Jakość Powietrza: Normy i Standardy
- Szczegóły
Świat bez sprężonego powietrza jest nie do pomyślenia. Bez tego medium stanęłyby fabryki, zatrzymałyby się pociągi, a statki dryfowałyby bezładnie po oceanach.
Normy Jakości Sprężonego Powietrza
W niektórych zastosowaniach konieczne jest spełnienie określonych norm jakości powietrza. Warto wiedzieć, że wymagana jakość sprężonego powietrza zależy od specyfiki zastosowania. W niektórych zastosowaniach, np. w produkcji żywności i farmaceutyków, priorytet ma najwyższa czystość powietrza. Zasadniczo wyższa wymagana czystość powietrza wiąże się z większymi kosztami jego wytwarzania. Aby uzyskać powietrze o wyjątkowo wysokim poziomie czystości, potrzeba dodatkowych urządzeń i elementów, na przykład osuszaczy i filtrów, co powoduje wzrost zużycia energii. Dla laika określenie wymaganego poziomu czystości powietrza może być sporym wyzwaniem. Pomóc mogą jednak informacje zawarte w normie ISO 8573-1:2010.
ISO 8573-1:2010
ISO 8573-1:2010 to nazwa techniczna międzynarodowej normy dotyczącej klas czystości powietrza. Określono w niej, z podziałem na klasy, dopuszczalną zawartość różnego rodzaju zanieczyszczeń - takich jak wilgoć, cząstki stałe, olej i inne substancje - w strumieniu sprężonego powietrza.
Chociaż norma ISO upraszcza zadanie, mnogość zanieczyszczeń i klas czystości może przyprawić laika o zawrót głowy. W normie ISO zanieczyszczenia podzielono na trzy główne kategorie: cząstki stałe, woda (tak w stanie ciekłym, jak i gazowym) oraz olej (w postaci aerozoli i pary). Z punktu widzenia użytkownika bardzo ważna jest odpowiednia jakość sprężonego powietrza. Im niższy numer kategorii, tym większa wymagana czystość powietrza.
W przypadku cząstek stałych w normie określana jest ich dopuszczalna zawartość na metr3 powietrza. Dalszy podział uwzględnia wielkość cząstek. Na przykład powietrze klasy 1 może zawierać nie więcej niż 20 000 cząstek o wielkości 0,1-0,5 mikrona, nie więcej niż 400 cząstek o wielkości 0,5-1 mikrona i nie więcej niż 10 cząstek o wielkości 1-5 mikronów (mikron jest jednostką wielkości równą 1/1000 milimetra). Z kolei powietrze klasy 2 może zawierać już maksymalnie 400 000 cząstek o wielkości 0,1-0,5 mikrona, maksymalnie 6000 cząstek o wielkości 0,5-1 mikrona i maksymalnie 100 cząstek o wielkości 1-5 mikronów.
Przeczytaj także: Rola Inspekcji w ochronie powietrza
Jeśli chodzi o wodę, bardziej rygorystyczne (niższe) klasy definiuje się w oparciu o ciśnieniowy punkt rosy, a od klasy 7 - na podstawie zawartości cieczy w powietrzu w gramach na metr sześcienny. Z kolei w przypadku oleju klasę czystości według normy ISO określa się na podstawie zawartości tej substancji w mg/m3.
Znasz już wymaganą klasę czystości sprężonego powietrza według normy ISO, a zatem nadszedł czas na dobranie odpowiednich filtrów. Aby to zrobić, wystarczy kierować się informacjami o klasie ISO podanymi przez producenta filtra.
Na przykład filtry z serii UD+ firmy Atlas Copco mają oznaczenie [1:-:2] dotyczące klas czystości powietrza określonych w normie ISO. Oznacza to, że pomagają spełnić wymagania dotyczące klasy 1 w przypadku cząstek stałych i klasy 2 w przypadku oleju. Po określeniu klasy czystości powietrza według normy ISO odpowiedniej do danego zastosowania można dobrać wyposażenie, które pozwoli spełnić wymogi.
