Z doświadczeń określania zanieczyszczeń atmosfery w ośrodkach przemysłowych

Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I ŚL Ą S K I E J

S e r i a : I N Ż Y N I E R I A Ś R O D O W I S K A z. 33 N r kol. 1 0 3 3

________ 1990

Oerz y CHWASTEK T. Zbigniew DWORAK D er zy CZUBAK

Instytut Kształtowania 1 Ochrony Środowiska AGH, Kraków

Z DOŚ WIADCZEŃ OKREŚLANIA ZANIECZYSZCZEŃ A T M O S FE R Y W OŚRODKACH PR ZEMYSŁOWYCH

St re s z cz e ni e . Stan środowiska p r zy ro dn icz eg o w Polsce jest skut­

ki

em"liyniriTcźnego

uprzemysłowienia i u rb ani za cj i kraju, w trakcie których to procesów popełniono wiele błędów metod ycz ny ch i edukacyj­

nych.

Obecnie do najbardziej zagrożonego ek ol og icz ni e rejonu Po lski na­

leży obszar trzech województw: katowickiego, kr akowskiego i bielsko- bialskiego. W przedstawionej pracy prz ep ro wad zo no d ys ku sj ę nad s y­

tuację w Gó rn ośląskim Okręgu Przemysłowym i w Ag l om e r ac j i K ra kow ­ skiej, która znajduje się pod największym w kraju w p ły w e m emisji i imisji przemysłowych pochodzących zarówno z za k ła dów lokalnych, jak i z zakładów sąsiednich rejonów. Oyskusja została zilu str owa na przykładami badań nad stanem atmosfery, przepr ow adz ony ch w Instytu­

cie Kształtowania i Ochrony środowiska A G H w Krakowie.

1. WSTąp

O be cny stan środowiska przyrodniczego, w szcze gó lno śc i powietrza atmo­

sferycznego, Jest wynik iem dynamicznego a niefras ob liw ego uprzemysłowienia oraz urb anizacji w Polsce w latach pięćdziesiątych. St awiano sobie wte dy za cel szybki rozwój przemysłu nie tylko bez oglądania się na niepożądane, uboczne jego skutki, lecz nawet nie zastan aw ia no się nad mo żliwością za­

istnienia zagrożenia eko log icznego kraju. W trakcie procesów u rb ani za cy j­

nych oraz industrializacji popełniono w i el e błędów metodycznych, a także edukacyjnych. Pokolenie budowniczych ora z inżynie ró w końca lat czte rdz ie ­ stych i początku lat pięćdziesiątych, zn ie wol on e mało przydat ny mi Polsce strukturami, nie odebrało żadnego wyk sz tałcenia ekologicznego. Dop ro wa d z i­

ło to do wielu zaniedbań i zaniechyń w dzi ed zi nie właściwego kształtowania i ochrony środowiska przyrodniczego. Nawet pojęcie to nie b y ł o wt ed y sze­

rzej znane, a ochronę przyrody rozumiano w w ą sk i m z a k r e s i e - na przy­

kład Jako t w o r z e n i e r e z e r w a t ó w i p a r k ó w n a r o d o w y c h . N i e z a s t a n a w i a n o się.

w o g ó l e n a d s k u t k a m i p r z e k s z t a ł c e n i a b i o s f e r y i k r a j o b r a z u 1 n i e u c z u l a n o na t e p r o b l e m y k a d r y m ł o d y c h , n o w o k s z t a ł c o n y c h s p e c j a l i s t ó w . G ł o s y p r z y ­

238 3. Chwastek, T.Z. Dworak, 3, Czubak

rodników pod no szących kwestię skażania środowiska (powietrza, wód, gleb, lasów) i dewastacji krajobrazu były ignorowane, a nawet og ra ni c za n e prze ­ pisami cenzury. Mając na uwadze jedyn ie w ą tp li we korzyści ekonomie"? o stawiano w naszym kraju na ni e sk ręp ow an y rozwój pr zemysłu po mijając zu­

pełnie zagadnienia ekologiczne.

2. OGÓLNA SYT UAC 3A EKOLOGICZNA W A G L 0M E RA C 3 1 KATÓW X CKO- KR A KCW SK X E3

Ro zp oc z ę ty jeszc ze w XVIII wieku na G ór nym Ślęsku rozwój górnictwa i przemysłu, a także urbanizacji, dop rowadził - z powodu ni ezw racania uwagi ne wa ru nki śro do wiskowe 1 zagrożenia ek ol ogi cz ne - do kompletnej d ew ast a­

cji i degradacji tego regionu. W K ra ko wie pr zemysł zaczą ł rozwijać się nieco później i mniej intensywnie, j ed nak już samo po ło żen ie miasta w słabo przewietrzanej dolinie W i s ł y (gdzie często w y st ęp uję mgły i po ws t a ­ ję inwersje temperatury) miało od poczętku ni e kor zy st ny wp ły w na stan środowiska prz yr o dn i cz e g o i zdrowie mieszkańców. W cięgu ost atnich 40 lat Kraków jak o je dyne w P ol sce miasto zwiększył niemal czterokr otn ie liczbę swoich mieszkańców. W tym samym czasie nastę pi ł również p r zy sp ies zon y rozwój p rz e mys łu w ag lomeracji krakowskiej.

