Data dodania 10.06.2021 - 13:55
Kategorie aktualności

Przez ostatnie dwa lata dr hab. inż. Robert Cichowicz, prof. na Wydziale Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska PŁ analizował jakość powietrza, przy użyciu specjalistycznego drona, w różnych lokalizacjach na terenie aglomeracji łódzkiej, m.in.: na terenie kampusu A i B Politechniki Łódzkiej oraz na obszarach, na które mogą oddziaływać łódzkie elektrociepłownie EC-3 i EC-4. Jakie są wyniki tych badań wyjaśnia w rozmowie, a także prezentuje w przygotowanym materiale filmowym.

Image

Jest Pan obecnie dyrektorem Instytutu Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych, skąd wziął się pomysł na zakup specjalistycznego drona i prowadzenie badania zanieczyszczenia powietrza w taki sposób?
Wiedza na temat wielkości i zasięgu zanieczyszczenia środowiska jest obecnie niezbędna do funkcjonowania w każdym środowisku, w którym żyje lub przebywa człowiek. Bez analizy zmian stanu zanieczyszczenia powietrza nie jest możliwe pełne i wszechstronne prowadzenie odpowiednich działań, które zmierzają do poprawienia stanu środowiska naturalnego.

Dlatego dla zapewnienia wiarygodności istniejących pomiarów zanieczyszczeń i rozszerzenia ich zakresu oraz opracowania poszczególnych map dla wybranych lokalizacjach w aglomeracji łódzkiej, postanowiłem zająć się tą tematyką. Skonfigurowałem, a następnie pozyskałem unikalną w skali Polski mobilną aparaturę pomiarowo-próbkującą, wyposażoną w liczne sensory zanieczyszczeń, przeznaczoną do przenoszenia przez zdalnie sterowane aparaty latające.

Zakup dwóch, dużych profesjonalnych dronów, czyli „bezzałogowych statków powietrznych” udało się zrealizować przy dofinansowaniu w ok. 80 proc. z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi. Dzięki temu, możliwe stało się monitorowanie zanieczyszczeń powietrza w różnych lokalizacjach, newralgicznych dla naszej aglomeracji, w tym na kampusach PŁ.

W których miejscach konkretnie analizował Pan stan powietrza i co Pan badał?
Przeprowadziłem analizy poziomów zanieczyszczeń powietrza, zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz wybranych obiektów budowlanych, np. dla budynku Instytutu Architektury i Urbanistyki, budynku Centrum Papiernictwa i Poligrafii, czy też wokół budynku Biblioteki Politechniki Łódzkiej. A także na obszarach, na które mogą oddziaływać łódzkie elektrociepłownie EC-3 i EC-4 (tereny osiedli mieszkaniowych) i największe ciągi komunikacyjne (tereny największych skrzyżowań ulic).

Tak duży przeanalizowany obszar i to na różnych wysokościach pomiarowych - od poziomu terenu do +50 m wzwyż - pozwolił opracować przestrzenny rozkład stężeń wybranych zanieczyszczeń, w tym przede wszystkim pyłów: PM10 – związanych z procesami spalania produktów stałych i ciekłych, PM2,5 – najbardziej szkodliwych dla człowieka zanieczyszczeń atmosferycznych, PM1- najmniejszych i super szkodliwych, których źródłem są paliwa złej jakości oraz następujących gazów: VOC – lotnych związków organicznych, H2S – kwasu siarkowego, SO2- ditleneku/dwutlenku siarki i NO2- ditlenku/dwutlenku azotu.

Kampus Politechniki Łódzkiej jest bardzo zielony. Jakim powietrzem oddychamy? Co wynika z przeprowadzonych badań?
Szczegółowa analiza stanu aerosanitarnego, względem wysokości nad poziomem terenu, wykazuje znaczące różnice w stężeniu poszczególnych zanieczyszczeń na różnych wysokościach. Badania potwierdziły również fakt, że w przypadku zanieczyszczeń gazowych cięższych od powietrza, przeważa zjawisko ich akumulacji blisko powierzchni ziemi. Natomiast w odniesieniu do zanieczyszczeń pyłowych, znaczący wpływ na ich stężenie wykazywała szorstkość terenu, lokalne zawirowania powietrza oraz zdolność do przewietrzania danego obszaru.

W efekcie przeprowadzonych analiz pozyskaliśmy wiedzę o newralgicznych, z punktu widzenia jakości powietrza, lokalizacjach na terenie naszego kampusu. Te informacje mogą być przydatne, w przyszłości, do poprawy infrastruktury Politechniki Łódzkiej. Pozwolą na wprowadzenie korekty w zagospodarowaniu terenu, co może być dodatkową „cegiełkę” poprawiającą jakość powietrza.

Oczywiście badaliśmy również inne lokalizacje, np. znajdujące się w bliskiej odległości od emiterów, takich jak: ciągi komunikacyjne oraz elektrociepłownie. Na tej podstawie można stwierdzić, jaki jest wpływ transportu samochodowego na imisję zanieczyszczeń lub co może powodować wzmożony transport w tzw. kanionach ulicznych

Natomiast w przypadku elektrociepłowni jednoznacznie potwierdzono, że nie mają one zauważalnego wpływu na otaczający je teren, lecz oddziałują na bardziej oddalone obszary poprzez tzw. emisję wysoką.

