Systematyczne pomiary jakości powietrza w Polsce - w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska, rozpoczęto na początku lat 90-tych (XX wieku) i stopniowo rozwijano. Obecnie stosuje się metodykę określoną w dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (Dz. Urz. UE L 152 z 11.06.2008, str.1) oraz w rozporządzeniu MŚ z dnia 13 września 2012 r. w sprawie dokonywania oceny poziomów substancji w powietrzu (Dz. U. z 2012 r., poz. 1032).

Metody badań

Inspekcja Ochrony Środowiska bada zawartość pyłu zawieszonego PM10 i PM2,5 w powietrzu stosując dwie uzupełniające się metody:

• metodę grawimetryczną (referencyjną), która jest uznana i stosowana na świecie jako najbardziej precyzyjna metoda pomiaru;
• metodę automatyczną, posiadającą wykazaną równoważność do metody referencyjnej.

Metoda grawimetryczna zwana również metodą manualną (referencyjną)

Badania równoważności pyłu PM10

W tej metodzie używa się tzw. poborników pyłowych, specjalnych urządzeń, do których zasysane jest powietrze atmosferyczne. Co dwa tygodnie do pobornika zakłada się 14 jednorazowych filtrów, które urządzenie zmienia automatycznie co 24 godziny. Każdy filtr posiada swój unikalny numer identyfikacyjny.

Filtry czyste, przed założeniem do pobornika są ważone w laboratorium, a następnie transportowane na stację pomiarową i umieszczane w poborniku. Po 14 dniach, czyli po dobowej ekspozycji każdego filtra, wszystkie są wyjmowane, umieszczane w specjalnych pojemnikach do transportu i przewożone do laboratorium. W laboratorium filtry są ważone po raz drugi, już jako filtry po tzw. ekspozycji. Z różnic mas przed i po ekspozycji filtra odniesionych do prędkości przepływu powietrza w poborniku, wyliczane są stężenia pyłów. Stężania te podawane są w mikrogramach na metr sześcienny [µg/m3].

Zaletą tej metody pomiarowej jest jej bardzo wysoka dokładność. Jedyną jej wadą jest czas potrzebny na uzyskanie wyników, który wynosi ok. 3 tygodni.

Taką metodą w Polsce, Europie, czy Stanach Zjednoczonych, mierzy się stężenia pyłu zawieszonego. Filtry uzyskane z poborników pyłowych wykorzystywane są również do oznaczania metali ciężkich i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, w tym benzo(a)pirenu.

W Polsce pomiary metodą grawimetryczną (referencyjną) są prowadzone na ok. 160 stanowiskach pyłu PM10 i 64 stanowiskach pyłu PM2,5.

Metoda automatyczna, równoważna do referencyjnej

W tym wypadku stosuje się mierniki automatyczne różnego typu. Mierniki te na bieżąco mierzą stężenia pyłu, co umożliwia pokazywanie wyników tych pomiarów w trybie „on-line” na portalach inspekcji ochrony środowiska (GIOŚ i WIOŚ) i w aplikacji GIOŚ „Jakość powietrza w Polsce”. Dane, te są aktualizowane co godzinę i w celu porównania z poziomem dopuszczalnym przeliczane na wartości średniodobowe.

Te dane są określane jako dane „surowe” czyli takie, które nie zostały poddane weryfikacji.

Po co jest weryfikacja danych?

Badania biegłości w zakresie SO2, CO, NOx, O3 w KLRiW

Weryfikacja jest to systematyczne sprawdzanie pod względem technicznym (prawidłowości funkcjonowania aparatury pomiarowej) i merytorycznym (prawidłowości wynikających z procesów zachodzących w atmosferze) wyników pomiarów jakości powietrza, w tym pomiarów pyłu zawieszonego PM10 i PM2,5.

W pomiarach pyłu zawieszonego istotne dla prawidłowości prowadzenia pomiarów jest sprawdzanie prawidłowości prędkości przepływu powietrza, dbałość o czystość poboru prób, a w przypadku pomiarów automatycznych również badanie równoważności tych pomiarów z pomiarami grawimetrycznymi. Na podstawie wyników regularnych kalibracji przepływu, w oparciu o badania równoważności metod, a także inne informacje o zdarzeniach mogących mieć wpływ na jakość pomiarów dokonuje się weryfikacji wyników (surowych danych) i ewentualnej korekty danych, które są widoczne „on-line” na portalach i w aplikacji powietrznej GIOŚ.

