Více času na podstatné
Stěžejní trendy a vývoj znečištění ovzduší v České republice
Stav ovzduší na území České republiky se od počátku měření ČHMÚ (resp. tehdejšího HMÚ) na konci sedmdesátých let minulého století značně proměnil. Imise oxidu siřičitého (SO2), které byly hlavním problémem té doby, se po restrukturalizaci průmyslu a odsíření uhelných elektráren v devadesátých letech dostaly pod úroveň imisních limitů. To ovšem ještě neznamená, že dýcháme čistý vzduch. Hlavním problémem kvality ovzduší České republiky jsou v posledních letech zvýšené koncentrace suspendovaných částic frakce PM10 a PM2,5, benzo[a]pyrenu a přízemního ozonu.
Znečišťování ovzduší patří v současné době mezi nejzávažnější problémy ochrany životního prostředí. Kvalita ovzduší je hodnocena v souladu s platnou národní legislativou – zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, v platném znění – a v souladu s požadavky Evropské unie. Hodnoty imisních limitů jsou uvedeny v Příloze č. 1 tohoto zákona. Imisní limity jsou stanoveny na základě doporučení Světové zdravotnické organizace WHO.
Většina imisních charakteristik látek znečišťujících ovzduší má od roku 2000 klesající trend, i když méně výrazný než v 90. letech minulého století. V roce 2016, posledním hodnoceném roce, byl stav ovzduší následující: oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší bez zahrnutí přízemního ozonu pokrývaly cca 26 % území ČR s přibližně 56 % obyvatel (resp. 43 % území ČR s cca 59 % populace při zahrnutí přízemního ozonu). Tyto oblasti byly v naprosté většině vymezeny z důvodu překročení imisních limitů suspendovaných částic frakce PM10, PM2,5 a benzo[a]pyrenu (obr. 1). Nicméně je důležité podotknout, že na úrovni znečištění ovzduší má svůj podíl nejen množství vypouštěných emisí, ale i převažující meteorologické a rozptylové podmínky v daném roce. Níže popsaný stav znečištění ovzduší vychází z ročenky Znečištění ovzduší na území České republiky v roce 2016 vydané ČHMÚ (ČHMÚ 2017).
Územím, kde je stav ovzduší na území ČR dlouhodobě nejzávažnější, je aglomerace Ostrava/Karviná/Frýdek-Místek (O/K/F-M) a Moravskoslezský kraj jako celek. Špatná situace je zde podmíněna nejvyšším emisním zatížením v rámci České republiky, které pochází z různých typů zdrojů, a také vlivem přeshraničního přenosu polutantů z Polska. Nicméně k překračování imisních limitů dochází ve všech zónách a aglomeracích a zhoršená kvalita ovzduší není problémem pouze měst, ale i menších sídel, kde je ovzduší znečištěno suspendovanými částicemi a benzo[a]pyrenem pocházejícím z lokálního vytápění.
Suspendované částice PM10 a PM2,5
Jednou z nejvíce problematických látek jsou suspendované částice frakce PM10 a PM2,5. Jedná se o pevné nebo kapalné příměsi vzduchu o aerodynamickém průměru 10 µm (resp. 2,5 µm pro částice PM2,5), které díky své malé velikosti nesedimentují, zůstávají v ovzduší a jsou v něm tak rozptýleny (suspendovány). Částice na sebe zpravidla váží další látky, jako např. těžké kovy a persistentní organické látky. Suspendované částice představují zdravotní riziko hlavně proto, že se nejedná o látky specifického složení, ale o směs látek s různými účinky.
Hlavním zdrojem emitujícím suspendované částice je lokální vytápění podílející se na emisích PM10 asi 36 % (resp. téměř 55 % v případě částic PM2,5). S tím souvisí i roční chod koncentrací částic PM10 a PM2,5, kdy je nejvyšších hodnot dosahováno v chladné části roku. Kromě sezonních tepelných zdrojů mají na vyšších koncentracích svůj podíl i zhoršené rozptylové podmínky, které jsou častější v zimních měsících.
Pro suspendované částice PM10 jsou v legislativě uvedeny dva imisní limity – průměrná roční koncentrace (40 µg.m–3) a hodnota průměrné 24hodinové koncentrace (50 µg.m–3), která může být dosažena maximálně 35krát do roka.
