Zanieczyszczenia mogą trafiać do powietrza ze źródeł naturalnych (np. wybuchy wulkanów, pożary lasów), ale tym kluczowym czynnikiem odpowiedzialnym za zmiany jakości powietrza są działania człowieka. Wśród najważniejszych źródeł emisji antropogenicznych (powodowanych przez działalność człowieka), wpływających na jakość powietrza zarówno w skali lokalnej, regionalnej, jak i w ogólnoświatowej, należy wymienić przede wszystkim:
- Spalanie paliw w sektorze produkcji i dystrybucji energii;
- Spalanie paliw w tzw. źródłach komunalno-bytowych (głównie gospodarstw domowe)
- Procesy produkcyjne/przemysłowe;
- Transport, w szczególności drogowy, na którym skupiona będzie uwaga w tym materiale.
Najbardziej charakterystycznym zanieczyszczeniem dla emisji pochodzących z transportu drogowego są tlenki azotu (NOx). Udział transportu zaznacza się również w przypadku innych zanieczyszczeń powietrza, jak tlenek węgla, pyły PM10i PM2,5(ale także drobniejsze pyły, które nie są przedmiotem stałego monitoringu), niemetanowe lotne związki organiczne (NMLZO), czy niektóre metale. Udział transportu w kształtowaniu jakości powietrza jest jednak różny w zależności od lokalizacji. W największym stopniu emisja tzw. zanieczyszczeń komunikacyjnych, a tym samym również największy wpływ transportu na jakość powietrza zaznacza się w dużych miastach, gdzie szczególnie znaczące jest natężenie ruchu drogowego. Lokalnie problem może również występować poza miastami, szczególnie w bezpośrednim sąsiedztwie ruchliwych tras komunikacyjnych, a zwłaszcza tak, gdzie zaznacza się znaczący udział ruchu ciężkiego (autostrady, drogi ekspresowe, obwodnice miejskie).
Warto mieć na uwadze, że powietrze zanieczyszczone tlenkami azotu, cechuje się negatywnym oddziaływaniem na zdrowie człowieka, a w szczególności na jego układ oddechowy. Szczególnie należy tu zwrócić uwagę na ditlenek azotu (NO2), który jest monitorowany, jako charakterystyczne zanieczyszczenie komunikacyjne, odgrywające również kluczową rolę w kształtowaniu się zjawiska tzw. smogu fotochemicznego (zwanego inaczej letnim, bądź kalifornijskim). Oddychanie powietrzem zawierającym NO2może wpływać drażniąco na drogi oddechowe i powodować zaostrzenia istniejących chorób układu oddechowego, w szczególności u dzieci i osób chorujących na astmę oskrzelową. Wpływa niekorzystnie również na funkcje obronne płuc, mogąc sprzyjać zwiększonemu ryzyku rozwoju stanów zapalnych oraz większej podatności na infekcje bakteryjne i wirusowe dróg oddechowych.
Według najnowszych dostępnych danych Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) całkowita emisja tlenków azotu w Polsce w 2018 roku wyniosła 762 tysiące ton, co stanowiło ok. 10,5% emisji NOxz obszaru całej Unii Europejskiej (wynoszącej niemal 7,3 miliona ton). W ogólnym bilansie emisji NOxw Polsce udział transport drogowego był na poziomie 38,7%, co stanowiło zbliżoną wartość do łącznego udziału dwóch kolejnych rodzajów źródeł: zaopatrzenia w energię (21,0%) i rolnictwa (20,7%). Dla porównania, średni udział transportu w emisji tlenków azotu na terenie UE wyniósł wówczas 46,8%, co stanowiło udział zbliżony do łącznego udziału sektorów zaopatrzenia w energię, przemysłu i rolnictwa.
Warto jednak zwrócić uwagę na różnice w tendencji zmian skali emisji NOxw Polsce na tle całej Wspólnoty Europejskiej. Wśród obecnych krajów członkowskich, począwszy od lat 90-tych XX wieku, obserwowany jest systematyczny spadek emisji tlenków azotu w całej gospodarce i sektorze transportu drogowego (w porównaniu do roku 1990 emisja NOxw roku 2018 spadła odpowiednio o 59,7% i 60,1%). W Polsce natomiast w tym samym czasie spadek emisji NOxw gospodarce narodowej była znacznie mniejszy i wyniósł nieco ponad 29%, zaś w przypadku transportu drogowego, obserwowano wyraźne wahania tej emisji, zaś w porównaniu sytuacji z roku 2018 do 1990 zanotowano wzrost o ponad 34% (szczególnie widoczny w ostatnich kilku latach). Sytuacja ta jest najpewniej powiązana z sukcesywnym wzrostem liczby pojazdów, które rejestruje się rokrocznie w Polsce, szczególnie po wstąpieniu Polski do struktur Unii Europejskiej. Obecnie (według danych GUS na koniec 2019 roku) zarejestrowanych jest w Polsce niemal 32 miliony pojazdów (z czego 76% to samochody osobowe), co w porównaniu z nieco ponad 9 milionami pojazdów zarejestrowanych w Polsce w 1990 roku stanowi ponad 3,5-krotny wzrost.
