Emisja pyłu z dróg nieutwardzonych | Pylenie drogi - jak ograniczyć?

    Pył z drogi: przyczyny emisji

    Szczególnie wysoka uciążliwość pylenia dróg dotyczy nawierzchni nieutwardzonych, takich jak drogi gruntowe, drogi z tłucznia, nazywane również drogami szutrowymi, drogi wykonane z kruszonego gruzu oraz drogi żużlowe. W przeciwieństwie do dróg utwardzonych (asfaltowych, betonowych, brukowanych) struktura warstwy wierzchniej drogi nieutwardzonej jest zaburzana przy każdorazowym przejeździe pojazdu. Pod wpływem nacisku kół luźne ziarna nawierzchni przemieszczają się względem siebie. Wolny materiał z nawierzchni nieutwardzonej jest unoszony w wyniku podciśnienia wytwarzanego przez odrywającą się powierzchnię opon. Jest również podnoszony z powierzchni drogi na bieżniku kół, a ziarna o małej średnicy są bezpośrednio porywane przez ruch powietrza wywołany poruszającym się pojazdem. Mechanizmy te prowadzą do powstawania znacznych emisji pyłu, sprawiając że ruch po drodze nieutwardzonej może być poważnym problemem zarówno w użytkowaniu drogi, jak i jej oddziaływaniu na bezpośrednią okolicę.

    Nawierzchnie nieutwardzone stosuje się powszechnie na następujących rodzajach dróg:

    - docelowych drogach gminnych o małym natężeniu ruchu (głównie na obszarach wiejskich),

    - drogach tymczasowych (w czasie remontu lub przebudowy dróg, w okresie budowy osiedli mieszkaniowych, na obrzeżach osiedli),

    - drogach transportowych i technologicznych (na terenach przemysłowych, w kopalniach i kamieniołomach, jako drogi dojazdowe do baz transportowych, hurtowni, itd.).

    Czynniki decydujące o emisji

    Wielkość emisji pyłu z drogi zależy od kilku czynników: zawartości cząstek drobnych w materiale nawierzchni, stopnia zagęszczenia materiału nawierzchni, wilgotności nawierzchni, prędkości i masy poruszających się po drodze pojazdów oraz od natężenia ruchu. Podstawowym parametrem służącym do charakteryzowania potencjału emisji z drogi nieutwardzonej jest udział w materiale nawierzchni cząstek drobnych o średnicy ziaren mniejszej niż 75 µm (silt content, Sc, s). Według poradnika opracowanego przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska US EPA Emissions Factors & AP 42, Compilation of Air Pollutant Emission Factors, 13.2.2 Unpaved Roads, U.S. Environmental Protection Agency, 12.2006 zawartość cząstek drobnych waha się od 0,2% do 29% dla dróg wewnątrzzakładowych oraz od 1,8% do 35% dla dróg publicznych. Poniżej przedstawiamy zdjęcia wybranych dróg nieutwardzonych w Polsce (publicznych) wraz z wartościami parametru Sc.

    pylenie drogi

    Fot. 1. Płock - Nowe Gulczewo, ul. Bohuna. Sc = 3,2%

    pył droga

    Fot. 2. Bydgoszcz, ul. Osiedle Rzemieślnicze. Sc = 2,1%

    pył z drogi

    Fot. 3. Gdańsk - Osowa, ul. Międzygwiezdna. Sc = 7,5%

    pylenie dróg

    Fot. 4. Wrocław, ul. Ubocze. Sc = 4,8%

    Szczegółowy skład granulometryczny materiału z nawierzchni ww. dróg, obejmujący frakcje odpowiedzialne za emisję pyłu zawieszonego PM2,5 oraz PM10, jak również udział ziaren spoza zakresu Sc przedstawiamy w poniższej tabeli.