3ak wi adomo, trzy w o jew ód zt wa - katowickie, kra ko ws kie miejskie i biel- sk ob ial sk ie - należę do najbardziej u pr z e my sł owi on yc h i zu rba nizowanych rejonów w Polsce i odznaczaję się najwyż szy m w kraju w sk a ź ni k ie m emisji zanieczy sz cze ń przemysłowych. Na obszar ten znacznie również oddziałuje sąsiad uj ący z nim rejon pr zem y sł o w y Morawskiej Ostrawy. Istnieję jednak zasadnicze różnice między sytuacją w Gó rn oś l ą sk i m Okręgu P rz e my s ł ow y m a sytuację w Ag l o me r ac j i Krakowskiej - różnice, na które niezmi ern ie rzadko zwraca się uwagę. Emisja pyłowych i gazowych z a ni e cz ysz cz eń jest r z ec zy wi ­ ście największe w Gór no śląskim Okręgu Przemysłowym, ale dobre pr ze wie ­ trzanie Wy ż yn y śląskiej "łagodzi" w pewnym stopniu skutki tej emisji.

A gl ome ra cj a Krakowska natomiast znajduje się pod najwi ęk szy m w kraju w p ł y ­ wem emisji przemysłowych - za ró wno lokalnych, jak i z sąsiedn ic h regionów, główni e z G O P ! Okazał o się, w trakcie pr ze pro wa dz any ch eksp er yme nt ów MONAT-85, iż 35 do 50 % za n ie cz ys zcz eń przem ys ło wyc h at mos f e ry w Krakowie pocho dz i z emitorów spoza Agl om eracji. Oznacza to, że zli kw ido wan ie nawet całego (!) prz emysłu w Kr a ko wie nie do p ro wa dz iło by do spadku stęże ń nie­

których substanc ji sz kodliwych i toksycznych poniżej do p u szc za ln ych norm.

Po łożenie Krakowa i w ar u nk i m e te o rol og ic zne w tym mieścis sprzyjają bowiem - jak w żadnym innym ośrodku mi ejs ko -p rz e m ys ł ow y m w kraju - kum ulacji za­

nieczyszczeń przemysłowych.

Na leży również podkreślić, że zarów no w G ó rn o śl ą s ki m Okręgu P rz e m y s ł o ­ wym, jak i w A gl o m er a cj i Krakowskiej sieć pom iarowa (sieć monit ori ngu ) nie w s zę dz ie jest w y st ar cz ają co gęsta i dla wi e lu punktó w zasadniczej siatki geodezyjnej w ar to ści stężeń sub st an cji s zk odl iw yc h otr zym uje się na drodze

Z doświadczeń; określania.» 239

rachunkowej (interpolacji). Trzeba o tym pami ęt ać podczae in terpretacji wyników, zwłaszcza w t e d y , kiedy wartości stężeń oscyluję w ok ó ł NOS dla danej substancji - łatwo wówczas bowiem o ni ewłaściwy wniosek.

3. PRZY KŁA DY PRZEPR OW AD ZON YC H BADAli NAD S TA N EM ATM OS FE R Y

W 1987 roku w Instytucie Kształtowania 1 O ch ro ny środowiska AGH w Kra­

kowie została wy konana ekspertyza określająca tło skażeń atm osfery w rejo- nie projektow ane go obszaru górniczego - planowanej kopalni "Mikołów". Da­

ne do e k s p e r t y z y za cz erpnięto z materiałów Woj ew ódzkiej St acji Sanitarno- - E p id e m io lo g ic z n e j w Katowic ac h oraz z Instytutu Me t e or o lo g i i i G os po da r­

ki 'Wodnej,

O d d z ia ł, w Katowicach. Badaniami objęto rozkład prz es trzenny

i czasowy cpadu

p y łu oraz stężeń następujących substancji: pyłu zawi esz o­

n e g o ,

dwutlenku

s i a r k i , tlenków azotu i ołowiu. Wi e lk o ś ci opadu pyłu i st ę ­

żeń

w y m ie n io n y c h substancji stablicowano dla trzydziestu siedmiu punktów

sieci

je d n o s t k o w e j na badanym obszarze, a nas tępnie przedsta wi ono grafi cz ­

nie

na p o d k ła d z ie mapowym. R y s . 1 stanowi przykład izolinii stężeń pyłu z a w ie s z o n e g o dla badanego obszaru, rys. 2 - izolinii stężeń SO g . T e d w ie

substancja sę

- J a k w iadom o - najważniejszymi, pod st a wo w y mi w s k a ź n ik a m i s t a n u s a n it a r n e g o atmosfery.