Obok danych dotyczących liczby zarejestrowanych pojazdów czy emisji zanieczyszczeń do powietrza powodowanych przez środki transportu, miarą skali problemu są również wyniki pomiarów prowadzonych w stacjach monitoringu jakości powietrza. Pewnym ograniczeniem jest jednak mała liczba tzw. stacji komunikacyjnych, lokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie dróg w celu oceny wpływu ruchu drogowego na jakość powietrza. W Polsce działa niemal 150 stacji pomiarowych, w których prowadzone są automatyczne pomiary stężeń NO2, jednak jedynie 18 (12%) z nich to stacje komunikacyjne. W jeszcze mniejszej liczbie tych stacji prowadzone są pomiary stężeń pyłu PM10,PM2,5, czy benzenu. Sytuacja ta utrudnia zatem realną ocenę wpływu transportu drogowego na kształtowanie jakości powietrza w miastach. Spośród tych miast, w których monitorowane jest stężenie NO2w stacjach komunikacyjnych, w 4 z nich (Katowice, Kraków, Warszawa, Wrocław) regularnie rejestruje się przekroczenia dopuszczalnego średniorocznego stężenia ditlenku azotu, a relatywnie wysokie stężenia notowane są również w pozostałych stacjach komunikacyjnych w kraju. W stacjach komunikacyjnych rejestrowane są również zwykle jedne z najwyższych stężeń pyłów PM10i PM2,5spośród wszystkich stacji monitoringu w Polsce. Można zatem przypuszczać, że również w innych miastach, w których stacje monitoringu jakości powietrza zostałyby zlokalizowane w sąsiedztwie ruchliwych dróg, występowałyby wysokie stężenia zanieczyszczeń, także przekraczające stężenia dopuszczalne.
Warto również mieć na uwadze, że stężenia zanieczyszczeń notowane w powietrzu zewnętrznym mogą mieć zauważalny wpływ także na jakość powietrza wewnątrz kabiny pojazdu. Powietrze trafia do wnętrza pojazdu przez system wentylacyjny i o ile nie jest on wyposażony w zaawansowane urządzenia do oczyszczania i kondycjonowania tego powietrza, to wraz z nim do kabiny pojazdu wnikają również zanieczyszczenia zewnętrzne. Problem ten najsilniej obserwowany jest w warunkach zatorów komunikacyjnych i generalnie podczas podróżowania zatłoczonymi ulicami miejskimi. Niska prędkość pojazdu, ciągłe ruszanie i hamowanie sprzyjają podwyższonej emisji zanieczyszczeń z samochodów. Zatem do systemów wentylacyjnych pojazdów może trafiać mieszanina, która niemal bezpośrednio pochodzi z układów wydechowych innych pojazdów. To z kolei powoduje, że zanieczyszczenia powietrza trafiają do wnętrz pojazdów w wyższych stężeniach, aniżeli te, które może zanotować pobliska nawet stacja monitoringu jakości powietrza. Jak wykazano to bowiem w różnych badaniach, stężenia zanieczyszczeń w osi drogi potrafią być kilkukrotnie wyższe, aniżeli te rejestrowane na jej poboczu. Co więcej, zanieczyszczenia łatwiej trafiają do wnętrza pojazdu, aniżeli są z niego usuwane, co sprzyja kumulacji szkodliwych dla zdrowia substancji i zwiększonemu narażeniu osób podróżujących. Taka sytuacja powoduje, że osoby regularnie podróżujące w warunkach zatorów komunikacyjnych, mimo relatywnie krótkiego czasu w ciągu doby, jaki spędzają w samochodzie, mogą w tym czasie przyjmować istotną część dobowej dawki zanieczyszczeń.
