Částice v ovzduší a emisní limity v České republice

Zkratka PM je zkratkou anglického výrazu particulate matter, doslova částicová hmota, česky překládána jako suspendované částice. Obecně se jedná o směs různorodých částic pevného a kapalného skupenství suspendovaných v ovzduší.

Koeficienty za zkratkou PM značí velikost částic, konkrétně jejich prahovou hodnotu maximálního aerodynamického průměru. PM10 tedy značí soubor suspendovaných částic s maximálním aerodynamickým průměrem 10 µm, PM2,5 značí soubor částic s maximálním aerodynamickým průměrem 2,5 um. Odtud tedy vyplývá, že například všechny částice PM2,5, jsou zároveň částicemi PM10, nikoliv však naopak (ne všechny PM10 částice jsou i částicemi PM2,5).

Teoreticky se můžeme bavit o jakýchkoliv částicích - PM20, PM4, PM3,6. Obecně se však nejčastěji setkáváme s velikostními frakcemi PM10, PM2,5 a PM1. Frakci PM2,5-10 někdy označujeme jako tzv. hrubou frakci, PM2,5-1 jako jemnou frakci a částice menší než 1 µm jako submikrometrové částice. Zcela nejmenší částice pak označujeme termínem ultrajemné částice (aerodynamický průměr do 0,1 µm = 100 nm).

Větší částice než PM10 většinou nepředstavují vysoké zdravotní riziko, jelikož jsou zachytávány na sliznicích. Suspendované částice PM10 a PM2,5 nejsou ten prach, který si většina z nás vybaví pod výrazem prach, ale prach, který není ve skutečnosti vidět a je všude kolem nás. Obecně platí, že čím menší částice jsou, tím potenciálně nebezpečnější jsou pro lidské zdraví, protože pronikají hlouběji do dýchacího systému, či až přímo do krevního oběhu.

Aerodynamický průměr je definován jako průměr koule o hustotě 1000 kg/m3 se stejnou ustálenou rychlostí danou gravitační silou v bezvětří, jako má daná částice za obvyklých podmínek. V zásadě existují dva typy částic - primární a sekundární. Primární částice jsou takové částice, které byly emitovány do ovzduší přímo, ať už například erozí půdy či během nějakého spalovacího procesu. Naopak sekundární částice jsou takové částice, které vznikly až reakcemi primárních látek v ovzduší.

Čtěte také: Pevné částice a elektromobily

Zdroje prachových částic

Podle původu lze zdroje pevných částic (s čímž souvisí znečištění ovzduší) rozdělit na antropogenní a přírodní. Antropogenní zdroje vznikají rozmanitou lidskou činností. Největší antropogenní zdroje nečistot v ovzduší (i jedovatých) představují spalovací procesy, které jsou nezbytnou součástí technologických činností při výrobě tepelné energie v teplárnách, využívajících spalování pevných paliv, při výrobě elektrické energie v tepelných elektrárnách na pevná paliva, při pohybu dopravních zařízení (zejména motorová vozidla, letadla, některé vlaky) na dopravních trasách, využívajících energii ze spalovacích procesů v motorech, při technologických činnostech manipulačních zařízení (nakladače, jeřáby, zdvižné vozíky, dopravníky), jejichž pracovní adaptéry jsou poháněné spalovacími motory, při pohonu speciálních strojních zařízení ve všech oblastech výroby a služeb (včetně komunální sféry, zemědělské a lesnické výroby), při dobývání a úpravě nerostných surovin (explozivní rozpojování, drtiče a třídiče kameniva) a v ostatních doprovodných činnostech, které tvoří servisní činnost ve prospěch lidské společnosti (například při zimní údržbě posypem silnic a chodníků, používáním rozmanitých sprejů, aplikací nátěrů a impregnací, používáním rozpouštědel, zrání skládek komunálního odpadu, z nichž se uvolňuje metan apod.).

Antropogenním zdrojem jsou také částice, které vznikají větrným odnosem ze stavenišť, ze skládek stavebních surovin, z demolovaných staveb, z nezpevněných polních cest a z obdobných míst, která vznikla v důsledku lidské činnosti.