Image
Dron badający powietrze nad budynkiem Bibliotek PŁ, fot. arch. prywatne
Dron badający powietrze nad budynkiem Biblioteki PŁ, fot. arch. prywatne

Na filmie, który przygotował Pan na podsumowanie projektu „PŁ zimą z lotu drona – Analiza jakości powietrza”, widoczne są miejsca dużego stężenie zanieczyszczeń?
Tak, i te lokalizacje są szczególnie ważne dla bezpośrednich użytkowników poszczególnych pomieszczeń w danych budynkach. Ponieważ na stan jakości powietrza wewnętrznego wpływa poziom zanieczyszczeń z powietrza zewnętrznego.

W efekcie na jakość powietrza wewnętrznego ma wpływ kierunek i prędkość wiatru na zewnątrz danego obiektu. Dzięki prowadzonym przez nas analizom określono, że zanieczyszczenia gazowe w większym stopniu wnikają do wnętrza budynku niż zanieczyszczenia pyłowe. Jest to istotna wiedza ponieważ, obecnie w większości kładzie się nacisk na informowanie jedynie o stężeniu zanieczyszczeń pyłowych, pomijając w większym stopniu groźniejsze dla zdrowia ludzi zanieczyszczenia gazowe.

W ostatnich latach bardzo dużo mówi się zanieczyszczeniu powietrza i redukcji ich emisji. Dlaczego tak ważne są badania prowadzone w projekcie?
Jakość powietrza w aglomeracji łódzkiej i w innych rejonach Polski zależy od wielkości emisji zanieczyszczeń, intensywności i rodzaju przemian fizyko-chemicznych zachodzących w atmosferze. Jest to szczególnie istotne, ponieważ podwyższone poziomy zanieczyszczeń spowodowane są głównie niską emisją, na którą składa się przede wszystkim transport samochodowy oraz sektor bytowo-komunalny, w tym ogrzewnictwo indywidualne. Równocześnie duża ilość zanieczyszczeń powietrza w miastach spowodowana jest także przez całkowite lub częściowe zabudowanie istniejących wcześniej „korytarzy przewietrzania miast” - pasów przestrzeni lub zieleni - umożliwiających wymianę powietrza.

W konsekwencji zwarta oraz wysoka zabudowa powoduje kumulację szkodliwych substancji w centralnych obszarach miast. Dodatkowo, ponieważ nie możemy stworzyć naturalnych barier ochronnych, które zatrzymywałyby przemieszczające się masy zanieczyszczonego powietrza, to mogą nakładać się na nie zanieczyszczenia, które „napłynęły” spoza danego obszaru. Dlatego tak ważna i niezbędna staje się kontrola oraz analiza wpływu poszczególnych zanieczyszczeń nie tylko w skali globalnej, ale również krajowej i lokalnej. Dzięki temu będzie można zastosować środki zaradcze, które ograniczą lub „może” nawet zlikwidują poszczególne problemy związane z otaczającą nas jakością powietrza.

Image
Dron wyposazony w spcejalistyczną aparaturę badawczą, fot. arch. prywatne
Dron wyposażony w specjalistyczną aparaturę badawczą, fot. arch. prywatne

Jest Pan zadowolony z wyników badań?
Dzięki zrealizowanemu projektowi poszerzona została wiedza o zakresie i poziomach zanieczyszczeń powietrza. Opracowano dla wybranych lokalizacji mapy zanieczyszczeń, a to może pomóc w zdefiniowaniu źródeł problemów i stać się pomocne przy przygotowywaniu planów naprawczych dla jakości powietrza. Uważam, że informacje te mogą być przydatne nie tylko właściwym organom państwa, ale również mieszkańcom aglomeracji łódzkiej.

Zamierza Pan kontynuować badania?
Pomimo oficjalnego zakończenia projektu z końcem grudnia 2020 r., dalej realizowane są pomiary i badania mające na celu dalszą weryfikację stanu jakości powietrza, w zależności od: rodzaju i gęstości zabudowy, warunków aerosanitarnych i meteorologicznych, rodzaju źródeł zanieczyszczeń i odległości od poszczególnych emitorów, w tym od ciągów komunikacyjnych. Można powiedzieć, że projekt badawczy przeszedł do „drugiego etapu”, który powinien objąć swoim zasięgiem kolejne lokalizacje lub obiekty. Ten etap na chwilę obecną w całości jest finansowany z środków własnych Instytutu Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych Wydziału Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Politechniki Łódzkiej.

Projekt badawczy pt.: „Analiza przestrzenna zmian stanu zanieczyszczenia powietrza w aglomeracji łódzkiej” był realizowany w latach 2019-2020. Został w ok. 80% dofinansowany z Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Łodzi, a w 20% ze środków własnych Instytutu Inżynierii Środowiska i Instalacji Budowlanych Politechniki Łódzkiej .

Rozmawiała Małgorzata Trocha