Zanieczyszczenia powietrza – są głównymi przyczynami globalnych zagrożeń środowiska.
Międzynarodowa Organizacja Pracy definiuje je jako wszelkie skażenie powietrza przez substancje, które są szkodliwe dla zdrowia lub niebezpieczne z innych przyczyn, bez względu na ich postać fizycznąKonwencja Nr 148 dotycząca ochrony pracowników przed zagrożeniami zawodowymi w miejscach pracy, z 20 czerwca 1977 (Dz.U. 2004 Nr 29, poz. 255, teksty oryginalne).. Spalanie paliw kopalnych, działalność rolnicza, eksploatacja górnicza, transport to tylko niektóre z głównych przyczyn zanieczyszczenia powietrzaVarious Causes of Air pollution .. Najczęściej i najbardziej zanieczyszczają atmosferę: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu oraz pyły. mały|upright=1.7|Smog unoszący się nad Los Angeles. Po lewej obserwatorium astronomiczne Griffitha
Źródła zanieczyszczeń powietrza mały|Dym z domowej instalacji c.o. Powietrze zanieczyszczają wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe, znajdujące się w powietrzu w ilościach większych niż ich średnia zawartość. Zanieczyszczenia powietrza dzieli się na pyłowe i gazowe. Światowa Organizacja Zdrowia definiuje powietrze zanieczyszczone jako takie, którego skład chemiczny może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt, a także na inne elementy środowiska (wodę, glebę). Zanieczyszczenia powietrza są najbardziej niebezpieczne ze wszystkich zanieczyszczeń, gdyż są mobilne i mogą skazić na dużych obszarach praktycznie wszystkie komponenty środowiska. Głównymi źródłami zanieczyszczeń są: uprzemysłowienie i wzrost liczby ludności, przemysł energetyczny, przemysł transportowy, transport drogowy, źródła naturalne.
Rosnące zapotrzebowanie na energię uczyniło ze spalania główne źródło zanieczyszczeń atmosferycznych pochodzenia antropogenicznego. Najważniejsze z nich to: dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NxOy), pyły węglowe (X2), lotne związki organiczne (benzopireny), tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO2), ozon troposferyczny (O3), ołów (Pb), pyły zawieszone.
mały|Spaliny starego motocykla Źródłami zanieczyszczeń powietrza są m.in.: niska emisja, chemiczna konwersja paliw, wydobycie i transport surowców, przemysł chemiczny, przemysł rafineryjny, przemysł metalurgiczny, cementownie, składowiska surowców i odpadów, motoryzacja.
Naturalne źródła zanieczyszczeń powietrza to: wybuchy wulkanów, wietrzenie chemiczne skał, pożary lasów i stepów, wyładowania atmosferyczne, pył kosmiczny, procesy biologiczne.
Zanieczyszczenia powietrza są wchłaniane przez ludzi głównie w trakcie oddychania. Przyczyniają się do powstawania schorzeń układu oddechowego, a także zaburzeń reprodukcji i alergii. W środowisku kulturowym człowieka zanieczyszczenia powietrza powodują korozje metali i materiałów budowlanych. Działają niekorzystnie również na świat roślinny, zaburzając procesy fotosyntezy, transpiracji i oddychania. Wtórnie skażają wody i gleby. W skali globalnej mają wpływ na zmiany klimatyczne. Zanieczyszczenia powietrza zwiększają także kwasowość wody pitnej. Powoduje to wzrost zawartości ołowiu, miedzi, cynku, glinu, a nawet kadmu w wodzie dostarczanej do mieszkań. Zakwaszone wody niszczą instalacje wodociągowe, wypłukując z niej różne substancje toksyczne.
Wyróżnia się trzy główne źródła emisji zanieczyszczeń do atmosfery: punktowe – są to głównie duże zakłady przemysłowe emitujące pyły, dwutlenek siarki, tlenek azotu, tlenek węgla, metale ciężkie; powierzchniowe (rozproszone) – są to paleniska domowe, lokalne kotłownie, niewielkie zakłady przemysłowe emitujące głównie pyły, dwutlenek siarki; liniowe – są to głównie zanieczyszczenia komunikacyjne odpowiedzialne za emisję tlenków azotu, tlenków węgla, węglowodorów aromatycznych, metali ciężkich (dawniej głównie ołowiu z etyliny, obecnie platyny, palladu i rodu z katalizatorów samochodowych). Tego rodzaju zanieczyszczenia kumulują się w miastach i są czynnikiem ryzyka rozwoju chorób: nowotworowych, układu oddechowego, układu sercowo-naczyniowego. Szacuje się, że aż 95% przypadków astmy dziecięcej na świecie da się powiązać z ekspozycją na zanieczyszczenia zawierające NO2Long-term trends in urban NO2 concentrations and associated paediatric asthma incidence: estimates from global datasets, The Lancet, 2022..
