàbrowa G. – brak danych
Êrednie st´˝enie benzo[a]pirenu w latach [ng/m3] 1983–1990 Êrednie st´˝enie benzo[a]pirenu w latach [ng/m3] 1991–1998
Êrednie st´˝enie benzo[a]pirenu [ng/m3]
Êrednie st´˝enie benzo[a]pirenu w latach [ng/m3] 1999–2005
0 50 100 150 200 250 300
Ruda Âlàska
Zabrze Bytom
Chorzów
Dàbrowa Górnicza
Katowice Gliwice
Mys∏owice Zawiercie Wodzis∏aw
Tychy Rybnik
Rycina 3. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego BaP na terenie jednostek administracyjnych Górnego Âlàska, 1983–1990/1991–1998/1999–2005.
Figure 3. BaP air levels in administrative units of Upper Silesia Region, 1983–1990/1991–1998/1999–2005 Rycina 2. Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego BaP na terenie jednostek administracyjnych Górnego Âlàska w okresie letnim, zimowym i ca∏ym roku 2005.
Figure 2. BaP air levels in administrative units of Upper Silesia Region in summer and winter period and the whole year 2005.
Dyskusja
Na terenie miast Górnego Âlàska, poczàwszy od lat 70. notowano ponadnormatywne wartoÊci Êred- niorocznych st´˝eƒ benzo[a]pirenu [12]. W roku 1980 na terenie Âlàska poziomy st´˝eƒ by∏y od 57,00 ng/m3 w Tychach do 366,30 ng/m3 w Rudzie Âlàskiej, a w Katowicach wynosi∏o135,00 ng/m3. Nale˝y zaznaczyç, ˝e równie˝ w innych miastach, zw∏aszcza w przedziale czasowym 1980–1989 pozio- my BaP by∏y bardzo wysokie, maksymalnà wartoÊç Êredniego rocznego st´˝enia benzo[a]pirenu zanoto- wano w Bytomiu w roku 1985 – 531,40 ng/m3, co stanowi∏o 531-krotne przekroczenie dopuszczalnej normy [13]. Koniec lat 90. to znaczna redukcja ben- zo[a]pirenu majàca prawdopodobnie zwiàzek z mo- dernizacjà przemys∏u oraz cz´Êciowà zmianà struk- tury komunalnej.
Emisja benzo[a]pirenu do powietrza atmosfe- rycznego zwiàzana jest g∏ównie z u˝yciem w´gla do produkcji ciep∏a, szczególnie w nisko sprawnych pa- leniskach na terenie gospodarstw domowych oraz w kot∏owniach w´glowych. Py∏ powstajàcy w êró- d∏ach emisji niskiej jest cz´sto du˝o bardziej tok- syczny od py∏u powstajàcego w zak∏adach przemy- s∏owych. Nadto, w domowych piecach spalane sà niejednokrotnie odpady, które wymagajà profesjo- nalnej utylizacji, tym samym stanowià one dodatko- we, ucià˝liwe êród∏o WWA i innych zanieczyszczeƒ emitowanych do powietrza. Znaczne iloÊci wielo- pierÊcieniowych w´glowodorów aromatycznych po- wstajà tak˝e podczas spalania opon i innych pro- duktów gumowych, dlatego te˝ nale˝y dà˝yç do ograniczenia tej drogi emisji poprzez wprowadzenie nowych technologii utylizacji [14, 15]. Zanieczysz- czenia powstajàce w tego typu procesach spalania stanowià g∏ównà cz´Êç tzw. niskiej emisji.
Benzo[a]piren wykazuje wyraênà sezonowà zmiennoÊç st´˝eƒ – okres letni i zimowy. G∏ównà przyczynà zarejestrowanych, wysokich poziomów st´˝eƒ BaP w okresie zimowym jest emisja pocho- dzàca z indywidualnego ogrzewania budynków.
WartoÊci dobowych st´˝eƒ BaP w sezonie grzew- czym sà cz´sto wielokrotnie wy˝sze od notowanych w okresie letnim [16]. W sezonie letnim kluczowà rol´ w iloÊci zanieczyszczeƒ odgrywa bliskoÊç g∏ów- nej drogi z intensywnym ruchem samochodowym oraz niekorzystne warunki meteorologiczne zwiàza- ne z ma∏à pr´dkoÊcià wiatru (poni˝ej 1,5 m/s) [17].
