|
9.
|
Poziom koncentracji NO2 i SO2 w powietrzu na terenach leśnych na SPO MI
Anna Kowalska
Zakwaszanie i eutrofizacja prowadzące do destabilizacji ekosystemów są skutkiem szkodliwego działania zanieczyszczeń powietrza na lasy. Według prognoz opartych na modelach emisji EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme) szacuje się, że do 2020 roku zagrożenie ekosystemów leśnych zakwaszaniem znacząco zmaleje, jeśli nastąpi pełne wdrożenie ustaleń zrewidowanego Protokołu z Göteborga. Przekroczenia ładunków krytycznych będą występować jedynie na 2-4% powierzchni ekosystemów Europy, ogniskując się m.in. na terenach Polski, gdzie będzie obejmować niemal jedną czwartą powierzchni ekosystemów. Eutrofizacja stanowić będzie nadal poważne zagrożenie, a przekroczenia ładunków krytycznych będą dotyczyć do 2020 roku ponad połowy powierzchni ekosystemów Europy, powodując zmiany bioróżnorodności. W Polsce w tym okresie zagrożenie eutrofizacją będzie obejmować ponad 60% powierzchni ekosystemów (Slootweg i in., 2014).
Główne składniki gazowe powietrza, odpowiedzialne za wymienione procesy to dwutlenek siarki i związki azotu. Są one emitowane do atmosfery z różnych źródeł, lecz uważa się, że emisje naturalne (wybuchy wulkaniczne, rozkład biomasy, pożary, wyładowania atmosferyczne) dostarczają zaledwie ułamka ilości SO2 i tlenków azotu (NOx) w porównaniu z aktywnością człowieka (Colvile, 2004).
Dwutlenek siarki
W przeciwieństwie do roku 2013, w roku 2014 poziom średnich rocznych stężeń na powierzchniach SPO MI był stosunkowo mało zróżnicowany. Jak wykazały wielokrotne porównania, pomiędzy powierzchniami monitoringu intensywnego nie wystąpiły istotne różnice (test Kruskala-Wallisa: H [11, N= 142] = 22,05; p=0,024).
Najniższe średnie roczne stężenia dwutlenku siarki (poniżej 2 μg.m-3) występowały, na powierzchniach północnej i wschodniej Polski (Strzałowo, Białowieża, Suwałki,), niskie (do 2,5 μg.m-3) – w Gdańsku, Chojnowie i Piwnicznej. Na powierzchniach położonych w Nadleśnictwach: Szklarska Poręba, Bircza, Krucz i Krotoszyn średnie roczne stężenia mieściły się w zakresie od 2,6 μg.m-3 do 2,9 μg.m-3. Wyższe stężenia notowano w Nadleśnictwach: Zawadzkie i Łąck (odpowiednio 3,5 i 3,2 μg.m-3). (Rys. 22). Średnie roczne stężenia SO2 były na większości powierzchni wyższe od 7% do 33% od notowanych w roku poprzednim, z wyjątkiem Nadleśnictwa Bircza, gdzie odnotowano spadek stężenia aż o 34% w stosunku do roku 2013.
 |
|
Rys. 22
.
Roczny przebieg stężeń SO2 w powietrzu na SPO MI w 2014 r.
|
Na wszystkich SPO występowały duże i istotne różnice pomiędzy miesięcznymi stężeniami SO2. (ANOVA Friedmana: (2 [N = 11, df 11] = 66,05; p≤0,001). Średnie mie-sięczne mieściły się w przedziale 0,4-12,6 μg·m-3·m-c-1. Niskie stężenia notowano kwietnia do września, podwyższone wczesną wiosną i jesienią: w marcu, październiku i listopadzie, zaś wysokie w okresie styczeń-luty. Taki rozkład stężeń wiąże się bezpośrednio z występowaniem sezonu grzewczego i spalaniem paliw opałowych, będących podstawowym źródłem emisji SO2. W grudniu nastąpił jedynie niewielki wzrost stężeń SO2 w porównaniu z miesiącami jesiennymi, do czego przyczyniły się warunki pogodowe. Wskutek łagodnych temperatur zużycie do celów grzewczych paliw będących źródłem emisji SO2 mogło być niższe niż zazwyczaj. Największe różnice stężeń między powierzchniami obserwowane były w styczniu, kiedy występowały średnio najniższe temperatury w roku.
