English
Dnia 5 marca 2024 r. odbyła się konferencja podsumowująca projekt pod nazwą Wzmocnienie oceny depozycji atmosferycznej w Polsce w oparciu o doświadczenia norweskie prowadzony przez Główny Inspektorat Ochrony Środowiska (GIOŚ). Jest to przedsięwzięcie polegające na modernizacji polskiego systemu monitoringującego opady atmosferyczne pod względem chemizmu – od poziomu projektowania sieci, przez zakupy sprzętu, po nowy moduł informatyczny prezentacji wyników.
Diabla Góra – pierwsza stacja monitoringu chemizmu opadów w Polsce
Projekt, któremu poświęcona była konferencja dotyczy monitoringu chemizmu opadów atmosferycznych (z oceną depozycji zanieczyszczeń do podłoża), który jest jednym z programów państwowego monitoringu środowiska. Należy do podsystemu monitoringu jakości powietrza, ale jest autonomiczny wobec jego głównej części. Odrębność ta dotyczy sieci stacji, a także roli w ocenie jakości powietrza. W Polsce prowadzony jest od lat 90. ubiegłego wieku w około dwudziestu punktach.
Pierwszą stacją była Diabla Góra w Puszczy Boreckiej. Należy ona do sieci Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego, której właścicielem jest Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy. W 1994 r. rozpoczęto tu badania różnych form azotu, chlorków, siarczanów, sodu, potasu, wapnia, magnezu, jonów wodorowych z odczynem oraz przewodności elektrolitycznej. W kolejnych latach rozszerzano sieć i zakres badanych parametrów. Dodano analizę ilości fosforu, arsenu, metali ciężkich i węglowodorów. Opady atmosferyczne kontrolowane są w cyklach dobowych lub tygodniowych.
Czas na modernizację – projekt MF EOG
Pod koniec drugiej dekady obecnego wieku, po uruchomieniu i okrzepnięciu Portalu Jakości Powietrza, Departament Monitoringu Środowiska GIOŚ podjął się zmodernizowania modułu monitoringu chemizmu opadów. W tym celu przygotowano projekt pt. Wzmocnienie oceny depozycji atmosferycznej w Polsce w oparciu o doświadczenia norweskie i wnioskowano o dofinansowanie w ramach Programu Środowisko, Energia i Zmiany Klimatu, w obszarze Łagodzenie zmian klimatu i ograniczenie narażenia na tego typu zmiany, obsługiwanego przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Przedsięwzięcie to jest jednym z projektów finansowanych przez Mechanizm Finansowy Europejskiego Obszaru Gospodarczego (MF EOG). Jest to fundusz działający na podobnych zasadach jak fundusze unijne, jednak jego darczyńcami są kraje spoza wspólnoty: Islandia, Liechtenstein i Norwegia. Podobieństwa polegają też na przydziale środków – fundusz pokrywa 85 proc. kosztów. Resztę musi wyłożyć beneficjent. Mogą być to instytucje spoza EOG. Wśród nich jest polski GIOŚ. Nie był to pierwszy prowadzony przez niego projekt finansowany z tego funduszu.
W zależności od zakresu merytorycznego inwestycji, partnerami beneficjentów często są instytucje z krajów darczyńców. W przypadku projektów dotyczących monitoringu środowiska z reguły są to instytucje norweskie, gdyż kraj ten ma system głęboko zharmonizowany z systemami unijnymi. GIOŚ od lat współpracuje z Norweskim Instytutem Badań Powietrza, który niedawno zmienił nazwę na Instytut Badań Klimatu i Środowiska (NILU). Również w przypadku badania chemizmu opadów to NILU jest partnerem reprezentującym kraj-darczyńcę.
NILU jest światowym pionierem w monitoringu chemizmu opadów. Ze względu na budowę geologiczną kwaśne deszcze są szczególnie istotnym problemem krajów nordyckich, co stało się motorem rozwoju badań na tym polu. W NILU zatrudnieni są specjaliści pochodzący z całej Europy, a ich doświadczenia zostały w pełni wykorzystane w projekcie.
Trudne początki, ale zadania zrealizowane
Realizacja projektu miała rozpocząć się w 2020 r., trwać dwa lata i kosztować około 8,7 mln zł. Ze względu na pandemię, po której nastąpił kryzys wywołany przez inwazję Rosji na Ukrainę oraz rosnącą inflację, udało się zrealizować tylko pierwsze założenie. Czas realizacji wydłużono do początku 2024 r. Udało się również zwiększyć finansowanie, przez co budżet ostatecznie wyniósł około 9,6 mln zł. Było to możliwe m.in. dlatego, że ze względów gospodarczych zrezygnowano z części projektów finansowanych przez MF EOG i mających na celu zmniejszenie emisji zanieczyszczeń. Można tu mówić zatem o pewnej ironii losu, bo nie uda się zmniejszyć emisji zanieczyszczeń w zaplanowanym stopniu, ale uda się lepiej zmierzyć ich imisję.
Pierwszym zadaniem w projekcie było przeanalizowanie dotychczasowego systemu monitoringującego opady atmosferyczne i opracowanie planu jego modernizacji i optymalizacji. Ostatecznie zdecydowano o włączeniu do niego 19 stacji rozłożonych mniej więcej równomiernie w całym kraju. Część oparto o stacje meteorologiczne IMGW-PIB, część o stacje Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego, a część o stacje monitoringu powietrza GIOŚ. Niektóre wytypowano również do europejskiej sieci EMEP i bałtyckiej sieci HELCOM.