Badania prowadzone w latach 2000/2001 na terenie Rzymu wskazujà jednoznacznie na tzw. zmiennoÊç sezonowà poziomów sumy WWA jak równie˝ BaP w powietrzu. W miesiàcach zimowych wysoka kon- centracja BaP jest w znacznym stopniu uzale˝niona od warunków atmosferycznych panujàcych na ba- danym terenie [18]. Jak powa˝nym problemem eko- logicznym sà êród∏a niskiej emisji Êwiadczy równie˝
porównanie st´˝eƒ benzo[a]pirenu w powietrzu miejskim w Delhi w okresie od stycznia do grudnia 2003 roku. W miesiàcach letnich wynosi∏o ono ok.
4–25 ng/m3 natomiast zimà wzrasta do ponad 80 ng/m3 [19]. Analogicznà sytuacj´ obserwujemy na terenie badanym, sezon grzewczy – zimowy charak- teryzuje si´ wielokrotnie wy˝szymi poziomami st´-
˝eƒ benzo[a]pirenu u stosunku do sezonu letniego.
Przyk∏adowo, w roku 1999 w sezonie zimowym za- rejestrowano st´˝enia od 20,10 ng/m3 do 45,95 ng/m3, natomiast sezon letni to wartoÊci od 2,30 ng/m3do 7,60 ng/m3. Rok 2005 to poziomy od 6,50 ng/m3do 33,50 ng/m3w okresie zimowym i od 0,1 ng/m3do 2,60 ng/m3w sezonie letnim (ryc.1 i 2).
Coraz powa˝niejszym problemem ekologicznym sà zanieczyszczenia emitowane do atmosfery przez transport. Zanieczyszczenie powietrza toksycznymi substancjami emitowanymi przez pojazdy znaczàco wp∏ywa na stan sanitarny powietrza Êlàskich aglo- meracji. Wyniki dwuletnich badaƒ stanu zanie- czyszczenia powietrza w´glowodorami aromatycz- nymi w rejonie obiektów infrastruktury drogowej potwierdzajà wysoki stopieƒ nara˝enia mieszkaƒ- ców na skutki emisji substancji zawartych w spali- nach samochodowych. Szczególnie du˝e ryzyko wyst´puje na obszarach bezpoÊrednio nara˝onych na emisj´ komunikacyjnà takich jak: kaniony ulicz- ne, obszary o g´stej zabudowie i du˝ym nat´˝eniu ruchu, parkingi i stacje benzynowe. Dotyczy to g∏ównie miast aglomeracji górnoÊlàskiej, a tak˝e rejonu Bielska – Bia∏ej, Cz´stochowy, Rybnika, Ra- ciborza oraz Wodzis∏awia Âlàskiego [17]. Badania opublikowane praz PoÊniak i wsp. [20] wykaza∏y, ˝e dwukrotny wzrost zu˝ycia oleju silnikowego powo- duje wzrost emisji WWA od 11% do 24%, w tym najwi´kszy wzrost zanotowano dla benzo[a]pirenu oraz benzofluorantenów i benzo[e]pirenu. Powsta- jàce zanieczyszczenia mia∏y byç w znacznym stop- niu redukowane przez katalizatory, jednak badania wykazujà, ˝e katalizatory posiadajà ma∏à spraw- noÊç szczególnie w stosunku do benzo[a]pirenu, chryzenu oraz banzo[b]fluorantenu, których zawar- toÊç w gazach spalinowych by∏a du˝o wy˝sza ni˝
oczekiwano [15, 20].
Nadal istotnym êród∏em emisji WWA jak rów- nie˝ BaP do powietrza pozostajà liczne zak∏ady przemys∏owe, emitujàce tzw. gazy przemys∏owe.
Stosujàc nowoczesne, proekologiczne procesy tech- nologiczne, mo˝na znacznie zmniejszyç zawartoÊç WWA w strumieniu emitowanych zanieczyszczeƒ.
Przyk∏adowo, gazy zawierajàce WWA mo˝na pod- daç procesom nawil˝ania wodà, dodaç amoniak, a nast´pnie wprowadziç w obszar napromieniowa- nia wiàzkà elektronów o dawce 2–15 kGy [21]. Do oczyszczania odlotowych gazów przemys∏owych mo˝na zastosowaç równie˝ mikroorganizmy zdolne
do biodegradacji materii organicznej, takie jak bak- terie z rodzaju Pseudomonas, Micrococcus, Coryne- bacterium, Hyphomicrobium, Rhodococous, Xantho- bacter oraz dro˝d˝e i pleÊnie [15]. Znaczàcym êró- d∏em emisji WWA sà nadal elektrociep∏ownie, aby ograniczyç ich emisj´ do pozyskiwania energii nale-
˝y stosowaç w´giel kamienny zamiast brunatnego.
