Pyły zawieszone

Już sama nazwa jest dziwna. Dotyczy bowiem pyłów drobnych, unoszących się w powietrzu; mają dużą powierzchnię w stosunku do swojego ciężaru i nie opadają tak szybko, jak pyły grube. Z silnym wiatrem mogą się przemieszczać setki kilometrów, a podczas deszczu lub łagodnego wiatru opadają na ziemię. Już kilka kilometrów za miastem, w którym ich koncentracja jest duża, ich zawartość w powietrzu maleje. Walnie do tego przyczyniają się drzewa, gdyż na ich liściach łatwo te pyły osiadają. Do pyłów zawieszonych zalicza się ciekłe i stałe cząstki o wymiarach poniżej 10 μm (1 mikrometr to milionowa część metra) i oznacza się je symbolem PM – ang. particulate matter. Pod względem wielkości cząstek dzieli się je umownie na PM10 – o średnicy aerodynamicznej ziaren mniejszej niż 10 μm i PM2,5 – średnicy poniżej 2,5 μm, bardziej szkodliwych dla zdrowia, bo wnikających do pęcherzyków płucnych.

Pyły zawieszone mają różne źródła pochodzenia. Wiatr porywający cząstki spienionych fal morskich niesie na ląd aerozole soli morskiej. Ten rodzaj pyłów zawieszonych uważany jest za korzystny i zalecany przez lekarzy dla zdrowia. Przypomina sanatoryjne inhalacje dróg oddechowych.

Gorzej jest, jeśli aerozole tworzą się w wyniku przemian dwutlenku siarki i mgły. Są bowiem szkodliwe dla wszystkich żywych organizmów i budowli. W Krakowie obserwowano to na rozsypujących się detalach architektonicznych.

Typowe pyły zawieszone to cząstki mineralne i węglowo – grafitowe. Ich źródeł należy szukać m.in. w przemyśle hutniczym, cementowym i w energetyce.

Przyglądnijmy się tylko dwóm procesom prowadzonym w kombinacie metalurgicznym w Krakowie: spiekania rud i wytopu stali.

Ruda dostarczana do huty jest mieszaniną różnych frakcji i w takiej postaci nie nadaje się do wytopu tzw. surówki w wielkich piecach. Zbryla się ją wcześniej przez spiekanie (aglomerowanie) w wysokiej temperaturze. Zmieszaną rudę z koksikiem podaje się na taśmę spiekalniczą (ruchomy ruszt z elementów żeliwnych), na której w wyniku spalania koksiku drobne cząstki rudy zbrylają się. Powietrze doprowadzane do spalania w dużym nadmiarze odciągane jest w postaci spalin wentylatorem wyciągowym i wyrzucane do atmosfery. Wcześniej przepływa przez elektrofiltr i w zależności od jego sprawności, jest lub bardziej zanieczyszczone, powodując mniejszą lub większą emisję głównie pyłów drobnych. Bo wszystkie urządzenia odpylające; mechaniczne i elektryczne, mają właściwości wychwytywania pyłów grubszych.

Jeszcze większą właściwością tworzenia pyłów drobnych charakteryzuje się tlenowy proces wytopu stali. Do kadzi (konwertora) napełnionej ciekłą surówką wdmuchuje się na jej powierzchnię tlen, powodujący gwałtowną reakcję wypalenia zawartego w niej węgla. Towarzyszy temu powstawanie submikronowych pyłów (tlenki żelaza) z kondensacji par surówki. Pyły bardzo drobne o rozwiniętej powierzchni; 1 gram takiego pyłu ma podobno ok. 500 m2 powierzchni.

Dlatego uruchomienie stalowni konwertorowej opóźniono nawet o kilka miesięcy, aby można było zainstalować takie urządzenie oczyszczające, które nie dopuszcza, aby koncentracja pyłów w spalinach przekroczyła 100 mg/m3. Wybrano do tego dysze Venturi i płuczki pianowe.