Tabela klas jakości sprężonego powietrza według normy ISO 8573-1
| Klasa | Max wielkość elementów stałych (µm) | Max stężenie elementów stałych (mg/m3) | Woda - max punkt rosy (°C) | Max stężenie oleju (mg/m3) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0,1 | 0,1 | -70 | 0,01 |
| 2 | 1 | 1 | -40 | 0,1 |
| 3 | 5 | 5 | -20 | 1 |
| 4 | 15 | 8 | +3 | 5 |
| 5 | 40 | 10 | +7 | - |
| 6 | - | - | +10 | - |
Klasy jakości sprężonego powietrza
Klasy jakości sprężonego powietrza to standardy określające poziom czystości sprężonego powietrza w odniesieniu do zawartości zanieczyszczeń takich jak wilgoć, olej i cząstki stałe. Te klasyfikacje są niezwykle ważne w wielu przemysłowych i komercyjnych zastosowaniach, gdzie jakość powietrza ma bezpośredni wpływ na wydajność, bezpieczeństwo i trwałość urządzeń oraz jakość końcowego produktu.
Norma ISO 8573-1
Klasy jakości sprężonego powietrza są zwykle określone przez międzynarodowe normy, takie jak ISO 8573, która jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych. Norma ISO 8573-1 podzieliła jakość sprężonego powietrza na kilka klas, z których każda określa dopuszczalne poziomy różnych zanieczyszczeń:
Przeczytaj także: Analiza jakości powietrza w Serocku
- Cząstki Stałe: Określa maksymalny rozmiar i ilość cząstek stałych (np. pyłu) w sprężonym powietrzu. Różne klasy określają różne dopuszczalne poziomy tych zanieczyszczeń.
- Wilgoć i Para Wodna: Określa maksymalny dopuszczalny poziom wilgoci w sprężonym powietrzu. Jest to szczególnie ważne w aplikacjach, gdzie obecność wody może prowadzić do korozji lub innych problemów.
- Olej: W tym przypadku chodzi o obecność oleju w sprężonym powietrzu, zarówno w postaci aerozolu, jak i pary.
Nowe Normy Jakości Powietrza w UE
Państwa Unii Europejskiej przyjęły nowe normy jakości powietrza, które zaczną obowiązywać od 2030 roku. W głosowaniu wzięli udział przedstawiciele rządów państw unijnych, prawie jednogłośnie głosując za nowymi normami. Również polski rząd opowiedział się za przyjęciem nowych regulacji. Ich osiągnięcie zagwarantuje mieszkańcom Polski znacznie czystsze powietrze. Nowe, bezpieczniejsze dla zdrowia normy zbliżają wymogi unijne do rekomendacji Światowej Organizacji Zdrowia.
Jak podaje Europejska Agencja Środowiska w 2021 roku w UE pyły zawieszone PM2.5 odpowiedzialne były za 253 000 zgonów (głównie choroby serca), natomiast tlenki azotu, wytwarzane głównie w silnikach spalinowych to przyczyna 52 000 zgonów. W Polsce zanieczyszczenia powietrza zabija ponad 40 tysięcy osób rocznie.
Dotychczasowe europejskie normy jakości powietrza przyjęto dwadzieścia lat temu. Od tego czasu pojawiło się tysiące nowych badań nad wpływem zanieczyszczeń powietrza na zdrowie i życie. Świat nauki jest zgodny: bezpieczne do oddychania jest jedynie powietrze bez zanieczyszczeń, a ich poziom powinien być jak najniższy. Opierając się na tych badaniach Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opublikowała w 2021 r. nowe rekomendacje, które okazały się dużo bardziej restrykcyjne od przepisów obowiązujących w UE.
Kilka lat temu Komisja Europejska rozpoczęła prace nad wdrożeniem nowych norm biorąc pod uwagę rekomendacje WHO. 14 października 2024 r. przyjęto nowe unijne normy jakości powietrza, które wprawdzie nie spełniają jeszcze tych rekomendacji, ale są dużo bardziej wymagające od dotychczasowych. Zmiana oznacza m.in. obniżenie dopuszczalnych wartości zanieczyszczeń: pyły PM 2.5 średniorocznie z 20 ug/3 do 10 ug/m3, PM10 z 40 na 20 ug/m3 oraz tlenki azotu z 40 na 20 ug/m3.
W Polsce stężenie PM2.5 mierzymy w 136 miejscowościach, ale tylko w 6 z nich spełnione są nowe normy. Podniesienie standardów czystości powietrza oznacza przede wszystkim konieczność przyspieszenia wymiany “kopciuchów”. Oznacza to, że Program Czyste Powietrze, który dotuje wymianę takich starych urządzeń powinien działać na jeszcze większą skalę. Dobra wiadomość jest taka, że w ostatnich latach w Polsce liczba tych starych, pozaklasowych kotłów zmalała o milion sztuk. Niestety - wciąż ponad dwa miliony takich kotłów zanieczyszcza powietrze, ale już teraz widzimy pozytywny wpływ wymiany kotłów w Polsce. Stężenia pyłów zawieszonych PM10, PM2.5 i rakotwórczego benzo(a)pirenu powoli spadają, a zimowy smog jest coraz słabszy.