Stwierdzono, ˝e przy spalaniu 1 tony w´gla brunat- nego powstaje ok. 200 mg sumy szeÊciu WWA, na- tomiast przy spalaniu 1 tony w´gla kamiennego emitowane jest ok. 20 mg tej mieszaniny [22].
Podczas ostatnich kilku lat najbardziej ucià˝li- we zak∏ady przemys∏owe podj´∏y wiele dzia∏aƒ zmierzajàcych do obni˝enia emisji zanieczyszczeƒ.
Zastosowano instalacje mokrego odsiarczania spa- lin, umo˝liwiajàce zmniejszenie emisji py∏u i dwu- tlenku siarki w Elektrowni „Rybnik” oraz Cie- p∏owni Gliwice. Zak∏ady takie jak Koksownia
„Przyjaꃔ, Elektrownia ¸agisza czy Odlewnia ˚e- liwna w Zawierciu dostosowano do bie˝àcych wy- mogów ochrony Êrodowiska poprzez szereg mo- dernizacji i nowoczesnych, proekologicznych inwe- stycji [23].
Z przeprowadzonej analizy porównawczej wyni- ka, ˝e wartoÊci Êredniorocznych st´˝eƒ BaP na tere- nie Górnego Âlàska by∏y znacznie wy˝sze od noto- wanych na terenie tzw. Czarnego Trójkàta. Jest to obszar obejmujàcy pó∏nocnà Bohemi´, po∏udniowà Saksoni´ i po∏udniowo-zachodnià cz´Êç Dolnego Âlàska. G∏ównymi êród∏ami zanieczyszczenia po- wietrza w tym regionie by∏y: elektrownie, zak∏ady przemys∏owe, kot∏ownie komunalne i ruch samo- chodowy [24–27], przekrój êróde∏ emisji zanieczysz- czeƒ by∏ bardzo zbli˝ony od tego który obserwowa- no na terenie badanym. W przedziale czasowym zbie˝nym z okresem prezentowanych badaƒ, najni˝- szà wartoÊç Êredniorocznego st´˝enia BaP zanoto- wano w roku 1999 i 2004 w Zinnwald i wynosi∏a ona 0,20 ng/m3. Dla porównania na Górnym Âlàsku w tym okresie najni˝sze Êrednie roczne st´˝enie BaP wynios∏o 4,08 ng/m3i zanotowano je w 2005 roku na terenie jednostki administracyjnej Bytom. Nato- miast najwy˝sze Êrednioroczne st´˝enie BaP na Âlà- sku zanotowano w roku 2003 w Rybniku i wynosi∏o ono 28,40 ng/m3, podczas gdy w rejonie Czarnego Trójkàta zanotowano je w 2002 roku w Jeleniowie i wynosi∏o ono 2,59 ng/m3.
Kolejne dane literaturowe opisujà koncentracj´
BaP na terenie Chorwacji w Zagrzebiu. Ârednio- roczne st´˝enia benzo[a]pirenu w latach od 2001 do 2004 roku waha∏y si´ od 1,17 ng/m3w 2004 do 1,87 ng/m3w 2003. G∏ównym êród∏em BaP by∏o ogrze- wanie indywidualne i miejskie oraz transport samo- chodowy [28].
Innych danych dostarczajà wyniki pomiarów st´-
˝eƒ benzo[a]pirenu z terenów przemys∏owo – miej-
skich w Wielkiej Brytanii w latach 1999–2005 [29].
