|
10.
|
Poziom stężenia NO2 i SO2
w powietrzu na terenach leśnych
Anna Kowalska
W zakres badań jakości powietrza na stałych
powierzchniach obserwacyjnych monitoringu
intensywnego wchodzą oznaczenia stężeń
głównych zanieczyszczeń gazowych: dwutlenku
siarki i dwutlenku azotu metodą pasywną z
użyciem próbników dyfuzyjnych typu Amaya, z
trietanoloaminą jako substancją aktywną
(Krochmal i Kalina 1997a, 1997b).
10.1. Dwutlenek siarki
Niskie średnie roczne stężenia dwutlenku
siarki (poniżej 1 μg m-3)
występowały w nadleśnictwach zlokalizowanych
w północno-wschodniej Polsce (Strzałowo,
Białowieża, Suwałki). W Gdańsku w porównaniu
do 2017 r. stężenie SO2 było
wyższe o 55% i wyniosło 1,2 μg m-3.
W Chojnowie, Szklarskiej Porębie i Kruczu
stężenie SO2 wynosiło od 1,1 μg m-3
do 1,4 μg m-3.
W Krotoszynie, Piwnicznej, Łącku i Birczy
stężenia mieściły się w zakresie od 1,5 μg m-3
do 1,9 μg m-3.
Najwyższe średnie roczne stężenie (2,7 μg m-3)
notowano w Zawadzkiem.
Największy wzrost stężeń, w porównaniu z
2017 r., wystąpił w Kruczu, Gdańsku i Łącku
(odpowiednio: 171%, 155% i 149% wartości z
roku 2017) – na powierzchniach o stosunkowo
niskim stężeniu SO2 w powietrzu.
W Krotoszynie i Zawadzkiem, gdzie od lat
stężenia SO2 są wyższe niż w
innych lokalizacjach, wzrost stężeń był w
2018 r. niewielki (odpowiednio: 103% i 106%
wartości z 2017 r.).
Niskie stężenia SO2 w
nadleśnictwach północnej i
północno-wschodniej Polski wynikają m.in. z
warunków demograficznych i stopnia
uprzemysłowienia regionów. Województwa
podlaskie i warmińsko-mazurskie mają
najniższą w kraju gęstość zaludnienia oraz
najniższą emisję gazowych zanieczyszczeń
powietrza z zakładów szczególnie uciążliwych
dla jakości powietrza (Rocznik Statystyczny
Województw 2018), co znajduje
odzwierciedlenie w jakości powietrza w
lasach.
Średnie miesięczne stężenia SO2
mieściły się w przedziale 0,2–5,4 μg m-3.
Rozkład stężeń w poszczególnych miesiącach
był zasadniczo podobny do obserwowanego w
latach poprzednich.
Niskie stężenia (od 0,2 μg m-3
do 2,0 μg m-3, mediana
równa 0,9 μg m-3) notowano
w miesiącach letnich między majem a
wrześniem, a wyższe (od 0,9 μg m-3
do 5,4 μg m-3,
mediana równa 2,1 μg m-3)w
miesiącach zimowych, szczególnie od stycznia
do marca. Stężenia miesięczne wykazują
istotną ujemną zależność od temperatur
powietrza
(RS = -0,48, p ≤ 0,05). Taki
rozkład stężeń wynika z występowania sezonu
grzewczego i spalania paliw opałowych,
będących podstawowym źródłem emisji SO2.
Średnie stężenia sezonu zimowego układały
się w porządku malejącym dla nadleśnictw:
Zawadzkie > Bircza > Piwniczna, Łąck >
Krotoszyn, Szklarska Poręba > Krucz >
Chojnów, Gdańsk > Suwałki, Białowieża >
Strzałowo.
Średnie stężenia sezonu letniego układały
się w porządku malejącym dla nadleśnictw:
Zawadzkie > Łąck > Krucz, Krotoszyn, Bircza
> Gdańsk, Chojnów, Piwniczna > Szklarska
Poręba > Suwałki > Białowieża, Strzałowo.