Przeczytaj także: Pomiary zanieczyszczeń w Stacji Czernica
Analizy przeprowadzone przez zespół ekspertów pod przewodnictwem Europejskiego Centrum Czystego Powietrza wykazały, że Polska jest w stanie spełnić wymagania znowelizowanej Dyrektywy, o ile skutecznie zostanie wdrożony szereg przepisów ochrony powietrza. Chodzi tu przede wszystkim o wdrożenie uchwał antysmogowych, a więc eliminację z domowego ogrzewania starych kotłów na węgiel i drewno, zwanych potocznie “kopciuchami”. W tym kontekście niezbędnym staje się dalszy rozwój Programu Czyste Powietrze, który oferuje właścicielom domów jednorodzinnych dotacje do ocieplenia domu i instalacji nowoczesnego ogrzewania. W większych miastach konieczne będzie również podjęcie działań na rzecz ograniczenia emisji zanieczyszczeń generowanych przez samochody (szybszy rozwój transportu publicznego, strefy czystego transportu, zwiększenie akcyzy na import najbardziej zanieczyszczających aut).
Normy określone zostały w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu. Stężenie PM2.5: dla pyłu PM2.5 rozporządzenie zawiera tylko normę roczną, która wynosi 25µg/m³. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) przyjęła normę dobową, która wynosi 25µg/m³.
Rodzaje Zanieczyszczeń Powietrza
PM (Particulate Matter), czyli pył zawieszony jest globalnym zagrożeniem dla zdrowia i środowiska. W analizach jakości powietrza wyróżnia się dwa główne rodzaje pyłu zawieszonego: PM10 i PM2,5.
Pył Zawieszony PM2.5
Pył zawieszony jest zanieczyszczeniem atmosfery składającym się z cząstek zawieszonych w powietrzu, będących mieszaniną substancji organicznych i nieorganicznych. Może zawierać substancje toksyczne takie jak: metale ciężkie, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne oraz dioksyny i furany. Ze względu na rozmiar cząsteczek, który określa prędkość z jaką on opada (im większa cząsteczka pyłu tym szybsze opadanie). PM2.5 to pył, którego cząsteczki są nie większe od 2,5μm. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opisała go jako najbardziej szkodliwy dla zdrowia człowieka w grupie zanieczyszczeń atmosferycznych. Jego cząsteczki są na tyle małe, że mogą przenikać przez pęcherzyki płucne do krwiobiegu. Udowodniono, że ciągłe oddychanie zanieczyszczonym pyłem PM2.5 powietrzem skraca średnią długość życia. Krótkotrwała ekspozycja zwiększa ryzyko chorób układu oddechowego i krwionośnego. Dodatkowo znane są dokuczliwe objawy występujące bezpośrednio w wyniku kontaktu ze skażonym powietrzem, jak: kaszel, nasilenie astmy, uczucie duszności.
Pył Zawieszony PM10
PM10 określany jest jako pył „gruby”. To cząstki zawieszone, których średnica nie przekracza 10 mikrometrów. Są one na tyle małe, że cząstki te mogą utrzymywać się w powietrzu przez dłuższy czas. W jego skład mogą wchodzić np. minerały, ceramika, polimery i rakotwórcze metale ciężkie, takie jak furany i dioksyny. Występowanie tego zanieczyszczenia powietrza związane jest między innymi z procesami spalania paliw stałych i ciekłych, choć co ciekawe, pył ten bywa zbudowany z naturalnych źródeł, takich jak choćby pył z pustyni. Pył PM10 może być szkodliwy dla zdrowia ludzkiego, szczególnie gdy jest wdychany przez dłuższy czas, ponieważ przenika do układu oddechowego i widocznie podrażnia drogi oddechowe.
