Čím se znečišťuje ovzduší: Zdroje a dopady

Zatímco po průmyslové revoluci se znečištění ovzduší s pýchou bralo jako známka pokroku, dnes už víme, že bychom se měli snažit znečištění omezit a že škodí nám i přírodě.

Složení a vlastnosti ovzduší

Dospělý člověk spotřebuje denně kolem 15 kg vzduchu, z nichž se při klidném dýchání asi 1/2 kg kyslíku vstřebává do krve a je metabolizováno v těle. Ve srovnání s denní spotřebou přibližně 1,5 kg potravin a asi 2 l vody k pitným účelům je to značné množství. Člověk je až na výjimečné případy vždy odkázán na ovzduší, ve kterém se bezprostředně nachází bez možnosti jakéhokoliv výběru.

Dýchací systém je branou, jíž do organismu vstupují nejen plyny tvořící normální ovzduší, ale i plynné imise, které se dostanou do ovzduší jako znečišťující látky škodlivé až toxické pro organismus. Do organismu se dostávají tuhé imise (prach, popílek, saze) a mikroorganismy (baktérie, viry, spory plísní apod.). Při tom mají velký význam také fyzikální vlastnosti ovzduší (teplota, vlhkost, ionizace, barometrický tlak aj.).

Zatímco dusíku je v normálním ovzduší asi 78 objemových procent, kyslíku pak asi 20 %, je oxidu siřičitého, který se do ovzduší dostává např. s kouřovými emisemi ze spalování uhlí asi kolem 1 desetitisíciny objemového %.

Stálé složky atmosféry a další komponenty

• Kyslík: Při normálním tlaku vzduchu se nedostatek kyslíku začíná projevovat zřetelnými obtížemi až tehdy, když koncentrace kyslíku klesne na 10-12 objemových procent.
• Oxid uhličitý se používá také jako indikátor znečištění atmosféry místností pobytem člověka.
• Dusík za normálního tlaku prakticky nemá fyziologický význam, při vyšším tlaku je, jak známo, příčinou tzv. kesonové nemoci.

Kromě stálých složek atmosféry se v něm nacházejí další komponenty přirozeného původu, jejichž koncentrace značně kolísají. Jsou to, vedle již zmíněné vodní páry, oxidy dusíku a ozón vznikající za bouří v elektrických výbojích, oxid siřičitý, fluorovodík a chlorovodík vulkanického původu, sulfan z výronů kyselého přírodního plynu, ze sopek nebo jako produkt činnosti sirných baktérií.

Čtěte také: Znečištění ovzduší: Role recyklace skla

Prach a aerosoly přirozeného původu v ovzduší představují solné částice pocházející z mořské vody, různé typy kondenzačních jader, půdní a rostlinné části, z nichž zejména rostlinné pyly mají z hlediska zdravotního pro nezanedbatelnou část populace značný význam, spóry baktérií apod.

Nad mořskou hladinou lze najít nejmenší koncentrace částic v ovzduší (4 mg částic na 1 m3 převážně soli). V atmosféře se mimo těchto přirozených složek vyskytují v různém množství další plynné příměsi, nebo příměsi kapalné či pevné, které jsou v poměrně nízkých koncentracích.

Stejně jako jakákoliv jiná látka má vzduch svou hmotnost, která se projevuje měřitelným tlakem. Je poměrně značný - 1,033 kg. cm-2.

Rozhodující je parciální tlak kyslíku, který činí 21,3 kPa. Ve výšce 5000 m nad mořem při atmosférickém tlaku 54 kPa je parciální tlak kyslíku jen 11,3 kPa a ve výšce 10 000 m nad mořem je 5,6 kPa. S poklesem parciálního tlaku kyslíku v ovzduší klesá i jeho tlak v alveolárním vzduchu. Pokles je však větší než odpovídá poklesu v zevním ovzduší. Disproporce je vyvolána tím, že množství oxidu uhličitého a vodních par v alveolárním vzduchu neklesá úměrně s poklesem parciálního tlaku kyslíku, ale zůstává prakticky stejné (je dáno metabolismem), takže jejich vyšší napětí dále zmenšuje parciální tlak O2.

S nízkým tlakem vzduchu se člověk může setkat při turistice v horách, při poruchách klimatizace v letadlech apod.

Čtěte také: Dopady znečištění ovzduší na zdraví a životní prostředí

Vzdušné ionty

Vzdušné ionty jsou drobné částice (molekuly, skupiny molekul, kondenzační jádra, mikroskopické prašné částice), které mají indukovaný elektrický náboj (kladný nebo záporný), vzniklý ztrátou nebo získáním elektronu. Koncentrace iontů je výsledkem dynamické stability mezi silami, které plynule tvoří nové ionty a současně působícími destrukčními ději. Mění se podle aktuálních okolnosti atmosféry. Je vyšší v horních vrstvách atmosféry nebo při některých pracovních procesech (sváření elektrickým obloukem, při práci s rtg paprsky, v okolí zdrojů ultrafialového záření apod.).