W 2018 r. na wszystkich powierzchniach
średnie roczne stężenia SO2 były
wyższe i stanowiły od 103% do 171% wartości
notowanych w 2017 r.
Poziom dopuszczalny dwutlenku siarki w
powietrzu określony Rozporządzeniem Ministra
Środowiska (Dz.U. z dn. 18 września 2012,
poz. 1031) dla roku kalendarzowego i pory
zimowej (okres od 1 października do 31
marca) ze względu na ochronę roślin wynosi
30 μg m-3.
Średnie roczne stężenia SO2 na
badanych powierzchniach zawierały się
w granicach od 0,7 μg m-3
do 2,7 μg m-3,
co stanowiło od 3% do 13% wartości
dopuszczalnej. W porze zimowej zakres stężeń
wynosił od 0,9 μg m-3
do 3,4 μg m-3,
tj. od 5% do 17% wartości dopuszczalnej. Nie
stwierdzono zatem stężeń stwarzających
bezpośrednie zagrożenie dla ochrony roślin.
Podobnie jak w latach ubiegłych niskie
średnie roczne stężenia dwutlenku siarki
(poniżej 1 μg m-3)
występowały w nadleśnictwach zlokalizowanych
w północno-wschodniej Polsce (Strzałowo,
Białowieża, Suwałki), najwyższe (2,7 μg m-3)
– zanotowano w Zawadzkiem.
10.2. Dwutlenek azotu
Powierzchnie SPO MI istotnie różniły się pod
względem stężeń NO2 w powietrzu
(test Kruskala-Wallisa: H(11, N = 144) =
92,37, p≤0,001). Szereg istotnych różnic
wystąpił pomiędzy stężeniami NO2
w grupie powierzchni o wysokim
zanieczyszczeniu tlenkami azotu: Chojnowie,
Łącku, Zawadzkiem i Krotoszynie a stężeniami
na powierzchniach zlokalizowanych w rejonach
północno-wschodnich (Strzałowo, Białowieża)
i w górach (Piwniczna, Bircza), gdzie
zanieczyszczenia były niższe.
Wysoki poziom stężeń NO2 na tych
powierzchniach może wynikać z dużego
natężenia ruchu drogowego w niewielkiej
odległości od powierzchni, usytuowania
powierzchni w pobliżu dużych miast i/lub w
rejonach o dużej gęstości zaludnienia oraz
wysokim uprzemysłowieniu, usytuowania
powierzchni w pobliżu przenawożonych terenów
rolniczych. Powierzchnia w Chojnowie jest
zlokalizowana w odległości 20 km od
aglomeracji warszawskiej; powierzchnia w
Łącku − w odległości 5 km od Płocka, dużego
ośrodka przemysłu rafineryjnego;
powierzchnia w Zawadzkiem − na Górnym
Śląsku, w rejonie o największej w skali
kraju gęstości zaludnienia oraz wysokiej
urbanizacji i uprzemysłowieniu, natomiast
powierzchnia w Krotoszynie – w Wielkopolsce,
regionie o najwyższym zużyciu mineralnych
nawozów azotowych w przeliczeniu na hektar
(Rocznik Statystyczny Rolnictwa GUS 2018).
Średnie miesięczne stężenia dwutlenku azotu
wahały się w granicach od 2,0 μg m-3
do 17,7 μg m-3
i wykazywały wyraźną sezonowość. Na licznych
powierzchniach obserwowano istotną (p≤0,05)
ujemną zależność stężenia NO2 i
temperatury: ze spadkiem temperatury
wzrastało średnie miesięczne stężenie NO2.
Najwyższe miesięczne stężenie NO2
zanotowano w listopadzie w Chojnowie (17,7
μg m-3 m-c-1),
niewiele niższe w lutym i październiku w
Chojnowie oraz w październiku w Łącku
(odpowiednio: 17,6, 16,2 i 16,6 μg m-3 m-c-1).