O k a z a ło s i ę , te opady pyłu i stężania S02 nie p r z e k r a c z a j ? , w ^skali

rocznej

, d o p u s z c z a ln y c h norm (NDS). Natomiast dla pozostałych substancji

szkodliwych

_{o r a z} toksycznych ich stężenia średn io ro czn e znacznie p rz e w y ż ­

szają NDS. W

p rz y p a d k u pyłu zawieszonego w y st ę pu j ę nawet ponad dzies ię ­

ciokrotne

p r z e k r o c z e n ia NDS. Dla tlenków azotu odn ot ow ano ponad trzykrot­

ne

p r z e k r o c z e n ia NDS, dla fluoru - prawie dwukrotne, zaś dla ołowiu w a r ­ tości s t ę ż e ń na badanym obszarze w a h a ję się od i do 2,5 NDS. Najwięk szy opad

pyłu

o r a z n a jw ię k s z e stężenia badanych substancji wy s t ępu ję na za­

chodnim

s k r e j u bad a n eg o obszaru. Gest to niewą tpl iw y wp ł yw EC “Ł a z i s k a “

oraz

z a k ła d ó w p rz e m y s ło w y c h i energetycznych Mikołowa.

Dla

okolic pro jektowanego obszaru górniczego kopalni "Mikołów" opraco­

wano również

zbi or czy szkic interpretacyjny, wyko rz ys tuj ąc kilka obrazów

i zdjęć

sate li tar ny ch - zob. tabela <A i rys. i. W tabeli I zestawiono

najważniej

sze

dane

o sześciu obrazach satelitarnych rejonu Górneg o Śląska,

na

których

zostało

odwzorowan a rozprzestrzenianie się zan ie cz ysz cz eń pył o­

wych z emitorów

GOP oraz ob s zar ów sąsiednich. W tabeli 1 podan o również dla

każdej daty

kierunek i prędkość wiatru odn ot ow any na stacji me teorolo­

gicznej

Katowice-Muchowiec. Na rysunku 3 zamie sz cz ono ponadto różę wiatr ów

dla

obszaru Górnego śląska. Przeważające wi a t r y w tym rejonie wieją z sek­

tora 3W do NW i na wi ęk sz o ś ci zdjęć satelitarnych kierunek roz przestrze­

niania się zaniecz ysz cz eń przemysłowych Jest zg o dn y z kierunkiem wiatru - prz eciętnym i chwilowym. Odmienna sytuacja met eo rologiczna zwstała od ­ notowana w dniu 1973.11.02. Ob serwowano po dó wczas spływ poł udn iowo-wschod-

Rys.1. Rozprzestrzenianie się dymów przemysłowych wg obrazów satelitarnych

Objaśnienia

Smugi dymów zajerestrowanych:

1 1973.11.02 2 1978.08.01 3 1978.10.24

O Rozlewanie się zanieczy­

szczeń atmosferycznych w przypadku ciszy Projektowany obszar górniczy kopalni

„Mikołów"

Pył zawieszony w 19 8 4 r.//ig/tn3/

I 1 1 5 0 -1 7 0 E S S 2 171 - 1 9 0

liijiijiiitifl

191 - 210 311U 211 - 2 3 0 a n > 2 3 0

Rys. 1. Izollnie stęże ń

pyłu

z aw ie s z o n e g o oraz r oz pr z e s t r z e n i a n i e się

dymów

wg obrazów satelit ar ny ch dla r ejonu planowanej kopalni "Mikołów"

Fig. i. Isolines of small dust p ar t ic le s con c en tr at i on and the p r o pa g at io n of smokes a c c o r di ng satellite images for the region of planned coalmine "Mikołów"

240J.Chwastek,T.Z,Dworek,0.Czubak

Objaśnienia

1 1 3 0 - 3 6

m m i ^{3 7 - 4 2}

B S S K I 4 3 - 4 8 1 1 1 1 II 4 9 - 5 4 c m ] > 5 4

Projektowany obszar górniczy kopalni „Mikołów

w

Rys.2. Rozkład stężeń S02 /jjg/m3/ - 1 9 8 4 r.

Rya. 2. Izolinie stężeń S02 dla rejonu planowanej kopalni " M i k o łó w”

Fig. 2. Xaolines of S 0 2 conc en t ra ti on for the region of planned c oalmine "Mikołów"

Z doświadczeńokreślania..« 241

242 O. Chwastek, T.Z. Dwo r a k , 3. Czubak

Tabe la 1 P rzykłady w i e l o s p e kt r al ny ch obraz ów i zdjęć sa telitarnych

wy k or zy st a ny ch do oceny stanu a tm o sfery

Lp. Data Satelita Kier. i prędk.

w i a t ru Ka t ow ic e-Muchowiec

Uwagi

1 1973.11.02 LANDSAT 120° 1 m/s Od w zo rowanie smug dymo­

wych rozprzestrzeniaj ę- cych się z emitorów GOP, rejonu Morawskiej Ostra­

wy, Oświęcimia, Ogro- d z i e ń c a , Oaworzna 2 1977.05.29 LANDSAT 240° 2 "Rozlewanie się" z an i e­

c zy szczeń pyłowych nad o bszarem GOP 1 rejonem Zawiercia

3 1978.05.02 LANDSAT 210° 5 "Rozlewanie się" za ni e­

czyszczeń pyłowych nad obszarem GOP i rejonem Zawiercie

4 1978.08.01 SALUT 120° 7 Odwz or ow a ni e smugi dymu

z Oświęcimia i Zawiercia, zobr a zo wa ni e stanu lasów 5 1978.10.24 LANDSAT 240° 6 Od w zo rowanie smug d y m o ­