V atmosféře sídlišť a průmyslových zón je lehkých iontů poměrně málo. Zde je zvýšeno množství těžkých iontů (20-30 tisíc na m3). Těžké ionty jsou nestabilní součástí ionizace ovzduší. Rychle se usazuji a ztrácejí svůj náboj. Lehké ionty jsou nad hladinou oceánů kolem 400-500 tisíc na m3, zatímco ve znečištěném atmosféře klesají na 100 v m3. Vykouření jediné cigarety v místnosti výrazně snižuje jejich koncentraci na dobu několika hodin. Obsah iontů v ovzduší kolísá i v průběhu roku.

Působení změn ionizace ovzduší na organismus se uplatňuje hlavně přes dýchací orgány, kde ionty nejsnáze odevzdávají svůj náboj. Indikátory jejich účinku je pozorování činnosti řasinkového epitelu v dýchacích cestách, produkce hlenu, změn na elektroencefalogramu, změn krevního tlaku, pH krve, bazálního metabolismu, tvorba hormonů, rychlosti dýchání, teploty a také subjektivních pocitů čilosti nebo únavy.

Několik odborných prací ukázalo, že existuje kladný vliv lehkých negativních iontů na hypertenzi, Basedowovu chorobu, bronchiální astma, revmatismus, tuberkulózu a také na celkové ladění organismu. Na základě pozitivních zkušeností s působením lehkých negativních iontů byly vyvinuty ionizátory ovzduší.

Tzv. ozonizátory, doporučované občas pro potlačování zápachů apod., jsou pro dráždivost ozónu i současně s ním vznikajících oxidů dusíku zcela nevhodné. Zvláště nevhodné je použití ionizátoru v provozech, kde jsou v ovzduší přítomny toxické aerosoly.

Čtěte také: Dopad lodní dopravy na kvalitu ovzduší

Zdroje znečištění ovzduší

Antropogenní znečištění je to znečištění, které vzniká vlivem lidské činnosti. Hlavním antropogenním zdrojem znečištění v atmosféře je nedokonalé spalování uhlí, ropy, dřeva, odpadu a podobně.

Sekundární zdroje jsou ty, které rozvíří suspendované částice, které se již usadily na zemi.

Částice a aerosoly

Částice větší než 100 μm poměrně rychle sedimentují a mají proto relativně neveliký přímý zdravotní význam. Mohou to být anorganické prachy např. Pro svůj značný povrch dávají dobrou příležitost ke slučování a jiným reakcím na nich adsorbovaných plynných nebo kapalných znečištěnin. Vedle toho rozptylují světlo. Při jejich vyšším obsahu v ovzduší může docházet ke značnému snižování viditelnosti.

Částice menší než 10 μm se označují jako aerosol. Hmotnostně je jejich obsah ve vzduchu poměrně malý. Mají velký biologický význam. Za 24 hodin se jich dostane do dýchacího systému téměř 0,01 g, což je několik miliard částic, většinou menších než 1 μm, které infiltruji průdušinkami až do plicních sklípků.

Částice menší než 0,01 μm se začínají chovat jako plynné molekuly. Postupně klesá jejich retence v plicích a částice menší než 0,001 μm jsou vydechovány. Částice větší než 10 μm jsou zachycovány v horních dýchacích cestách.

Řasinkový epitel přestavuje mukociliární eskalátor, na kterém ulpívají prašné částice. Škodlivost prachů a aerosolů závisí na jejich retenci v plicích a ta je v rozhodující míře ovlivněna jejich disperzitou. Tuto stanovujeme pomocí mikroskopického vyšetření prachu, nejčastěji lanametrem.

Chemické složení prachu je další významný faktor při posuzování zdravotního rizika inhalace. Jestliže prach nemá specifické biologické účinky a působí jenom zaprášení plic, mluvíme o prachu biologicky inertním. Obvykle ale, se jedná o prach biologicky agresivní a v důsledku jeho vdechování vznikají různé plicní koniózy. Klasický příklad prachu s fibroplastickými účinky je křemičitý prach. Dojde tedy ke, zvláště mezi horníky a brusiči obávané, silikóze. Prach azbestový, hlavně po dlouhodobé inhalaci dlouho vláknitého prachu, může způsobit zhoubný novotvar poplicnice nebo pohrudnice kromě klasické azbestózy. Prach obsahující beryllium při imunosupresi může způsobit berylliózu.

Kromě disperzity a chemického složení prachu mají zásadní význam také jeho fyzikální vlastnosti. K nim patří smáčivost, krystalická struktura a morfologie prachu, tedy tvar inhalovaných částic.

