Качество на въздуха в София. Част I: Какво знаем?

Качеството на въздуха, който дишаме в Столицата, стана актуална тема през последните няколко години. Със започването на наказателната процедура на ЕК срещу България темата продължи актуалността си и привлече още повече привърженици към каузата. Ако до преди 10 години в София темата се комуникираше само от професионалните среди, то днес вече се дискутира в социалните мрежи ежедневно, телевизиите включват темата в програмата си все по-често, неправителствени организации водят дела срещу общини, активни граждани създават мрежа от сензори, предоставящи публични данни за качеството на въздуха и дори има протести на недоволни граждани в някои столични квартали. Накратко темата получи заслуженото дългоочаквано внимание. 

Заедно с положителното насочване на вниманието към темата, се стигна и до истерично поставяне на София сред най-замърсените индийски и китайски градове. Темата излезна от експертните среди и достигна до политическите разговори, с което тя се поляризира в двете крайности: няма замърсяване и замърсяването е изключително токсично. И двете твърдения, разбира се, не са верни и еднакво опасни. 

Страдащи в такава ситуация отново сме ние гражданите, поради което реших, че трябва да представя казуса експертно без емоции и без залитания в нито една от крайностите. 

На територията на Столична община са разположени 5 автоматични измервателни станции (АИС) за мониторинг на качеството на въздуха на Изпълнителна агенция по околна среда. Те са част от националната система за мониторинг на околната среда.  Освен чрез АИС ИАОС изпършва мониторинг чрез мобилни станции и ръчно пробонабиране. 

Столична община е в процес на изграждане на собствена градска мрежа за мониторинг на въздуха, състоящ се от 24 станции, които се очаква да предоставят достоверна и свободна информация още през 2020 г.

Данни за качеството на атмосферния въздух

ИАОС

Изпълнителната агенция по околна среда е отговорната институция за организиране на националния мониторинг на качеството на атмосферния въздух в страната. ИАОС поддържа ежедневен бюлетин, който не е много информативен и лесен за достъпване, понеже е скрит из навигацията на уебсайта. 

Годишният бюлетин на ИАОС въпреки липсата на интеркативност, е далеч по-информативен и представя голяма част от данните в табличен вид. Събрата информация в годишния бюлетин е адекватна и при по-добра визуализация може да е много полезна. 

Данните от автоматичните измервателни станции на ИАОС не могат да се свалят свободно от уебсайта на агенцията, но на сайта на европейската агенция по околна среда част от данните за качеството на въздуха в България са със свободен достъп.

СРЗИ

Столичната регионална здравна инспекция рядко се споменава в тази си роля, но и тя провежда постоянен мониторинг на качеството на въздуха в 3 постоянни пункта чрез ръчно пробонабиране. 

СРЗИ си поставя и изключително амбиоциозната цел да установи връзката между качеството на въздуха и общественото здраве. Наличните данни обаче не са достатъчни за установяване на тази връзка. 

Резултатите от мониторинга и връзката на замърсяването на въздуха с общественото здраве се обобщават в годишни доклади за състоянието на атмосферния въздух, които са със свободен достъп на уебсайта на инспекцията. 

Столична община

Столична община също поддържа специална уеб страница, чрез която информира гражданите си за качеството на възудха. Уебсайтът е далеч по-интерактивен и лесен за разбиране в сравнение с ИАОС като представените данни са същите. 

В уебсайта също така има прогноза за очакваното замърсяване на въздуха през следващите дни. Много експерти коментираха, че системата за прогнозиране не е достатъчно достоверна. 

Столична община е в процес на изграждане на нов уебсайт, чрез който да се предостави свободен достъп до данните от новата градска мрежа за мониторинг на качеството на атмосферния въздух. Очакванията относно първата градска мрежа за мониторинг на качеството на възудха в България са големи. Бюджетът, който Столична община е определила за тази задача, също е достатъчно голям. Тя ще се състои от 24 станции, 22 от които оборудвани с различни сензори и 2 автоматични измервателни станции по подобие на използваните от ИАОС.

luftdaten.info

Една от най-големите мрежи от доброволни граждански сензори е изградена и в София. Броят им расте постоянно като към края на 2019 г. общият брой е над 500 само за София.
Тези сензори имат своите недостатъци, но пък огромният им брой позволява мрежата да има сериозен обхват и все пак дава добра представа на гражданите, когато работят в условия, които производителят е посочил в спецификациите. Друго сериозно постижение на мрежата е повишаването на гражданското участие по темата за въздуха. 