    Średnica ziaren

    Procent masowy frakcji [%]

    Bydgoszcz, ul. Osiedle Rzemieślnicze

    Gdańsk - Osowa,
    ul. Międzygwiezdna

    Płock - Nowe Gulczewo, ul. Bohuna

    Wrocław,
    ul. Ubocze

    0,010 - 2,5 µm

    0,16

    0,58

    0,12

    0,28

    2,5 - 10,0 µm

    0,29

    1,82

    0,34

    0,6

    10,0 - 20,0 µm

    0,2

    1,7

    0,3

    0,55

    20,0 - 40,0 µm

    0,58

    2,08

    0,81

    1,41

    40,0 - 75,0 µm

    0,84

    1,33

    1,61

    1,94

    0,010 - 75,0 µm (Sc)

    2,1

    7,5

    3,2

    4,8

    0,075 - 0,15 mm

    10,44

    13,23

    6,59

    9,47

    0,15 - 0,25 mm

    8,68

    12,17

    5,14

    10,62

    0,25 - 0,5 mm

    21,95

    17,14

    14,07

    26,75

    0,5 - 1 mm

    17,28

    17,69

    17,15

    15,79

    1 - 2 mm

    9,54

    17,39

    17,42

    10,02

    2 - 4 mm

    13,73

    12,79

    22,63

    14,61

    > 4 mm

    16,32

    2,08

    13,83

    7,97

    Przedstawione wartości uziarnienia materiału uzyskano na podstawie pomiarów: metodą sitową w zakresie 75 µm ÷ > 4 mm; metodą dyfrakcji laserowej w zakresie < 75 µm.
     

    Wilgotność nawierzchni drogi

    Drugim podstawowym parametrem decydującym o emisji pyłu z drogi nieutwardzonej jest wilgotność materiału. Przy dostatecznie wysokiej wilgotności (wilgotności granicznej) siły adhezji i wzrost ciężaru cząstek stałych uniemożliwiają emisję pyłu lub ograniczają ją do poziomu, przy którym nie jest widoczna. Szybkość wysychania nawierzchni drogi nieutwardzonej zależy od wielu czynników, między innymi od spójności materiału, grubości warstwy luźnego materiału i warunków meteorologicznych. Poniżej przedstawiamy wykres ilustrujący dobową zmienność wilgotności nawierzchni drogi szutrowej.

    emisja z drogi

    emisja z dróg

    W wybranym dniu kampanii pomiarowej najwyższą wartość wskaźnika wilgotności odnotowano o godzinie 6 rano. Zmierzona wartość wynosiła 0,59 % i była niższa od wartości granicznej, charakterystycznej dla testowego odcinka drogi szutrowej, wynoszącej około 0,62 %. W tych warunkach pogodowych ruch po analizowanej drodze powoduje widoczną emisję pyłu w ciągu całego dnia.

    Znaczne wahania wilgotności materiału nawierzchni drogi są związane ze zmianami warunków pogodowych – opadami deszczu i wzrostem wilgotności powietrza. Poniżej przedstawiamy fragment rocznej charakterystyki wilgotności nawierzchni nieutwardzonej.

    jak ograniczyć pylenie z drogi

    Dane o wilgotności materiału na powierzchni drogi w dniach, w których emisja pyłu była widoczna zaznaczono kolorem czerwonym. Kolorem zielonym zaznaczono wartości wilgotności w dniach bez widocznej emisji pyłu. Przebieg zmienności wilgotności oraz opadów atmosferycznych obrazuje ogół zjawisk zachodzących w materiale na powierzchni drogi nieutwardzonej, w tym migrację wilgoci w głąb warstwy wierzchniej i wysychanie warstwy.

