Jakość powietrza pod lupą Politechniki Wrocławskiej: Innowacyjne badania i sieć czujników

Szczegóły: Opublikowano: 19. April 2026

Od ponad trzech miesięcy na kampusie Politechniki Wrocławskiej działa jedyna w Polsce uczelniana sieć czujników do oceny jakości powietrza. Z przekazywanych przez nią informacji skorzystało już kilka tysięcy osób. Uruchomiony w styczniu system składa się z dwudziestu urządzeń rozmieszczonych na terenie kampusu przy pl. Grunwaldzkim, a także w kampusie przy ul. Długiej, ul. Prusa, ul. Bujwida, w Geocentrum przy ul. Na Grobli oraz na osiedlu domów akademickich przy ul.

Podstawowym celem projektu jest pomiar stężeń i analiza zanieczyszczeń odpowiedzialnych za tzw. smog na terenie kampusu naszej uczelni. W trakcie badań sprawdzane są również m.in. Aktualny stan powietrza można sprawdzić na stronie internetowej. Poszczególne czujniki pokazują m.in.

Cel i zakres badań

Podstawowym celem projektu jest pomiar stężeń i analiza zanieczyszczeń odpowiedzialnych za tzw. smog, na terenie kampusu PWr, ale również chęć opracowania czujników, które w sposób wiarygodny określałyby jakość powietrza. W trakcie badań sprawdzane są również m.in.

Rozmieszczenie czujników

Sieć uruchomiona przez naukowców składa się obecnie z dziewiętnastu czujników, a docelowo ma ich być dwadzieścia. Zostały one rozmieszczone na terenie kampusu przy pl. Grunwaldzkim, a także w kampusie przy ul. Długiej, ul. Prusa, w Geocentrum przy ul. Na Grobli oraz na osiedlu domów akademickich przy ul.

W niektórych przypadkach na budynkach PWr znalazło się kilka czujników. Takim przykładem jest choćby siedziba Studium Języków Obcych przy wybrzeżu Wyspiańskiego, gdzie jeden z czujników monitoruje stan powietrza od strony ulicy, a drugi od strony wewnętrznego dziedzińca oraz czujniki po obu stronach gmachu D-2 sąsiadującego z pl. Grunwaldzkim.

Przeczytaj także: Rola Inspekcji w ochronie powietrza

- Wynika to z faktu, że masy powietrza mogą się zachowywać inaczej w miejscu, które jest otoczone murami, a inaczej w obszarze zintensyfikowanego ruchu samochodowego. Już podczas montażu czujnika przy dziedzińcu od razu zauważyliśmy, że chwilowy poziom zanieczyszczeń był w tym miejscu znacznie wyższy niż po drugiej stronie budynku - dodaje dr inż.

Natomiast na budynku Wydziału Elektroniki (C-5) na różnych wysokościach zamontowane zostały aż cztery czujniki. Pozwala to na zbadanie, jak zmienia się jakość powietrza w zależności od wysokości.

- Akurat ten temat jest słabo zbadany i chcemy się nad nim mocniej pochylić. Z kolei montaż czujników na budynkach od strony pl. Grunwaldzkiego pozwoli nam ocenić, czy gmachy uczelni stanowią barierę przed napływem zanieczyszczonego powietrza - tłumaczy dr inż.

Technologia pomiaru

Sprzęt wykorzystany w projekcie składa się z innowacyjnych urządzeń pomiarowych, wykorzystujących metodę optyczną, w której pomiar polega na wykrywaniu światła odbitego od drobinek zawartych w powietrzu. Na podstawie liczby zliczeń i intensywności rozproszonego światła wyliczana jest chwilowa wartość stężenia pyłu w powietrzu.