Příčina znečištění ovzduší přírodními procesy může být chemické, fyzikální nebo biologické povahy. Mohou to být například zrna z větrných erozí půdy, obvykle z oblastí pokrytých řídkou vegetací, nebo zcela bez pokryvu vegetace (prachové bouře). Typickým příkladem, kdy se dostává do vznosu velké množství písku, je poušť. Důležitým přírodním zdrojem prachových částic je také kosmický prach. Kosmický prach je tvořen meziplanetární hmotou o velikosti menší než je 1 milimetr, která se volně nachází v okolním vesmíru.

Jedná se o drobná zrnka různorodého materiálu, který pochází z různých zdrojů (materiál z období formování sluneční soustavy, ohon komety, materiál vyvržený po srážce atd.). Kosmický prach neustále dopadá na každé těleso ve vesmíru s různou intenzitou. Například na Zemi každoročně dopadne až 40 000 tun kosmického materiálu, kde dle výpočtu se jedná přibližně o jedno zrnko kosmického prachu za den na metr čtvereční.

Dalšími přírodními zdroji látek, které znečišťují ovzduší, jsou následující zdroje (neprodukují prachové částice). Například metan, uvolňovaný v průběhu trávení potravy zvířaty nebo hnitím biomasy. Hnití je chemický, biologicky podmíněný proces, při kterém dochází k rozkladu organických látek bez přístupu kyslíku. Při hnití se uvolňují plyny, které jsou lidmi vnímány jako zápach. Dalším přírodním zdrojem je radioaktivní plyn radon, který se uvolňuje ze zemské kůry. Některé dřeviny, plodiny a ovoce uvolňují těkavé organické látky (borovice, topol, kukuřice a různé druhy ovoce a zeleniny) a velké množství silic je vytvářeno rostlinami jako ochrana před býložravci. Vážným zdrojem je sopečná aktivita, díky níž se uvolňují částice síry, chloru a popela. K přírodním zdrojům patří bioaerosol, který zahrnuje mikroorganismy (viry, bakterie, houby, pyl, spory).

Čtěte také: Zdroje pevných částic v ovzduší

Z uvedeného vyplývá, že prostředí v každé obci je ovlivňováno mnoha zdroji znečištění, které produkují rozmanité množství prachových částic - znečišťujících látek. Tyto znečišťující látky mají rozmanitý účinek a rozmanitou dobu trvání, kdy působí na obyvatele obce. Znečišťující látkou je jakékoliv látka vnesená do vnějšího ovzduší nebo v něm druhotně vznikající, která má přímo a nebo může mít po fyzikální nebo chemické přeměně škodlivý vliv na život a zdraví lidí a zvířat, na životní prostředí, na klimatický systém Země nebo na hmotný majetek (Zákon 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, § 2, odst. b).

Vliv na zdraví a životní prostředí

Emise prachových částic patří k nejrozšířenějším škodlivinám, se kterými se obyvatelé obcí setkávají v běžném životě, například při sportu, při turistice, při pobytu na zahradě, při relaxaci v pergole i při chytání ryb. Někteří lidé jsou vystavováni škodlivinám z povahy své pracovní činnosti. Rozsah škodlivých účinků prachu na člověka je velmi široký, při jejich hodnocení záleží na původu, vlastnostech a velikosti prachu, na jeho koncentraci v ovzduší, na délce a podmínkách působení i na individuální vnímavosti člověka na prach.

Hlavní a nejčastější cestou vstupu prachu do lidského organismu jsou dýchací cesty. Hrubé prachové částice jsou zadržovány v horních cestách dýchacích. Pohybem řasinkového epitelu, kterým je vystlána nosní dutina, se dostávají s hlenem do nosohltanu a jsou spolknuty, vykašlány nebo vykýchány. Větší částice postupně v dýchacích cestách sedimentují (horní cesty dýchací zachytí většinu částic větších než 5 µm), menší částice pronikají hlouběji. Se zmenšující se velikostí částic pravděpodobnost průchodu do plicních sklípků stoupá, pro částice velikosti 3 µm je tato pravděpodobnost vyšší než 50 %. Frakce prachu tvořená malými částicemi vdechnutelná až do plic je z hlediska zdravotního rizika nejnebezpečnější.