    Model obliczeniowy emisji

    W obliczeniach emisji z dróg nieutwardzonych powszechnie wykorzystywana jest metodyka opracowana przez US EPA, zawarta w poradniku Emissions Factors& AP 42, Compilation of Air Pollutant Emission Factors,13.2.2 Unpaved Roads. Emisję chwilową związaną z ruchem pojazdów po drogach wewnątrzzakładowych określa zależność:

    jak ograniczyć emisję z dróg

    gdzie:

    EF – wskaźnik emisji (g/VKT; VKT- vehicle kilometer traveled),

    k – współczynnik korekcyjny (TSP, PM10, PM2,5),

    s – zawartość w materiale na powierzchni drogi cząstek drobnych - o średnicy ziaren mniejszej, równej 75 μm (%),

    a, b – stałe wykładnicze, wyznaczone w sposób empiryczny

    W – średnia masa pojazdu (Mg).

    Emisję chwilową związaną z ruchem pojazdów po drogach publicznych (głównie pojazdów lekkich, do 4,5 Mg masy całkowitej) określa zależność:

    emisja z drogi obliczenia

    gdzie:

    EF – wskaźnik emisji (g/VKT; VKT- vehicle kilometer traveled),

    k – współczynnik korekcyjny (TSP, PM10, PM2,5),

    s – zawartość w materiale na powierzchni drogi cząstek drobnych - o średnicy ziaren mniejszej, równej 75 μm (%),

    a, c, d – stałe wykładnicze, wyznaczone w sposób empiryczny,

    S – średnia prędkość pojazdów (mph),

    M – wilgotność nawierzchni (%),

    C – wskaźnik emisji z silników spalinowych, ścierania hamulców i opon.

    Emisja roczna powinna natomiast uwzględniać warunki meteorologiczne panujące na danym obszarze, według następującej zależności:

    drogi nieutwardzone

    gdzie:

    Eext – średnioroczny wskaźnik emisji uwzględniający łagodzenie emisji w ciągu roku w wyniku opadów atmosferycznych,

    P – liczba dni w roku z opadem atmosferycznym nie mniejszym niż 0,254 mm.

    Skalę emisji z przykładowej drogi wewnątrzzakładowej (transportowej) o nawierzchni szutrowej przedstawia tabela:

    pył z drogi

    Skalę emisji z przykładowej publicznej drogi tymczasowej o nawierzchni szutrowej przedstawia tabela:

     jak ograniczyć pylenie z drogi nieutwardzonej

     Wpływ emisji na stan zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

    Ocena oddziaływania emisji z dróg nieutwardzonych na jakość powietrza atmosferycznego jest zagadnieniem skomplikowanym i trudnym. Jest to bowiem emisja bardzo zmienna w czasie (impulsowa). Poniżej przedstawiamy przykład zmienności stężenia pyłu w powietrzu w bezpośrednim sąsiedztwie wewnątrzzakładowej drogi tłuczniowej, przy pojedynczym przejeździe samochodu ciężarowego. Charakterystyka obserwowanej imisji obejmuje różne poziomy wilgotności nawierzchni oraz prędkości przejazdu. Z uwagi na wysoki poziom koncentracji pyłu w powietrzu stężenia wyrażono w mg/m3 (tys. µg/m3).

    pył z drogi kamieniołom

    Rys. Zmiany stężenia pyłu całkowitego (TSP) na drodze technologicznej, w zależności od stopnia nawilżenia nawierzchni (tłuczniowej) oraz szybkości ruchu pojazdu.

    Źródło: Stefanicka M., Techniczne metody ograniczania zapylenia w zakładach kruszyw i ocena ich skuteczności, Mining Science, vol. 20, 2013, 71−85; Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, Instytut Górnictwa Politechniki Wrocławskiej

    Ocena oddziaływania emisji z drogi nieutwardzonej na podstawie obowiązujących normatywów jakości powietrza wymaga zastosowania modelu uśredniającego emisję do wartości godzinowych, np. przedstawionego powyżej modelu US EPA oraz obliczeń rozprzestrzeniania substancji w powietrzu. Wykorzystując metodykę zawartą w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu (Dz. U. Nr 16, poz. 87) oraz model drogi CALINE3 zawarty w programie obliczeniowym Operat FB, dla analizowanej tymczasowej drogi miejskiej, eksploatowanej przez okres jednego miesiąca uzyskujemy następujące poziomy stężeń:

    pył z drogi zanieczyszczenie powietrza

    Wydruk z programu Operat FB. Model drogi CALINE3: strefa mieszania 10 m, wysokość warstwy mieszania 1000 m.