Benzo(a)piren
Benzo(a)piren należy do grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Do naturalnych źródeł emisji benzo(a)pirenu można zaliczyć pożary lasów, traw, wybuchy wulkanów. W wyniku działalności człowieka benzo(a)piren uwalniany jest do środowiska w wyniku emisji ze spalania paliw kopalnych, działalności przemysłu, obecny jest również w spalinach samochodowych. Benzo(a)piren powstaje głównie podczas procesu spalania paliw stałych, resztek roślinnych itp. w warunkach miejscowego deficytu tlenu w palenisku. Zjawisko takie zachodzi w domowych piecach, domowych kotłach centralnego ogrzewania, kuchniach kaflowych i kominkach. Uwalniany jest również do atmosfery podczas wypalania traw, ściernisk, spalania resztek roślinnych na polach, działkach i ogrodach, czy też spalania odpadów w ogniskach i urządzeniach do tego nieprzystosowanych. Benzo(a)piren zawarty jest również w dymie papierosowym (dym z 1 papierosa zawiera 16 ng tej substancji). Może również powstawać w żywności na skutek długotrwałej obróbki termicznej (np. Benzo(a)piren może powodować wiele niekorzystnych zmian w organizmie człowieka. Ma on silne działanie kancerogenne, mutagenne i teratogenne (negatywnie wpływają na rozwój płodu).
Dwutlenek Siarki (SO2)
Kolejną wysoce szkodliwą dla zdrowia substancję, podlegającą pomiarom, stanowi dwutlenek siarki (SO2). Do atmosfery dostaje się ponownie w wyniku spalania paliw kopalnych - głównie przez elektrownie i przemysł - oraz śmieci, zawierających siarkę. W połączeniu z wodą tworzy szkodliwy kwas siarkowy, będący jedną z przyczyn kwaśnych opadów deszczu. Wpływa szkodliwie na układ oddechowy, doprowadzając m.in. do astmy i zapalenia oskrzeli.
Dwutlenek Azotu (NO2)
Dwutlenek azotu (NO2) dostaje się do powietrza głównie poprzez spalanie paliw i odpadów, zawierających azot. Podobnie jak SO2 przyczynia się do powstawania kwaśnych deszczy i objawia się silnie toksycznym wpływem na organizm, doprowadzając do obrzęku płuc, rozedmy, schorzeń układu nerwowego i krwionośnego oraz nowotworów. Ponadto jego wysokie stężenie prowadzi do pogorszenia stanu zdrowia osób zmagających się z chorobami serca i może prowadzić do uszkodzenia płodu.
Ozon (O3)
Charakterystyczną woń tego gazu znamy niemal wszyscy. Ozon, czyli reaktywna, trójatomowa odmiana tlenu, stanowi dla nas barierę ochronną, pochłaniając część promieniowania ultrafioletowego, emitowanego przez Słońce. Jego obecność w powietrzu jest jednak szkodliwa dla zdrowia - smog ozonowy przyczynia się do problemów z oddychaniem, bólu głowy, napadów duszności, bezsenności oraz złego samopoczucia. Związek ten stanowi główny składnik smogu typu Los Angeles, nazywanego inaczej smogiem fotochemicznym. Normy jakości powietrza określają dopuszczalną ilość ozonu troposferycznego na 120 µg/m3 w przypadku średniej kroczącej ośmiogodzinnej oraz 180 µg/m3 dla średniej emisji 1-godzinnej. Głównym źródłem jego emisji pozostaje energetyka i transport - zwłaszcza silniki diesla. Unoszące się zanieczyszczenia wchodzą w reakcje chemiczne pod wpływem słońca, znacząco zwiększając jego stężenie w powietrzu.
Tlenek Węgla (CO)
Niestety każdego roku mierzymy się z dużą liczbą często śmiertelnych zatruć, wywoływanych czadem - związkiem występującym tylko wewnątrz budynków. Pod względem chemicznym tlenek węgla jest bezwonnym, bezsmakowym i bezbarwnym gazem, powstającym, gdy w procesie spalania drewna, oleju, gazu czy węgla nie uczestniczy odpowiednia ilość tlenu. Jego wysoka szkodliwość wynika z o 250-300 razy szybszego łączenia się z hemoglobiną niż tlen (CO + Hb → COHb) w efekcie czego błyskawicznie dochodzi do zatrucia organizmu. Chcąc zminimalizować ryzyko zatrucia czadem, warto zaopatrzyć się w czujnik tlenku węgla.