Niewątpliwą zaletą czujników optycznych jest fakt, że informacje o stanie powietrza można podawać w krótkich odstępach czasu. Na stronie internetowej dane są aktualizowane co 15 minut, ale na potrzeby prowadzenia badań okres ten można jeszcze skrócić - nawet do pojedynczych sekund. Wadą tego typu czujników jest natomiast wrażliwość na warunki atmosferyczne. Pomiar może zaburzać choćby zawartość wilgoci i kondensacja pary wodnej na drobinach pyłu.

Przeczytaj także: Analiza jakości powietrza w Serocku

- Wykonane przez nas czujniki pozwalają jednak poradzić sobie z tymi kwestiami. Posiadają one bowiem specjalny tor pomiarowy, który odizolowuje czujnik od warunków zewnętrznych, natomiast dzięki zastosowaniu podgrzewania wyeliminowany został problem kondensacji pary wodnej. Dzięki temu udaje nam się uzyskiwać wiarygodne wyniki - podkreśla dr inż.

Wyniki wstępnych badań

- Trzeba wyraźnie zaznaczyć, że nasze pomiary wykonywaliśmy stosunkowo krótko, bo zaledwie trzy miesiące, ale można je uznać za reprezentatywne dla wybranych trzech miesięcy okresu zimowego. Na podstawie uśrednionych danych stężeń pyłu PM 2,5 możemy powiedzieć, że jakość powietrza na początku tego roku - w porównaniu do tego samego okresu w latach poprzednich - była lepsza. Zdarzyło się jedynie kilka epizodów podwyższonego stężenia pyłu, które trwały maksymalnie 1-2 dni - mówi prof.

Wpływ na lepszy stan powietrza miała przede wszystkim korzystna aura. W tym roku średnia miesięczna temperatura dla wybranych miesięcy zimowych była bowiem wyższa niż w latach ubiegłych. Natomiast jeśli chodzi o jakość powietrza na terenie kampusów, to we wszystkich monitorowanych miejscach była ona porównywalna.

- Można więc powiedzieć, że w żadnym budynku studenci i pracownicy nie są bardziej niż pozostali narażeni na działanie zanieczyszczeń. Oczywiście wykrywaliśmy lokalne wzrosty poziomu zanieczyszczeń, ale były one krótkotrwałe i nie wpływały na uśrednione wyniki. Różnice pomiarów z czujników wewnątrz kampusu głównego mieściły się w granicach kilku proc. - tłumaczy dr inż.

Naukowcy zaobserwowali natomiast chwilowe rozbieżności w pomiarach na poziomie 10, 15 czy nawet 20 mikrogramów w stosunku do wskazań urządzeń pomiarowych należących do Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska, które znajdują się przy ul. Wiśniowej i ul. Korzeniowskiego. Mogły one jednak wynikać z bardzo różnych powodów m.in.

Przeczytaj także: Pomiary zanieczyszczeń w Stacji Czernica

- Pewne różnice występują także pomiędzy wynikami na głównym kampusie i kampusie przy ul. Prusa. W standardowych warunkach 10 proc. odczytów wskazywało, że jeśli jakość powietrza w kampusie głównym była dobra, to przy budynku E-1 co najwyżej umiarkowana. Może to m.in.

Obecnie nasi badacze nie zaobserwowali w tym względzie dużych różnic. Teraz czekamy na okres letni, kiedy udział źródeł komunikacyjnych w zanieczyszczeniu powietrza będzie większy i wtedy będziemy mogli zbadać różnice zwłaszcza w godzinach szczytu - dodaje prof.

Ciekawostką jest z kolei informacja, jak rozkładają się zanieczyszczenia powietrza ze względu na wysokość. - Przy pierwszym dużym wzroście poziomu zanieczyszczeń stwierdziliśmy, że nie ma różnicy w profilu wysokościowym. Natomiast podczas kolejnych okazało się, że przy specyficznych warunkach atmosferycznych poziom zanieczyszczeń na wyższych piętrach był niższy o kilkadziesiąt procent w stosunku do parteru - dodaje dr inż.