Według średnich z okresu zimowego stężenia układały się w porządku malejącym dla nadleśnictw: Zawadzkie > Łąck, Krotoszyn > Krucz, Bircza, Szklarska Poręba, Piwniczna > > Gdańsk > Chojnów > Suwałki > Strzałowo > Białowieża.
Średnie sezonu letniego układały się w porządku malejącym: Zawadzkie > Łąck, Bircza > Krucz, Krotoszyn, Szklarska Poręba > Gdańsk, Białowieża, Chojnów > Piwniczna, Strzałowo, Suwałki.
Różnice pomiędzy okresem zimowym i letnim były szczególnie niskie w Białowieży i Strzałowie. Z wyjątkiem Zawadzkiego, gdzie wyraźnie wzrosły w roku 2014 oraz Birczy, Szklarskiej Poręby i Krotoszyna, gdzie zmalały, na pozostałych powierzchniach kształtowały się na zbliżonym poziomie jak w roku 2013 Prawdopodobnie wynika to z uwarunkowań termicznych: łagodnej jesieni i zimy w latach 2013 i 2014, co mogło znaleźć odzwierciedlenie w mniejszym zużyciu paliw w sezonie grzewczym.
W Rozporządzeniu Ministra Środowiska (Dz. U. z dnia 18 września 2012, poz. 1031) poziom dopuszczalny SO2 ze względu na ochronę roślin dla roku kalendarzowego i pory zimowej (okres od 1 października do 31 marca) został ustalony na poziomie 20 μg·m-3. Średnie roczne stężenia SO2 na SPO MI zawierały się w granicach 1,4-3,5 μg·m-3, a w porze zimowej 1,4-5,6 μg·m-3, co stanowiło od 7% do 18% wartości dopuszczalnej rocznie i od 7% do 28% w porze zimowej.
Dwutlenek azotu
W stosunku do roku 2013 średnie roczne stężenie NO2 były wyższe o 19% w Łącku, o 14%-16% w Gdańsku i Strzałowie, a na pozostałych powierzchniach nie różniły się o więcej niż 10%.
 |
|
Rys. 23
.
Roczny przebieg stężeń NO2 w powietrzu na SPO MI w 2014 r.
|
Powierzchnie SPO MI istotnie różniły się pod względem stężeń NO2 (test Kruskala-Wallisa: H [11, N= 142] = 64,08; p≤0,001). Podobnie jak w poprzednich latach, najwyższe średnie roczne stężenia NO2 stwierdzono w Polsce centralnej, w Chojnowie i Łącku oraz południowej, w Zawadzkiem (8,6 μg·m-3·rok-1). Są to powierzchnie położone w bliskim sąsiedztwie dużych aglomeracji miejskich, w pobliżu ośrodków przemysłowych lub dróg o dużym natężeniu ruchu. Wartości stężeń wynosiły odpowiednio: 14,8; 11,3 i 8,6 μg·m-3·rok-1.
W Krotoszynie dwutlenek azotu występował w stężeniu średnio 8,1 μg·m-3·rok-1. W nadleśnictwach Polski północnej i północno-wschodniej (Białowieża, Strzałowo, Suwałki i Gdańsk) oraz w rejonach górskich (Bircza, Piwniczna i Szklarska Poręba) występowały niższe średnie rocznie stężenia NO2 (od 4,0 do 6,8 μg·m-3·rok-1).