V roce 2016 byl roční imisní limit PM10 překročen pouze na jedné měřicí stanici v aglomeraci O/K/F-M, což potvrzuje trend snižování průměrných ročních koncentrací PM10, když v roce 2015 byl limit překročen na 0,002 % území s cca 0,01 % obyvatel ČR. Denní imisní limit PM10 byl v roce 2016 překročen na 1 % území ČR s cca 7 % obyvatel, což představovalo oproti situaci z roku 2015 mírné zlepšení z 3 % území obydleného cca 10 % populace ČR. Nadále tak přetrvává trend zmenšování území s překročeným denním imisním limitem PM10, který je s menšími výkyvy patrný od roku 2010.
Suspendované částice PM2,5 jsou posuzovány podle imisního limitu pro průměrnou roční koncentraci (25 µg.m–3). Tento limit byl v roce 2016 překročen na 0,5 % území ČR s cca 3 % obyvatel. O rok dříve byla situace horší a došlo k překročení na 1 % plochy ČR s 5 % populace. Pokles koncentrací částic PM10 i PM2,5 oproti předchozímu roku způsobily především příznivé meteorologické a rozptylové podmínky a mírnější teploty v topné sezoně.
Koncentrace suspendovaných částic PM10, obdobně jako dalších látek, významně poklesly v 90. letech minulého století díky snížení emisí tuhých znečišťujících látek (TZL) a prekurzorů suspendovaných částic (SO2, NOx, NH3 a VOC) v důsledku legislativních změn, restrukturalizace hospodářství a modernizace nebo ukončení provozu zdrojů. Po roce 2001 již pokles emisí pokračuje pomaleji a výsledné imisní koncentrace jsou tak podmíněny zejména převažujícími meteorologickými a rozptylovými podmínkami v daném roce (obr. 2).
Benzo[a]pyren
Další velmi problematickou látkou v ovzduší je benzo[a]pyren, který patří do skupiny polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH) a v ovzduší se vyskytuje převážně navázán na částice. Benzo[a]pyren je klasifikován jako prokázaný lidský karcinogen a má negativní vliv na růst lidského plodu (IARC 2012).
Benzo[a]pyren vzniká především nedokonalým spalováním fosilních paliv ve stacionárních i mobilních zdrojích. Ze stacionárních zdrojů jsou to především lokální topeniště, která se na emisích benzo[a]pyrenu podílejí asi z 97 %. Z mobilních zdrojů jsou to pak zejména vznětové motory, u kterých v zimním období navíc dochází k zvýšení emitovaných PAH v důsledku studených startů. S výše uvedeným souvisí i výrazný roční chod koncentrací benzo[a]pyrenu s maximy v zimním období.
Úroveň koncentrací benzo[a]pyrenu je posuzována podle průměrné roční koncentrace s imisním limitem 1 ng.m–3. Ten byl v roce 2016 překročen na 26 % plochy ČR s cca 56 % obyvatel (obr. 3). Ve srovnání s rokem 2015 to představovalo zhoršení situace, neboť o rok dříve byl imisní limit překročen na 20 % území s cca 51 % populace ČR. Nejvyšších průměrných ročních koncentrací je dosahováno v aglomeraci O/K/F-M, kde byl v roce 2016 na nejvíce zatížené měřicí stanici Ostrava-Radvanice ZÚ imisní limit překročen devětkrát.
Ovšem je třeba zdůraznit, že překročení imisního limitu může pokrývat větší část ČR, než je uvedeno výše, neboť odhad ročních polí benzo[a]pyrenu je zatížen největšími nejistotami ze všech sledovaných látek. Tyto nejistoty plynou z nedostatečné hustoty měření na venkovských lokalitách. Malá sídla přitom z hlediska znečištění ovzduší benzo[a] pyrenem reprezentují zásadní vliv lokálních topenišť na kvalitu ovzduší, jak dokládají např. i měřicí kampaně realizované v minulých letech v Moravskoslezském a Jihomoravském kraji.
V celorepublikovém průměru je úroveň této škodliviny dlouhodobě nadlimitní, a to přibližně dvojnásobně, nicméně na nejvíce exponovaných lokalitách, např. na Ostravsku, může být překročení i osminásobné. Nejvyšší koncentrace byly naměřeny v roce 2006 (více než trojnásobek imisního limitu) v důsledku zhoršených meteorologických a rozptylových podmínek. Nadlimitní koncentrace benzo[a]pyrenu v posledních letech zasahují stále větší plochu ČR.
