Rola pyłu w procesie zakwaszania opadów atmosferycznych

Rola pyłu w procesie zakwaszania opadów atmosferycznych
Autorzy: mgr Bronisława Dyduch, dr hab. inŜ.
mgr inŜ. Ewa Strzelecka-Jastrząb, mgr inŜ. Marian Cenowski
Stanisław
Hławiczka,
Celem pracy było określenie znaczenia pyłu zawieszonego w procesie zakwaszenia opadów
atmosferycznych oraz wzajemnej zaleŜności jonów poszczególnych zanieczyszczeń występujących
w opadzie atmosferycznym i w pyle zawieszonym. W ramach pracy wykonane zostały pomiary opadu
2+
deszczu i stęŜeń pyłu zawieszonego PM10 wraz z ich analizą chemiczną na zawartość jonów Ca ,
2+
+
+
+
2Mg , Na , K , NH4 , CO3 . W określeniu przyczyn wzrostu zakwaszenia opadów uwzględnione
zostały takŜe wartości pH oraz stęŜenia SO2, NO2 i pyłu zawieszonego PM10. Z przeprowadzonej
analizy danych, uzyskanych w stacji na terenie IETU wynika, Ŝe w latach 1989-2007 odnotowano
3
spadek stęŜeń SO2, NO2 i pyłu zawieszonego. W odniesieniu do normy SO2 (20 µg/m ) przekroczenie
dopuszczalnego poziomu wystąpiło w całym okresie pomiarowym, za wyjątkiem 2007 roku. NajwyŜsze
wartości stęŜeń NO2 odnotowano w latach 1989-1995, kiedy to był przekraczany dopuszczalny
3
średnioroczny poziom (40 µg/m ). Od 1996 roku nie stwierdzono juŜ przekroczeń dopuszczalnego
stęŜenia NO2. W latach 1989–2007 stęŜenia pyłu zawieszonego wykazywały stałą tendencję
malejącą. Jednak średnioroczne dopuszczalne stęŜenie pyłu zawieszonego PM10 było przekraczane
w latach 1989-1994 oraz 2000-2007. Badając zaleŜności pH opadów z pyłem, SO2 i NO2 stwierdzono,
Ŝe największy wpływ na zakwaszenie miał pył (R=0,87). Analiza wartości pH opadu wskazuje, Ŝe do
1990 roku na badanym obszarze nie wystąpił problem kwaśnych deszczy. Wartości pH mieściły się w
zakresie odczynu naturalnego pH 5,6. W latach 1991-1997 roku odnotowano spadek wartości pH w
kierunku kwaśnych odczynów. Występujące w tamtym okresie opady moŜna więc było uznać za
kwaśne. Jednak od 1998 roku, odnotowuje się nieznaczny, ale systematyczny wzrost wartości pH.
MoŜe to świadczyć o zahamowaniu niekorzystnej tendencji zakwaszania opadów. Analizując przebieg
+
22+
2+
+
+
zmienności stęŜeń jonów NH4 , SO4 , NO3 , Cl oraz Ca , Mg , Na , K w opadzie atmosferycznym
stwierdzono, Ŝe we wszystkich przypadkach odnotowano tendencję malejącą. NajwyŜszą depozycję
2+
2+
zanotowano dla jonów SO4 , NH4 i Ca . Bilans jonowy, określony jako stosunek sumy kationów do
sumy anionów wyniósł 0,99. Najbardziej istotną rolę w alkalizującym wpływie na odczyn opadów
odgrywa obecność w pyle związków Ca, Mg, Na i K. Największa zaleŜność występuje pomiędzy pH
2+
2+
opadu a stęŜeniem jonu Ca i Mg . Z porównania przebiegu dobowych stęŜeń metali alkalicznych w
opadzie deszczu i pyle PM10 wynika, Ŝe najwyŜsze stęŜenia występują w przypadku jonu
wapniowego zarówno w opadzie jak i w pyle PM10. Wartości stęŜeń pozostałych metali są niŜsze i na
porównywalnym poziomie. W celu określenia zaleŜności pomiędzy zawartością badanych metali w
pyle i opadzie deszczu obliczone zostały współczynniki korelacji. Okazało się, Ŝe istnieje zaleŜność
pomiędzy zmiennościami tych zanieczyszczeń w pyle PM10 i opadzie deszczu. Największe
współczynniki korelacji uzyskano dla jonu wapniowego (R=0,66) i magnezowego (R=0,59). Wyniki
pracy poszerzają wiedzę na temat ochrony powietrza atmosferycznego, chemizmu opadów
atmosferycznych, w szczególności procesów ich zakwaszania.
Realizowany temat jest rozpoznaniem przyszłych moŜliwości rozwinięcia tematyki badawczej
związanej z bardziej szczegółowym poznaniem przyczyn tworzenia się kwaśnych opadów oraz analizę
zjawisk interakcji zanieczyszczeń w powietrzu, w tym ewentualnego uczestnictwa w Akcji COST 633
pod tytułem „Particulate matter: Properties related to health effects”.
Publikacja: B. Dyduch, S. Hławiczka „Ocena zmian jakości powietrza atmosferycznego centralnej
części Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego”, czasopismo - Ochrona Powietrza i Problemy
Odpadów.
Dodatkowych informacji udziela
mgr Bronisława Dyduch
e-mail: [email protected]