Dla wszystkich SPO MI różnice stężeń NO2 w kolejnych miesiącach na przestrzeni roku były statystycznie istotne (ANOVA Friedmana: 2 [N = 11, df 11] = 92,16, p<0,001). Średnie miesięczne wahały się w granicach od 2,1 do 19,5 μg·m-3 i wykazywały wyraźną sezono-wość. W miesiącach zimowych: styczniu, lutym, listopadzie i grudniu, mediana stężeń miesięcznych była szczególnie wysoka (9,1-12,0 μg·m-3·m-c-1). Najwyższe miesięczne stężenie NO2 zanotowano w lutym w Łącku (19,5 μg·m-3·m-c-1) (Rys. 23). W Chojnowie podobnie jak w poprzednich latach, wartości minimalne przekraczały 10 μg·m-3·m-c-1 nawet w okresie letnim, gdy stężenia były ogólnie niższe niż w miesiącach zimowych. Stężenia niższe niż 3 μg·m-3·m-c-1 występowały w Białowieży, Suwałkach i Strzałowie (Polska północno-wschodnia) między kwietniem a wrześniem oraz w Piwnicznej, Birczy i Szklarskiej Porębie (Polska południowa, rejony górskie) między majem a lipcem.
Średnie stężenia NO2 w sezonie letnim (kwiecień - wrzesień) układały się w porządku malejącym dla nadleśnictw: Chojnów > Łąck > Zawadzkie, Krotoszyn > Gdańsk, Krucz, Szklarska Poręba > Suwałki > Piwniczna, Bircza > Strzałowo > Białowieża.
Średnie stężenia NO2 w okresie zimowym (styczeń-marzec i październik-grudzień) były od 1,1 do 2,3 razy wyższe niż dla okresu letniego. Układały się w porządku malejącym: Chojnów > Łąck > Zawadzkie > Krotoszyn > Krucz, Gdańsk > Szklarska Poręba > Piwniczna, Strzałowo, Suwałki > Bircza > Białowieża.
W roku 2014 średnie wartości stężeń NO2 wynosiły od 4,0 do 14,8 μg·m-3·rok-1, tj. odpowiednio od 13% do 49% wartości dopuszczalnej poziomu tlenków azotu. Wartość dopuszczalna została określona Rozporządzeniem Ministra Środowiska (Dz. U. z dn. 18 września 2012, poz. 1031) dla roku kalendarzowego ze względu na ochronę roślin na poziomie 30 μg·m-3.
Łączna depozycja siarki i azotu
Na podstawie średnich stężeń rocznych i sezonowych oszacowano ładunek N i S, jaki był deponowany na SPO MI w 2014 roku – zastosowano metody szacowania wg Thimonier i in. (2005) i Rihm (1996). Powierzchnie monitoringu intensywnego można połączyć w trzy grupy różniące się sumarycznym obciążeniem zanieczyszczeniami gazowymi. Najmniejsza łączna depozycja siarki i azotu z atmosfery występowała na powierzchniach północno-wschodniej Polski w Białowieży, Strzałowie, i Suwałkach (3,3-4,4 kg N+S·ha-1·rok-1) oraz w Gdańsku (5,1 kg N+S·ha-1·rok-1), przeciętna w centralnej części kraju (SPO MI Krotoszyn i Krucz) oraz na terenie Karpat i Sudetów (SPO MI Bircza, Piwniczna i Szklarska Poręba) (4,9-6,1 kg N+S·ha-1·rok-1), zaś najwyższa na powierzchniach w Chojnowie i Zawadzkiem (odpowiednio 8,5 i 8,2 kg N+S·ha-1·rok-1) oraz w Łącku (7,3 kg N+S·ha-1·rok-1).
Niskie średnie roczne stężenia SO2 (poniżej 2 μg.m-3) występowały, podobnie jak w latach ubiegłych, na powierzchniach Polski północno-wschodniej (Strzałowo, Białowieża, Suwałki). Wysokie stężenia występowały w Nadl. Zawadzkie (3,5 μg.m-3 ) i Łąck (3,2 μg.m-3).
Wysokie średnie roczne stężenia NO2 (powyżej 8,5 μg.m-3), podobnie jak w latach ubiegłych, zanotowano w Polsce centralnej (Chojnów i Łąck) oraz na południu kraju (Zawadzkie). Niższe stężenia (od 4,0 μg.m-3 do 6,8 μg.m-3) występowały w Polsce północnej i północno-wschodniej (Białowieża, Strzałowo, Suwałki i Gdańsk) oraz w rejonach górskich (Bircza, Piwniczna i Szklarska Poręba).
|