Na wi´kszoÊci stacji pomiarowych, zanotowane wartoÊci Êredniorocznych st´˝eƒ benzo[a]pirenu nie przekracza∏y zatwierdzonej przez Komisj´ Europej- skà w „4 Dyrektywie Córce” wartoÊci 1 ng/m3 (2004/107/WE). Najwy˝sze Êrednie roczne st´˝enie BaP zanotowano w 1999 roku w Kinlochleven i wy- nosi∏o ono 6,78 ng/m3. W 2000 roku najwy˝sze Êred- nioroczne st´˝enia wynosi∏y 2,28 ng/m3 w Kinlo- chleven i 1,18 ng/m3 w Scunthorpe. Równie˝ w la- tach 2002 i 2003 w Scunthorpe przekroczona zosta-
∏a wartoÊç dopuszczalna, a zanotowane wartoÊci st´˝eƒ wynosi∏y odpowiednio 1,35 ng/m3 i 1,26 ng/m3. W latach 2004 i 2005 nie zanotowano st´˝eƒ przekraczajàcych wartoÊci 1 ng/m3. Bliskie tej war- toÊci sà st´˝enia notowane w Lisburn w Irlandii Pó∏- nocnej, gdzie g∏ównà przyczyn´ zanieczyszczeƒ sta- nowià êród∏a niskiej emisji. Na terenie Wielkiej Bry- tanii EPAQS (Expert Panel on Air Quality Stan- dards) zaleca, aby od 2010 roku wartoÊç dopusz- czalnego st´˝enia Êredniorocznego BaP obni˝yç do 0,25 ng/m3, w celu zmniejszenia ryzyka zdrowotne- go populacji nara˝onej na wdychanie BaP [30].
G∏ówny Instytut Ochrony Ârodowiska [31] anali- zujàc stan zanieczyszczenia powietrza w latach 2005 i 2006 na terenie Polski stwierdzi∏ jednoznacznie, ˝e w przypadku analizowanych zanieczyszczeƒ – PM10, PM2,5, metale ci´˝kie i WWA, BaP – naj- wi´cej przekroczeƒ wartoÊci docelowych w Polsce wyst´puje w przypadku BaP. Na blisko 80% punk- tów pomiarowych zlokalizowanych na terenach zur- banizowanych i uprzemys∏owionych wartoÊç doce- lowa przekroczona by∏a nawet kilkanaÊcie razy.
Dane z monitoringu jakoÊci powietrza sà szeroko wykorzystywane do identyfikacji i przewidywania negatywnych skutków zdrowotnych. Liczne bada- nia epidemiologiczne wykaza∏y zwiàzek pomi´dzy stanem zdrowia i poziomem zanieczyszczenia po- wietrza [32–34]. Benzo[a]piren, ze wzgl´du na swoje toksyczne w∏aÊciwoÊci, stanowi powa˝ne zagro˝enie dla organizmu ludzkiego. Wysokie poziomy WWA oraz BaP sà powodem do niepokoju. W celu oceny zwiàzku pomi´dzy st´˝eniem BaP w powietrzu a in- dywidualnym nara˝eniem przeprowadzono badania epidemiologiczne wÊród mieszkaƒców Krakowa.
Badania trwa∏y od listopada 2000 roku do listopada 2003 roku i obejmowa∏y 85 kobiet w cià˝y. Staty- stycznie istotne pomiary uzyskano w przypadku 78 kobiet. Stwierdzono zale˝noÊç indywidualnego na- ra˝enia od st´˝enia benzo[a]pirenu w otaczajàcym Êrodowisku [34].
W celu poprawy stanu sanitarnego powietrza at- mosferycznego na terenie Górnego Âlàska, nale˝y przede wszystkim ograniczyç êród∏a emisji niskiej zamieniajàc obecnie stosowane metody ogrzewania na proekologiczne. Równie˝ w sektorze przemys∏o-
wym nale˝y dà˝yç do zast´powania starych techno- logii nowymi, mniej ucià˝liwymi dla Êrodowiska.
Znaczàcym problemem pozostaje ruch komunika- cyjny. Dà˝enie do obni˝enia wartoÊci st´˝eƒ jest ko- nieczne ze wzgl´du na dobro populacji zamieszku- jàcej ten teren.
Wnioski
Ârednioroczne st´˝enia benzo[a]pirenu na prze- strzeni trzech okresów badawczych 1983–1990/
/1991–1998/1999–2005, na terenie jednostek admi- nistracyjnych woj. Êlàskiego wielokrotnie przekra- cza∏y dopuszczalnà norm´ Da41 ng/m3. W okresie 1983–1990, st´˝enia Êrednioroczne BaP zawiera∏y si´ w przedziale od 42,00 ng/m3 do 272,00 ng/m3. W latach 1991–1998 by∏y w przedziale od 9,13 ng/m3 do 44,83 ng/m3, natomiast w okresie 1999–2005 osiàga∏y wartoÊci od 12,21 ng/m3 do 20,52 ng/m3.
