Problem zanieczyszczenia powietrza to wyzwanie globalne, które bezpośrednio wpływa na zdrowie i jakość życia. W Polsce, zwłaszcza w regionach o historii przemysłowej, nierzadko zmagamy się z pyłem zawieszonym PM2.5 – mikroskopijnymi cząstkami, które bez trudu przenikają do płuc. Właśnie dlatego tak ważne są badania, które pomagają zidentyfikować obszary najbardziej narażone na wysokie stężenia tych zanieczyszczeń.
Łódzka aglomeracja pod lupą: Gdzie jakość powietrza wymaga poprawy?
Analizowane badania skupiły się na obszarze Aglomeracji Łódzkiej, a konkretnie na czterech miastach: Łodzi, Aleksandrowie Łódzkim, Konstantynowie Łódzkim i Zgierzu. Jest to region o bogatej, przemysłowej przeszłości, której ślady wciąż są widoczne nie tylko w architekturze, ale i w systemach ogrzewania – często opartych na paliwach stałych, będących jednym z głównych źródeł emisji pyłów.
Głównym celem pracy badawczej było szczegółowe przedstawienie poziomów pyłu PM2.5 w wymienionych miastach, co pozwoliło na identyfikację miejsc, w których normy jakości powietrza są przekraczane. Dzięki temu możliwe jest wyciągnięcie konkretnych wniosków i wskazanie obszarów wymagających pilnych działań.
Normy i wskaźniki: Jak ocenia się jakość powietrza?
Aby rzetelnie ocenić zagrożenie, stosuje się wytyczne trzech kluczowych instytucji: Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), Unii Europejskiej (UE) i Polski. Każda z nich ustaliła własne normy dopuszczalnych stężeń pyłu PM2.5, które służą do analizy przestrzennej i lokalizowania miejsc, gdzie oddychanie jest ryzykowne (Tabela 1). Zalecenia WHO są znacznie bardziej rygorystyczne niż normy polskie czy unijne, co podkreśla globalną świadomość zagrożenia i dążenie do jak najczystszego powietrza.
Tabela 1. Dopuszczalne poziomy pyłu PM2.5 według zaleceń WHO z 2021 r., Unii Europejskiej i Polski
| Okres uśredniania | Polska [µg/m³] | WHO [µg/m³] | Unia Europejska [µg/m³] |
| Rok kalendarzowy | 20 | 5 | 20 |
Opracowanie własne na podstawie World Health Organization (2021, s. 136), Minister Klimatu i Środowiska (2021, s. 10) oraz European Parliament & Council of the European Union (2008, Annex XIV, s. 35, Table E)
Dodatkowo, w analizie wykorzystano Indeks Jakości Powietrza dla PM2.5 udostępniany przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska (GIOŚ). Indeks ten, oparty na godzinnych pomiarach, klasyfikuje jakość powietrza na siedmiu poziomach:
- Bardzo dobry (0–13 µg/m³) – brak zagrożenia zdrowotnego.
- Dobry (13,1–35 µg/m³) – zadowalająca jakość powietrza.
- Umiarkowany (35,1–55 µg/m³) – osoby wrażliwe (dzieci, seniorzy, chorzy) powinny ograniczyć aktywność na zewnątrz.
- Dostateczny (55,1–75 µg/m³) – zwiększone ryzyko zdrowotne.
- Zły (75,1–110 µg/m³) – zalecane ograniczenie aktywności fizycznej dla wszystkich.
- Bardzo zły (>110 µg/m³) – silnie negatywny wpływ na zdrowie, unikanie aktywności na zewnątrz.
- Brak indeksu – brak aktualnych pomiarów.
Choć indeks GIOŚ nie obejmuje danych rocznych, jego wiarygodność i szczegółowość godzinowych pomiarów sprawiły, że był cennym narzędziem do interpolacji danych.
Skąd pochodzą dane o zanieczyszczeniach i jak powstają mapy?
Aby rzetelnie ocenić stan powietrza, potrzebne są wiarygodne informacje. Dane o stężeniach pyłu PM2.5 wykorzystane w analizie pochodzą z obszernego projektu naukowego realizowanego przez Politechnikę Łódzką – „Badanie zawartości metali ciężkich w atmosferycznym pyle zawieszonym na terenie aglomeracji łódzkiej”, dofinansowany przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi (umowa dotacji nr 58/BN/D/2018 z dnia 26.06.2018 r., Łódź, 2022 r.). Badania te prowadzono pod kierunkiem prof. Wojciecha Wolfa w Instytucie Chemii Ogólnej i Ekologicznej Politechniki Łódzkiej. Kluczowym kryterium wyboru tych danych była ich ciągłość oraz duża różnorodność stacji pomiarowych, co pozwoliło na uzyskanie reprezentatywnego obrazu dla całego obszaru.
