Spalanie drewna lub pelletu poważnym zagrożeniem dla zdrowia? Przełomowe wyniki badań polskich naukowców
Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (PAN) w Warszawie, we współpracy z badaczami z Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill oraz Principe Felipe Research Center w Hiszpanii, przeprowadzili badania nad toksycznością spalania biomasy. Ich wyniki okazały się zaskakujące. Okazało się, że produkty spalania biomasy mogą być silnie toksyczne dla ludzkich komórek płuc. Odkrycia te sugerują potrzebę wprowadzenia bardziej rygorystycznego monitoringu jakości powietrza, zwłaszcza w zakresie stężeń specyficznych związków chemicznych powstających podczas spalania biomasy.
Z tego artykułu dowiesz się:
Czym jest biomasa?
Biomasa to naturalny surowiec roślinny lub zwierzęcy, który można wykorzystać jako źródło energii. Obejmuje ona:
- drewno i odpady drzewne,
- resztki roślinne (np. słoma, wióry, trociny),
- biogaz powstały z fermentacji materii organicznej,
- odpady rolnicze i komunalne,
- algi i inne rośliny szybko rosnące.
Biomasa jest często postrzegana jako ekologiczna alternatywa dla paliw kopalnych, ponieważ jej spalanie teoretycznie emituje tylko tyle dwutlenku węgla, ile rośliny pobrały z atmosfery podczas wzrostu. W rzeczywistości jednak, w zależności od rodzaju biomasy i sposobu jej spalania, może dochodzić do emisji toksycznych substancji, które szkodzą zdrowiu i środowisku.
Rola polskich naukowców w badaniach
Zespół z Instytutu Chemii Fizycznej PAN odegrał kluczową rolę w analizie składu chemicznego cząstek emitowanych podczas spalania drewna i innych rodzajów biomasy. Badacze skupili się na identyfikacji szczególnie szkodliwych substancji, które mogą przedostawać się do płuc i negatywnie wpływać na organizm człowieka.
W badaniach zastosowano nowoczesne techniki spektrometrii mas oraz analizy aerozolu, co pozwoliło na precyzyjne określenie składu toksycznych emisji. Polacy byli odpowiedzialni za opracowanie metod identyfikacji dwóch kluczowych związków chemicznych: 4-nitrokatecholu oraz lewoglukozanu.
Podczas spalania biomasy, takiej jak drewno czy resztki roślinne, do atmosfery uwalniane są cząstki aerozolu zawierające toksyczne związki organiczne. Szczególną uwagę zwrócono na dwa związki: 4-nitrokatechol oraz lewoglukozan. Badania wykazały, że 4-nitrokatechol może powodować niedobór tlenu w komórkach płucnych, zakłócać procesy oddychania komórkowego oraz prowadzić do apoptozy, czyli programowanej śmierci komórek. Lewoglukozan wykazał podobną toksyczność, choć wymagał nieco wyższych stężeń, aby osiągnąć podobne efekty.
Nowe dowody na zagrożenia dla zdrowia
Wdychanie powietrza zanieczyszczonego produktami spalania biomasy stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia, zwłaszcza dla układu oddechowego. Drobne cząstki mogą przenikać głęboko do płuc, powodując stany zapalne, stres oksydacyjny oraz uszkodzenia DNA. Szczególnie narażone są niemowlęta; badania wskazują, że ograniczenie spalania biomasy mogłoby zapobiec śmierci tysięcy noworodków rocznie.
Długotrwałe narażenie na działanie cząstek stałych pochodzących ze spalania biomasy może również zwiększać ryzyko chorób sercowo-naczyniowych, takich jak zawały serca i nadciśnienie tętnicze. Ponadto tlenek węgla powstający w wyniku niepełnego spalania biomasy może prowadzić do zatrucia, zwłaszcza w pomieszczeniach o słabej wentylacji.
Polscy badacze we współpracy z zagranicznymi ośrodkami dowiedli, że cząstki powstające w wyniku spalania biomasy mogą być nawet bardziej toksyczne niż te pochodzące z paliw kopalnych. Ich działanie na układ oddechowy jest szczególnie niebezpieczne dla dzieci, osób starszych oraz osób cierpiących na przewlekłe choroby płuc.
Wyniki badań sugerują, że długotrwała ekspozycja na te substancje może przyczyniać się także do:
- wzrostu ryzyka nowotworów płuc,
- rozwoju przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP),
- osłabienia funkcji układu odpornościowego.
Konieczność monitoringu i regulacji
Autorzy badań podkreślają potrzebę wprowadzenia monitoringu stężeń 4-nitrokatecholu i lewoglukozanu w pyle zawieszonym, zwłaszcza we frakcji PM2,5 (pyły o średnicy do 2,5 mikrometra), zarówno w Polsce, jak i w całej Unii Europejskiej. Obecne metody oceny jakości powietrza mogą nie uwzględniać wszystkich szkodliwych związków powstających podczas spalania biomasy, co może prowadzić do niedoszacowania ryzyka dla zdrowia publicznego.
Polscy naukowcy zwracają uwagę, że skuteczny monitoring powinien obejmować:
- pomiary stężeń specyficznych substancji chemicznych powstających przy spalaniu biomasy,
- rozszerzenie systemów alarmowych dotyczących jakości powietrza,
- ścisłe regulacje dotyczące rodzaju biomasy dopuszczonej do spalania,
- wprowadzenie nowoczesnych filtrów i technologii redukujących emisję szkodliwych związków.
Sprawdź, jakie nowe normy jakościowe dotyczące pelletu wprowadziła Unia Europejska.
Wpływ na środowisko
Spalanie biomasy prowadzi także do emisji zanieczyszczeń, takich jak cząstki stałe, tlenek węgla, tlenki azotu oraz lotne związki organiczne, które negatywnie wpływają na jakość powietrza i mogą przyczyniać się do zmian klimatycznych. W wyniku spalania biomasy niezbędne składniki odżywcze, takie jak azot i fosfor, uwalniają się do atmosfery, zamiast oddawać je glebie.
Niekontrolowane wykorzystanie biomasy, zwłaszcza drewna opałowego prowadzi także do wylesiania i utraty różnorodności biologicznej, co zakłóca naturalną równowagę ekosystemów.
Badania przeprowadzone przez polskich naukowców mogą mieć istotny wpływ na przyszłe regulacje dotyczące jakości powietrza. Ich wyniki mogą przyczynić się m.in. do zaostrzenia norm dotyczących emisji ze spalania biomasy, czy wprowadzenia obowiązkowego monitoringu stężeń 4-nitrokatecholu i lewoglukozanu w powietrzu. Polscy naukowcy sugerują, że konieczna jest dalsza analiza wpływu spalania biomasy na jakość powietrza oraz zdrowie ludzi.