Stężenia niższe niż 3 μg m-3 m-c-1
występowały w okresie letnim między
kwietniem a sierpniem w Strzałowie, między
kwietniem a czerwcem w Białowieży
(północno-wschodnia Polska) oraz miedzy
marcem a wrześniem w rejonach górskich w
Piwnicznej, Birczy i Szklarskiej Porębie
(południowa Polska, rejony górskie). Istotne
różnice między medianami miesięcznych stężeń
dla okresów letnich i zimowych wystąpiły
niemal na wszystkich powierzchniach.
Średnie stężenia NO2 w sezonie
letnim (kwiecień–wrzesień) układały się w
porządku malejącym dla nadleśnictw: Chojnów
> Zawadzkie, Łąck > Krotoszyn > Krucz >
Gdańsk > Suwałki > Szklarska Poręba >
Piwniczna > Bircza, Strzałowo > Białowieża.
Stężenia średnie dla okresu zimowego
(styczeń–marzec i październik–grudzień) były
od 1,2 do 2,8 razy wyższe niż dla okresu
letniego. Układały się w porządku malejącym:
Chojnów > Zawadzkie, Łąck > Krotoszyn >
Krucz > Gdańsk > Suwałki > Szklarska Poręba
> Piwniczna > Bircza, Strzałowo >
Białowieża.
W 2018 r. na wszystkich powierzchniach
średnie roczne stężenia NO2 były
wyższe i stanowiły od 102% do 157% wartości
notowanych w 2017 r.
Poziom dopuszczalny tlenków azotu w
powietrzu określony Rozporządzeniem Ministra
Środowiska (Dz.U. z dn. 18 września 2012,
poz. 1031) dla roku kalendarzowego
ze względu na ochronę roślin wynosi 30 μg m-3.
W 2018 r. średnie stężenia NO2
wynosiły od 3,6 μg m-3
do 13,3 μg m-3,
tj. odpowiednio od 12% do 44% wartości
dopuszczalnej. Nie stwierdzono zatem,
podobnie jak w przypadku dwutlenku siarki,
stężeń stwarzających bezpośrednie zagrożenie
dla ochrony roślin.
Podobnie jak w latach ubiegłych, wysokie
średnie roczne stężenia dwutlenku azotu
notowano w rejonach centralnej Polski: w
Chojnowie (13,3 μg m-3)
i Łącku (9,9 μg m-3),
na południu kraju – w Zawadzkiem (9,4 μg m-3)
oraz na zachodzie – w Krotoszynie (8,0 μg m-3).
Niższe stężenia tego gazu występowały w
nadleśnictwach północnej
i północno-wschodniej Polski: Białowieża
(3,6 μg m-3),
Strzałowo (3,6 μg m-3 rok-1),
Suwałki (5,2 μg m-3 rok-1)
i Gdańsk (6,3 μg m-3 rok-1),
w Kruczu w Wielkopolsce (7,0 μg m-3 rok-1),
a także w rejonach podgórskich i górskich:
Bircza i Piwniczna (po 3,9 μg m-3 rok-1)
oraz Szklarska Poręba (4,5 μg m-3 rok-1).
10.3. Depozycja gazowych związków siarki i
azotu
Na podstawie średnich stężeń rocznych i
sezonowych oszacowano ładunek N i S, jaki
był deponowany na SPO MI w 2018 r. –
zastosowano metody szacowania wg Thimonier i
in. (2005) i Rihm (1996).
Gazowa depozycja siarki była najniższa (od
0,9 do 1,1 kg S ha-1 rok-1)
w nadleśnictwach północno-wschodniej Polski
(w Strzałowie, Białowieży i Suwałkach).
W północnej części kraju (w Gdańsku), w
centralnej jego części (w Chojnowie) oraz
w Sudetach (w Szklarskiej Porębie) wynosiła
od 1,5 do 1,7 kg S ha-1 rok-1,
w Wielkopolsce (w Kruczu i Krotoszynie) – od
1,8 do 1,9 kg S ha-1 rok-1,
w rejonie Karpat (w Piwnicznej i Birczy)
oraz w Łącku – od 2,0 do 2,4 kg S ha-1 rok-1.
Najwyższą wartość
(3,4 kg S ha-1 rok-1)
zanotowano w Zawadzkiem (ryc. 32).
|
Rys. 32
.