Mając na uwadze, że rozbudowa systemu Państwowego Monitoringu Środowiska (PMŚ) jest procesem długotrwałym i kosztownym, jak również, że nie jest możliwe rozwinięcie tego systemu w taki sposób, aby stacje komunikacyjne obejmowały istotną część, nawet tych najbardziej ruchliwych ciągów komunikacyjnych, wydaje się, że swego rodzaju konsensusem pomiędzy oczekiwaniami, a możliwościami, jest rozwój systemów pomiarowych opartych na tzw. urządzeniach niskokosztowych. Rozwiązania te nie zapewniają co prawda takiej jakości pomiaru, jaki uzyskuje się w profesjonalnych stacjach monitoringu, wykorzystują bowiem niereferencyjne, uproszczone metody pomiarowe. Jednak dzięki znacznie niższemu kosztowi zakupu i eksploatacji możliwe jest zlokalizowanie większej liczby tego typu urządzeń np. na terenie miasta. Oczywiście podstawowym punktem odniesienia pozostają stacje monitoringu funkcjonujące w ramach PMŚ, a stacje niereferencyjne powinny być regularnie sprawdzane i kalibrowane w odniesieniu do pomiarów prowadzonych w sieci PMŚ. Dzięki temu w miastach, w których nie funkcjonują obecnie stacje komunikacyjne, możliwe byłoby rejestrowanie stężeń zanieczyszczeń typowych dla ruchu drogowego i w związku z tym określenie na ile ruch drogowym wpływa na kształtowanie jakości powietrza w otoczeniu. Także i w tych miejscowościach, w których funkcjonują już stacje komunikacyjne w ramach PMŚ, uzupełnienie pomiarów o pomiary niereferencyjne mogłoby przyczynić się do zwiększenia poziomu wiedzy na temat skali oddziaływania zanieczyszczeń powietrza na środowisko miejskie i ekspozycję mieszkańców.
Co prawda pod względem najwyższych stężeń ditlenku azotu w powietrzu Polska nie zajmuje czołowych pozycji, w odróżnieniu od sytuacji w zakresie pyłów zawieszonych, czy benzo(a)pirenu, jednak nie oznacza to, że problem wpływu transportu na jakość powietrza i zdrowie ludzi jest nieistotny. Wręcz przeciwnie. Jak już wspomniano, problem emisji ze źródeł transportowych zaczyna narastać i wydaje się, że obecnie należy podejmować kluczowe decyzje dotyczące ograniczenia presji transportu na środowisko, zwłaszcza w miastach. W przeciwnym razie problem będzie się nasilać i za kilka lat trzeba będzie skupić uwagę głównie na ograniczaniu skutków, aniżeli na minimalizacji przyczyn niekorzystnego wpływu transportu na środowisko. Niezbędne wydaje się zatem być rozwijanie systemów monitorowania jakości powietrza, w tym także za pomocą wspomnianych urządzeń niskokosztowych, aby w miarę precyzyjnie identyfikować miejsca, gdzie presja transportu jest największa.
Konieczne jest stopniowe wprowadzanie ograniczeń, zwłaszcza dla indywidualnego ruchu samochodowego, w szczególności do centralnych części miast. Do rozważenia pozostaje kwestia, czy ograniczenia te powinny dotyczyć całego ruchu indywidualnego, czy jedynie tych rodzajów pojazdów, które w największym stopniu przyczyniają się do emisji zanieczyszczeń. Wśród innych działań demotywujących przyjazdy do stref śródmiejskich, zwłaszcza w dużych miastach, powinny być zmiany w polityce parkingowej, w tym w szczególności ograniczanie liczby miejsc do parkowania i różnicowanie opłat za parkowanie w taki sposób, aby w centrach miast były one wyższe niż w dzielnicach peryferyjnych. Oczywiście ograniczenia nie mogą być wprowadzane bez innych działań towarzyszących, które pozwolą na utrzymanie możliwości sprawnego, bezpiecznego i względnie komfortowego podróżowania do stref śródmiejskich. W tym celu niezbędne staje się po pierwsze bezwzględne uprzywilejowanie transportu publicznego, jak również dalszy rozwój systemów komunikacji zbiorowej, opartej również na wykorzystaniu napędów alternatywnych (pojazdy elektryczne, hybrydowe, z napędem na gaz ziemny, czy wodór). Ważnym elementem wspierającym te działania są inwestycje w rozwój i udoskonalanie sieci parkingów typu Park&Ride(także ze strefami Bike&Ride), lokalizowanych w pobliżu węzłów komunikacyjnych, aby kierowcy docierający z odległych stref miejskich lub innych miejscowości mieli możliwość bezpiecznego pozostawienia swoich pojazdów na obrzeżach miast i dalsze podróżowanie pojazdami komunikacji publicznej. Uzupełnieniem tych działań powinno być wspieranie transportu rowerowego oraz innych form transportu opartych na tzw. urządzeniach transportu osobistego, także zasilanych energią elektryczną.
Autor tekstu: dr hab. inż. Arut Badyda, Politechnika Warszawska