    Aktualności
    • 19
      luty
      W minionym tygodniu na stronie Biura IPPC został zamieszczony BREF dla rzeźni, przetwórstwa produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego i/lub jadalnych produktów ubocznych. Dokument zastępuje wcześniejszą wersję z roku 2005 i uwzględnia, między innymi konkluzje BAT zawarte w decyzji wykonawczej Komisji 2023/2749 z dnia 11 grudnia 2023 r. BREF jest dostępny na stronie: https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/ (SA) lub bezpośrednio pod adresem: https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/sites/default/files/2024-02/SA%20BREF.pdf
    • 13
      luty
      W minionym tygodniu opublikowane zostało oficjalne stanowisko Komisji w sprawie wychwytywania, składowania i wykorzystywania CO2 pochodzącego z emisji przemysłowych, tak zwana „Strategia zarządzania węglem przemysłowym”. Zdaniem Komisji wychwytywanie dwutlenku węgla z odgazów przemysłowych, a następnie jego podziemne składowanie (CCS - Carbon Capture and Storage) i/lub wykorzystywanie (CCU - Carbon Capture and Utilization) jest  niezbędne do osiągnięcia celów klimatycznych. Wśród branży, które ze względu na brak możliwości ograniczenia emisji CO2 mogą być szczególnie „zainteresowane” technologią CCS wymienia się produkcję cementu, stali, spalanie odpadów, produkcję energii elektrycznej i ciepła, spalanie gazu ziemnego oraz procesy rafineryjne. Zdaniem Komisji skala CCS w Unii Europejskiej powinna osiągnąć do roku 2030 co najmniej 50 mln Mg CO2/rok (do roku 2040 - 280 mln Mg/rok, a do roku 2050 - 450 mln Mg/rok). Zaproponowane przez Komisję poziomy są bardzo ambitne, zwłaszcza w kontekście opisanych Komunikacie braków w wielu obszarach, począwszy od zasadności ekonomicznej i ryzyka inwestycyjnego, poprzez brak norm jakościowych wychwyconego CO2, aż do braku podstaw systemowych planowania sieci gazociągów przesyłowych w Europie. Nie wydaje się jednak, aby konieczność masowego wdrożenia CCS była możliwa do uniknięcia. Znajdujący się pod poniższym linkiem komunikat zawiera wyniki ogólnej oceny potrzeb i uwarunkowań CCUS, jednak nie obejmuje niektórych ważnych zagadnień technicznych i środowiskowych, np. braku konkluzji BAT dla CCS. Komunikat Komisji jest dostępny pod adresem: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=COM%3A2024%3A62%3AFIN&qid=1707312980822
    • 31
      styczeń
      Na stronie KOBiZE został opublikowany komunikat na podstawie informacji Komisji Europejskiej z dnia 29 stycznia br. o możliwości wydłużenia terminu złożenia sprawozdania CBAM za IV kwartał 2023 r. w związku z problemami technicznymi systemu sprawozdawczego. Od 1 lutego w rejestrze przejściowym zostanie udostępniona nowa funkcja, umożliwiająca wnioskowanie o złożenie sprawozdania z opóźnieniem (request delayed submission), która ma zapewnić dodatkowych 30 dni na złożenie raportu CBAM. Szczegółowe informacje są dostępne na stronach: - KE: https://taxation-customs.ec.europa.eu/news/technical-issues-related-cbam-transitional-registry-and-import-control-system-2-ics2-2024-01-29_en - KOBiZE: https://www.kobize.pl/pl/article/aktualnosci-2024/id/2555/mechanizm-cbam-zlozenie-sprawozdania-po-terminie-31-stycznia-2024-r
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    Operat FB
    Katalizatory do redukcji LZO - Katalizator Grupa PONER

