Coraz częściej stosowaną metodą oszczędzania węgla jest spalanie śmieci w domowych piecach. Najczęściej spalaniu ulegają odpady typu: papier, kartony, mieszane materiały z opakowań (tworzywa sztuczne - plastik, folia; metal - puszki po napojach), stare umeblowanie. W procesach spalania ważną rolę odgrywa temperatura spalania, gdy jest niewłaściwa (zbyt niska) w emitowanych spalinach powstają zanieczyszczenia, których oddziaływanie na środowisko naturalne i zdrowie ludzi jest bardzo szkodliwe. Spalanie różnego rodzaju materiałów w paleniskach domowych odbywa się właśnie w niskich temperaturach (200-500 0C). Procesowi temu towarzyszy emisja zanieczyszczeń do atmosfery, takich jak:
- pył (suchy),
- związki organiczne oznaczone jako węgiel całkowity,
- tlenek węgla (CO),
- nieorganiczne związki chloru oznaczone jako HCL,
- nieorganiczne związki fluoru oznaczone jako HF,
- tlenki azotu jako NOx,
- dwutlenek siarki (SO2),
- metale ciężkie zaliczane do klasy I (kadm, rtęć, tytan), II (arsen, kobalt, nikiel, selen), III (ołów, chrom).
W odniesieniu do zanieczyszczeń emitowanych przez domowe kominy szczególne zagrożenie dla środowiska i zdrowia ludzi niosą tlenki azotu (głównie NO i NO2), dwutlenek siarki (SO2), tlenek węgla (CO), a także drobny pył zawierający związki metali ciężkich (zwłaszcza toksycznego ołowiu i kadmu). Za ich szkodliwością przemawia także fakt, że są one emitowane z tzw. źródeł emisji niskiej, czyli niskich kominów domostw lub ewentualnie małych lokalnych kotłowni. W sytuacji takiej uniemożliwione zostaje wyniesienie zanieczyszczeń na duże odległości i ich rozproszenie przez wiatr, czego efektem jest lokalny wzrost substancji zanieczyszczających w powietrzu atmosferycznym. Stan ten szczególnie nasila się w okresie jesienno-zimowym, zarówno ze względu na sezon grzewczy, jak i niesprzyjające rozprzestrzenianiu się zanieczyszczeń czynniki, głównie są to: niska temperatura oraz duża wilgotność względna powietrza.

Oddziaływanie zanieczyszczeń
SO2 u ludzi powoduje trudności w oddychaniu, a u roślin zanik chlorofilu, czego widocznym efektem jest zamieranie blaszek liściowych. Jest przyczyną powstawania siarczanów i kwasu siarkowego, co prowadzi do suchych i mokrych opadów kwaśnych deszczy. Stopniowo kumulując się w glebie, powoduje jej zakwaszenie i zasolenie. Działa korozyjnie na konstrukcje metalowe.

NOx są przyczyną podrażniania i uszkodzenia płuc. Zawartość 280 mikrogramów NO2/m3 prowadzi do śmiertelnego zapalenia płuc, a około 47 mikrogramów NO2/m3 do bronchitu. Stężenie 0,1 mikrogramów NO2/m3 powoduje u roślin uszkodzenie liści. Podobnie jak dwutlenek siarki tworzy w powietrzu kwas azotowy, a odkładając się w glebie w postaci azotanów, szkodliwie podwyższa ich zawartość w produktach roślinnych. 

CO jest trujący dla ludzi i zwierząt. Wiąże czerwone ciałka krwi, utrudniając transport tlenu. Oddziałuje także na centralny układ nerwowy. W powietrzu utlenia się do CO2.

Pył odkładając się w glebie powoduje szkodliwe dla zdrowia człowieka zanieczyszczenie roślin metalami ciężkimi. Przyspiesza powstawanie trójtlenku siarki (SO3), który w powietrzu atmosferycznym tworzy z parą wodną aerozol kwasu siarkowego.