Weryfikacji danych dokonuje się w systemie 4 stopniowym:

• weryfikacja bieżąca - od poniedziałku do piątku w godzinach porannych;
• weryfikacja okresowa - po zakończeniu miesiąca kalendarzowego;
• weryfikacja roczna - po zakończeniu roku kalendarzowego.
• weryfikacja krajowa – wszystkie serie roczne zweryfikowane przez pracowników WIOŚ są poddawane dodatkowej weryfikacji na poziomie krajowym przez GIOŚ.

To oznacza, że na każdym z tych etapów dane mogą zostać poddane ewentualnej korekcie. Wielostopniowość procesu weryfikacji ma zagwarantować najwyższą jakość i spójność danych.

Główny Inspektorat Ochrony Środowiska ma swój oddział w Krakowie - Krajowe Laboratorium Referencyjne i Wzorcujące, które zostało powołane do zapewnienia jakości i spójności pomiarowej wojewódzkich sieci monitoringu jakości powietrza. Do zadań KLRiW należy m.in. kontrola sieci monitoringowych, wdrażanie nowych metod pomiarowo-badawczych, szkolenie oraz pełnienie roli doradczej dla wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska w zakresie pomiarów zanieczyszczeń powietrza.

W 2014 i 2015 roku Krajowe Laboratorium Referencyjne i Wzorcujące GIOŚ przeprowadziło pierwsze, zorganizowane w skali ogólnopolskiej, badania równoważności dla mierników pyłu zawieszonego.

Badania odbywały się w trzech lokalizacjach (Kraków, Warszawa, Gdańsk) i trwały ponad rok. Efektem tego przedsięwzięcia było przede wszystkim wykazanie równoważności z metodą referencyjną najpopularniejszych, wykorzystywanych w Polsce, automatycznych metod pomiarowych oraz stworzenie procedur wyznaczania współczynników korekcyjnych dla sieci monitoringu jakości powietrza w Polsce.

Jak przebiegało badanie równoważności?

W każdej lokalizacji badania prowadzono trzy razy w roku po ok. 40 dni, tak, aby mieć obraz dla różnych warunków atmosferycznych (zmienność pór roku). Lokalizacje zostały wybrane na podstawie wcześniejszych analiz zanieczyszczenia powietrza w Polsce pyłem drobnym. Przy podejmowaniu decyzji lokalizacyjnych uwzględniono m.in. wysokość stężeń pyłu, dlatego jako reprezentatywne wybrano strefy o wysokim, średnim i niskim stężeniu pyłu drobnego.

Badanie równoważności polega na porównaniu referencyjnych i niereferencyjnych metod pomiarów pyłów, dlatego w czasie badania postawiono obok siebie poborniki referencyjne (do prowadzenia pomiarów manualnych) i miernik niereferencyjny (analizator ciągły pyłu PM10). Wszystkie urządzenia pracowały jednocześnie mierząc stężenie pyłu drobnego w powietrzu. Uzyskanie porównania wyników metod (referencyjnych i niereferencyjnych) pozwoliło wyznaczyć tzw. współczynnik korekcyjny dla metod automatycznych (niereferencyjnych).

Po co?

Terenowe badania porównawcze pyłu PM10 i PM2,5

Współczynniki korekcyjne opracowano aby dane bieżące „on-line”, które są widoczne na portalach GIOŚ, WIOŚ i w aplikacji GIOŚ „Jakość powietrza w Polsce” były jak najbardziej zbliżone do wyniku metody referencyjnej.

Od 2015 roku wszystkie wojewódzkie inspektoraty ochrony środowiska posiadają wytyczne do badań służących do wyznaczania współczynników korekcyjnych dla pyłów PM2,5 i PM10 przygotowane przez Krajowe Laboratorium GIOŚ i są zobowiązane do prowadzenia tych badań we wszystkich wojewódzkich sieciach monitoringu powietrza. Wojewódzkie sieci monitoringu powietrza działają w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska (PMŚ).