wych r o z p r z e st rz e ni aj ą­

cych się z emit e ró w GOP, rejonu Morawskiej Ostra­

wy, Oświęcimia, Oaworzna i rejonu Zawiercia

6 1982.01.15 LANDSAT 180° i m/s Odwz o ro wa ni e smug dymo­

wy c h i opadu pyłu na śniegu na obszarze GOP, w rejonie Krakowa, M o ­ rawskiej Ostrawy i Z a ­ wiercia

ni (Walczewski, 1976) i smugi d ym ów z zak ł ad ów pr ze m ys ło wy c h GOP r o z p r z e ­ strzen ia ł y się w kierunku p ó ł n oc no - za ch od n im na od le głość do 90 km. Ded- no c ze śn ie z rejonu Morawskiej Ostr aw y smugi dymów r o z p r z e s t r ze ni ał y się p oczętkowo w kierunku NNE (wzdłuż osi B ra my Mo ra w s k i e j ) i osięgajęc rejon R ac iborza skręcały w k ierunku NNW, r o z p r ze st rz e ni aj ęc c się w dolni e Odry.

Ten obraz sa t elitarny jest z na ko m i t y m przykła de m ilus tr uj ą cy m w p ł y w oro- grafii na rozprzes tr ze n ia ni e się z an ie c z y s z c z e ń (Mason i Sykes, 1981).

Niekiedy j ednak “sk om pl i ko wa ne g o ki erunku rozprzes tr ze n ia ni a się z a n i e ­ cz y szczeń nie jest w stanie uwzględnić żaden z is tn i ejęcych modeli symu­

lacji smug na podstawie pól m e t e o r o l o g i c z n y c h ” (Ciołkosz i i n . , 1981).

In terpretacje ma t er ia łó w s a te li tarnych p o tw i er dz ił y w y ni ki pomiarów naziemnych, które już wcześniej dopro wa dz i ły do wniosku, że region kato­

wicko- kr akowski należy do najbardziej z a ni ec z ys zc zo n yc h w Europie! (Ko­

złowski, 1983). P ot wi e r d z o n y również został z n a cz n y udział emisji p r z e m y ­ słowej przer z uc an y nad badany obszar z rejonu Morawskiej Ostrawy.

O b ja ś n i e n i a

a ’ a.

• A. •

S i e d l i s k a leśne

a .

¿-I D r z e w o s t a n y w III s t r e f i e za g ro że n ia prze m ysło wego

Zd ew asto w a ne obszary leśne

, — Zasipg Z e s p o ł u Ju rajs k ic h P a r k ó w K ra jobrazow ych

Sm u gi d y m ó w zarejestrowanych w dniach --

1973.11.02

1977.05.29

1977.08.26

1978.08.01

1978.10.24

i i

Rys. 3. Szkic interpretacyjny rozprzestrzeniania s i ę dymów i dewastacji lasów w rejonie Zawiercia

Fig. 3. A nap of intarpretation of smoka propagation and foreet deveatation in the Za­

wiercie region

Z doświadczeń określenia.. 243

D o d a t k o w o p r a g n i e m y z w r ó c i ć u w a g ę n a p e w i e n z n a m i e n n y f a k t o D s e r w a c y j - n y : mimo i ż stężenie p y ł u d r o b n e g o p r z e k r a c z a d z i e s i ę c i o k r o t n i e NDS, t o jednak opad pyłu w tym samym rejonie jest mni ej sz y od dopuszczalnej normy

2

2 50 t/km /rok. Nasuw a się wniosek, że pył ten jest u n oszony p rzez wiatr znad badanego obszaru. Da k w y ni k a z prze pr o wa dz on y ch r ozważań nad w y pa da ­ niem pyłów ze smugi dymu w z a l e ż n o ś c i od od l eg ło śc i od emitora i dla okre­

ślonych dystrybucji roz mi a ró w częatek (Czyczyło i Dworak, 1983), grubo­

ziarnista frakcja pyłów opada w bliskim sąsie dz tw i e emitora (jeśli ruch mas powietrza jest laminarny), natomiast drobn e frakcje o a < 2 0 /im s ta­

nowiące większość (do 80%) w smur ze d ym ów mogą w tych samych warunkach rozprzestrzeniać się na znaczne odleg ło śc i (aż do 100 km). A zatem wobec przeważających w rejonie M i k o ł o w a w i a t r ó w zachodnich (co wy nika z w ie lo ­ letnich badań m e t e o r o l o gi cz n yc h) można p rzypuszczać, iż pył ten dociera również do Krakowa. P o t wi er dz a ją to w y m o wn ie o b r az y satelitarne, a zwłas z­

cza tzw. z im ow e ob razy sa te l i t a r n e (Dworak i Walc ze ws ki , 1985; Oworak, 1986), na których w y r a ź n i e można obserwować, że dolina W i s ł y oraz Rów Krzeszowicki sta no wi ą “na t ur al ne korytarze p o wi et rz n e" dla transportu z a ­ nieczyszczeń a t m o s f er y z rejonu GOP do A g l o m e r a c j i Krakowskiej. D o k ła d­

niejszą informację o rodzaju opadanych i unoszonych p yłów w i nn y przynieść badania la boratoryjne ( mi ne r alogiczne i chemiczne), (Maneckl, 1975).

