Badacze PK prowadzą monitoring zawartości dioksyn w powietrzu

Dioksyny w krakowskim powietrzu pod lupą naukowców. Badacze z Laboratorium Analiz Śladowych im. prof. Adama Grochowalskiego Politechniki Krakowskiej jako pierwsi w Polsce rozpoczęli długofalowy monitoring zawartości dioksyn w pyle zawieszonym PM10. I mają już wyniki badań z pierwszego roku monitoringu. Wskazują one, że zawartość dioksyn w krakowskim powietrzu była zależna od pory roku. Wyniki analiz każą postawić nowe pytania badawcze – m.in. czy poziom dioksyn w powietrzu atmosferycznym będzie się zmieniał w kolejnych latach? A jeśli tak – to w jaką stronę?

Podjęcie badań nad poziomem dioksyn w powietrzu w Krakowie to autorska inicjatywa zespołu badawczego akredytowanego Laboratorium Analiz Śladowych, działającego na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki. Stanowi odpowiedź na rosnące wyzwania związane z ochroną zdrowia mieszkańców i walką o jakość środowiska. Zespół laboratorium, z jego nieżyjącym już założycielem, a obecnie patronem prof. Adamem Grochowalskim na czele, wniósł wielki wkład w tę walkę. Opierając się na jego badaniach, m.in. popiołów z palenisk domowych, władze wielu polskich miast, w tym zwłaszcza małopolskich (Krakowa, Zakopanego, Rabki), śląskich i dolnośląskich, prowadziły zdeterminowaną kampanię przeciwko spalaniu śmieci w domowych piecach i eliminowaniu palenisk węglowych.

– Z naszymi badaniami monitoringowymi oceny zawartości dioksyn i PCB w pyle atmosferycznym znów jesteśmy pionierami. To pierwsze w Polsce takie badania na tak szeroką skalę. Podjęliśmy je w przekonaniu, że dioksyny to obecne wszędzie, choć niewidoczne zagrożenie, o którym mówi się zbyt mało. Mamy nadzieję, że wyniki badań z kolejnych miesięcy i lat pozwolą na uzyskanie odpowiedzi na pytania o jakość powietrza w Krakowie pod kątem zawartości tych szkodliwych dla człowieka związków chemicznych – mówi dr inż. Anna Maślanka, kierownik Laboratorium Analiz Śladowych PK. W projekt pionierskich badań zaangażowani są wspólnie z nią mgr inż. Małgorzata Węgiel i dr inż. Ryszard Chrząszcz. Badania prowadzone są ze środków LAŚ.

Dioksyny – niebezpieczna grupa wszechobecnych związków chemicznych

Substancje potocznie zwane dioksynami stanowią grupę związków chemicznych zaliczanych do trwałych zanieczyszczeń organicznych, występujących w naturalnym środowisku życia człowieka. Innymi słowy towarzyszą mu od zawsze. Powstają np. podczas erupcji wulkanów czy pożarów. Ale to działalność człowieka w największym stopniu przyczynia się do wzrostu szkodliwych poziomów dioksyn.

– Powstają m.in. podczas procesów spalania paliw, głównie zanieczyszczonych odpadami zawierającymi chlor, czy w niektórych procesach przemysłowych i mogą mieć szkodliwy wpływ na zdrowie. Są rakotwórcze, powodują zaburzenia hormonalne. A to, że potrafią kumulować się w organizmie, czyni je szczególnie niebezpiecznymi nawet w niewielkim stężeniu, ponieważ występują we wszystkich elementach środowiska, w tym w powietrzu czy żywności – wyjaśnia dr inż. Anna Maślanka.

Zespół badaczy z Laboratorium Analiz Śladowych w 2023 r. rozpoczął monitoring zawartości polichlorowanych dibenzoparadioksyn, polichorowanych dibenzofuranów (tzw. dioksyn) oraz polichlorowanych bifenyli z grupy dioksyno- i niedioksynopodobnych (tzw. dl-PCB i ndl-PCB) w pyle zawieszonym PM10 na terenie Krakowa. Badania prowadzone są dzięki współpracy Politechniki z Głównym Inspektoratem Ochrony Środowiska: Pracownią Pomiarów Powietrza Centralnego Laboratorium Badawczego – Oddział w Krakowie. Stąd Laboratorium Analiz Śladowych pozyskuje filtry z pyłem oraz informacje o objętości powietrza i ilościach pyłu zaadsorbowanego na filtrach.

Próbki do badania pochodzą z trzech krakowskich punktów pomiarowych: przy ul. Złoty Róg (północno-zachodnia część miasta), na os. Piastów (północno-wschodnia część) i na os. Uzdrowisko Swoszowice (południowa część).

– W tych punktach prowadzony jest całoroczny, dobowy pobór pyłu na filtry. Stanowi to doskonały materiał badawczy do oceny zawartości dioksyn i PCB w pyle respirabilnym PM10, bo dioksyny mają zdolność wiązania się z cząsteczkami pyłu. Pozwala nam to prowadzić badania w uśrednionych próbach z kolejnych miesięcy w ciągu roku – mówi dr inż. Ryszard Chrząszcz z Laboratorium Analiz Śladowych PK.