Szacunkowy roczny depozyt azotu w formie
NO2 i siarki w formie SO2
na powierzchniach monitoringu
intensywnego w 2018 roku
|
Najmniejszą depozycję azotu (około 1,0 kg)
odnotowano w Birczy, w rejonie podkarpackim.
Niskie ilości (od 1,4 do 1,5 kg N ha-1 rok-1)
zostały zdeponowane w Białowieży i
Strzałowie (północna i północno-wschodnia
część kraju) oraz w Piwnicznej (Karpaty).
Pośrednie ilości (od 1,7 do 2,3 kg N ha-1 rok-1)
otrzymały powierzchnie w Szklarskiej
Porębie, Gdańsku, Suwałkach i Krotoszynie. W
Kruczu, Łącku i Zawadzkiem depozycja azotu
wyniosła odpowiednio: 2,7, 2,9 i 3,6 kg N ha-1 rok-1,
a najwyższa była w Chojnowie (5,1 kg N ha-1 rok-1).
Na badanych powierzchniach od 54% do 68%
depozycji azotu oraz od 58% do 73% depozycji
siarki przypadało na okres zimowy.
9.3. Właściwości kwasowo-zasadowe opadów na
otwartej przestrzeni
Średnie miesięczne pH opadów mieściło się w
granicach od 4,9 do 5,9. Minimalną wartość
osiągnęło w styczniu w Birczy, a maksymalną
w czerwcu w Chojnowie.
|
Rys. 29
.
Średnie pH roczne, sezonu letniego (V-X)
i zimowego (I-IV i XI-XII) na SPO MI w
2018 r. w opadach na otwartej
przestrzeni
|
Udział miesięcznych opadów o pH niższym od
5,0 wyniósł 15%, to jest tyle samo, co w
2016 r., lecz mniej niż w 2017 r. (26%) oraz
mniej niż w latach poprzednich (42% w 2010
r., 36% w 2011 r., 39% w 2012 r., 43% w 2013
r. i 30% w 2014 r.). Opady o pH niższym od
5,0 przeważały w miesiącach zimowych.
Średnio w okresie zimowym na większości
powierzchni pH opadów było niższe niż w
okresie letnim (ryc. 29), z wyjątkiem
Krotoszyna i Zawadzkiego. W Gdańsku,
Zawadzkiem i Piwnicznej różnica odczynu
opadów zimą i latem była niewielka.
Najwyższa kwasowość opadów, mierzona średnią
roczną wartością pH, wystąpiła na Śląsku w
Zawadzkiem (pH 4,9), w nadleśnictwach
rejonów górskich, tj. w Piwnicznej (pH 5,0),
Birczy (pH 5,1) i Szklarskiej Porębie (pH
5,2), a także w Gdańsku (pH 5,3), Strzałowie
i Kruczu (pH 5,4) (ryc. 29). Również
stosunkowo niskie średnie pH opadów
odnotowano w Suwałkach i Strzałowie (pH
5,4). W Białowieży i Łącku pH opadów
wynosiło średnio 5,5, w Krotoszynie i
Chojnowie 5,7. Niższa kwasowość opadów
występowała w Suwałkach (pH 5,9).
Pojemność zobojętniania kwasów (ANC, [μeq dm-3])
jest miarą zdolności roztworów do
zobojętniania mocnych kwasów.
Ujemne wartości ANC są wskaźnikiem
nadmiarowej ilości jonów mocnych kwasów
w opadach, zaś dodatnie – nadmiarowej ilości
mocnych zasad. Na SPO MI 76% miesięcznych
opadów przyjmowało ujemne wartości ANC, z
czego nieco więcej przypadało na okres
zimowy (41% próbek pobranych w ciągu roku)
niż letni (35% próbek pobranych w ciągu
roku).
|
Rys. 30
.
Pojemność zobojętniania kwasów (ANC)
[μeq·m-3] w opadach na
otwartej przestrzeni na SPO MI średnio
od stycznia do grudnia, średnio w
okresie zimowym (miesiące I-IV i XI-XII)
i letnim (V-X) w 2018 r.
|
|