Podobne o p r ac ow an i e zost ał o p rzez nas w y k o n a n e dla rejonu Zawiercia w ramach "Kompleksowego stud i um e k o l o g i c z no -g ó rn ic ze g o złóż rud Zn-Pb rejo­

nu zawierciańskiego".

w celu kontroli J a k oś c i p ow ietrza na ob szarach chron i on yc h Wojewódzka Stacja S a n i t a r no -E pi d em io lo g ic zn a w K atowicach dok on uj e rutynowych po mi a ­ rów stężeń 20 substancji, z których pył, S02 » tlenki azotu, metale cięż­

kie (głównie ołów), s u bs t an cj e s m o l is t e łącznie z fenolem i benzo-of-pi re­

nem uznano za n aj i st o t n i e j s z e dla b adanego rejonu. Z punktu widzenia to­

ksykologicznego w p r zy pa dk u ws pó ł i s t n i e n i a w a tm os f er ze większej l i c zb y substancji s zk od liwych, ocens kr o tn oś ci przekro c ze ni a norm sanitarnych powinna być pr ze p ro wa dz a na z g od ni e z wyra że n ie m:

A _B__ N

N0Sa + NDSq + N D S N "

W c e l u s t w i e r d z e n i a , k t ó r a z s u b s t a n c j i m a z a s a d n i c z y w p ł y w n a o g ó l n y s t a n s a n i t a r n y p o w i e t r z a w r e j o n i e Z a w i e r c i a , e m i s j ę w s z y s t k i c h z a n i e ­ c z y s z c z e ń s p r o w a d z a s i ę d o p o r ó w n y w a l n e g o p o z i o m u , z a k t ó r y p r z y j m u j e s i ę s t ę ż e n i e S O g . A z a t e m ( D u d a i C h r ó ś c i e l , 1 9 7 4 ) :

SS 0 2 “ K D S ' S D S '

g d z i e : K n s « D g Q i n a z y w a s i ę w s p ó ł c z y n n i k i e m t o k s y c z n o ś c i , S S Q -

2 p 2

s t ę ż a n i e d a n e j e u b e t e n c j i w p r z e l i c z e n i u n a s t ę ż e n i a S 0 2 , S D S - s t ę ż e n i e

244 3. Chwastek, T.Z. Dworak. 3. Czubak

d a n e j s u b s t a n c j i w p o w i e t r z u a t m o s f e r y c z n y m , O g o - d o p u s z c z a l n e s t ę ż e n i e S 0 2> C - d o p u s z c z a l n e s t ę ż e n i e d a n e j s u b s t a n c j i ?

O k a z a ł o s i ę , ż e n a p o d s t a w i e ¡ t r z y l e t n i c h o b s e r w a c j i a o ż n a p r z y j ę ć n a s t ę ­ p u j ą c y u d z i a ł c h a r a k t e r y s t y c z n y c h g r u p z a n i e c z y s z c z e ń w o g ó l n y m s t e n i e z a n i e c z y s z c z e n i a a t m o s f e r y w r e j o n i e Z a w i e r c i a :

- s u b s t a n c j e s m o l i s t e ł ą c z n i e z f e n o l e m i b e n z o - c e - p l r e n e a 3 9 % ,

- s u b s t a n c j e g a z o w e 3 0 % ,

- p y ł z a w i e s z o n y 2 2 %

- m e t a l e c i ę ż k i e 9 % .

S u m y k r o t n o ś c i d o p u s z c z a l n y c h s t ę ż e ń w y n o s z ą w s e z o n i e g r z e w c z y m 5 7 , 9 i 3 1 . 8 w s e z o n i e l e t n i m w o b e c ś r e d n i e j r o c z n e j 4 2 , 6 .

Stwierdzono, że w rejonie Zawiercia wys tę pu j ą n ad mierne lmlsje substan­

cji szkodliwych, s zc zególnie pyłu i ołowiu. Różni ce pomiędzy częścią rejo­

nu stanowi ąc ą obszar specja ln ie chroniony, czyli Z e sp ó ł Ou r aj sk ic h P ar kó w Krajobrazowych, a resztą obszaru - są niewielkie. W Og r odzieńcu zwraca uwagę znaczne stężjnie pyłu zawie s zo ne go (ma*, śre dn io ro c zn e 2 8 0 ¿¿g/m5 ), najwyższa warto ś ć opadu pyłu (390 t/ km 2 rok) i najwyższa wartość c z ęs t o­

tliwości (37%) pr zekraczania N DS dla ołowiu.

Z prze pr o wa dz an y ch interpre ta c ji obraz ó w s at e li tarnych (tabela l) w y n i ­ ka, że zanieczys zc ze n ia transp or to wa n e z GOP oraz rejonu Zawiercia nap o­

tykają na tym ob szarze najwyższe w z n ie s ie ni a 3 u r y (których grzbietem bi eg ­ nie dział w o d n y między zlewnią Warty a zlewnią Pilicy) i zostają za trzy­

mane na ich zachodnich stokach, co pow od uj e k u mulację opadu pyłu z a w i e r a ­ jącego także m etale ciężkie. Obszar maksymalnej koncentracji z a n i e c z y s z ­ czeń p rzemysłowych również osiąga ten dział wodny, a potwi er dz a ją to zi­

mowe obrazy satelitarne.