Przyszłe kierunki rozwoju

Kolejnym krokiem w rozwoju urządzeń pomiarowych będzie zamontowanie w nich czujnika pomiaru ozonu, co pozwoli na badanie zanieczyszczeń dominujących w cieplejszych okresach. Nie ma natomiast planów zwiększenia liczby czujników na terenie kampusów.

Dane pozyskiwane ze wszystkich czujników zbierane bezprzewodowo i gromadzone na serwerze. Czujniki mają modułową budowę, co oznacza, że w przyszłości będzie można do nich podłączyć kolejne elementy. Koszt wykonania całego systemu wyniósł 40 tys.

Obecnie projekt zakłada zbieranie i udostępnianie danych na temat stanu powietrza na stronie internetowej, ale nasi naukowcy już planują dodanie nowych funkcjonalności.

- Z punktu widzenia badawczego rysują się z kolei trzy główne kierunki. Pierwszy z nich zakłada rozszerzenie sieci czujników o czujniki gazów, co pozwoli na badanie zanieczyszczeń dominujących w cieplejszych okresach. Drugi odnosi się do rozwoju modeli przepływu mas powietrza na obszarach, gdzie mamy do czynienia ze zwartą zabudową i gdzie mogą występować różne warunki meteorologiczne, a trzeci kierunek to poszerzenie współpracy z władzami samorządowymi, jednostkami administracji państwowej i organizacjami społecznymi, żeby stworzyć mapy jakości powietrza o jak największej rozdzielczości na terenie całego miasta - wymienia prof.

Współpraca i edukacja

Chociaż monitoring działa na Politechnice Wrocławskiej dopiero od kilku miesięcy, to spotkał się on ze sporym zainteresowaniem i bardzo pozytywnymi reakcjami aktywistów miejskich, studentów i mieszkańców. Stronę internetową projektu odwiedziło ponad 3000 użytkowników.

- I co jest bardzo istotne, wzrasta zainteresowanie w zakresie informacji nt. warunków panujących w środowisku (w tym jakości powietrza), w którym przebywamy, ale również co raz częściej mówiąc o zdrowiu zaczynamy myśleć o aktywnościach, w kolokwialnie rzecz ujmując, w dobrym i zdrowym powietrzu - podkreśla prof.

- Nasza sieć to modelowy przykład tego, jak powinny wyglądać tego typu rozwiązania. Skontaktowała się z nami m.in. grupa studentów i doktorantów z Politechniki Białostockiej, która planuje zbudować podobną sieć na terenie swojego kampusu. Obserwują naszą stronę, są ciekawi sposobu, w jaki prezentujemy dane i uzyskiwanych przez nas wyników - wyjaśnia prof.

Przygotowywana jest także pierwsza publikacja naukowa na temat wyników badań. Praca pt. Politechnika Wrocławska uruchomiła na terenie swojego kampusu sieć czujników do oceny jakości powietrza. Z zebranych informacji korzystać mogą nie tylko pracownicy i studenci, lecz także mieszkańcy Wrocławia.

Kluczowe znaczenie może mieć współpraca z władzami Wrocławia. Pierwszym krokiem była decyzja o zastosowaniu skali wykorzystywanej w uruchomionym w styczniu Wrocławskim Indeksie Powietrza. Prezentuje ona stan powietrza podzielony na sześć kategorii - od dobrej do krytycznej - wraz z za zaleceniami, jak należy zareagować i zachować się w stosunku do panujących warunków zewnętrznych. Dane prezentowane z użyciem Wrocławskiego Indeksu Powietrza pojawiają się n.in.

- Dobrym pomysłem byłoby także, gdyby informacje o stanie powietrza w rejonie pl. Kolejnym ważnym elementem jest konieczność ciągłego informowania o społecznych skutkach smogu, ale też o programach antysmogowych.

- Wydawać by się mogło, że temat smogu jest powszechnie znany. Jako przykład podaje niewielkie zainteresowanie programem „Kawka”, w ramach którego miasto przyznawało dotację mieszkańcom decydującym się na wymianę przestarzałych pieców i kotłowni. W 2018 r. we Wrocławiu wykorzystano jedynie 4 proc.

