Wpływ Samolotów na Jakość Powietrza: Badania i Analizy
- Szczegóły
Prywatny samochód jest często wskazywany przez aktywistów klimatycznych jako główny winny zanieczyszczeń w miastach pochodzących z transportu. Za taką opinią idą w ruch strefy czystego transportu, ograniczanie ruchu i zniechęcenia dla posiadaczy „czterech kółek”. Rzeczywistość jest inna. Złowieszcza rola samochodów jest znacząco przewartościowywana, a milczy się o wpływie lotnisk na jakość powietrza w mieście. A, jak się okazuje, jest o czym mówić!
Wpływ Emisji z Samolotów na Środowisko i Zdrowie
Z badań organizacji Transport & Environment (T&E) wynika, że emisje z silników samolotów odrzutowych mają negatywny wpływ na środowisko i zdrowie ludzi w pobliżu najbardziej ruchliwych lotnisk Europy.
- Emisje CO₂ generowane przez prywatne odrzutowce w Europie wzrosły o 31% w latach 2005-2019, co wskazuje na szybszy wzrost niż w przypadku lotnictwa komercyjnego.
- Prywatne odrzutowce są wyjątkowo szkodliwe dla środowiska - emitują około 10 razy więcej dwutlenku węgla na pasażera niż samoloty liniowe i aż 50 razy więcej niż pociągi.
- Emisje z silników odrzutowych negatywnie wpływają na zdrowie ponad 50 milionów Europejczyków zamieszkujących obszary w promieniu 20 kilometrów od największych lotnisk.
- Szczególnie groźne są ultra drobne cząstki o średnicy poniżej 0,1 mikrometra, które mogą przedostawać się do wszystkich organów ludzkiego ciała. Ich wdychanie prowadzi do poważnych zagrożeń zdrowotnych, takich jak choroby układu krążenia i oddechowego, co stanowi istotny problem dla zdrowia publicznego.
Kraków i Rozwój Transportu Lotniczego
Jeśli skupimy się na przykładzie Krakowa i jego walki o „czyste powietrze”, to trzeba odnotować, że w ciągu ostatnich dekad obserwujemy gwałtowny wzrost rozwoju transportu lotniczego na lotnisku Balice. Niesie to ze sobą szereg aspektów, które uznajemy za pozytywne, takie jak rozwój ruchu turystycznego czy biznesu, ale nie możemy przejść obojętnie obok tych negatywnych.
W niniejszym artykule pochylimy się nad negatywnym wpływem lotniska, jakim jest zanieczyszczenie środowiska przez spaliny samolotów w obrębie miast. Za przykład, jak już wspomniano, posłuży nam Kraków i obsługujący tę metropolię port lotniczy.
Rys Historyczny Lotniska w Balicach
W roku 1964 władze wojskowe udostępniły na potrzeby lotnictwa cywilnego 10 hektarowy teren na terenie bazy wojskowej w podkrakowskich Balicach. W tym samym roku odbyło się tam lądowanie pierwszego rejsowego samolotu Polskich Linii Lotniczych LOT.
Przeczytaj także: Jakość powietrza wewnątrz budynków
Od tamtego czasu regularnie słyszeliśmy doniesienia o otwarciu kolejnego terminala lub informacje o rozbudowie lotniska.
- W roku 1965 lotnisko w Balicach przyjęło 66 401 pasażerów.
- Z kolei rok 2024 okazał się rekordowy - obsłużono ponad 11 milionów podróżnych.
Liczby te oddają skalę tego jak bardzo zwiększył się ruch samolotów nad Krakowem w ciągu niespełna 50 lat. We wrześniu 2024 roku z usług Portu Lotniczego Kraków skorzystało 1 040 849 pasażerów, co stanowi wzrost o 29% w porównaniu do września 2019 roku oraz o 18% w stosunku do września 2023 roku.
Wiele osób uważa rozwój lotnisk za szansę dla rozwoju regionu, nie inaczej jest w przypadku Krakowa. Jeśli jednak przyjrzymy się naszym zachodnim sąsiadom to zobaczymy, że porty lotnicze są u nich zlokalizowane w znacznych odległościach od centrów miast, a połączone są z nimi za pomocą sieci kolejowych.
Inaczej sytuacja się ma w przypadku lotniska na Balicach. Zmodernizowane zostało połączenie kolejowe z centrum miasta, lecz warto zauważyć, że odległość do centrum Krakowa wynosi tylko 11 km. Linia autobusowa nr 300 obsługiwana przez Miejskie Przedsiębiorstwo Komunikacji w Krakowie, pokonuje dystans zaledwie 10 km, licząc od miejsca wyjazdu z centrum miasta.