Rys. 3 stanowi zbiorczy szkic in te r pr et ac y jn y roz pr ze s tr ze ni a ni a się dymów w rejonie lawiercia. Na po dstawie zdjęć sa telitarnych okr eś lo n o po­

nadto stan lasów w tym rejonie. W yniki interpr et a cj i w s k a z uj ą również obszary, na których należy prz e pr ow ad z ić s zc zegółowe badania naziemne.

W celu oceny zachowania się n aj w aż ni ej s zy ch z a n i e cz ys z cz eń atmosfery w rejonie Zawiercia, rozp rz e st rz en i aj ąc yc h się w z d ł u ż osi SW-NE, czyli w zdłuż przeważających ki erunków w i a t r ó w (rys. 3), a zara ze m r ównolegle do osi sto żk ów propagacji (zarejestrowanych na obrazie sate l it ar ny m w dniu 1 97 8. 1 0. 24 - tabela 1, rys. 3), ob l iczono p rz ec ię t ne wart oś c i śr e d­

niorocznego opadu pyłu oraz śr e dn iorocznych stężeń pyłu zawieszonego, S 0 2' N 2°5 1 b enz0-cC_P i r e n u - Obliczenia p r z e p ro wa d zo no dla 11 punk tó w po­

m ia rowych jednostkowej sieci g e o d e z y j n e j , na tr asie od Z ą b ko wi c do Za­

w ier c ia w ł ą c zn ie (długość trasy ok. 15 km, s ze rokość - ok. 2 , 5 km). Wyn i­

ki ob liczeń z estawiono w tabeli 2.

Zwraca u wagę utrzymywanie się na m n i e j więcej s t ał y m p oziomie opadu pyłu ( z m n i e j s z e n i e w i e l k o ś c i o p a d u w 1985 r. n i e J e s t J e s z c z e s t a t y s t y c z ­ n i e i s t o t n e ) , a z w ł a s z c z a s t ę ż e ń p y ł u z s w i e s z o n s g o , u t r z y m u j ą c y c h s i ę n d

Z doświadczeń określenia.. 245

Jednakowym poziomie z rozrzutem w p r ze s tr ze ni mniejszym od 5 % . Na ob sz a­

rze tym (od Zębkowic p rzez Ł a z y do Zawiercia) utrzymuje się zatem stałe tło zanieczyszczeń p yłowych w atmosferze, przekraczajęce niemal dzi e­

sięciokrotnie wart oś ć do pu szczalnę (22 ¿og/m3 ). Natomiast w przypadku S02 , N„0_ i benzo-ct-pirenu wzrost stęż e ń ś re d ni orocznych jest statystycznie istotny osięgajęc dla SC>2 wart oś ć do pu s zczalna (64^ug/m ), trzykrotnie przekraczając NDS (32 ^ ug /m 3 ) dla N 2 0 5 i dwukrotnie przekraczając NDS dla benzo-ot-pirenu (0,0100 ^ug/m3 ).

Tabela 2 Przeciętne wartości opadu pyłu i stęże ń z a n i e c zy sz c ze ń w rejonie Zawiercia

w latach 19 82 - 19 84 i 1985

Substancj e

Okres

Opad pyłu t/km2 rok

Pył drobny

¿ug/m3

S °2

ń*g/m3

N2°5

¿ug/»3

Benzo-oC-plren

<ug/m/ 3

1982-84 1985

180-24 167^22

2 11 -1 0 209^10

45-9 62-4

74-4 94^9

0,0881-0,0068 0 ,1232^0,0117

Zwraca uwagę i to, że zarówno w rejonie Mikołowa, Jak i Zawiercia stę­

żenia pyłu drobnego d z i e si ęc io k ro tn ie przekraczają NDS, natomiast opad pyłu utrzymuje się z re guły poniżej dopuszczalnej normy.

Najwięcej b adań nad stanem środowiska atmosf e ry cz ne g o pr z ep ro wa d zi li ­ śmy dla miasta Krakowa, bioręc m.in. udział w e k sperymencie monitoringu atmosfery MONAT-84 (Bielak i in. , 1985) i MONAT-85. Zarówno badania na­

ziemne, jak i modelowe, a także in t er pretacja 25 kompletów obrazów i zdjęć satelitarnych poch o dz ęc yc h z lat 1 97 3-1985 p o tw ierdzaj? katastrofalny stan powietrza a tmosferycznego w Kr akowie (Dworak i Walczewski, 1985; Dworak, 1986). Udział w jego z a n i e c z y sz cz en i u maję nie tylko zakłady przemysłowe i energetyczne K rakowa, lecz również bliższe a nawet dalsze emitory znajdu- jęce się poza A gl om e r a c j ę (rejon Górn e go ślęska, Tarnów, Połaniec). Inter­

pretacja obrazów sa te li ta r ny ch i danych m e te orologicznych (Morawska-Horaw- ska, 1978; 1985) p oz w oliła ustalić, że K r aków zawsze zn ajduje się na k ie­

runku oddziaływania któregoś z emi to r ów spoza A g l o me ra cj i oraz że stan środowiska a t m os fe ry c zn eg o ulega pogorszeniu. Ma te r ia ły satelitarne pozwo­

liły również stwierdzić, że p r ze ci ę tn y zasię g pyłowych zaniec zy sz c ze ń przemysłowych wynos i od ok. 25 km (dla tzw. stożków propagacji) do ok.

