Opracowanie odpowiednich procedur poboru próbek i systemu analiz popiołów z domowych palenisk, to efekt projektu „Feniks” zrealizowanego przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej. W walce z paleniem odpadami nasi naukowcy współpracują ze Strażą Miejską we Wrocławiu

Głównym powodem zanieczyszczeń powietrza w Polsce jest spalanie węgla i drewna w gospodarstwach domowych, które odpowiada za ponad 50 proc. emisji pyłów (PM10) i ponad 80 proc. emisji rakotwórczego benzo(a)pirenu. Zanieczyszczenie wzmagają także zakłady przemysłowe i elektrownie węglowe oraz komunikacja – najbardziej uciążliwe są stare samochody z silnikami diesla, często bez filtrów cząstek stałych.

– Warto zaznaczyć, że normy jakości węgla spalanego w Polsce obowiązują dopiero od 2018 r. Dużym problemem jest brak norm emisyjnych dla urządzeń grzewczych małej mocy oraz kwestia spalania materiałów niedozwolonych, czyli odpadów – podkreśla dr inż. Maria Skrętowicz z Katedry Inżynierii Pojazdów PWr. 

Smog dotyka nas wszystkich

Raporty publikowane przez WHO jednoznacznie stwierdzają, że wdychanie zanieczyszczonego powietrza negatywnie wpływa na naszą kondycję zdrowotną m.in. na układ oddechowy czy układ krwionośny.

– Przekłada się to oczywiście na koszty społeczne. W 2017 r. 42 tys. przedwczesnych zgonów można przypisać zanieczyszczeniu powietrza. Odpowiada ono także za ponad 42 tys. dodatkowych przypadków hospitalizacji ze względu na problemy sercowo-naczyniowe i ponad 21 tys. w związku z problemami oddechowymi. Smog istotnie obniża także komfort życia mieszkańców, bo mocno ogranicza ich aktywność, powoduje lęk oraz złe samopoczucie oraz uciążliwości zapachowe – dodaje dr inż. Maria Skrętowicz.

We Wrocławiu jeden z największych problemów to tzw. niska emisja, w tym w okresie zimowym procesy spalania węgla, często również śmieci w przydomowych kotłowniach, czy spalanie niesezonowanego drewna w kominkach. Straż Miejska ma co prawda uprawnienia do kontrolowania i egzekwowania przepisów dotyczących m.in. zakazu spalania śmieci, jednak były one mało efektywne, brakowało bowiem jednolitych procedur.

Nowy system kontroli

Jednym z głównych zadań rozpoczętego w kwietniu 2018 r. projektu „Feniks” było opracowanie odpowiedniego systemu kontroli – od momentu pobrania próbek, aż do przedstawienia końcowego raportu. Nasi naukowcy nie tylko przygotowali odpowiedni schemat, lecz także składający się z kilkunastu elementów zestaw do poboru próbek, z którego korzystają obecnie strażnicy.

Znalazły się w nim m.in. żaroodporne rękawice ochronne, trzy specjalne pojemniki na próbki (na deklarowane paliwo, deklarowaną podpałkę oraz na próbkę popiołu), łopatka, szczypce lub pęseta do pobierania większych elementów oraz środki ochrony osobistej. Zgodnie z przyjętą procedurą strażnicy pobierają próbki z pięciu obszarów paleniska, następnie plombują pojemniki i wypełniają kartę poboru. Dopiero wówczas próbki dostarczane są do laboratorium.

Zanim jednak naukowcy mogli rozpocząć badania konieczne było opracowanie odpowiedniej bazy danych, w której znalazły się m.in. informacje o tym, jak spalają się poszczególne paliwa (węgiel, koks, drewno itd.) oraz najczęściej spotykane odpady (panele, tekstylia, tworzywa sztuczne czy gazety).

– Przygotowując bazę zbudowaliśmy specjalny piec, w którym spalane były poszczególne materiały i ich różne kombinacje. W sumie stworzyliśmy 21 markerów, na podstawie których sprawdzane i porównywane były dostarczone przez strażników próbki – wyjaśnia dr hab. inż. Dominika Grygier, prof. uczelni z Katedry Materiałoznawstwa, Wytrzymałości i Spawalnictwa PWr.

Wielostopniowa analiza 

A jak przeprowadzana była sama analiza? Podzielono ją na kilka etapów. Pierwszy z nich to badania makroskopowe, które pozwalają na obserwację tego, co zostało po spaleniu. Często już wtedy naukowcy są w stanie stwierdzić, że do pieca wrzucone zostały niewłaściwe materiały.

Kolejnym etapem jest analiza sitowa, w której następuje separacja niespalonych elementów od popiołu. W tym momencie można stwierdzić, co zostało spalone m.in. ze względu na różne zabarwienie popiołu. Następnie prowadzone są badania mikroskopowe – SEM, które dostarczają informacji, czy np. spalone drewno było lakierowane, czy była to płyta meblowa. Kolejnym etapem jest analiza chemiczna ICP, po której w próbkach można już dostrzec np. ślady metali. Ostatnim krokiem jest analiza spektrofotometryczna UV-VIS, która pozwala sprawdzić, czy spalony papier był czysty, czy były to np. gazety, których nie wolno wrzucać do pieca.

Umowa o współpracy ze Strażą Miejską w zakresie badania próbek podpisana została w listopadzie 2018 r. Wtedy też zostały przeprowadzone szkolenia dla strażników. – W okresie grzewczym od stycznia do marca 2019 r. trafiło do nas kilkanaście próbek z różnych miejsc. Badania wykazały, że we wszystkich przypadkach doszło do spalania niedozwolonych opadów. Były to np. płyty meblowe, kości zwierzęce, tekstylia, trociny, odpady metalowe i tworzywa sztuczne – dodaje dr hab. Dominika Grygier.

Z efektów programu bardzo zadowoleni są przede wszystkim sami strażnicy. – Bez odpowiednich procedur i możliwości zabezpieczenia dowodów byliśmy bezradni w sytuacji, gdy sprawa trafiała do sądu. Teraz to się zmieniło i nie zapadł jeszcze wyrok uniewinniający osobę, która paliła odpady – zaznacza mł. insp. Jerzy Kossobudzki ze Straży Miejskiej we Wrocławiu.

Warto przypomnieć, że za palenie odpadami grozi kara aresztu od 5 do 30 dni lub grzywna w wysokości od 20 do nawet 5 tys. zł. Strażnicy Miejscy mogą natomiast nałożyć mandat w wysokości maksymalnie 500 zł.

Chociaż świadomość społeczna na temat zanieczyszczania powietrza systematycznie rośnie, to jednak spalanie odpadów wciąż jest dużym problemem. – W ostatnich latach nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego, czym oddychamy. Dopiero od 2016 r. widać, że ten trend wyraźnie się zmienia. Nie da się jednak z tym walczyć tylko na poziomie samorządu, potrzebne są kompleksowe działania, w które włączą się także władze centralne. Widać także, że potrzebny jest element dyscyplinujący mieszkańców, który zniechęcałby do palenia odpadami – przyznał Adam Zawada, wiceprezydent Wrocławia.

A czy projekt będzie nadal realizowany? – Chcielibyśmy przede wszystkim rozbudować naszą bazę markerów, bo fantazja osób palących odpadami jest ogromna. Wydaje się, że skoro współpraca z miastem i strażą układa się dobrze, to powinna być dalej kontynuowana – uważa dr hab. inż. Anna Janicka, prof. uczelni z Katedry Inżynierii Pojazdów PWr.

mic