Biorąc pod uwagę wyjątkowo niekorzystne usytuowanie geologiczne Krakowa, tzw. nieckę niezwykle utrudniającą wymianę powietrza nad miastem, to odległość dziesięciu kilometrów możemy uznać za niewystarczającą - przypominając tu wyniki badań opisanych na początku artykułu i strefę oddziaływania ruchu lotniczego na otoczenie, określoną przez badaczy na 20 kilometrów.
Przeczytaj także: Wpływ mas powietrza na klimat
Sytuacji nie poprawia również brak jakiegokolwiek całościowego planu zagospodarowania miasta Krakowa, dzięki czemu z roku na rok resztki istniejących miejskich korytarzy powietrznych są skutecznie zabudowywane przez deweloperów.
Jakość Powietrza i Alarmy Smogowe w Krakowie
W Krakowie jakość powietrza monitorują zarówno instytucje państwowe, jak i prywatne. Główną rolę w tym zakresie pełni Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska (WIOŚ) w Krakowie, będący częścią Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska. WIOŚ zarządza siecią stacji pomiarowych rozmieszczonych w różnych częściach miasta, m.in. przy al. Krasińskiego, ul. Dietla, ul. Bujaka, ul. Złoty Róg, ul. Bulwarowej, os. Piastów, ul. Telimeny oraz na os. Wadów.
Dodatkowo, w monitorowanie jakości powietrza angażują się organizacje prywatne, takie jak Airly, które instalują własne czujniki i udostępniają dane za pośrednictwem platform internetowych.
Wyżej wymienieni alarmują o zanieczyszczeniu głównie spowodowanym przez paleniska domowe oraz spaliny samochodowe. Niestety, wszelkie próby walki z krakowskim smogiem są niewystarczające i można zaryzykować stwierdzenie, że jednym z tego powodów jest ich nieskuteczność już na etapie przyjmowania założeń. Wprowadzane są bowiem coraz to nowsze decyzje i uchwały, które nie są poparte badaniami naukowymi. Nie wyciąga się wniosków z ograniczeń już wprowadzonych w innych krajach.
Powyższe wnioski nasuwają pytanie: skąd się tak naprawdę bierze smog nad Krakowem i jakie są źródła jego powstawania? Z punktu widzenia mieszkańca miasta sąsiadującego z lotniskiem najistotniejsze są dwie fazy lotu: startu i lądowania.
Przeczytaj także: Spalanie w silniku i jakość filtra
- Silnik samolotu podczas startu jest obciążony w 100% przez 40 sekund.
- Podczas lądowania obciążenie silnika wynosi 30%, a faza lądowania trwa 4 minuty.
Podobny proces ma miejsce w przypadku realizacji procedury GPR [z ang. ground running procedure] podczas, której silnik poddawany jest przeglądowi przed lotem.
Pierwsze trzy minuty fazy startu i wznoszenia dla samolotu szerokokadłubowego równe są wytworzeniu około 2 tyś. Są to związki, które w wyniku reakcji fotochemicznych odpowiadają za przebieg wielu niekorzystnych zjawisk w atmosferze. Smog fotochemiczny, kwaśne deszcze, zwiększenie stężenia ozonu w troposferze to jedne z poważniejszych zagrożeń dla środowiska spowodowane spalaniem paliwa przez samoloty.
Należy również pamiętać, że samoloty generują bardzo duże ilości pyłów respilabilnych PM10 (cząstki mniejsze niż 10μm) i PM2,5 (cząstki mniejsze niż 2,5μm) absorbujących na swojej powierzchni związki kancerogenne i metale ciężkie odkładające się w ludzkim organizmie. … przyczyniają się one do występowania takich chorób jak astma i zapalenie oskrzeli. Są też jedną z przyczyn arytmii serca i ataków serca. Najpoważniejsze problemy wynikają z oddziaływania cząstek drobnych.
Konwencjonalne podejście do emisji związków toksycznych z silników lotniczych zakłada jej kontrolę jedynie w fazach startu, lądowania i kołowania statku powietrznego. W operacjach lotniczych pułap 3000 stóp odgrywa istotną rolę jako jedno z kluczowych minimów związanych z widzialnością i odległością od chmur. SERA określa minimalne wymagania operacyjne w zależności od rodzaju przestrzeni powietrznej i warunków meteorologicznych. Stosuje się go w procedurze podchodzenia do lądowania, np. przy użyciu systemu ILS.