Latem mniej, zimą więcej dioksyn

Jaką zawartość dioksyn wykazał monitoring w 2023 r.? Naukowcy PK ukończyli właśnie pierwsze podsumowania:

• W punkcie przy ul. Złoty Róg zbadano całkowitą średniomiesięczną zawartość dioksyn w zakresie 4,5-71 fg-I-TEQ/m3 PCDD/Fs, dl-PCB w zakresie 0,15-4,0 fg-WHO-TEQ/m3 oraz ndl-PCB – 0,53-3,66 pg/m3.
• Na os. Piastów zanotowano średnie stężenia miesięczne na poziomie: 3,7-87 fg-I-TEQ/m3 PCDD/Fs, dl-PCB w zakresie 0,11-4,13 fg-WHO-TEQ/m3, a ndl-PCB – 0,53-3,68 pg/m3.
• W Swoszowicach monitoring wykazał poziomy: 4,4-109 fg-I-TEQ/m3 PCDD/Fs, dl-PCB w zakresie 0,17-4,57 fg-WHO-TEQ/m3, a ndl-PCB – 0,50-4,05 pg/m3.

– We wszystkich trzech punktach pomiarowych stężenia minimalne i maksymalne były na podobnym poziomie, zwłaszcza w przypadku PCB. Jedynie w przypadku dioksyn stwierdzono wyższe stężenia w punkcie w Swoszowicach w próbkach pobranych w grudniu 2023 r. Zauważalne we wszystkich punktach jest zjawisko tzw. sezonowości. Wyraźnie wyższe stężenia dioksyn i PCB zaobserwowano w miesiącach zimowych, tzn. styczniu, lutym, marcu i grudniu, w stosunku do miesięcy letnich, ciepłych, takich jak maj, czerwiec, lipiec i sierpień – komentuje dr inż. Anna Maślanka.

Lepiej niż w Chinach, gorzej niż w Hiszpanii

Ponieważ na razie nie ma ani światowych, ani europejskich norm dopuszczalnych zawartości dioksyn w powietrzu (badania są bardzo drogie i skomplikowane), poziom zanieczyszczenia nimi krakowskiego powietrza można jedynie porównywać z danymi z państw i miast, w których takie analizy były prowadzone.

– Możemy powiedzieć, że zbadane przez nas zawartości dioksyn są na niskim poziomie stężeń w odniesieniu do regionów miejskich w Chinach (tu dioksyny w zakresie 66-301 fg/m3, 2006 r.) czy w Wietnamie (dioksyny w zakresie 46-291 fg/m3, 2015 r.), a nawet w niektórych krajach Europy. W Portugalii w latach 2001-2014 odnotowano stężenia na poziomie do 900 fg/m3. Ale w innych ośrodkach miejskich – np. Walencji (2019) czy Barcelonie (2018-2019) w Hiszpanii – maksymalne stężenia dioksyn kształtowały się na poziomie znacznie niższym niż w Krakowie w 2023 r. – odpowiednio 13,7 i 19 fg/m3 PCDD/Fs – wyjaśnia dr Anna Maślanka.

Jak podkreśla, ze względu na szkodliwy dla człowieka charakter chemiczny dioksyn zasadne jest dalsze monitorowanie tych związków w powietrzu. Ważna jest w szczególności obserwacja ewentualnej zmienności na przestrzeni kilku lat.

– Wprawdzie zdecydowanie największy udział we wprowadzaniu dioksyn do organizmu człowieka – ok. 90% – ma żywność, ale tu zagrożenie jest pod kontrolą. Są normy, żywność jest badana pod tym kątem, możemy świadomie decydować, co jemy. W przypadku dioksyn w powietrzu nie mamy podobnej legislacji. Nie mamy nad zagrożeniami płynącymi z tej strony większej kontroli. A przecież nie możemy wybrać sobie, jakim powietrzem oddychamy – tłumaczy dr Maślanka.

Nowe pytania do dalszych badań

Pionierskie badania prowadzone przez naukowców PK otwierają drzwi do nowych pytań. Jak zmieniają się poziomy dioksyn w dłuższej perspektywie czasowej? Jakie działania mogą skutecznie ograniczyć emisję tych substancji? Z długoletnich danych o zanieczyszczeniu powietrza dioksynami, skorelowanych z innymi danymi, np. statystykami medycznymi, można czerpać przy prowadzeniu dalszych analiz wpływu zanieczyszczeń dioksynami na zdrowie mieszańców Krakowa.

Wyjaśnienia wymagają też inne kwestie – skąd biorą się dioksyny w krakowskim powietrzu? Ze spalania w piecach czy raczej ze spalania paliwa w silnikach samochodów? A może z zakładów przemysłowych? Czy pochodzą z krakowskich źródeł, a może z zewnętrznych i tu napływają? Na te pytania na razie nie sposób odpowiedzieć. Ale dalszy monitoring, skojarzony z wynikami innych badań czy działań, które służą poprawie jakości powietrza, mogą poszerzać zakres wiedzy. Dla wypracowania jej bazowego poziomu niezbędne jest zatem dalsze monitorowanie krakowskiego powietrza pod tym kątem.

Zespół Laboratorium Analiz Śladowych kontynuuje badania, analizując już próbki z 2024 r. Wyniki tych prac mogą przyczynić się do stworzenia lepszych strategii walki z zanieczyszczeniami, które chronią zdrowie mieszkańców i środowisko. Akredytowane Laboratorium Analiz Śladowych im. Adama Grochowalskiego specjalizuje się w oznaczaniu zawartości dioksyn i furanów (PCDD/PCDF) oraz dioksynopodobnych bifenyli (dl-PCB) i niedioksynopodobnych bifenyli (ndl-PCB) w produktach spożywczych, przemysłowych i próbkach środowiskowych oraz biologicznych. W tym zakresie posiada akredytację PCA zgodnie z normą ISO 17025:2018 (nr akredytacji AB 749).

Źródło: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki

Czytaj także: Żywe laboratorium do badań nad technologiami służącymi zeroemisyjności