Wybrane zagrożenia związane z pyłem drogowym w środowisku [rozprawa doktorska] - Szkoła Główna Służby Pożarniczej (1982-2023).; Penkała, Magdalena Joanna; Rogula-Kozłowska, Wioletta; Lewicka, Sylwia (Warszawa Szkoła Główna Służby Pożarniczej, 2023)
Zanieczyszczenie powietrza w okolicach dróg jest problemem złożonym i narastającym. Istnieje wiele źródeł emisji pyłów w obszarach zurbanizowanych, jednak jednym z głównych jest ruch drogowy. Badanie i ocena właściwości fizykochemicznych pyłu drogowego a konkretnie pyłu pobieranego z nawierzchni jest jednym ze sposobów dającym możliwość nie tylko rozpoznania udziału ruchu drogowego w kształtowaniu zanieczyszczenia powietrza pyłem w okolicach dróg, ale przede wszystkim zagrożeń środowiskowych związanych z emisją komunikacyjną. W związku z powyższym, w ramach niniejszej rozprawy doktorskiej przeprowadzono następujące badania i analizy: – badanie składu granulometrycznego pyłu metodą sitową i określenie udziału siedmiu frakcji rozmiarowych (10-2 mm, 2-1 mm, 1-0,5 mm, 0,5-0,25 mm, 0,25-0,1 mm, 0,1-0,063 mm i <0,063 mm) w pobranym materiale, – badanie składu pierwiastkowego pyłu drogowego niefrakcjonowanego oraz frakcji <0,1 mm, – ocenę pochodzenia pyłu drogowego z zastosowaniem analizy statystycznej, – analizę stężeń wybranych radionuklidów w pyle drogowym w ustalonych punktach kontrolnych (E – teren osłonięty ekranami dźwiękochłonnymi, WP – przestrzeń nieograniczona barierą terenową, Z- zjazd z drogi ekspresowej), – ocenę narażenia zdrowotnego ludzi na oddziaływanie pyłu drogowego pobranego w określonych receptorach. Uzyskane wyniki badań składu frakcyjnego pyłu drogowego wykazały, że nawierzchnia asfaltowa wykazuje nieznacznie większą podatność na ścieranie niż betonowa. Dla obu rodzajów dróg erozja nawierzchni jest źródłem głównie cząstek większych od analizowanej frakcji <0,1 mm (utożsamianej z PM). Badania wykazały, że ograniczenie terenu ekranami dźwiękochłonnymi przyczynia się do gromadzenia w tym miejscu drobniejszych cząstek pyłu w przeciwieństwie do przestrzeni, gdzie występują silne ciągi powietrzne usuwające mniejsze cząsteczki z pasa drogowego. Ponadto udowodniono, że na udział PM w masie pyłu drogowego znaczny wpływ ma nie tylko liczba samochodów ciężarowych, ale całkowita ilość pojazdów poruszających się po drogach. Analiza składu pierwiastkowego pyłu niefrakcjonowanego oraz frakcji <0,1 mm, pobranego z nawierzchni dróg asfaltowych i betonowych o najwyższych parametrach technicznych i użytkowych w punktach zlokalizowanych przy ekranach akustycznych i poza nimi wykazała, że źródłem pyłu drogowego są głównie gazy spalinowe, przydrożna gleba oraz ścieranie ogumienia pojazdów. Ponadto, drogi betonowe są wydajniejszym źródłem krzemionki niż drogi asfaltowe. Należy jednak zauważyć, że nawierzchnie drogowe są wykonywane z betonów o wysokiej odporności na uszkodzenia mechaniczne, w związku z czym udział krzemionki w masie pyłu drogowego jest niewielki. Badanie stężenia wybranych radionuklidów emitujących cząstki alfa udowodniło, że skład izotopowy pyłu drogowego niefrakcjonowanego pobranego z nawierzchni betonowej nie zależy od wskazanych receptorów (E, WP, Z), w przeciwieństwie do aktywności w poszczególnych zakresach energii (4,69, 5,25, 6,17, 6,63, 8,49, 12,56 MeV). Najwyższą aktywność zaobserwowano dla punktu kontrolnego zjazd (Z) a najniższą dla ekranów (E). Sumaryczna energia cząstek alfa wyemitowanych z pyłu drogowego była największa dla próbek pobranych z punktu kontrolnego zjazd (Z) i była, 2,5 raza większa niż dla ekranów (E) i dwukrotnie większa niż dla wolnej przestrzeni (WP). Ocena ryzyka zdrowotnego przeprowadzona na podstawie wyznaczonego indeksu zagrożenia (HI) oraz obliczeń ryzyka zachorowania na raka (ILCR) osoby dorosłej, wynikająca z obecności metali ciężkich w pyłach ulicznych i niezamierzonego, przypadkowego ich spożycia, inhalacji wraz z powietrzem atmosferycznym oraz kontakcie ze skórą wykazała, że najwyższe poziomy ryzyka zdrowotnego uzyskano dla Zn obecnego w pyle drogowym i w receptorach E oraz Z taki pierwiastek może negatywnie wpływać na zdrowie ludzi. Dla Cr, Cu, Ni, Pb i Zn większe zagrożenie zdrowotne może stanowić pył zebrany z nawierzchni asfaltowej niż z nawierzchni betonowej. Największe zagrożenie dla zdrowia ludzi stanowi pył z terenu zjazdu (Z) z autostrady/drogi szybkiego ruchu, a najmniejsze pył pobrany z terenu nieosłoniętego barierą terenową (WP). Ponadto, udowodniono, że ryzyko rakotwórczości dla Cr i Ni obecnych w pyle drogowym pobranym z nawierzchni asfaltowej i betonowej w określonych punktach kontrolnych (E, WP, Z) jest średnie. Największe ryzyko (średnio-wysokie) występuje dla Cr obecnego w pyle drogowym zebranym z nawierzchni asfaltowej, w terenie nieograniczonym barierą terenową (WP), natomiast najmniejsze (średnio-niskie) dla Ni dla terenu osłoniętego ekranami dźwiękochłonnymi dla obu rodzajów nawierzchni.W związku z powyższym, w obliczu potencjalnych zagrożeń należy zwrócić większą uwagę i podjąć pewne działania w celu zmniejszenia emisji pyłów gromadzących się w okolicach dróg, a w konsekwencji ograniczyć ich wpływ na środowisko. [Streszczenie Autorki]
Sygnatura RD-18
Bibliografia, wykaz norm i aktów prawnych na stronach 202-222.
Keywords: Rozprawa doktorska; Pyły; Zagrożenia