Zdaniem prof. Izabeli Sówki kwestia poprawy edukacji w tym względzie może być także dobrym kierunkiem dla rozwoju Politechniki Wrocławskiej. - Można by się zastanowić nad uruchomieniem kierunku studiów, który kształciłby tzw. doradców ekologicznych. Niewiedza często bowiem wynika z barier technicznych. Osoba starająca się o dotację nagle zostaje bowiem sama z problemem zamontowania instalacji czy nawet z oceną jej wydajności. Co ważne, obecnie nowe strumienie finansowania m.in.

Smog - problem, który powraca

Smog może pojawiać się we Wrocławiu nie tylko zimą - mówi dr hab. Izabela Sówka, prof. PWr, kierownik Zakładu Ekologistyki i Zarządzania Ryzykiem Środowiskowym. Od kilku lat temat smogu powraca wtedy, kiedy rozpoczyna się sezon grzewczy. Media ostrzegają o złej jakości powietrza, o wielokrotnie przekroczonych normach obecności związków chemicznych i pyłów. O niewydolności przepisów obowiązujących w naszym kraju, a wreszcie o bezradności władzy samorządowej.

- A przecież smog to zagadnienie znane od dawna. To nie jest tak, że nagle powietrze stało się zanieczyszczone i my teraz ponośmy tego skutki - mówi prof. Wyjaśnia, że na to zjawisko składa się kilka czynników, takich jak występowanie określonych, wysokich stężeń wybranych szkodliwych substancji i do tego konkretne warunki atmosferyczne - w tym bezwietrzna pogoda.

- Te zanieczyszczenia to przede wszystkim pyły drobne, zawierające takie składniki, które nawet w śladowych ilościach są toksyczne, jak np. rtęć i ołów, ale także wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne czy benzo(a)piren oraz w fazie gazowej dwutlenek siarki i tlenki azotu - wylicza prof. Podkreśla, że są one bardzo niebezpieczne dla człowieka, a dostają się do organizmu drogami oddechowymi, pokarmową i przez skórę.

- Nie wszyscy mają chyba świadomość, że zanieczyszczenia obecne są nie tylko w powietrzu, przenikają też do gleby, a stamtąd do roślin, które w tej glebie rosną. I jemy potem takie zanieczyszczone warzywa i owoce, zawarte w nich metale ciężkie odkładają się w naszym organizmie i zaczynają wywoływać różne choroby - mówi profesor PWr.

Izabela Sówka: - W przypadku oceny szkodliwości wdychanego powietrza ważne są dwie kwestie. Największe stężenie szkodliwych substancji w powietrzu występuje w godzinach porannych, kiedy ludzie zaczynają palić w piecach i rusza transport drogowy. Przy bezwietrznej pogodzie zanieczyszczenia nie mają możliwości przemieścić się czy rozrzedzić. Prof.

Za główne przyczyny powstawania smogu podaje palenie w piecach słabej jakości paliwami, np. miałem węglowym czy odpadami, takimi jak tworzywa sztuczne. - Do powietrza przedostają się wtedy toksyczne dioksyny. Są to lotne związki organiczne, które mają silnie właściwości mutagenne - wyjaśnia prof. Sówka. Drugim powodem zanieczyszczeń jest transport drogowy, czyli emisja związana ze spalaniem paliwa w pojazdach. W przypadku dużych aglomeracji (np. Wrocław) dochodzą jeszcze źródła punktowe, czyli np.

- Na wsiach niestety wcale nie jesteśmy bezpieczniejsi - uważa badaczka z Politechniki Wrocławskiej. - Badania pokazują, że emisja zanieczyszczeń z obszarów podmiejskich jest bardzo wysoka. Porównując do sytuacji w zimie, można by powiedzieć, że w pozostałych porach roku powietrze jest dużo czystsze.