Ocena Jakości Powietrza w Polsce
Zgodnie z art. 89 ust. 1 ustawy Prawo ochrony środowiska na podstawie wyników pomiarów prowadzonych na stacjach Państwowego Monitoringu Środowiska GIOŚ (w tym Regionalne Wydziały Monitoringu Środowiska GIOŚ) co roku, w terminie do 30 kwietnia, dokonuje oceny jakości powietrza w danym województwie za poprzedni rok kalendarzowy. Wyniki ocen publikowane są w formie wojewódzkich raportów dostępnych na portalu Jakość Powietrza GIOŚ w zakładce Publikacje na podstronach wojewódzkich.
W ocenach prowadzonych pod kątem spełnienia kryteriów ustanowionych w celu ochrony zdrowia ludzi obecnie uwzględnia się: dwutlenek siarki (SO2), dwutlenek azotu (NO2), tlenek węgla (CO), benzen (C6H6), ozon (O3), pył PM10 i PM2,5 (dla pyłu PM2,5 w ocenie za 2020 rok, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Środowiska z dn. 24 sierpnia 2012 r. w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu, obowiązywać będzie poziom dopuszczalny 20 µg/m3), metale ciężkie: ołów (Pb), arsen (As), kadm (Cd) i nikiel (Ni) w pyle PM10 oraz benzo(a)piren (B(a)P) w pyle PM10.
Oceny jakości powietrza wykonywane są w odniesieniu do obszaru strefy. Z oceny dokonywanej na podstawie kryteriów ustanowionych w celu ochrony roślin wyłączone są obszary aglomeracji i miast powyżej 100 tys. Klasyfikacji dokonuje się dla każdego zanieczyszczenia, dla każdego parametru-kryterium znajdującego zastosowanie w strefie, z uwzględnieniem różnych czasów uśredniania normowanych stężeń - poziomów dopuszczalnych lub docelowych: rok, 24 godz., 8 godz., 1 godz.
Każdej strefie przypisuje się jedną klasę dla każdego zanieczyszczenia, tzw. klasę wynikową, oddzielnie ze względu na ochronę zdrowia i ze względu na ochronę roślin. Wynik oceny i klasyfikacji strefy dla danego zanieczyszczenia zależy od stężeń tego zanieczyszczenia występujących na terenie strefy - zwykle w rejonach o najwyższym stopniu zanieczyszczenia daną substancją. Zaliczenie strefy do klasy C wynika z wystąpienia przekroczeń odpowiedniej wartości kryterialnej stężeń substancji na określonym obszarze strefy i nie powinno być utożsamiane ze złą oceną jakości powietrza na terenie całej strefy.
Przynajmniej raz na 5 lat, zgodnie z art. 88 ustawy - Prawo ochrony środowiska, Główny Inspektor Ochrony Środowiska dokonuje oceny jakości powietrza w strefach na potrzeby ustalenia odpowiedniego sposobu wykonywania ocen rocznych, zwanej oceną pięcioletnią.
Klasyfikacja Stref
- Klasa 1: stężenia zanieczyszczenia na terenie strefy nie przekroczyły wartości dolnego progu oszacowania.
- Klasa 2: na terenie strefy wystąpiły stężenia zanieczyszczenia powyżej wartości dolnego progu oszacowania, lecz nie przekraczające wartości górnego progu oszacowania.
- Klasa 3: na terenie strefy wystąpiły stężenia zanieczyszczenia powyżej wartości górnego progu oszacowania.
Sposoby Pomiaru Zanieczyszczeń
Powyższe analizy zostały przeprowadzone m.in. na podstawie danych, dostarczonych przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska.
- Metoda grawimetryczna (referencyjna): wykorzystująca poborniki pyłowe, zasysające powietrze, wyposażone w specjalne filtry, wymieniane automatycznie co godzinę przez całą dobę.
- Metoda automatyczna: badająca poziom zanieczyszczeń przez certyfikowane mierniki stężenia pyłu. Taki pomiar gwarantuje uzyskanie precyzyjnego wyniku stężenia określonych zanieczyszczeń, dając wierny obraz jakości powietrza na danym terenie, aktualizowany co godzinę.
Odczyty te wykorzystywane są zarówno do tworzenia zaawansowanych map stężenia pyłów PM2.5 i PM10, ozonu oraz tlenku siarki i azotu (SO2), (NO2), jak i alarmowania mieszkańców m.in. za pośrednictwem specjalnej mapy ostrzeżeń.
Pod względem prawnym, dopuszczalne normy zanieczyszczeń powietrza określa Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 13 listopada 2020 r. w sprawie zakresu i sposobu przekazywania informacji dotyczących zanieczyszczenia powietrza.
tags: #jakość #powietrza #normy #i #standardy