W latach 60. zawartość pyłu w wyrzucanych spalinach poniżej 100 mg/m3 była sukcesem, a ilość wyłapanych pyłów (tlenków żelaza) wynosiła rocznie około 100 tys. ton. Dzisiaj koncentracja pyłów nie powinna być większa niż 25 mg/m3.

Osobna grupa pyłów zawieszonych pochodzi z procesu spalania węgla głównie z dużych elektrowni i elektrociepłowni. W starych elektrowniach z kotłami rusztowymi, w kotłowniach osiedlowych i paleniskach domowych zawarte w węglu minerały podczas spalania tworzą żużel. Emitują grube pyły mineralne, sadze i różne związki gazowe: tlenki siarki, azotu, benzopirenu. Ale najdrobniejsze pyły pochodzą z kotłów pyłowych, w których spalany węgiel jest wcześniej mielony i podawany do komory paleniskowej w formie pyłowej. W tym procesie powstaje minimalna ilość żużla, gdyż cząstki mineralne porywane są przez spaliny i kierowane do elektrofiltrów. Jak już wcześniej wspomniałem, elektrofiltry nie potrafi ą wyłapać wszystkich pyłów, zwłaszcza tych najdrobniejszych.

Połączenie instalacji odpylającej z mokrym odsiarczeniem spalin umożliwia radykalną redukcję wytwarzanych pyłów. Ale takich instalacji nie ma, ani w Elektrowni Huty, ani w Elektrociepłowni Kraków. Z zadowoleniem można przyjąć zapowiedź budowy instalacji odsiarczania spalin w Elektrociepłowni Kraków i zamianę kotłów węglowych na kotły gazowe w Elektrowni Skawina.

W stosunku do lat 60. i 70. ub. wieku, kiedy to głównym sprawcą zapylenia i skażenia środowiska był przemysł i energetyka, taką rolę przejęła dzisiaj motoryzacja. Samochody zajęły przestrzeń publiczną i z rur wydechowych zlokalizowanych prawie na wysokości naszych nosów zatruwają powietrze nie tylko przez spalanie benzyny czy oleju napędowego, ale również przez ścieranie powierzchni asfaltowej, szczęk hamulcowych czy opon.

Dowodem na to są wyniki stacji pomiarowej zlokalizowanej na Alei Krasińskiego, która oznacza się dużym natężeniem ruchu samochodowego. W sąsiedztwie tej stacji nie ma zakładów przemysłowych, a wskazuje ona prawie zawsze na największe zanieczyszczenie powietrza. Według powszechnej opinii motoryzacja w dużych miastach jest najbardziej dokuczliwym źródłem zanieczyszczeń powietrza.

Spaliny samochodów negatywnie wpływają na stan zdrowia i samopoczucie mieszkańców. Wyrzucają bowiem w powietrze wiele substancji szkodliwie oddziałujących na ludzki organizm. Weźmy pod uwagę tylko tlenek węgla, który wszyscy znamy i wiemy, że przy większych stężeniach pochłonięty przez płuca wiąże się z hemoglobiną krwi, powodując niedokrwienie mózgu i serca, i w konsekwencji zgon. Jeżeli przy dużych stężeniach prowadzi do śmierci, to niższe zawartości tej substancji w powietrzu nie są obojętne dla naszego organizmu.

Dlatego zmieniają się obecnie główne kierunki działań. Dąży się do rozwoju transportu zbiorowego, głównie szynowego, i utrzymania ulic i dróg w czystości. Nie jest to takie proste, bo nasze drogi są źle wyprofilowane i pełne dziur. Choćby były codziennie zmywane, to pozostają na nich kałuże, które po wyschnięciu powodują wtórne pylenie.

A może zamiast sprowadzać z Zachodu milion wyeksploatowanych samochodów rocznie, lepiej przesiadajmy się na rowery, naśladując np. mieszkańców Amsterdamu. Dla naszego zdrowia

Edward GARŚCIA