- Niestety mamy jednak też smog letni - mówi prof. Sówka. Promieniowanie słoneczne powoduje przemiany chemiczne związków emitowanych ze spalinami do powietrza, tj. tlenków azotu i lotnych związków organicznych i powstają wówczas zanieczyszczania wtórne, będące markerami smogu (ozon, azotan nadtlenku acetylu).

- Bardzo często jako efekt zjawiska smogu pokazuje się zdjęcia z panoramą Los Angeles, które otoczone jest taką charakterystyczną brunatną mgłą. Nawet powstał termin „smog typu Los Angeles”, możemy z nim mieć do czynienia latem we Wrocławiu - tłumaczy prof. Izabela Sówka.

- Dobrze, że chociaż główny ruch ciężarówkowy został wyniesiony poza miasto. Odnoszę wrażenie, że smog zimowy jest „popularniejszy” ze względu na odbiór wizualny i odczuwalność przez mieszkańców.

Jak walczyć ze smogiem?

Profesor Izabela Sówka uważa, że konieczne są rozwiązania systemowe, odgórne przepisy regulujące dopuszczalne rodzaje paliw, urządzeń grzewczych i instalacji. Bardzo potrzebne jest realizowanie różnych programów dotyczących ochrony środowiska - rządowych i regionalnych.

Zdaniem profesor działania na rzecz poprawy jakości powietrza w mieście mogłyby polegać na dalszych pracach nad zcentralizowaniem ogrzewania we Wrocławiu (i stworzeniu systemów prawnych oraz finansowych wspierających tego typu działania ), a tam, gdzie się jeszcze nie da, na kontynuowaniu programów wspierających dofinansowanie wymiany kotłów i instalacji na bezpieczne dla środowiska. Inne propozycje konkretnych działań to ustanowienie w miastach tzw. ekostref.

- Chodzi o wyprowadzenie transportu drogowego, choćby z najbardziej newralgicznych punktów i wsparcie dla użytkowników pojazdów ekologicznych, np. Tego typu rozwiązana zastosowano z powodzeniem już w wielu miastach europejskich. Statystyki jakości powietrza na stacjach sprawozdawczych udostępniane przez Europejską Agencję Ochrony Środowiska i pokazują, że tam, gdzie kładzie się nacisk na „inteligentne i zdrowe” działania, jakość powietrza jest dużo lepsza.

- Za dobry przykład może posłużyć też program antysmogowy zrealizowany w Londynie czy wschodnich Niemczech, gdzie jakość powietrza znacznie się poprawiła. Jest to jednak proces długoterminowy - tłumaczy prof. Konkretnym działaniem może być też w okresach pojawiania się smogu zaproponowanie mieszkańcom korzystania z darmowej komunikacji.

- Chociaż badania pokazują, że udział procentowy transportu drogowego jako źródła emisji zanieczyszczeń do powietrza może wydawać się nieduży, to w dniach o bardzo złej jakości powietrza, ma to znaczenie. Szczególnie w budowaniu świadomości ekologicznej i dbaniu o wspólne dobro, jakim jest nasze środowisko - uważa prof. Sówka.

Niezbędna jest skuteczna edukacja w tym temacie i rzetelnie przekazywana w informacja o stanie zanieczyszczenia powietrza. - Szczególnie w kwestii podawania poziomu stężenia szkodliwych substancji. Trzeba wyraźnie zaznaczać, jest to prognoza, czyli stężenie przewidywane, czy wynik z konkretnego punktu pomiarowego i przedziału czasu - zaznacza badaczka. Dodaje, że sama korzysta z aplikacji mobilnej Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska i rano sprawdza poziom zanieczyszczeń.

Profesor Izabela Sówka była jednym z prelegentów odbywającego się na Politechnice Wrocławskiej spotkania poświęconego sytuacji smogowej na Dolnym Śląsku. Zorganizowała je Gazeta Wyborcza w ramach akcji społecznej „Pracownia miast”.

tags: #jakość #powietrza #Politechnika #Wrocławska #badania