Skutki zanieczyszczeń powietrza thumb|upright|Sensor jakości powietrza Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) koszty zanieczyszczenia powietrza w Europie wynoszą ok. 1,6 biliona USD, powodując ok. 600 tys. przedwczesnych zgonów (koszt ok. 1,4 biliona USD) oraz choroby (koszt ok. 200 miliardów USD)Air pollution costs European economies US$ 1.6 trillion a year in diseases and deaths, new WHO study says, euro.who.int.. Do skutków zanieczyszczenia powietrza należą:
Kwaśny deszcz – opad atmosferyczny o niskim pH. Zawiera kwas siarkowy, powstały w atmosferze zanieczyszczonej tlenkami siarki ze spalania zasiarczonego węgla oraz kwas azotowy powstały z tlenków azotu. Przyczynia się do zwiększenia śmiertelności niemowląt i osłabienia płuc, powoduje zakwaszania rzek i jezior, niszczenie flory i fauny, degradację gleby, niszczenie zabytków i architektury. Smog – zanieczyszczone powietrze zawierające duże stężenia pyłów i toksycznych gazów, których źródłami są głównie motoryzacja oraz przemysł. Odory (niepożądane zapachy) – skutek obecności w powietrzu zanieczyszczeń pobudzających receptory węchowe (odoranty). Najczęściej są to mieszaniny bardzo wielu różnych związków, występujących w bardzo małych ilościach. Ich oddziaływanie na zdrowie ludzi ma zwykle charakter psychosomatyczny. Rozwiązywanie problemów związanych z uciążliwością zapachową wymaga stosowania specyficznych metod analitycznych (analiza sensoryczna, olfaktometry). Dziura ozonowa – Spadek zawartości ozonu (O3) na wysokości 15–20 km głównie w obszarze bieguna południowego, obserwowany od końca lat 80. Tempo spadku wynosi ok. 3% na rok. Największe znaczenie mają w tym procesie związki chlorofluorowęglowe (freony), z których uwolniony chlor (pod wpływem promieniowania ultrafioletowego) atakuje cząsteczki ozonu, prowadząc do wyzwolenia tlenu (O2) oraz tlenku chloru(II) (ClO). Tempo globalnego spadku ozonu stratosferycznego pod wpływem działalności człowieka (z wyjątkiem Antarktydy), oszacowane na podstawie badań satelitarnych, wynosi 0,4–0,8% na rok w północnych, umiarkowanych szerokościach geograficznych i mniej niż 0,2% w tropikach. Powłoka ozonowa jest naturalnym filtrem chroniącym organizmy żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym. W celu jej ochrony z inicjatywy UNEP (Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych) przedstawiciele 31 państw podpisali w 1987 Protokół Montrealski – umowę zakładającą 50-procentowy spadek produkcji freonów do roku 2000, w stosunku do 1986. Od 1990 obserwowane jest zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze – z 5% rocznie do mniej niż 3%. W 1995 Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii przyznano za badania nad wpływem freonów na ozon atmosferyczny oraz badania nad powstawaniem i reakcjami ozonu atmosferycznego. Efekt cieplarniany – Wzrost emisji gazów cieplarnianych na ziemi sprawia, że większa ich ilość dostaje się do atmosfery. Staje się ona bardziej szczelna, co prowadzi do podnoszenia się temperatury na Ziemi i idących za tym zmian klimatycznych. Efekt został odkryty przez Jean Baptiste Joseph Fourier w 1824 i zbadany przez Svante Arrheniusa w 1896 roku. Nazwa pochodzi od zjawiska zachodzącego w szklarni gdy Słońce oświetla pomieszczenie przykryte szkłem, panuje w nim temperatura wyższa niż na zewnątrz. Na planetach Mars i Wenus, czy na księżycu Tytan także zachodzi efekt cieplarniany, ale większość artykułu poświęcona jest Ziemi. Termin „efekt cieplarniany” odnosi się do efektu wywołanego przez czynniki naturalne w atmosferze Ziemi oraz do przypuszczalnych zmian efektu wywołanych przez gazy wyemitowane w wyniku działalności człowieka. Naturalny efekt cieplarniany, jest zjawiskiem bardzo korzystnym dla Ziemi (podnosi on temperaturę o około 15 °C, choć podawane są różne wielkości i przyczyny tego efektu). W potocznym rozumieniu ten