W kolejnych przedzia∏ach czasowych zaobserwo- wano spadek st´˝enia benzo[a]pirenu oraz coraz mniejszy rozrzut prób wokó∏ wartoÊci Êredniej.
Wyst´powa∏a wyraêna zmiennoÊç sezonowà st´-
˝eƒ benzo[a]pirenu.
Podzi´kowania
Autorzy dzi´kujà Panu mgr in˝. Andrzejowi Tyczyƒskie- mu za cenne uwagi i pomoc w realizacji powy˝szego opra- cowania.
Wykaz piÊmiennictwa
1. Monographs on the Evaluation of the Carcinogenic Risk of Chemicals to Humans. Vol.34. Polynuclear Aromatic Com- pounds. Part 3. Industrial Exposure in Aluminium Produc- tion, Coal Gasification Coke Production and Iron and Steel Founding. IARC; Lyon 1989.
2. Zasadowski A., Wysocki A.: Some toxicological aspects of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) effects? Roczn PZH 2002; 53, 1: 33-45.
3. Tang D, Li Kapota, Liu Kapota, Zhou Z, Yuan Kapota, Chen Y, Raut V, Xie J. Effects of prenatal exposure to coal- burning pollutants on children’s development in China. Envi- ron Health Perspect 2008; 116 (5): 674-679.
4. Jakubiak E.: Wp∏yw stanu Êrodowiska na zdrowie ludnoÊci województwa katowickiego. Prob. Med. Spo∏. 34 ,Warszawa 2001.
5. Âlàski Wojewódzki Inspektorat Ochrony Ârodowiska w Kato- wicach: Stan Êrodowiska w województwie Êlàskim w 2004 ro- ku. B.M.Â. Katowice 2005.
6. Monographs on the Carcinogenic Risk of Chemicals to Hu- mans Vol. 32. Polynuclear Aromatic Compounds. Part 1.
Chemical, Environmental and Experimental Data. .IARC.
Lyon, 1983.
7. Nisbet ICT., LaGoy PK.: Toxic (TEFs) for polycyclic aroma- tic hydrocarbons (PAHs). Reg.Toxicol.Pharmacol. 1992; 16:
290-300.
8. Gawlik M., Bilek M.: Mo˝liwoÊci obni˝ania emisji wielopier- Êcieniowych w´glowodorów aromatycznych ze êróde∏ antro- pogennych. Med. Ârod. 2006; 9 (1): 79 – 82.
9. Metody sanitarnego badania powietrza atmosferycznego cz.
III. Oznaczanie benzo-a-pirenu i innych w´glowodorów aro- matycznych wielopierÊcieniowych w py∏ach powietrza atmos- ferycznego. Wydawnictwo Metodyczne PZH 1966; 1/16; 8.
10. Ustawa z dnia 31.01.1980 r., O Ochronie i Kszta∏towaniu Âro- dowiska; Dz.U. nr 3 z dnia 11.02 1980.
11. Rozporzàdzenie Ministra Ochrony Ârodowiska, Zasobów Naturalnych i LeÊnictwa, z dnia 12.02.1990 r., w sprawie ochrony powietrza przed zanieczyszczeniem; Dz.U. nr15 z dnia 14.03 1990.
12. Wojewódzka Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna w Katowi- cach. Zanieczyszczenia atmosfery w województwie katowic- kim w roku 1975. Biuletyn WSSE, Katowice, 1976.
13. Moêdzierz A., Juszko-Piekut M., Wyszyƒska M., Kaêmier- czak J, Stojko J.: Benzo(a)pyrene emission in the cities of the Upper Silesia industrial area Southern Poland: 1980-2005.
Eur.J.Public Health 2009; 19, Suppl.1: 96
2nd European Public Health Conference: „Human ecology and public health”. Lodz [Poland], 25-28.11.2009.
14. WHO – Raport z Narady Ekspertów: Sk∏adowiska odpadów – ryzyko dla zdrowia. Med. Pracy 2000; 3: 311.
15. Gawlik M., Bilek M.: Mo˝liwoÊci obni˝ania emisji wielopier- Êcieniowych w´glowodorów aromatycznych ze êróde∏ antro- pogennych. Med. Ârod. 2006; 9, (1): 79 – 82.