Vysoké koncentrace prachu v ovzduší způsobují usazování prachových částic v očích, nosu a ústech a s tím spojené nepříjemné pocity. Dlouhodobá expozice těmto koncentracím i u prachu bez specifických účinků (někdy nazývanému "inertní") přetěžuje samočisticí mechanismy plic, snižuje celkovou obranyschopnost člověka a může přispívat ke vzniku chronického zánětu průdušek. Kromě toho mechanické působení těchto částic i jejich odstraňování může způsobovat poranění oka, pokožky nebo sliznic.

Vliv polétavého prachu na naše zdraví je zásadní. Způsobuje řadu zdravotních komplikací, např. astma, má nepříznivé účinky na kardiovaskulární systém, často vede k nevratným genetickým změnám, rakovinovým onemocněním a předčasným úmrtím. Prachové částice zatěžují také životní prostředí.

Čtěte také: Kvalita Ovzduší

Legislativa a emisní limity

Legislativa stanovuje tzv. emisní limity. Emisním limitem je nejvýše přípustné množství znečišťující látky vypouštěné do ovzduší ze zdroje znečištění vyjádřené jako hmotnostní koncentrace znečišťující látky nebo hmotnostní tok znečišťující látky za jednotku času nebo hmotnost znečišťující látky vztažená na jednotku produkce nebo lidské činnosti (Zákon 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, § 2, odst. e).

Emisní limit pro ochranu zdraví lidí je stanoven pro částice, které projdou velikostně-selektivním vstupním filtrem vykazujícím pro aerodynamický průměr 10 μm odlučovací účinnost (PM10) (Nařízení vlády 597/2006 o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší, §3, odst. (2), písm. b)). Imise je emise, která se dostala do styku s životním prostředím. Mohou se kumulovat na površích předmětů, na plochách objektů, v půdě, ve vodě nebo v organismech. V praxi jsou imisemi například znečišťující látky, které se ukládají v životním prostředí, například na obecních prostranstvích, na silnicích, na asimilačních orgánech dřevin a bylin nebo v obytných místnostech domácností. Imise vznikají následkem emisí a zpravidla se drží při zemském povrchu.

Ano, v České republice stanovuje zákon o ochraně ovzduší pro PM celkem tři imisní limity. Jak již bylo zmíněno, jsou pro PM platné celkem tři imisní limity. Nejčastěji bývá překračován imisní limit 24h koncentrace PM10. K jeho překročení může dojít maximálně 35× za rok.

Měření částic PM10 v ovzduší má dva výstupy: 24hodinový průměr, kde imisní limit činí 50μg.m-3 (smí být překročen max. 35x za rok), a roční průměr v hodnotě 40μg.m-3 , který nesmí být překročen.

Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi frakcí PM10 a PM2,5 zůstává jedním z hlavních problémů, které je třeba řešit při zajišťování kvality ovzduší ČR. Překračování imisních limitů PM10 a PM2,5 se stále podílí na vymezování oblastí s nadlimitním znečištěním ovzduší.

K překročení 24hodinového imisního limitu PM10 (průměrnou 24hod. koncentraci 50 µg·m‑3 je povoleno překročit 35× za rok) došlo v roce 2021 na necelých 3 % stanic (4 stanice z celkového počtu 152 s dostatečným počtem dat pro hodnocení). Jednalo se o dvě průmyslové stanice - Ostrava-Radvance-ZÚ (57× překročeno) a Karviná (51× překročeno), o venkovskou stanici Věřňovice (56× překročeno) a městskou pozaďovou stanici Rychvald (42× překročeno).