    Zobacz komunikaty JRC/ IPPC Bureau / US EPA / EEA / NIK / ETO / GDOŚ / GIOŚ / WIOŚ / IOŚ / MKiŚ:

    CBAM (KE): Carbon pricing and CBAM support long-term investment needed for green transition (22.02.2024)

    EEA: National Emission reduction Commitments Directive – Policies and Measures (PaMs) to reduce air pollutants emissions (22.02.2024)

    EEA: Historical and projected greenhouse gas emissions for the waste sector, MtCO₂e, EU-27 (22.02.2024)

    EPA [biopaliwa], DOE announce $9.4M to spur development of advanced biofuels as part of President Biden’s Investing in America agenda (22.02.2024)

    U.S. EPA [nowatorska powłoka z nanomateriału na filtrze powietrza w pomieszczeniach Clean Air firmy Metalmark] Breathe. Boston firm wins EPA clean indoor air challenge (22.02.2024)

    EPA [samozapłon składowiska odpadów] Finds Chiquita Canyon Landfill Presents Imminent and Substantial Endangerment to Nearby Communities (22.02.2024)

    EEA: Better links between waste management, circular economy and climate change mitigation measures can boost greenhouse gas emission reductions (22.02.2024)

    EPA [filtr tkaninowy Kokon do oczyszczania powietrza w pomieszczeniach] announces winners of Cleaner Indoor Air During Wildfires Challenge (20.02.2024)

    EEA: Peak and 2100 concentrations of total greenhouse gases in the atmosphere consistent with a 67% probability of keeping the average global temperature increase below 1.5°C or 2°C (20.02.2024)

    EEA: Observed trends in total greenhouse gas concentration levels between 1860 and 2021, considering all greenhouse gases and other forcing agents including aerosols (20.02.2024)

    IOŚ-PIB: Seminarium „Monitoring chemizmu opadów atmosferycznych i ocena depozycji atmosferycznej do 2023 i od 2024 roku – 23 lutego w godzinach 10:00-11:00 ” (17.02.2024)

    U.S. EPA [rozwój cieci monitoringowej jakości powietrza] Biden-Harris Administration announces nearly $83 million in funding to expand air quality monitoring across the nation as part of Investing in America agenda (16.02.2024)

    EPA [odpylanie młynów zbożowych] Corn milling company officials sentenced to federal prison for their role in deadly explosion that killed five workers (16.02.2024)

    IOŚ-PIB: Zapraszamy na FAIRMODE PLENARY MEETING oraz VIII CAMS POLICY USER WORKSHOP (15.02.2024)

    EPA releases 2023 power plant emissions data (15.02.2024)

    IPPC Bureau: The revised Best Available Techniques (BAT) Reference Document (BREF) for Slaughterhouses, Animal By-products and/or Edible Co-products Industries has been published (14.02.2024)

    EPA [sprawiedliwość środowiskowa] releases 2023 update to Equity Action Plan, outlines new commitments to advance equity (14.02.2024)

    EPA [metan] to hold webinars on final rule to reduce methane from oil and natural gas operations (14.02.2024)

    EPA [metan] and DOE announce intent to fund projects to reduce methane emissions from the oil and natural gas sectors as part of President Biden’s Investing in America agenda (09.02.2024)

    EPA [pochłanianie CO2] and New England Aquarium spotlight the sunken treasure of Blue Carbon in climate resilience (08.02.2024)

    EPA [bezwodny amoniak] Requires Leprino Foods Company in Tracy, Calif., to Improve Chemical Safety (08.02.2024)

    GIOŚ: PRTR - Pamiętaj o złożeniu sprawozdania za 2023 rok, korzystając z aktualnych jednostek wielkości produkcji (07.02.2024)

