Klimat miasta

Wiadomości podstawowe

Co to jest zanieczyszczenie powietrza?

Zanieczyszczenie powietrza to gazy oraz aerozole (czyli cząstki stałe i ciekłe unoszące się w powietrzu), które zmieniają naturalny skład powietrza atmosferycznego. Mogą one być szkodliwe dla zdrowia ludzi, zwierząt i roślin, a także niekorzystnie wpływać na glebę, wody i inne elementy środowiska przyrodniczego.

Czyste powietrze składa się z gazów, które występują w nim w sposób naturalny. Tlen i azot stanowią 99% suchego powietrza, zaś pozostałe 1% przypada na argon, dwutlenek węgla, hel i inne gazy śladowe. Ponadto powietrze zawiera parę wodną, od 0,1% w suchym, zimnym powietrzu do nawet 4% objętości w powietrzu wilgotnym i gorącym. Czyste powietrze nie zawiera ani szkodliwych ilości gazów je stanowiących, ani też innych, szkodliwych substancji, które niekorzystnie wpływają na organizmy żywe. Niektóre składniki czystego powietrza, np. dwutlenek węgla, mogą bowiem być szkodliwe jeśli ich koncentracja (czyli zawartość w powietrzu) wzrośnie znacznie powyżej naturalnego poziomu. Więcej na temat składu powietrza w części "Troposfera: skład".

Zanieczyszczenie powietrza pochodzi z dwu głównych grup źródeł.  Naturalne zanieczyszczenia powietrza pochodzą z wybuchów wulkanów, pożarów lasów, ale są to także drobinki soli z rozbryzgów wody morskiej, pył kosmiczny i pyłki roślin oraz inne substancje pochodzące z naturalnych źródeł, np. bagien. Zanieczyszczenia te pojawiały się w atmosferze prawie od początku jej istnienia i nie wywoływały większych szkód w środowisku naturalnym. 

Zanieczyszczenia powietrza spowodowane przez działalność ludzi, czyli antropogeniczne, pochodzą z wielu źródeł. Są to np. dymy z kominów domów i fabryk, spaliny samochodowe, rolnictwo, spalanie węgla, ropy i gazu w elektrociepłowniach, górnictwo czy składowanie odpadów. Często te dodatkowe zanieczyszczenia osiągają wysokie, szkodliwe koncentracje w danym miejscu czy regionie.  

Ze względu na typ substancji, zanieczyszczenie powietrza można podzielić na dwie zasadnicze grupy. Gazy pochodzą przede wszystkim ze spalania paliw kopalnych. Zanieczyszczenia gazowe, które wpływają na atmosferę w skali globalnej to dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4) i tlenki azotu (np. podtlenek azotu N2O). Freony (czyli chlorofluorowęglowodory, CFC) nie są już emitowane, bo ich produkcja jest zabroniona, ale te, które już dostały się do atmosfery wciąż wywieraja wpływ na klimat. Wszystkie te gazy nazywamy gazami cieplarnianymi ponieważ są odpowiedzialne za globalne ocieplenie, powodowane zarówno przez działalność człowieka, jak też procesy naturalne.  

Główne zanieczyszczenia gazowe powietrza w skali regionalnej i lokalnej to tlenki azotu (NOx), dwutlenek siarki (SO2), tlenek wegla (CO) oraz wiele różnych węglowodorów (tzw. lotne związki organiczne). Wszystkie one dostają się do atmosfery głównie podczas spalania  paliw kopalnych, z wyjątkiem lotnych związków organicznych, które są dostarczane do atmosfery przede wszystkim ze źródeł naturalnych. Zagrożenie dla zdrowia człowieka i środowiska przyrodniczego jest szczególnie duże, gdy dwa lub więcej z tych gazów występują w powietrzu równocześnie, w dużych stężeniach. Zarówno gazy cieplarniane jak też gazy oddziałujace w skali lokalnej to przykłady zanieczyszczeń pierwotnych, które pochodzą ze źródeł znajdujących się na powierzchni ziemi.

Zanieczyszczenia gazowe o zasięgu regionalnym mogą wchodzić w reakcje chemiczne zachodzące w atmosferze, mogą reagować między sobą. Gdy odbywa się to w obecności światła słonecznego, w wysokiej temperaturze, a czasem także przy wysokiej wilgotności powietrza to mogą się utworzyć zanieczyszczenia wtórne oraz smog fotochemiczny. Smog jest podstawowym problemem dotyczącym jakości powietrza w większości dużych miast na świecie. Głównym jego składnikiem jest ozon (O3), który przy wysokim stężeniu może powodować problemy z oddychaniem i pieczenie oczu. Ozon w powietrzu miejskim jest więc zagrożeniem, natomiast działanie ozonu znajdującego się w stratosferze jest dla nas bardzo korzystne, ponieważ pochłania on tam szkodliwe promieniowanie nadfioletowe (ultrafioletowe) docierające ze Słońca. Dowiedz się więcej o smogu fotochemicznym (pole tematyczne "Troposfera")!

Drugim zasadniczym rodzajem zanieczyszczeń są aerozole; są to maleńkie cząstki różnych substancji w stanie stałym lub ciekłym, unoszące się w powietrzu. Aerozole o najmniejszych średnicach stanowią bardzo duże zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Dostają się do atmosfery z tych samych źródeł co gazy i również mogą powstawać w atmosferze wskutek zachodzących tam reakcji chemicznych. Zimą w wielu miejscowościach, zwłaszcza w krajach ubogich, ludzie palą drewnem w piecach aby ogrzać mieszkania. Dym powstający ze spalania drewna zawiera dużo cząstek stałych i może zalegać nad danym obszarem tworząc szkodliwą jakby mgłę. Większe cząstki osiadając powodują powstawanie plam na powierzchni, której dotkną. Mogą one też zaburzać rozwój roślin osiadając na ich liściach. Dowiedz się więcej o aerozolach i ich pochodzeniu (Pole tematyczne: Chmury i aerozole).

Jeszcze dwieście lat temu zanieczyszczenia powietrza pochodziły głównie ze źródeł naturalnych. Gwałtowny rozwój przemysłu po roku 1850, oparty na energii ze spalania węgla i ropy naftowej, stworzył wiele nowych antropogenicznych źródeł. Zanieczyszczenie powietrza jest głównym problemem dotyczącym środowiska naturalnego w wielu rejonach świata. Jeśli nie podejmiemy odpowiednich środków zaradczych to problem ten będzie coraz poważniejszy. 

Rycina poniżej prezentuje różne kryteria podziału zanieczyszczeń powietrza. Kolory w tekście odpowiadają kolorom na rycinie. 

6. Podział zanieczyszczeń powietrza.
Kolory na rycinie odpowiadają kolorom w tekście, gdzie odpowiednie kryteria podziału są objaśnione.
Autorzy: Anita Bokwa, Michael Seesing, Paweł Jezioro

Naturalne zanieczyszczenie powietrza można podzielić na:
- nieorganiczne, np. pyły i gazy z erupcji wulkanicznych, cząstki soli z wody morskiej, pył, który dostaje się do atmosfery...