Сензорите от luftdaten.info имат следните основни недостатъка:

1. При висока влага (над 70%) отчитат концензираните капчици върху сензора като прах, което прави сензорите неизползваеми в дните с мъгли.
2. Отичат повторно частици или влага поради липса на изсушаване и почистване на повърхността на сензора.
3. Отчитат ФПЧ с размер 2,5 микрона, а данните за ФПЧ с размер 10 микрона се екстраполират от самия сензор и данните не са напълно точни.
4. Местоположението на сензорите не отговаря на същите изисквания като при станциите на ИАОС. AirBG.info осъществява контрол при поставянето и изисква снимков материал за одобрение, но все пак е невъзможно всички станции да са еднаква височина дори и да отговарят на еднакви условия, поради което сравнението без 3D модел не е напълно точно. 

Голяма част от недостатъците могат да се неутрализират и контролират. При висока влажност на въздуха например може да се посочи ясно на самата карта, че данните не са точни. След изграждане на общинската градска мрежа данните от нея могат да се използват за калибриране на гражданските сензори, с което да се подобри точността им. Може да се направи 3D модел и уеднаквяване на данните. По време на мъгли може да се инструктират гражданите механично да почистват сензорите си. Вероятно също така е да се появят нови сензори, които работят и при висока влага.

Кои замърсители не са в норма?

Фини прахови частици – ФПЧ₁₀

Фините прахови частици са най-дискутираният замърсител, той е и най-значим поради това, че отчетените нива на този показател са най-високи. Въздействието на фините прахови частици върху човешкото здраве е изключително негативно. Фините правхови частици могат да причинят редица заболявания на дихателната система. ФПЧ със съчетание на други замърсители като серен диоксид са най-опасни за здравето. Тази комбинация е и причината за смъртта на над 4000 души за по-малко от 4 дни в Лондон през 1952 г.

На графиката е представен броя на измерените превишенията на нормата (50 µg/m³) за периода 2002 – 2018 г. Забеляват се два основни пика: 2008 г. и 2011 г. 

От 2012 г. броят на измерените превишения е с рязък спад. Вероятно поради закриване на комплекта Кремиковци. Спад се забелелязва и през 2018 г. спрямо предните години.

При анализ на тези данни следва да се има предвид и общия брой на замерванията. Те са представени на графиките по-долу.

На тези две графики са представени всички измерени данни за този показател от автоматичните станции на ИАОС за целия период на функциониране. Графиката по месеци ясно показва тенденциите по месеци – зимните месеци имат почти 50% измерени стойности над нормата, докато през летните месеци стойностите над нормата са около 10%. От графиката по години може да се види трендът на намаляване на замърсяването през годините. В периода 2002 – 2008 г. едва 50-60% от измерените стойности са в нормата, докато през 2018 г. – над 85%.  

Тези две графики са много показателни за промяната през последните 10 години в София. През 2008 г. все още фукционира Кремиковци, а през януари на същата година се вижда, че едва около 10% от измерените стойности са били в нормата. За януари 2018 г. около 60% от стойностите са в нормата. През 2008 г. в летните месеци броят на измерените стойности над нормата също е значително по-висок в сравнение със стойностите от 2018 г. 

Фини прахови частици – ФПЧ2,5

Фините прахови частици с размер 2.5 микрона са най-опасни за здравето ни, поради което този показател следва да получи най-сериозно внимание. Две автоматичните станции на ИАОС замерват този показател като едната е разположена на Копитото, т.е. тя не измерва замърсяването в града. 

На графиката са средногодишните стойности и нормата за пунктовете, в които станциите на ИАОС извършват мониторинг. 

За периода 2005-2018 г. почти всички средногодишните стойности са над нормата (с изключение за 2009, 2015 и 2016 г., при които стойностите са много близки до нормата). 

Специфичното при този показател е, че няма средноденонощна норма, а средногодишната норма не успява да даде реална представа при наличие на сезонност на замърсяването, какъвто е случаят в София. 

За 2018 г. данните от станция Хиподрума не са достатъчни, за да се изчисли средногодишна концентрация. 

Услията за този показател следва да се увеличат през следващите години, за да може да има реална представа за мащабите на замърсяването. 

Азотен диоксид – NO₂

Азотният диоксид е замърсител, който се отделя в резултат на горивни процеси – МПС с ДВГ, ТЕЦ, тютюнопушене и други.

Средногодишната норма за азотния диоксид е 40 µg/m³. На графиката са представени средногодишните стойности за периода 2006-2018 г. 