16. Kapka L., Miel˝yƒska D., Siwiƒska E.: Ocena sezonowej i przestrzennej zmiennoÊci st´˝eƒ PM10 oraz wybranych WWA w powietrzu atmosferycznym województwa Êlàskiego.
Med. Ârod. 2004; 7,(1): 25 – 31.
17. Âlàski Wojewódzki Inspektorat Ochrony Ârodowiska w Kato- wicach: Stan Êrodowiska w województwie Êlàskim w 2005 ro- ku. B.M.Â. Katowice 2006.
18. Menichini E., Iacovella N., Monfredini F., Turrio-Baldassar- ri L.: Atmospheric pollution by PAHs, PCDD/Fs and PCBs simultaneously collected at a regional background site in cen- tral Italy and an urban side in Rome. Chemosphere 2007; 69:
422 – 434.
19. Sharma H., Jain V.K., Khan Z.H.: Atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the urban air of Delhi du- ring 2003. Environ Monit Assess. 2008; 147(1-3):43-55.
20. PoÊniak M., Makhniashvili I., Kozie∏ E., Kowalska J.: Spali- ny silników Diesla – zagro˝enie dla zdrowia pracowników.
Bezpieczeƒstwo Pracy 2001; 9: 11-14.
21. Chmielewski A.G., Ostapczuk A., Zimek Z., Licki J., Kubica K.: Reduction of VOCs in flue gas from coal combustion by electron beam treatment. Radiat. Phys. Chem. 2002; 63, (3-6):
653-655.
22. Alloway B.J., Ayres D.C.: Chemiczne podstawy zanieczysz- czenia Êrodowiska. (T∏) K∏osowicz ST PWN, Warszawa 1999.
23. Âlàski Wojewódzki Inspektorat Ochrony Ârodowiska w Kato- wicach : Stan Êrodowiska w województwie Êlàskim w 2008 ro- ku. Katowice 2009; B.M.Â.: 9-52.
24. Abraham J., Berger F., Ciechanowicz-Kusztal R. iwsp:
Wspólny raport o jakoÊci powietrza w obszarze Czarnego Trójkàta w 2001 roku. 2002 âHM?, WIOA, LfUG, UBA 25. Ministerstvo Ïivotního prostfiedí âeské republiky.
www.env.cz/
26. Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirt- schaft. www.umwelt.sachsen.de/
27. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Ârodowiska we Wroc∏awiu www.wroc∏aw.pios.gov.pl/
28. ÂiÊoviç A., BeÊliç I., Âega K., Vadjiç V.: PAH mass concentra- tions measured in PM10particle fraction. Environmental In- ternational 2008; 34: 580-584.
29. Keith V.: Assessment of benzo[a]pyrene concentrations in the United Kingdom in the period 2003-2020. April 2006.
AEAT/ENV/R/1861 www.airquality.co.uk/
30. UK Air Quality Archive www.aeat.co.uk/
31. G∏ówny Inspektorat Ochrony Ârodowiska. Analiza stanu za- nieczyszczenia powietrza py∏em PM10 I PM2,5 z uwzgl´dnie- niem sk∏adu chemicznego py∏u, w tym metali ci´˝kich i WWA. Raport koƒcowy. Warszawa, maj 2008.
www.gios.gov.pl
32. Kasperczyk J., St´plewski Z.: Przebieg kliniczny astmy oskrzelowej w zale˝noÊci od st´˝eƒ gazowych i py∏owych za- nieczyszczeƒ powietrza. Nowiny Lek. 2006; 75,(1): 22-26.
33. Moêdzierz A., Juszko-Piekut M., Ko∏osza Z. i wsp: Compa- rative study of certain pollutant concentrations in the former Katowice Voivodeship (1991-1998 and 1983-1990).
Pol.J.Environ.Stud. 2007; 16, 5C, 2: 399-404.
34. Pac A., Jacek R., Sochacka-Tatara E. i wsp.: Zanieczyszcze- nie powietrza py∏em drobnym (PM2,5) oraz benzo(a)piranem w Krakowie. Med. Ârod. 2008; 11,(2):17-22.
Adres do korespondencji:
Aleksandra Moêdzierz
Zak∏ad Higieny, Bioanalizy i Badania Ârodowiska ÂUM 41-200 Sosnowiec
ul. Kasztanowa 3a tel./fax: 32 269 98 25 amozdzierz@sum.edu.pl
