Raporty zanieczyszczeń

Ładunki krytyczne

Ładunki krytyczne (ang. Critical Loads, CL) określają ładunek zanieczyszczeń, jaki może być tolerowany przez ekosystem. Ładunki krytyczne są stosowane do analizowania efektywności zarządzania jakością powietrza. Główny cel to określenie potencjalnego zagrożenia ekosystemów ze względu na eutrofizacjujący lub zakwaszający ładunek zanieczyszczeń, wnoszony do ekosystemu. Kompleksowe ujęcie projekcji klimatu, depozycji zanieczyszczeń oraz ładunków krytycznych w obszarze pogranicznym Polski i Saksonii stanowi nowe ujęcie w ocenie ryzyka i pozwala na ocenę efektywności ochrony ekosystemów. Raport „Określenie ładunków krytycznych dla różnych ekosystemów w odniesieniu do zmian klimatu i depozycji zanieczyszczeń w regionie granicznym Polski i Saksonii” prezentuje szczegółowe wyniki prac i przedstawia aktualnie i przyszłe ładunki krytyczne i  ich przekroczenia. Dla określenia ładunków krytycznych wykorzystano bazę danych CORINE 2006, informację o lokalizacji obszarów sieci NATURA 2000, mapy glebowe (EDPS) oraz informacje o depozycji zanieczyszczeń i klimacie przygotowane w ramach tego projektu.

Zagrożenie ekosystemów wynikające z depozycji substancji zakwaszającej jest niewielkie, dużym problemem jest depozycja związków eutrofizujących. Obliczenia ładunków krytycznych, przeprowadzone dla różnych scenariuszy zmian klimatu, pokazują, że zmiany klimatu w większym stopniu wpłyną na ochronę ekosystemów przed eutrofizacją niż zakwaszeniem. Przyczyną tego jest odmienny wpływ zależnych od klimatu czynników uwzględnionych w równaniu bilansu masy dla zakwaszenia. W przypadku eutrofizacji, wszystkie uwzględnione elementy klimatu sprzyjają wzrostowi zagrożenia ekosystemów na eutrofizację.

Podsumowując, uzyskane wyniki wskazują na kompensację ryzyka eutrofizacji wynikającego z depozycji i zmian klimatu. Zmniejszanie depozycji sprzyja ochronie ekosystemów przed eutrofizacją. Z drugiej strony ładunki krytyczne ulegają zmniejszeniu ze względu na wzrost temperatury i zmniejszenie sum opadu atmosferycznego. Dotyczy to szczególnie scenariusza RCP8.5 (symulacja 1).

Podsumowując, pozytywny wpływ redukcji emisji i depozycji jedynie częściowo pozwala na skuteczną ochronę ekosystemów. Wpływ ten jest kompensowany przez zwiększoną wrażliwość ekosystemów wynikającą ze zmian klimatu. Te zmiany powinny być brane pod uwagę przy przygotowywaniu przyszłych strategii ochrony powietrza.

bld_KLAPS Fachbeiträge Schadstoffe_Bildergalerie Critical Load PL

Ładunki krytyczne tolerowane przez ekosystemy ze względu na eutrofizację (na podstawie klimatu 1971-2000)
(© Öko-Data)

Galerie einblenden Galerie ausblenden

Ozone (TU Dresden)

Jednym z celów projektu jest analiza zanieczyszczenia ozonem w kontekście elementów klimatu. W ramach tego zadania przeanalizowano szeregi czasowe danych meteorologicznych i pomiarów stężeń ozonu. Dysponowano danymi godzinowymi dla 14 stacji: sześciu z Saksonii, pięciu z Brandenburgii i trzema z Polski. Jedna stacja (Dresden-Nord) jest stacją mierzącą stężenia blisko ruchliwej drogi, trzy mierzą stężenia w obszarach przemysłowych (Eisenhüttenstadt), osiem stacji reprezentuje tło miejskie, a cztery to stacje tła pozamiejskiego.
Z przeprowadzonej analizy wynika, że najniższe stężenia ozonu mierzone są na stacji Zinnwald, a najwyższe na stacji Dresden-Nord. W okresie od kwietnia do sierpnia występują najwyższe stężenia na wszystkich stacjach. Niższe stężenia są charakterystyczne dla zimy.