W ramach tego przedsięwzięcia, w 2020 roku wytypowano 11 strategicznych punktów pomiarowych na terenie Aglomeracji Łódzkiej. Ich lokalizacje nie były przypadkowe – wybrano miejsca, gdzie wpływ emisji z domowych pieców, ruchu drogowego czy przemysłu jest najbardziej odczuwalny. Dane dotyczące obszarów mieszkalnych, dróg i innych elementów infrastruktury pochodzą z zasobów OpenStreetMap i były aktualne na dzień 30.10.2023 roku.
Rys. 1 Punkty pobrań na terenie Aglomeracji Łódzkiej
W analizach wykorzystano metodę interpolacji Inverse-Distance Weighting (IDW). Pozwala ona na przewidywanie wartości w miejscach, gdzie pomiary nie zostały wykonane, bazując na danych z pobliskich punktów. Dzięki temu można było stworzyć mapę średniego stężenia pyłu PM2.5 dla całej Aglomeracji Łódzkiej (Rys. 2), pokazując obszary o zróżnicowanej jakości powietrza.
Gdzie jakość powietrza wymaga poprawy?
Analiza wykazała, że średnie stężenie pyłu PM2.5 w większości badanych miejsc utrzymywało się powyżej 13,1 µg/m³. Zgodnie z indeksem GIOŚ, wartości te świadczą o dobrej lub umiarkowanej jakości powietrza. Tylko w dwóch obszarach odnotowano bardzo dobrą jakość powietrza. W pozostałych rejonach wartość była zadowalająca, ale już nieidealna, co oznacza brak natychmiastowego, znaczącego ryzyka zdrowotnego, ale jednocześnie wskazuje na konieczność monitoringu i dalszych działań.
Jednakże, kiedy spojrzymy na bardziej restrykcyjne normy, obraz staje się inny. Na Rysunku 3 widoczny jest obszar wokół Alej Politechniki 11, gdzie odnotowano podwyższone stężenia pyłu PM2.5, przekraczające normy polskie i UE. Co szczególnie alarmujące, w tym rejonie znajdują się liczne szpitale, przedszkola i szkoły – miejsca, gdzie przebywają osoby szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenia: dzieci, osoby starsze i chorzy. Długotrwałe narażenie na PM2.5 w tych grupach może prowadzić do poważnych komplikacji zdrowotnych.
WHO ostrzega: Cała aglomeracja przekracza normy!
Najbardziej dramatyczny obraz wyłania się, gdy zastosuje się wytyczne WHO. Na Rysunku 4 widoczne jest, że każdy punkt pomiarowy w Aglomeracji Łódzkiej odnotował wyższe niż rekomendowane poziomy pyłu PM2.5. Oznacza to, że z perspektywy WHO, jakość powietrza w całej aglomeracji jest niezadowalająca.
Głównym winowajcą tego stanu rzeczy, niezależnie od pory roku, okazało się ogrzewanie domostw za pomocą lokalnych kotłowni opalanych węglem lub innymi paliwami o wysokiej emisji. Szczególnie narażona jest dzielnica Śródmieście, która ma najmniejszą liczbę budynków podłączonych do miejskiego systemu ciepłowniczego. Niskie temperatury i, niestety, konieczność dłuższego przebywania w domach w związku z pandemią COVID-19, dodatkowo spotęgowały emisje zanieczyszczeń, w tym pyłu zawieszonego ze spalania paliw.
Wnioski i perspektywy: Co dalej z łódzkim powietrzem?
Mimo upływu pięciu lat od zebrania danych w 2020 roku, problem zanieczyszczenia powietrza w Aglomeracji Łódzkiej nadal jest aktualny. Użycie toksycznych źródeł ciepła w lokalnych kotłowniach, takich jak węgiel, ropa czy gaz, wciąż stanowi poważne zagrożenie dla środowiska i zdrowia publicznego.
Konieczne są zdecydowane działania na wielu poziomach. Oprócz dostosowania norm przez WHO, GIOŚ i Unię Europejską do coraz lepszej wiedzy o wpływie zanieczyszczeń, kluczowa jest modernizacja lokalnych źródeł ciepła, zastępując je odnawialnymi źródłami energii. Równie istotne jest ograniczenie ruchu drogowego w miastach poprzez konsekwentne inwestowanie w rozwój i popularyzację komunikacji publicznej. Poprawa jakości powietrza w Aglomeracji Łódzkiej to inwestycja w zdrowie i przyszłość mieszkańców. GIS, jako potężne narzędzie do analizy przestrzennej i wizualizacji danych, może odegrać kluczową rolę w planowaniu i monitorowaniu tych niezbędnych zmian.