Imisní limit pro průměrnou 24hodinovou koncentraci PM10 byl v roce 2021 překročen na 0,1 % území ČR s cca 0,4 % obyvatel. Velká část území ČR (více než 87 %) byla v roce 2021 vystavena koncentraci do 35 µg·m‑3, tedy koncentraci pod horní mezí pro posuzování stanovené vyhláškou č. 330/2012 Sb., o způsobu posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění, rozsahu informování veřejnosti o úrovni znečištění a při smogových situacích. Nejvíce zatíženou souvislou oblastí byla, stejně jako v předešlých letech, aglomerace O/K/F-M.

Imisní limit pro průměrnou roční koncentraci PM10 (40 µg·m‑3) nebyl v roce 2021, potřetí v řadě po letech 2019 a 2020 za celou historii měření PM10 od roku 1993, překročen na žádné stanici ČR. Stejně jako v letech 2019 a 2020 nebylo v prostorovém rozlišení 1×1 km vymezeno žádné území ČR s nadlimitní roční průměrnou koncentrací PM10.

Koncentrace PM10 vykazují zřetelný roční chod s nejvyššími hodnotami v chladných měsících roku, kdy dochází i k nejčastějšímu překračování hodnoty 24hodinového imisního limitu (více než 85 % případů překročení v lednu, březnu a prosinci). Vyšší koncentrace PM10 v ovzduší během chladného období roku souvisí jak s vyššími emisemi částic ze sezonně provozovaných tepelných zdrojů, tak i s častějším výskytem zhoršených rozptylových podmínek v této části roku.

Roční chod koncentrací PM10 v roce 2021 vykazuje méně výrazný průběh v porovnání s desetiletým průměrem, kde byla jasná dominance podzimních a zimních měsíců. V roce 2021 byly nejvyšší koncentrace PM10 naměřeny v únoru, kdy došlo k výskytu mírně nepříznivých až nepříznivých podmínek.

Průměrné měsíční koncentrace PM10 v roce 2021 v porovnání s desetiletým průměrem (2011-2020) byly, s výjimkou června, nižší ve všech měsících roku. Pokles koncentrací PM10 na stanicích byl výrazný zejména v lednu (pokles téměř o 13 µg·m‑3, tj. o 40 %) a v listopadu (pokles téměř o 11 µg·m‑3, tj. o 36 %).

Imisní limit pro roční průměrnou koncentraci PM2,5 (20 µg·m‑3) byl v roce 2021 překročen na 9 z 93 stanic (9,7 %). Všechny stanice (s výjimkou městské pozaďové stanice Zlín-ZŠ Kvítkova) s nadlimitní roční průměrnou koncentrací PM2,5 v roce 2020 leží na území aglomerace O/K/F-M.

Imisní limit pro průměrnou roční koncentraci PM2,5 byl v roce 2021 překročen na 0,3 % území s cca 1,5 % obyvatel. Nadlimitní roční průměrné koncentrace PM2,5 byly v hodnoceném období 2011-2021 měřeny převážně na území aglomerace O/K/F-M.

Měsíční koncentrace PM2,5 vykazují velice podobný roční chod jako PM10 včetně významného snížení průměrných měsíčních koncentrací v porovnání s jejich desetiletým průměrem. Nejvyšší koncentrace byly měřeny v únoru.

Průměrné měsíční koncentrace PM2,5 v roce 2021 v porovnání s desetiletým průměrem (2011-2020) byly, s výjimkou června, nižší ve všech měsících roku. Pokles koncentrací PM10 na stanicích byl výrazný zejména v lednu (pokles o 10 µg·m‑3, tj. o 38 %), březnu (pokles o 6 µg·m‑3, tj. o 25 %), srpnu (pokles o 6 µg·m‑3, tj. o 45 %) a v listopadu (pokles téměř o 5 µg·m‑3, tj. o 27 %).

Poměr frakcí PM2,5 a PM10 není konstantní, vykazuje sezonní průběh a je zároveň závislý na charakteru lokality. V roce 2021 se tento poměr pohyboval v průměru z 68 stanic v ČR, kde se současně měří PM2,5 a PM10 a stanice mají dostatečný počet měření pro toto hodnocení, v rozmezí 0,59 (červenec) až 0,86 (leden).