W wyniku samorzutnych reakcji chemicznych z emitowanych pyłów zawierających węgiel organiczny i nieorganiczne chlorki, w obecności metali ciężkich (głównie miedzi) jako katalizatora oraz tlenu i pary wodnej z powietrza, powstają inne - szczególnie groźne - związki zwane dioksynami i furanami. Należą one do grupy związków kancerogennych, czyli rakotwórczych, a powstają jako produkty uboczne spalania różnych odpadów. Tak często praktykowane przez ludzi spalanie materiałów, takich, jak: drewna meblowego, zawierającego chlorowane fenole - czyli substancje do jego konserwacji oraz pozostałości farby i lakierów, które z kolei zawierają metale ciężkie (głównie I klasy, np. rtęć); torb plastikowych z polietylenu czy papieru bielonego nieorganicznymi związkami chloru z nadrukiem farb kolorowych o dodatkowej zawartości różnego rodzaju metali ciężkich - powodują powstawanie tych szczególnie groźnych dla zdrowia ludzi związków.
Stężenie dioksyn i furanów w wydobywającym się z domowych kominów dymie może wynosić 100 nanogramów/m3, dla porównania ich dopuszczalne stężenie wynosi 0,1 nanograma/m3 (norma dla spalarni śmieci). Dla przykładu: w obrębie starej części Krakowa działa nadal około 70 tys. tego typu palenisk. Dodatkowo praktyki te uzupełnia wypalanie różnego rodzaju śmieci na obrzeżach placów targowych, a nawet w lokalnych kotłowniach opalanych węglem. Człowiek, żyjący w podobnej okolicy, wdycha dioksyny wraz z zanieczyszczonym powietrzem, najprawdopodobniej odżywia się też skażonym mięsem i pije mleko z dioksynami (do organizmu zwierząt gospodarskich dostają się także przez układ pokarmowy i oddechowy). W przyrodzie magazynem dioksyn jest gleba i osady denne w zbiornikach wodnych. Stąd powstaje wysokie ryzyko zatrucia nimi wśród ludzi, których podstawę diety stanowią ryby z zatok lub słodkowodne, odżywiające się przecież planktonem i mułem z zanieczyszczonych zbiorników. Jako że dioksyny ze swej natury chemicznej rozpuszczają się tylko w substancjach tłuszczowych, a także gromadzą w tkance tłuszczowej, najmniej zagrażają wegetarianom. Jeśli ilość spożywanych bądź wdychanych toksyn rozłoży się równomiernie na całą narożną populację, ich skutki mogą nie być od razu zauważalne. W przypadku przyjęcia przez organizm człowieka wysokich dawek dioksyn, ich toksyczny wpływ na zdrowie może objawić się dopiero po kilkudziesięciu latach. Niestety, najczęściej w postaci chorób nowotworowych.

Chemia dioksyn
Powszechnie stosowany termin dioksyny używany jest najczęściej do zbiorczego określania całej grupy związków chemicznych dzielących się na dioksyny i furany. Są to bezbarwne i bezwonne związki organiczne mające w swych cząsteczkach pierścienie aromatyczne oraz atomy chloru. Dzielą się one na dwie grupy: dioksyny (PCDD) i furany (PCDF). Znamy 75 kongenerów (różniących się nieznacznie budową pochodnych) dioksyn oraz 135 kongenerów furanów. Nie mają barwy ani zapachu.
Najgroźniejsza dioksyna TCDD (zawierająca 4 atomy chloru) z chwilą, gdy trafi do gleby, zaczyna stopniowo ulegać reakcjom, w których zmienia się w tysiąckrotnie mniej toksyczną formę - OCDD (zawierającą osiem atomów chloru). Na tempo tych zmian ma wpływ wiele czynników, na przykład typ gleby, wilgotność, temperatura, bakterie i grzyby glebowe.
Badania tego procesu obecnie prowadzą Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej Politechniki Krakowskiej wraz z Instytutem Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.
mgr inż. ochrony środowiska

Barbara Łysik