    EPA [zmiana średniorocznego standardu stężenia PM2,5 z 12 na 9 µg/m3] finalizes stronger standards for harmful soot pollution, significantly increasing health and clean air protections for families, workers, and communities (07.02.2024)

    JRC: CO2 transport infrastructure: key to achieving climate neutrality by 2050 (06.02.2024)

    KOBiZE: Nowy numer „GO2’50. Klimat. Społeczeństwo. Gospodarka.” Nr 4/2023 (05.02.2023)

    IOŚ-PIB: Katalog dobrych praktyk adaptacyjnych (05.02.2024)

    WIOŚ w Krakowie: Kontrole interwencyjne WIOŚ w 2023 r. (02.02.2024)

    EPA [zanieczyszczenie gleby dioksynami]  Works to Address Dioxin Contamination in Benton, La. (02.02.2024)

    EPA [usuwanie tetrachloroetylenu z gleby] Issues Explanation of Significant Differences for PCE Southeast Contamination Superfund Site in York, Nebraska (02.02.2024)

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Two-step AI-aided Bayesian source identification of urban-scale pollution

    Evaluation of Turbulence Depending Drag Coefficient in Plume Rise Model for Fire Smoke Dispersion

    Air pollution removal with urban greenery – Introducing the Vegetation Impact Dynamic Assessment model VIDA

    Zobacz EUR-Lex:

    Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2024/573 z dnia 7 lutego 2024 r. w sprawie fluorowanych gazów cieplarnianych, zmieniające dyrektywę UE 2019/1937 i uchylające rozporządzenie UE nr 517/2014 (20.02.2024)

    Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2024/590 z dnia 7 lutego 2024 r. w sprawie substancji zubożających warstwę ozonową i uchylenia rozporządzenia WE nr 1005/2009 (20.02.2024)

    Decyzja Komisji z dnia 7 grudnia 2023 r. zlecająca centralnemu administratorowi dziennika transakcji Unii Europejskiej wprowadzenie zmian w tabelach krajowego rozdziału uprawnień Belgii, Danii, Niemiec, Estonii, Irlandii, Hiszpanii, Francji, Chorwacji, Włoch, Litwy, Niderlandów, Austrii, Polski, Portugalii, Finlandii i Szwecji do dziennika transakcji Unii Europejskiej (20.02.2024)

    Decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2024/564 z dnia 14 lutego 2024 r. w sprawie norm zharmonizowanych dotyczących kotłów na paliwo stałe i zestawów zawierających kocioł na paliwo stałe, ogrzewacze dodatkowe, regulatory temperatury i urządzenia słoneczne, opracowanych na potrzeby rozporządzenia delegowanego (UE) 2015/1187 i rozporządzenia (UE) 2015/1189 (15.02.2024)

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – Wielopoziomowe zarządzanie na rzecz Zielonego Ładu. W kierunku zmiany rozporządzenia w sprawie zarządzania unią energetyczną i działaniami w dziedzinie klimatu (09.02.2024)

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – Europejski Bank Wodoru (09.02.2024)

    Opinia Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego „Wniosek dotyczący rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie rozliczania emisji gazów cieplarnianych z usług transportowych” (06.02.2024)

    Sprawozdanie specjalne 01/2024: Ograniczanie emisji dwutlenku węgla z samochodów osobowych – tempo zmian wreszcie wzrasta, lecz na horyzoncie pojawiają się przeszkody (25.01.2024)

    Decyzja nr 1/2023 Wspólnego Komitetu ustanowionego Umową między Unią Europejską a Konfederacją Szwajcarską w sprawie powiązania ich systemów handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych z dnia 15 listopada 2023 r. w odniesieniu do zmiany załącznika I oraz uwzględnienia wyjaśnienia w załączniku IV do umowy 2024/301 (25.01.2024)