40 km (dla smug dymowych), p r z y czym mak si m um stężeń w ys tępuje w o d l e g ł o ­ ści ok. 2 km od emitorów. W y ni k i te bardzo dobr ze zgadzaję się z p o mi a ra ­ mi naziemnymi i b ad aniami model ow ym i (Dworak i ln., w druku). Stożki p r o ­ pagacji pr ze słaniaj? p r z ec i ęt ni e obszar o po wierzchni 200 km , co stanowi ponad połowę p o wi er z c h n i A g l o m e r a c j i Krakowskiej. Zarejes tr ow a ny na z i m o ­ wych obrazach sa te l it ar ny c h opad pyłu na pok ry w ę śnieżn? zajmuje obszar rzędu 1 0 0 0 k m 2 . P o g l ę d o w o ś ć z d j ę ć i obrazów s a telitarnych pozwala również

246 3. Chwastek, T.Z. Dworak, 3. Czubak

na ich skuteczne w yk o rz ystanie w ekspertyzach i raportach dla c zy nników decyzyjnych (Dworak i Walczewski, 1985).

4. WNIOSKI

Z p r ze prowadzanych badań wynika, iż na ob szarze Górn eg o Ślęska (wyłę- czajęc GOP) utrzymuje się niemal stały poziom z a ni ec zy s zc ze ń pyłowych atmosfery, pr z y czym stężenia dr obnego pyłu dzi es ię c io kr ot n ie przekracza- ję NOS, podczas gdy opad pyłu u tr zymuje się z reguły poniżej d op us z cz al ­ nej normy. Utrz ym u ję ca się w tym rejonie sytuacja me t eo rologiczna (prze­

waga w i a t r ó w z seictora SW-NW), w y ni ki i nterpretacji obra zó w s a te litar­

nych i po mi ar ów naziemnych skłaniaj? do wniosku, że drob ny pył znad Gó r­

nego Ślęska i rejonu Morawskiej Ost r aw y migruje w kierunku Krakowa, przy czym głównymi trasami ro zprzestrzeniania się z a n i e cz ys z cz eń przemysłowych jest Rów Krzeszowicki, dolina W i s ł y i o bn iżenie p o d k a r p a d k i e , Jak to w y ­ nika z bezpośrednich p om ia r ó w z anieczyszczeń, przeprowad z an yc h przez nasz Instytut. Interpretacja obr az ó w sa telitarnych pozwala również poznać osobliwości ro z pr ze strzeniania się za n ie cz ys z cz eń a tm o sfery w rejonach w yż ynnych i górskich (o urozmaiconej orografii), co sprzyja rozwojowi badań .modelowych nad transportem zanieczyszczeń. Dane satel it a rn e okazały się zatem podstawę Informacji o źródłach i ch a rakterze oddział yw an ia za­

nieczyszczeń przemysł ow y ch na środowisko pr z yr o d n i c z e rejo nó w miejsko- -przemyełowych.

P rz ys z ło śc io w ym kieru nk ie m b adań nad stanem środowiska a t mo sf er y cz ne go powinny więc stać się metody k o mp le me n ta rn e wy k or z y s t u j ę c e dane pomiarów be zpośrednich (co w ymaga rozwoju sieci m onitoringu), in t er pr et a cj i obra­

z ów satelitarnych i obliczenia modelowe, dla których podst aw ow e znaczenie będzie również miała znajomość charak te ry st y k met e or ol og i cz ny ch danego

regionu. ,

L ITERATURA

[Y] Bielak A., Dworak TJZ. , Fe le ksy-Bielak M . , Kaszowski W.: Lidar Measu- reroents of Inversion Layer and Smoke Plumes. Arch. Ochr. Śród. nr 3-4, 1985.

[V] Ci ołkosz A., M a j ch e r I., S uj kowska W.: W y z n a c z a n i e z asięgów rozprze­

strzeniania się dymów przemys ło wy ch na po ds tawie zdjęć satelitarnych.

P raca IGiK, T. XXVIII, z. 1, 1981.

(Yj Czy cz ył o M., Dworak T . Z . : W y z n a c z a n i e zależ no ś ci masy opad aj ę cy ch py­

łów od odległ oś ci od emitora dla określ o ny ch d y s tr yb uc j i ro z miarów częstek. Prz. Geof. R. 28 (35), z. 2, 1983.

M Dworak T.Z. : Optlcal R e mo te Sens in g M e t h o d e for .the Investi ga ti on of A er os ol s in the A tm o sp h e r e (On the Example of the C r ac o w A g g l o m e r a ­

tion). Zesz y ty Nau ko w e AGH, seria Fizyka, z. 3, 1986.