През последните 5 години средногодишните концентрации във всички станции са в нормата за разлика от периода 2006 – 2012 г. 

Понеже средногодишната концентрация не може да представи пълната картина, на графиката са представени средномесечните концентрации за 2016-2018 г., за да може да се види сезонността в замърсяването с азотен диоксид. Зимните месеци и при този показател показват по-високи нива. 

На таблицата долу са данните за азотен диоксид за 2018 г. Нормата за СЧН в рамките на 1 година е 18 превишения. Както се вижда от таблицата, за 2018 г. има две превишения за станция Павлово. 

Средночасови нива на азотен диоксид за 2018 г. 

Пункт	Брой регистрирани данни	Максимална измерена средночасова концентрация[µg/m3]	Брой превишения на ПС за СЧН [200 µg/m3]	Брой превишения на ГОП* [140 µg/m3]	Брой превишения на АП**
Копитото	8588	59,32	0	0	0
Дружба	8696	154,88	0	5	0
Павлово	7606	221,98	2	71	0
Младост	6485	173,10	0	27	0
Надежда	7846	142,68	0	2	0
Хиподрума	8733	165,78	0	34	0

*ГОП – горен оценъчен праг за съдържание на азотен диоксид в атмосферния въздух; 
**АП – алармен праг за азотен диоксид (400 µg/m³, измерени в три последователни часа)

Полиароматни въглеводороди (ПАВ)

Полиароматните въглеводороди са голяма група органични съединения, които при инхалация или поглъщане (с водата) имат канцерогенен ефект. Най-проучени са органичините съединения, които попадат в дихателната система при тютюнопушенето.  

Полиароматните въглеводороди се образуват при горивни процеси, основно при непълно горене на въглища и дизелово гориво.

На графиката по-долу са представени всички измервания за ПАВ от станции на ИАОС в София.

На тази графика са средногодишните концентрации на ПАВ за всички станции, в които се замерва за периода 2006 – 2017 г. Нормата е 1 ng/m³.

Както се вижда и от графиката, концентрацията на ПАВ е над нормата в почти всички пунктове през последните 7 години.

Данните за 2018 г. не са публикувани в годишния бюлетин, поради което не са представени на тази графика. По мои изчисления средногодишната концентрация за Павлово за 2018 г. е около 1,1665 ng/m³, т.е. отново над нормата. 

 

Кои замърсители са в норма?

Серен диоксид (SO₂)

Сериозен замърсител, който се отделя при изгаряне на твърди и течни горива със съдържание на сяра като въглища и мазут. В София наднормени нива на серен диоксид за последно са измерени през 2009 г. в 3 последователни дни на месец януари. Причината вероятно е използването на мазут в ТЕЦи поради т.нар. “газова криза”.

Тежки метали – As, Cd, Ni, Pb

Аерозолите на тежките метали са изключително токсични за човека и околната среда (акумулират се в различни части на организма и изчистването им отнема много години). Основните им източници са металургията, земеделието (основно чрез препаратите) и горивата, използвани в миналото (оловото се е използвало за повишаване на октановото число). Високо съдържание на кадмий последно са установени през 2007 г. на станцията на Орлов мост. През 2016 г. в пункт Гара Яна (ръчно пробонабиране) са отчетени концентрации от 3.9 ng/m³ при норма 5 ng/m³.

Бензен 

Бензенът е безцветна течност с характерна миризма. В атмосферата попада предимно от МПС с ДВГ, рафинерии и бензиностанции. В София откакто се извършва мониторинг на качеството на въздуха не са отчетни наднормени стойности.

Въглероден оксид

Един от най-опасните замърсители на въздуха за човека. Като безопасно ниво се определя 2,5 – 3,0 % карбоксихемоглобин, което е еквивалентно на 30-минутна експозиция на 60 mg/m³ или при 8-часова експозиция на 10 mg/m³. Това ниво се препоръчва за опазване здравето на населението. Болни от сърдечно-съдови заболявания са чувствителни към високи концентрации.

Въглеродният оксид се образува при непълно изгаряне на въглеродсъдържащи съединения и материали. Основен източник е транспортът. В София наднормени нива са отчетени единствено в Дружба през 2002 г. в 7 последователни дни на месец октомври.

Източници на замърсяване в София

Битовото отопление

Отоплението на твърди и течни горива в София според редица изследвания е една от основните причини за високи нива на фини прахови частици през студените месеци. Около 60 000 домакинства в Столична община се отопляват на дърва, въглища и нафта/отработени масла.