Na stacji Dresden-Nord obserwowane są wyraźne cykle dobowe i tygodniowe stężeń. Stacja jest pod wpływem wysokiej emisji prekursorów ozony (węglowodorów i lotnych związków organicznych (VOC), tlenku węgla (CO) i tlenków azotu (NOx)), które, w wyniku reakcji chemicznych w atmosferze, przyczyniają się do powstania ozonu. Wraz z odległością stacji pomiarowej od źródła emitującego prekursory cykle dobowe i tygodniowe stężeń stają się mniej wyraźne.

Obok emisji prekursorów, czynniki meteorologiczne są kluczowe dla interpretacji zmian stężenia ozonu. Wpływają one na jego zmienność czasową, przebieg reakcji chemicznych w atmosferze oraz na transport zanieczyszczeń. W obszarze KLAPS, na podstawie dostępnych pomiarów, stwierdzono silną korelację stężeń ozonu z wilgotnością względną oraz całkowitym promieniowaniem słonecznym.

Zmiany klimatu będą miały wpływ także na zanieczyszczenie powietrza ozonem. Wynika to ze zmian nie tylko czynników meteorologicznych, ale także ze zmian emisji prekursorów. Źródła naukowe wskazują na możliwe zwiększenie stężeń w miesiącach letnich, szczególnie w pobliżu obszarów zurbanizowanych. Wzrost temperatury powietrza oraz dopływu całkowitego promieniowania słonecznego będą sprzyjać wyższym stężeniom ozonu, szczególnie w obszarach z dużą emisją i stężeniami prekursorów. Wielkości progowe dla ozonu, wynoszące 120 ug/m3 (dobowe maksimum średnich ośmiogodzinnych) zostały przekroczone na wielu stacjach w obszarze projektu KLAPS w ostatnich latach, szczególnie podczas ciepłych i gorących dni. Biorąc pod uwagę tendencję zmian klimatu, spodziewane jest zwiększenie częstości przekroczenia wielkości progowej. Z drugiej strony, malejące stężenia tlenków azotu będą sprzyjały ograniczeniu zanieczyszczenia ozonem.

Analiza dobowych stężeń ozonu w zależności od sytuacji pogodowej wskazuje, że najwyższe stężenia są obserwowane w lecie podczas napływu mas powietrza z południa. Ma to związek z obserwowanymi wówczas wysokimi temperaturami. W szczególności dotyczy to adwekcji z kierunku południowo-wschodniego, dla którego charakterystyczne są maksima absolutne. Ten kierunek adwekcji sprzyja występowaniu niskiej wilgotności i bezchmurnego nieba, co sprzyja reakcją chemicznym tworzącym ozon. Warunki pogodowe związane z układami wysokiego ciśnienia sprzyjają występowaniu przekroczeń wielkości dopuszczalnych dla ozonu. Modele klimatu wskazują na zwiększanie częstości występowania takich sytuacji pogodowych w przyszłości.

Wspólna analiza dotycząca zmian klimatu i emisji zanieczyszczeń jest bardzo istotna. Emisja jest elementem kluczowym dla powstania wysokich stężeń ozonu w atmosferze. W tym kontekście rola współpracy międzynarodowej w redukcji emisji rośnie w porównaniu z zabiegami na poziomie regionalnym i lokalnym. Dalszy wzrost globalnego stężenia metanu, a w konsekwencji stężeń ozonu może zmniejszyć znaczenie dotychczasowych skutecznych działań zmniejszających emisję tlenków azotu i lotnych związków organicznych.

bld_KLAPS Fachbeiträge Schadstoffe_Bildergalerie Ozon pl

Roczny przebieg dobowych maksymalnych stężeń ozonu (8-godzinne średnie) dla stacji Drezno, zlokalizowanej blisko drogi
(© TU Dresden)

Galerie einblenden Galerie ausblenden