Z doświadczeń określania. 247

[V]

Dworak T . Z . , W a l c z e w s k i 3. : Za st o s o w a n i e teledetekcji kosmicznej do określenia zani ec z ys zc ze n ia a t mo sf er y (na przyk ła d zi e Krakowa).

Prz. Geof. R. 30, (38), z. 1, 1985.

[V] Dworak T.Z., CJonak Z., Norwicz K. , T ym iń s k a - Z a w o r a K. s w druku. W y ­ brane przykłady w p ł y wó w prz em y sł ow yc h na środowisko prz yr od n ic ze w o ­ jewództwa krakowskiego. Z e sz yt y Nauk ow e AGH , seria S oz ologia i Sozo- technika.

[V] Duda 3., C h ró ściel S.: Ochrona powietrza atmosferycznego. Wyd. N a u ­ kowo-Techniczne, W a r s za wa 1974.

fs! Kozłowski S . : P rz yr o d n i c z e uwarunk ow a ni a gospodarki przestrzennej Polski. Ossolineum, W r o cł aw 1983.

[9] Hanecki A. : Ocena z a n i e c zy sz c ze ń powietrza at m os ferycznego pyłami przemysłowymi. Cz. II: Komunikat w s t ęp ny z badań mineralogicznych składu fazowego pyłów atmosferycznych. Kraków, Spraw, z Pos. Kom.

Nauk. PAN, O/Kraków, 1975.

[

10

] Mason P.O. , Sykes R.3. : On the Influence of T o p o g r a p h y on P l um e D is­

persal. Bounda ry -L ay e r Met. , 2_1 B o s to n 1981.

[ n ] Morawska-Horawska M. : Orograf ia a pio no w y rozkład ki e runków wiatru i rozprzestrzeniania się zaniec zy sz cz e ń p ow ietrza w Krakowie. Czło­

wiek i Środowisko, t. 2, nr 2, 1978.

[l2] Morawska-Horawska M. : C l ou di n es s and Sunshine in Cr a c Qw¡, 1961-1980, and Its Con te m po ra ry Tendencies. 3. Ciimat. , 5 , 1985.

[

13

"] Walczewski 3. : Some chara ct er i st ic s of industrial smokes propaga­

tion i n the S i l es ia n Region, Poland. Artif. Satel., t. 11, nr 3, 1976.

H 3 OIMTA onPS ftEttEH H H 3A r?H 3 H E H K fl ATM 0C4EPH 3 ÍIP0MHH1JIEHHHX PA^OHAX

P 6 3 D M e

C o o T O H H H e n p H p o A H o f i c p e ; ; t j b n o a b i t e H B j i K e T C i i p e 3 y j i b T a T 0 M A H H a M H ł e o K o i ł

H H A ycipnajin3am m a ypdaHH3anHH o ip a H U . Bo Bpewa a r a x npoixeccoB A o n y ąeu o

M H o r o M e T O A H ^ te c K H x h B o c n H T S T e j i B H i o t o h i h S o k .

C e r o A H a H a H Ó o J i e e K p H T t n t e c K o e s K o z o r O T e C K o e n o z o x e H H e H a ó z n A a e T C H b T p e x B o e B O A O T B a j c I I o z b E H . Ks t o b h i í k o m, K p a K O B C K O M H B e z b C K o Ó H z b C K O M . B p a d o r e n p H — b o a h t c h A H C K y c C H H Hafl n o z o x e H H e M B B e p x H e c H z e 3 0 K 0 M n p o M i u n j i e H H O M o K p y r e h K p a K O B C K o f i a r z o M e p a i x H H , K O T o p a z H a x o A H T C H n o A C H J i b H e ñ o z M b j i h h h he M n p o M K - m j i e H H H X 8 M M H C C Z H H H M M H O e H , l i p O H C X O A H ¡ m C t K a K H 3 M e O T H K X , T a K H H 3 C O C e A H H X 3 a B 0 A 0 B . U H O K y O C H H H J I J t B C T p u p y e T C H n p H M e p a M H ' H C O A e A O B a H H S C O C T O H H H H . a T M O - c$epfci, n p o z a B o A H M H x b H H c m T y T e $ o p M z p o B a H z a a o x p a H H B p e A H r o p H o - M e T a z j i y p - r i m e o K o a a i c a A e M H B b K p a x o B e ,

248 3. Chwastek, T.Z. Dworak, 3. Czubak

FROM THE EXPERIENCE OF AIR PO L LUTION EVALUA TI ON IN INDUSTRIAL REGIONS

S u m m a r y

The quality of environment in Po land is the result of dynamic indu­

strialization and u rb an ization of our country. Man y m ethodical and e du­

cational mistakes have been made in the past.

Recently, in Katowice, Cracow and Bie ls ko - Bi ał a v o iv od sh i ps most se­

rious ecological problems in Po land have been found. The situation in the High Si lesian Industrial Region and the C racow A g g l o m e r a t i o n is dis­

cussed. T hese regions are under the strongest influence of industrial emmission and immission from local as well as neighbouring factories.

The discussion is illustrated by the examples of air p ol lution investi­

gations carriet out by Institut of Envi ro n me nt al Forming and Protection of u niversity of M in in g and M e t a l l u r g y in Cracow.