Vývoj koncentrací suspendovaných částic PM10 na jednotlivých typech stanic je hodnocen za období posledních 11 let, tj. 2011-2021. 36. nejvyšší 24hodinová koncentrace PM10 (v průměru ze všech stanic, pro které je k dispozici měření za celé hodnocené období) se v letech 2011-2021 pohybovala v rozmezí od cca 32 do 58 µg·m‑3. Roční průměrné koncentrace PM10 (v průměru ze všech stanic, pro které je k dispozici měření za celé hodnocené období) se v letech 2011-2021 pohybovaly v rozmezí od cca 18,0 do 29,4 µg·m‑3.

Dlouhodobější vývoj ročních průměrných koncentrací PM2,5 lze hodnotit za posledních devět let (z hlediska dostupnosti dat a ucelených časových řad na měřicích stanicích). Roční průměrné koncentrace PM2,5 se v letech 2012-2021 pohybovaly v rozmezí od cca 13,1 do 20,0 µg·m‑3.

Pokračující pokles koncentrací suspendovaných částic PM10 a PM2,5 lze přisoudit kombinaci faktorů, a to jak příznivým meteorologickým a rozptylovým podmínkám v některých měsících roku, tak pokračujícímu poklesu emisí díky již realizovaným opatřením pro zlepšení kvality ovzduší (výměna kotlů, postupující obnova vozového parku a opatření na velkých zdrojích).

Emisní inventury PM10 a PM2,5 prováděné podle současných metodik zahrnují pouze primární emise těchto látek. Na koncentracích PM10 a PM2,5 měřených v ovzduší se přitom významně podílí sekundární aerosolové částice vznikající přímo v ovzduší z plynných prekurzorů fyzikálně-chemickými reakcemi.

Určité množství prachových částic v atmosféře je přirozené, problém nastává v okamžiku, kdy se jejich množství neúměrně zvyšuje. Prachové částice mohou být emitovány ze zdroje přírodního, např. při sopečné činnosti, nebo ze zdroje antropogenního (způsobeného člověkem), např. při spalování fosilních paliv, dopravě atd. Množství suspendovaných částic v ovzduší závisí na ročním období.

Velké firmy a provozy v našem okolí, zejména ty, které mají integrované povolení, musí plnit přísné emisní limity dané zákonem a platí poplatky za znečišťování ovzduší. V povolení provozu mají stanoveno, do jaké míry mohou znečišťovat okolí prachovými částicemi, a také interval a způsob měření těchto částic.

Fyzickým osobám zákon ukládá důležité povinnosti tak, aby se předcházelo znečištění prachovými částicemi. Při vytápění rodinných domů tuhými palivy je nezbytné topit kvalitním topivem předepsaným výrobcem, dřevo určené k topení nesmí být mokré, ale ideálně 1 - 2 roky uskladněné na otevřeném vzdušném místě.

Od letošního roku vstupují státy Evropské unie do nové fáze ochrany kvality ovzduší. V návaznosti na zpřísněnou legislativu musí systematicky sledovat plnění přísnějších imisních limitů, které budou v EU závazné od roku 2030. Jedním z klíčových ukazatelů jsou jemné prachové částice PM2,5. Nový limit sníží roční průměrnou koncentraci z 20 na 10 µg/m³. Praha podle dostupných měření tento budoucí limit nesplňuje na většině území města.

Částice PM2,5 patří mezi nejnebezpečnější složky znečištěného ovzduší. Vznikají nejen spalováním paliv, ale také mechanickým otěrem brzd, pneumatik či povrchu vozovek. Podle odhadů Státního zdravotního ústavu přispívá znečištění ovzduší každoročně k předčasnému úmrtí přibližně 700 obyvatel Prahy. Nejzranitelnější skupinou jsou děti. Jejich organismus je citlivější a pohybují se blíže k zemi, kde bývají koncentrace škodlivin vyšší.

tags: #částice #v #ovzduší #emisní #limity

Oblíbené příspěvky:

• Průvodce tříděním odpadu
• Definice ekologických skupin
• Zjistěte více o moderních odpadkových koších s pedálem.
• Třídění odpadu s Prosperplast
• Turistika a Sporty v Přírodě