Транспортът

Транспортът е причина за замърсяване с азотни оксиди, фини прахови частици, полиароматни въглеводороди, сажди и други. Замърсяването от транспорта е целогодишно, но в студените месеци замърсяването е повече в сравнение с летните. Причина за това е т.нар. “студено горене”.

Нерегламентирано изгаряне на отпадъци

Една противоречива практика за извличане на метали в градска среда, която често бива наградена с обявяване на извършителите за “истинските рециклатори на отпадъците”.

Ролята на този източник на замърсяване не е оценяван никога, поради което не може да се твърди нищо конкретно. Поради неконтролираните условия на изгаряне,  замърсителите, които се отделят при подобно третиране на отпадъците са най-разнообразни, като най-голямо внимание може би заслужават групата на диоксините. В тази статия бях засегнал частично този казус. 

Строителство и улична прах

Строителството е класическият източник на прахово замърсяване. Ролята му е в повечето случаи на ниво квартал и рядко е от значение за целия жилищен комплекс или град.

Уличната прах за София все още е един от нерешените проблеми. Продължаващото паркиране в зелени площи (често кални локви) и липса на асфалтирани улици в някои квартали са основните източници на улична прах.

Пренос на замърсители от други райони

Замърсяването, пренесено от други райони в София е изключително интересна тема. Според някои анализи за определени квартали в София до половината от замърсяването е с произход от други райони. Това напрактика означава, че решаването на проблемите на София е пряко обвързано с решаване на проблемите и в други райони.

Географски характеристики

Географското разположение на София макар да не е сред източниците на замърсяване заслужава внимание, понеже има сериозна роля за крайното формиране на качеството на въздуха. Софийската котловина е характерна с температурната си инверсия, както и дните с мъгли и без вятър са сравнително чести и продължителни (особено през зимата). Липсата на ветрове през зимните месеци и продължителните дни с мъгли създават благоприятни условия за задържане и натрупване на замърсителите. Поради тази причина замърсяването във всеки следващ ден включва и замърсяването от предните дни.

Температурната инверсия е основната причина, поради която темата за качеството на въздуха е на дневен ред през последните години. Почти всички наднормени нива на замърсителите са отчетени през зимните месеци по време на температурна инверсия, мъгли или липса на вятър.

Разбира се, природните дадености не могат да се променят, поради което следва да се насочим към това, което можем да променим – източниците на замърсяване. Замърсяването в София е относително еднакво всеки ден според сезона, но ние усещаме, че има сериозно замърсяване основно при наличие на условия за задържане и натрупване. Именно тези географски характеристики обуславят нуждата проблемът да се реши напълно, а частичните мерки дори да доведат до намаляване на замърсяването, то в дни с мъгли и безветрие замърсяването, макар по-малко, с натрупване на замърсителите, неизбежно ще доведе до влошено качество на въздуха в града.

Откъде може да черпим информация за качеството на възудха?

www.discomap.eea.europa.eu
Тук се съхраняват данните от мониторинг на въздуха от всички агенции по околна среда в Европа. Оттук може да се свалят свободнo и данните за качеството на възуха от мониторинга на ИАОС за цялата страна.

www.airindex.eea.europa.eu
Уебсайт на Европейската агенция по околна среда, която визуализира данните от измерванията на ИАОС в реално време. Уебсайтът отвреме на време спира да функционира, но като цяло дава надеждна информация. 

www.airvisual.com
Тази уебстраница също визуализира данните на ИАОС като има и мобилно приложение. Страницата прави и класация в реално между различни градове. Сравнението обаче не очтита часовата разлика, поради което сравнява пиково замърсяване в София с непиково в Китай и Индия. Също така не изчислява средна стойност от всички станции, а използва данните от една станция с най-високи показатели. За София се изполват не само станциите на ИАОС, но и други, които не са със същата точност и метод на осредняване на стойностите (в кв. Васил Левски има станция с неясен произход). Изключвайки данните от кв. Васил Левски, платформата предоставя добро управление на данните. Може да се правят справки на определен период от време, което дава по-добра представа за най-замърсените градове отколкото моментното състояние. 

www.aqicn.org

Този уебсайт също представя данните от станциите на ИАОС като има и мобилно приложение, което е удобно за употреба.  

Очаквайте следващата статия от поредицата: Качество на въздуха в София. Част II: Какво не знаем?

Статията ще бъде подновявана с актуални данни при нужда.