To właśnie w tej strefie pułapu wysokości, zwanej także strefą oddziaływania (3000 stóp to odpowiednik 1000 metrów wysokości) samolot generuje cząstki stałe, które powinno się wliczać do tzw. Świadczą o tym także przepisy certyfikacji silników lotniczych, stworzone z założeniem ograniczenia emisji spalin z emisji niskiej na obszarach przyległych do lotnisk. Przytoczmy tu zasady obowiązujące w polskiej przestrzeni powietrznej. Są to m.in. zakazy wykonywania lotów nad obszarami miast w ich granicach administracyjnych. Dla Krakowa mającego liczbę mieszkańców na poziome 807 000 (stan na rok 2024) dozwolona minimalna wysokość lotu powinna być nie mniejsza niż 1500 metrów.
Strefa oddziaływania samolotu to odległość do 1000 metrów nad ziemią, więc nie można powiedzieć, że samoloty latają na odległościach wykluczających ich wpływ na jakość powietrza w Krakowie. Wspomniana odległość 600 metrów jest mniejsza od wartości definiowanej jako strefa wpływu transportu lotniczego na jakość powietrza.
Oczywiste jest więc stwierdzenie, że samoloty mogą oddziaływać na centralne obszary miasta Krakowa. Przykład krakowskiego lotniska i uwarunkowań jego eksploatacji nie ma na celu negowania samolotu jako środka transportu, a jedynie wskazanie tego rodzaju transportu jako emitera zanieczyszczeń powietrza. Tym samym nie sposób wskazywać odpowiedzialności tylko transportu samochodowego za istniejący stan powietrza w Krakowie.
Zanieczyszczenie Powietrza w Samolotach: Badania Francuskich Naukowców
W badaniu - przeprowadzonym przez zespół francuskich naukowców, między innymi badaczy z Université Paris Cité - wykorzystano specjalistyczną aparaturę pomiarową, która była przewożona na pokładzie samolotów lecących z lotniska Paryż-Roissy-Charles de Gaulle do innych europejskich portów lotniczych.
Pozytywnym wnioskiem jest to, że analizy francuskich naukowców wykazały, iż stężenia ultradrobnych cząstek zanieczyszczających powietrze w kabinie samolotu były bardzo niskie podczas lotu. Sytuacja zmieniała się jednak diametralnie na podczas wsiadania pasażerów do samolotu oraz kołowania maszyn.
Jak wskazują naukowcy, zanieczyszczone powietrze było stopniowo usuwane z kabiny po starcie, jednak jego stężenie ponownie wzrastało podczas podejścia do lądowania, prawdopodobnie ze względu na wysokie koncentracje zanieczyszczeń w pobliżu tras podejścia i po zawietrznej stronie lotnisk. Ten sam schemat zaobserwowano również na lotniskach docelowych.
Zjawisko to budzi niepokój naukowców - przede wszystkim w świetle prognoz mówiących o tym, że liczba pasażerów lotniczych na świecie w bieżącym roku przekroczy - po raz pierwszy w historii - pięć miliardów. Eksperci zwracają jednocześnie uwagę, że branża lotnicza wciąż pozostaje silnym źródłem zanieczyszczeń, przy dość małej liczbie regulacji - zwłaszcza, jeśli porównać to do transportu drogowego czy przemysłu.
Eksperci zaznaczają, że problem ultradrobnych cząstek zanieczyszczających powietrze nie dotyczy jedynie portów lotniczych - zanieczyszczenia generowane przez lotniska wdychane są bowiem przez podróżujących, ale także przez mieszkańców okolicznych społeczności.
Techniki Filtracji Powietrza w Samolotach
Większość nowoczesnych samolotów pasażerskich wyposażona jest w filtry HEPA (High Efficiency Particulate Air), które stanowią podstawę systemów oczyszczania powietrza. Te urządzenia są w stanie wychwycić 99,97% cząsteczek o wielkości 0,3 mikrometra, co obejmuje większość bakterii, wirusów i alergenów.
System wentylacji w samolocie działa w sposób ciągły i dynamiczny. Powietrze w kabinie wymieniane jest średnio co 2-3 minuty, co oznacza około 20-30 wymian na godzinę.