Přízemní ozon (O3)
Značná část území České republiky je každoročně vystavena i nadlimitním koncentracím přízemního ozonu (O3). Vzhledem k atmosférické chemii ozonu se však nejedná o tak hustě osídlené oblasti jako v případě suspendovaných částic PM10 a PM2,5 a benzo[a]pyrenu.
Přízemní ozon nemá v atmosféře vlastní významný zdroj. Jedná se o tzv. sekundární látku vznikající v celé řadě velmi komplikovaných nelineárních funkcí. Přízemní ozon vzniká za účinku slunečního záření soustavou reakcí zejména mezi oxidy dusíku (NOx), těkavými organickými látkami (VOC) a kyslíkem. V globálním měřítku pak hraje roli i metan (CH4) a oxid uhelnatý (CO). Zvýšené koncentrace přízemního ozonu nemají negativní vliv pouze na lidské zdraví, ale rovněž negativně ovlivňují i vegetaci. Vyšší koncentrace mají hlavně dráždivý účinek a mohou vést k respiračním problémům.
Roční chod úrovně koncentrací přízemního ozonu je charakterizován nárůstem koncentrací v jarních a letních měsících z důvodu meteorologických podmínek příznivých pro jeho vznik, jako je vysoká intenzita slunečního záření, vysoké teploty a nízká vlhkost vzduchu.
Úroveň koncentrace přízemního ozonu, s ohledem na lidské zdraví, je posuzována podle imisního limitu (120 µg.m–3) definujícího maximální denní 8hodinový klouzavý průměr, který může být dosažen maximálně 25krát v průměru za tři roky.
Imisní limit přízemního ozonu byl v roce 2016 překročen na 19 % území ČR s cca 4 % obyvatel (průměr za období 2014 – 2016). V porovnání s předchozím hodnoceným obdobím se plocha zasaženého území zmenšila o cca třetinu (27 % území ČR v období 2013 – 2015). Vzhledem k velkému množství proměnných vstupujících do procesu vzniku přízemního ozonu, je obtížné meziroční změny blíže komentovat. Ze sledovaných lokalit jsou nejnižší koncentrace měřeny na dopravních stanicích, kde je O3 odbouráván chemickou reakcí s NO. Nejvyšší koncentrace jsou naopak měřeny na venkovských pozaďových lokalitách a v horských oblastech. Nicméně i přes obtížné komentování meziročních změn byla v Evropě a v USA zaznamenána klesající tendence koncentrací přízemního ozonu v letech 1990 – 2010 (EEA 2013; Butler et al. 2011).
Závěr
V uplynulém čtvrtstoletí byla jak u významných zdrojů, tak u vytápění domácností a dopravy realizována řada opatření, díky nimž došlo v ČR k výraznému snížení emisí znečišťujících látek. Přesto však řada hospodářských a společenských aktivit stále produkuje takové množství emisí, které je v kombinaci s meteorologickými a rozptylovými podmínkami příčinou překračování imisních limitů.
Potěšující zprávou je, že úroveň koncentrací většiny hlavních znečišťujících látek ovzduší má v posledních letech pozitivní sestupný trend, i když již ne tak výrazný jako v devadesátých letech minulého století. Nicméně i tak koncentrace výše zmíněných znečišťujících látek se závažnými dopady na lidské zdraví dále překračují stanovené imisní limity na řadě lokalit.
Literatura
[1] BUTLER, T. J., VERMEYLEN, F. M., RURY, M., LIKENS, G. E., LEE, B., BOWKER, E. G., McCLUNEY, L., 2011. Response of ozone and nitrate to stationary source NOx emission reductions in the eastern USA. Atmospheric Environment. Vol. 45, p. 1084–1094.
[2] ČHMÚ, 2017. Znečištění ovzduší na území České republiky v roce 2016. [Air pollution in the Czech Republic in 2016.] Praha: ČHMÚ. ISBN 978-80-87577-72-1.
[3] EEA, 2013. Air quality in Europe – 2013 report. EEA Technical report 9/2013. Copenhagen: EEA.
[4] IARC, 2012. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans: „Chemical agents and related occupations“, Vol. 100 F. A review of human carcinogens. Lyon, France – 2012.
[5] Zákon o ovzduší č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší. [Act No. 201/2012 Coll. on Air Protection.] In: Sbírka zákonů. 13. června 2012. ISSN 1211-1244.
Autor: Mgr. Lea Baláková, doc. RNDr. Iva Hůnová CSc., ČHMÚ
Zdroj: Odpadové fórum 2/2018