naturalny efekt jest często pomijany. Zdaniem Gary’ego Fullera zanieczyszczenia generowane przez samochody odpowiadają w dużych miastach za około 1/4 zgonów spowodowanych pyłem PM2,5. Obok pyłu występuje dwutlenek azotu, substancja, która znalazła się w centrum skandalu wokół fałszowania testów przez Volkswagena i ma podobny wpływ na ludzi. W latach 2008–2012 naukowcy z Politechniki Warszawskiej i Wojskowego Uniwersytetu Medycznego przeprowadzili badania nastawione na ocenę wpływu zanieczyszczeń komunikacyjnych na sprawność oddychania. Badania wykonano w grupie 3997 mieszkańców i mieszkanek Warszawy i 988 osób zamieszkujących na czystych obszarach pozamiejskich. Wyniki wskazują, że ryzyko wystąpienia obturacji oskrzeli u niepalących mieszkańców i mieszkanek Warszawy jest średnio 6,6-krotnie wyższe w odniesieniu do osób mieszkających na czystych terenach (uwzględniając wiek, płeć, okres zamieszkania, czy aktywność fizyczną)Aglomeracje Miejskie – Wpływ Transportu Drogowego Na Jakość Powietrza, Prof. Artur Badyda, Politechnika Warszawska, 2019.. Podejrzenia co do rakotwórczego działania spalin z pojazdów napędzanych dieslem pojawiły się w Stanach Zjednoczonych już w drugiej połowie lat 80. XX wieku. Zostały potwierdzone w lipcu 2012 roku przez należącą do WHO Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (International Agency for Research on Cancer). Światowa Organizacja Zdrowia uznała, że zgromadzone dotąd dane epidemiologiczne są wystarczające, żeby uznać zanieczyszczenia ze spalania oleju napędowego za rakotwórcze. Została im przyznana Grupa I – związek powoduje raka u ludziIARC: Diesel Engine Exhaust Carcinogenic, WHO, 2012.. 9 milionów przedwczesnych zgonów rocznie w skali globalnej może być spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza. W samej Europie jest to 800 tysięcy przedwczesnych zgonów rocznieAir pollution and cardiovascular diseases, Herz, 2021..
Zanieczyszczenia powietrza w Polsce thumb|Domy opalane paliwami stałymi Stan powietrza atmosferycznego jest uwarunkowany przez emisje zanieczyszczeń do atmosfery z terytorium Polski, transport transgraniczny oraz warunki meteorologiczne. Nadmierne zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego występuje na ponad 20% powierzchni Polski. W 2015 Europejska Agencja Środowiska opublikowała raport z którego wynika, iż powietrze w Polsce należy do najbardziej zanieczyszczonych rakotwórczym benzopirenem spośród wszystkich krajów Unii Europejskiej, przekraczając stężenie 1 ng/m³.
Czynnikami powodującymi taki stan są: energetyka oparta na węglu kamiennym i brunatnym, spalanie w domowych piecach węgla, drewna i śmieci, rozwinięty, ale niedoinwestowany ekonomicznie przemysł surowcowy, niedobór instalacji oczyszczających gazy odlotowe, dynamicznie rozwijający się transport samochodowy (pojazdy i drogi), opóźnienie w rozwoju prawa ekonomicznego i jego egzekwowania.
Stan czystości powietrza na Górnym Śląsku zależy od emisji zanieczyszczeń z krajowych źródeł przemysłowych oraz ich napływu z Czech i Niemiec. Z terytorium Polski zanieczyszczenia transportowane są nad terytorium wschodnich i północnych sąsiadów. Polska należy do krajów wymieniających zanieczyszczenia, tzn. że wielkość „eksportu” zanieczyszczeń jest zbliżona do wielkości „importu”. Szacuje się, że w Polsce ogólna emisja zanieczyszczeń gazowych wyniosła w 1994 r. co najmniej 10 mln t, w tym dwutlenku siarki (SO2) – 2,6 mln t (1989 – 3,9 mln t, 1991 – 3,0 mln t), tlenków azotu – 1,1 mln t (1989 – 1,5 mln t, 1991 – 1,2 mln t), tlenku węgla (CO) – 4,4 mln t, lotnych substancji organicznych – 1,7 mln t, amoniaku (NH3) – 384 tys. t, dwusiarczku węgla (CS2) – 20 tys. t, siarkowodoru (H2S) – 9 tys. t i związków fluoru – 4 tys. t, dodatkowo emisja dwutlenku węgla (CO2) jest szacowana na ok. 400 mln t. Emisja pyłów 1989–1994 zmniejszyła się z 2,4 mln t do 1,4 mln t rocznie.