Konstrukcja systemu wentylacyjnego w samolotach zaprojektowana jest tak, aby minimalizować rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń między pasażerami. Powietrze wpływa przez górne nawiewy i opada w dół, gdzie jest zasysane przez otwory w podłodze. Ten pionowy przepływ ogranicza ruch cząsteczek w kierunku poziomym, zmniejszając ryzyko transmisji patogenów między rzędami siedzeń.
Porównanie norm jakości powietrza w samolotach i szpitalach
Standardy jakości powietrza w samolotach regulowane są przez międzynarodowe organizacje lotnicze, takie jak FAA (Federal Aviation Administration) i EASA (European Union Aviation Safety Agency). Szpitale podlegają normom medycznym określanym przez ministerstwa zdrowia poszczególnych krajów oraz organizacje takie jak WHO.
Wpływ Jakości Powietrza na Zdrowie Pasażerów i Pacjentów
Nawet krótkie narażenie na złą jakość powietrza może wywoływać dolegliwości natychmiastowe. Pasażerowie samolotów często skarżą się na suchość błon śluzowych, zmęczenie i bóle głowy, które wynikają z niskiej wilgotności i zmniejszonego ciśnienia. W szpitalach pacjenci mogą doświadczać pogorszenia objawów alergicznych lub astmy.
Długoterminowe przebywanie w środowisku o niewystarczającej wentylacji zwiększa prawdopodobieństwo:
- transmisji wirusów oddechowych, w tym grypy i COVID-19
- rozwoju infekcji bakteryjnych, szczególnie u osób z obniżoną odpornością
- kolonizacji przez szczepy wielooporne występujące w szpitalach
Ultradrobne Cząstki Groźne dla Zdrowia
Wiele badań nad zanieczyszczeniem powietrza cząstkami stałymi skupiało się na cząsteczkach o średnicy mniejszej niż 2,5 mikrometra, znanych jako PM2,5. Ale w smogu znajdują się cząstki jeszcze drobniejsze, o średnicy mniejszej niż 0,1 mikrometra. To czyni je bardzo niebezpiecznymi, ponieważ są w stanie bez problemów wnikać do niemal każdego organu ludzkiego ciała.
Prowadzone dotąd badania wskazywały, że takie ultradrobne cząstki mogą zwiększać ryzyko chorób układu oddechowego, chorób układu krążenia, schorzeń neurologicznych, cukrzycy i problemów związanych z ciążą.
Badania wykazały bowiem, że silniki odrzutowe, takie jak te wykorzystywane przez wszystkie nowoczesne samoloty pasażerskie, wytwarzają więcej tych najdrobniejszych cząstek niż inne rodzaje silników. Badacze są więc przekonani, że osoby mieszkające lub pracujące w pobliżu lotnisk są narażone na tę formę zanieczyszczenia powietrza.
Najbardziej Zanieczyszczone Lotniska w Europie
Naukowcy stworzyli także ranking najbardziej niebezpiecznych dla zdrowia lotnisk Europy. Najwyższe stężenia ultradrobnych cząstek znajdują się na obszarach otaczających najruchliwsze lotniska kontynentu - de Gaulle w Paryżu, Schiphol w Amsterdamie, londyńskie Heathrow i port lotniczy we Frankfurcie. Na pierwszym miejscu, jeśli idzie o liczbę osób, którym zanieczyszczenie zagraża, znalazło się paryskie lotnisko Orly, gdzie w promieniu 20 kilometrów od niego żyje aż 6 milionów ludzi.
Sposoby na Zmniejszenie Poziomu Zanieczyszczeń
Istnieje kilka sposobów na zmniejszenie poziomu najdrobniejszych zanieczyszczeń. Paliwa do silników odrzutowych można modyfikować - na przykład poprzez zmniejszenie zawartości siarki - w celu ograniczenia emisji najdrobniejszych cząstek. Tak zwane "zrównoważone paliwa lotnicze" (SAF), produkowane np. z wykorzystaniem roślin czy zużytego oleju spożywczego, wytwarzają mniej ultradrobnych zanieczyszczeń.
Tabela: Porównanie parametrów systemów wentylacyjnych
| Parametr | Samoloty | Szpitale (Sale Operacyjne) | Szpitale (Pokoje Pacjentów) |
|---|---|---|---|
| Częstotliwość wymiany powietrza | 20-30 razy/godzinę | 15-25 razy/godzinę | 6-12 razy/godzinę |
| Typ filtra | HEPA | HEPA/ULPA | Filtr średniej wydajności |
tags: #wpływ #samolotów #na #jakość #powietrza #badania