Dwa kolejne zadania dotyczyły metodyki prowadzenia monitoringu i zapewnienia odpowiedniej jakości laboratoryjnej. Ważnym etapem był zakup nowego sprzętu pomiarowego – zarówno do samego pomiaru depozycji, jak i pomocniczego. Należy podkreślić, że sposób pobierania prób jest odmienny niż w przypadku monitorowania powietrza, więc przeszkolono pracowników GIOŚ, aby w odpowiedzialny sposób realizowali program. Oprócz klasycznych szkoleń, odbyła się również wizyta studyjna w placówkach NILU. Wreszcie zadaniem, które miało pokazać efekty wdrożenia wszystkich poprzednich, było uruchomienie modułu Portalu Jakości Powietrza poświęconego mokrej depozycji atmosferycznej.
Mokra depozycja – na czym polega badanie?
Badanie mokrej depozycji różni się zarówno od standardowego badania powietrza (łącznie ze składem pyłów), jak i od suchej depozycji. Ta ostatnia oznacza pochłanianie zanieczyszczeń powietrza przez różne powierzchnie – wodę, glebę, budynki, rośliny. Jej pomiar jest skomplikowany.
Badanie jakości powietrza w rutynowym monitoringu obejmuje zarówno pomiary składu gazów przepływających przez czujniki i masę pyłów osadzających się na filtrach w czasie prawie rzeczywistym, jak i skład chemiczny tych pyłów zebranych w poborniku w późniejszych analizach laboratoryjnych.
Badanie mokrej depozycji bardziej przypomina to ostatnie. Kolektory otwierają się dopiero w czasie opadu i zbierają deszczówkę, która trafia następnie do laboratorium i jest badana metodami typowymi dla badania wody. Kolektory są utrzymywane w chłodzie (4-6°C), co w przypadku stacji górskich może oznaczać konieczność ich podgrzewania, aby nie zamarzały. Niektóre substancje szybko reagują z innymi składnikami roztworu wodnego, czemu zapobiega się, zakwaszając próbkę. W badaniu wody oznacza to wlanie kwasu do pobranej próby; w przypadku kolektorów deszczówki konieczne jest umieszczenie kwasu wcześniej. Taka próbka nie nadaje się do badania odczynu opadu oraz oznaczenia związków organicznych i na ten cel kolektory pobierają oddzielne próbki.
W stacjach sieci EMEP butle wymienia się po 24 godzinach, w pozostałych co tydzień. Klasyfikację wykonuje się z wody zebranej w ciągu miesiąca, dlatego wcześniejsze próbki są zamrażane. Dzięki reformie Inspekcji Ochrony Środowiska, polegającej na jej centralizacji i znacznemu uniezależnieniu od struktur wojewódzkich, możliwa jest specjalizacja poszczególnych laboratoriów. Obecnie analiza chemiczna mokrej depozycji wykonywana jest w pracowniach w Jeleniej Górze i Lublinie.
Portal Jakości Powietrza zapewnia publiczny dostęp do danych
Opracowany w ramach projektu moduł Portalu Jakości Powietrza został uruchomiony pod adresem https://powietrze.gios.gov.pl/depoz. Umieszczono na nim informacje o systemie i metodach monitoringu. Możliwe jest również przeglądanie i pobieranie historycznych danych z konkretnej stacji i prześledzenie wyników pomiarów. Można też obejrzeć mapę. Obecnie zamieszczono dane z lat 2008-2022 dla kilkunastu substancji. Mapa jest oparta o informacje z kilku lub kilkunastu stacji (nie na wszystkich stacjach badany jest komplet parametrów) poddane interpolacji w siatce 10 km x 10 km. Rozdzielczość tę po analizie różnych opcji uznano za optymalną.
Im większa rozdzielczość, tym większe ryzyko prezentacji fałszywej zmienności lokalnej, która wynikałaby z założeń modelu, niekoniecznie odpowiadając rzeczywistemu rozkładowi zanieczyszczeń. Z kolei za mała (np. w kwadratach o boku 50 km) może nie uwzględnić rzeczywistych różnic lokalnych, zauważalnych chociażby w depozycji siarczanów na obszarze Górnego Śląska i Małopolski. Interpolacja uwzględnia modele transportu różnych substancji chemicznych z wiatrem w chmurach.
Mokra depozycja jest głównym źródłem dopływu substancji – czy to odżywczych, czy toksycznych – dla torfowisk ombrogenicznych. Może być istotnym źródłem również dla innych ekosystemów. Oczywiście rozdzielczość stacji wymusza pewne ograniczenia w tego typu analizach. Również sposób poboru prób i ich badanie bardziej przypomina monitoring jakości wód czy gleb, a nie prowadzony i prezentowany niemal w czasie rzeczywistym monitoring jakości powietrza. Oznacza to, że nie da się go zastosować w zarządzaniu kryzysowym, np. do ostrzegania przed nadchodzącym kwaśnym deszczem. Niemniej powinno to być ważne źródło danych przy wszelkich analizach presji, chociażby wykonywanych na potrzeby planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy.