Další znečišťující látky

• Sloučeniny síry mají hlavně podobu oxidů SO2 a SO3, dále pak sulfanu a sirouhlíku.
• Ze sloučenin dusíku jsou nejvýznamnější jeho oxidy a amoniak. Oxidy dusíku vznikají při hoření za vysokých teplot, tedy především ve všech elektrárnách a teplárnách na fosilní paliva, a ve válcích pístových motorů.
• Oxidy uhlíku CO2 a CO vznikají při úplném, resp. nedokonalém spalování uhlíkatých paliv (hlavně z automobilové dopravy).
• Halogenové sloučeniny, např. HF nebo HCl, se do ovzduší dostávají při některých metalurgických procesech.

Organických sloučenin je ve znečištěném ovzduší velké množství, hlavně nasycené i nenasycené uhlovodíky alifatické i aromatické a jejich kyslíkaté i halové deriváty. Řada polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) má prokazatelné karcinogenní vlastnosti. Mezi organickými látkami v ovzduší nacházíme také silně dráždivé sloučeniny jako formaldehyd, kyselina mravenčí, akrolein a další. Hlavním zdrojem těchto uhlovodíků jsou automobilové motory, především dvoutaktní a čtyřtaktní benzínové.

Radioaktivní látky, např. ve formě radioaktivního stroncia, izotopů jódu, cézia a dalších prvků, mohou ohrožovat zdraví člověka. Mimo pokusy s nukleárními zbraněmi však dosud nebyly zdroje, které by vážně ohrožovaly člověka cestou ovzduší. Současný rozvoj jaderných elektráren přinesl některé potíže téměř výhradně však v případě havárií, jak se to projevilo již dříve při haváriích ve Windscale (1956, Anglie), Three Mile Island (1979, USA) a zejména při havárii bloku jaderné elektrárny v Černobylu v roce 1986.

Atmosférické reakce a sekundární emise

Hlavním podkladem atmosférických reakcí jsou pevné částice. Na jejich povrchu se vstřebávají molekuly plynu. V nejjednodušším případě mohou spolu v ovzduší reagovat dvě látky, jako je např. slučování aerosolu kyseliny sírové s oxidy kovů. Tento příklad představuje neutralizaci vytvářením solí. Zejména však některé sírany kovů nejsou méně škodlivé než oxidy síry samy o sobě. Tyto sírany představují suchou fázi kyselých imisí. Poznání této skutečnosti je jedním z vážných argumentů používaných proti čpavkové metodě odsiřování emisí.

Mezi hlavní fotochemické reakce spouštěné UV zářením, při nichž vznikají sekundární emise významného zdravotního dosahu, patří disociace oxidu dusičitého NO2 na NO a atomární kyslík ve stavu zrodu, které jsou schopny startovat řetěz dalších reakcí, při nichž vznikají velmi dráždivé látky jako ozón, různé radikály (alkyly, formyly) či látky peroxidické povahy (peroxiacetylnitrát).

Smog a jeho typy

V souvislosti s rostoucími problémy ve znečišťování atmosféře se tradičně používá název smog, často však nesprávně a v nevhodných souvislostech.

• Redukční typ smogu, tzv. londýnský smog, je směsí kouře, oxidů síry a dalších plynných spodin spalování uhlí při vysoké relativní vlhkosti vzduchu a je obvykle doprovázen hustou mlhou.
• Oxidační typ smogu, tzv. losangeleský, dnes označovaný jako letní smog, vzniká na základě zplodin spalování kapalných a plynných paliv a jeho vznik je spojován s masivním znečišťováním ovzduší výfukovými plyny automobilů.

Vliv kouření

Kouření má podstatně negativní účinek na zdraví z toho důvodu, že ani v oblastech s nejvíce znečištěným ovzduším a za nepříznivých povětrnostních podmínek se obvykle nesetkáváme s takovou mírou expozice člověka, která by byla srovnatelná s expozicí silného kuřáka. Přitom významného zlepšení zdravotního stavu téměř poloviny populace by bylo možné dosáhnout radikálním omezením spotřeby cigaret bez jakýchkoliv investic.

Pro odvykání kouření by mělo sloužit vedle poraden také správně zaměřené působení hromadných sdělovacích prostředků.

Právní rámec ochrany ovzduší v ČR

Ochrana ovzduší je v České republice upravena zákonem č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší. Tento zákon stanovuje imisní limity, emisní limity a další opatření pro ochranu ovzduší.

Imisní a emisní limity

(1) Imisní limity jsou uvedeny v příloze č. 1 k tomuto zákonu. Imisní limity jsou závazné pro orgány ochrany ovzduší při výkonu jejich působnosti podle tohoto zákona a pro obce a kraje při výkonu jejich samostatné působnosti s dopadem na ovzduší.

(2) Emisní limity musí být dodrženy na každém komínovém průduchu nebo výduchu do ovzduší.

Stacionární zdroje znečištění

(1) Stacionární zdroje se dělí na stacionární zdroje uvedené v příloze č. 2 k tomuto zákonu a na stacionární zdroje neuvedené v příloze č. 2.

(2) Stacionární zdroje uvedené v příloze č. 2 k tomuto zákonu se zařazují pod příslušné kódy uvedené v této příloze na základě typu činnosti nebo typu stacionární technické jednotky s ohledem na celkové projektované parametry, jsou-li v příloze č. 2 k tomuto zákonu uvedeny.

Posuzování a vyhodnocování úrovně znečištění

(1) Za účelem vyhodnocení úrovně znečištění ministerstvo zajišťuje posuzování úrovně znečištění pro znečišťující látky stanovené v prováděcím právním předpise a porovnání výsledné úrovně znečištění s imisními limity stanovenými v příloze č. 1 k tomuto zákonu.

(2) Posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění se provádí pro území vymezené pro účely posuzování a řízení kvality ovzduší (dále jen „zóna“) a pro zónu, která je městskou aglomerací s počtem obyvatel vyšším než 250000 (dále jen „aglomerace“). Seznam zón a aglomerací je uveden v příloze č. 3.

Zjišťování úrovně znečišťování provozovatelem

(1) Provozovatel zjišťuje úroveň znečišťování měřením nebo výpočtem.

(3) Měření se provádí v místě, za kterým již nedochází ke změnám ve složení odpadních plynů vnášených do ovzduší, nebo v jiném místě, které je přesně definováno obsahem referenčního kyslíku. Dochází-li u stacionárního zdroje ke znečišťování prostřednictvím více komínů nebo výduchů, zjišťuje se úroveň znečišťování na každém z nich, pokud není v povolení provozu podle § 11 odst. 2 písm. k) stanoveno jinak.

(4) Úroveň znečišťování se zjišťuje jednorázovým měřením emisí v intervalech stanovených prováděcím právním předpisem nebo kontinuálním měřením emisí.

Informační systém kvality ovzduší a emisní inventura

(1) Výsledky posuzování a vyhodnocení úrovní znečištění vede ministerstvo v informačním systému kvality ovzduší.

(2) Ministerstvo provádí na základě shromážděných dat emisní inventuru, spočívající ve zjišťování celkového množství znečišťujících látek, které byly v předchozím kalendářním roce vneseny do ovzduší, a emisní projekci, spočívající v odhadu vývoje množství znečišťujících látek, které budou vneseny do ovzduší v dalších kalendářních letech.

Národní program snižování emisí

(1) Za účelem snížení celkové úrovně znečištění a znečišťování v České republice ministerstvo ve spolupráci s příslušnými ústředními správními úřady zpracovává Národní program snižování emisí České republiky (dále jen „národní program“). Národní program schvaluje vláda.

Programy zlepšování kvality ovzduší

(1) Program zlepšování kvality ovzduší pro zónu nebo aglomeraci vydává ministerstvo v případě, že je v dané zóně nebo aglomeraci překročen imisní limit stanovený v bodech 1 až 3 v příloze č. 1 k tomuto zákonu nebo v případě, že není dosažen národní cíl snížení expozice.

(4) Programy zlepšování kvality ovzduší jsou závazné pro orgány ochrany ovzduší při výkonu působnosti podle tohoto zákona, pro ústřední správní úřady a jiné správní orgány při výkonu působnosti s dopadem na úroveň znečištění nebo znečišťování a pro obce a kraje při výkonu samostatné působnosti s dopadem na úroveň znečištění a znečišťování.

Smogová situace

(1) Smogová situace je stav mimořádně znečištěného ovzduší ohrožující lidské zdraví, kdy úroveň znečištění oxidem siřičitým, oxidem dusičitým, částicemi PM10 nebo troposférickým ozonem překročí informativní, regulační nebo varovnou prahovou hodnotu uvedenou v příloze č. 6 k tomuto zákonu a jsou splněny podmínky uvedené v této příloze.

(2) Vznik smogové situace a její ukončení vyhlašuje ministerstvo neprodleně způsobem umožňujícím dálkový přístup a v médiích.

Jak minimalizovat znečištění ovzduší?

Všichni, kteří žijí a podnikají v lokalitě, kde nastala smogová situace, by měli svým jednáním minimalizovat množství vypouštěných škodlivin do ovzduší.

• Používat ekologická paliva v domácích topeništích.
• Dbát na technický stav vozidla.
• Omezit zbytečné používání automobilu.
• Omezit doručování potravin až domů.
• Nepřetápět se.

Doporučení při smogové situaci

• Omezit pobyt venku na časné ranní hodiny nebo až na večerní hodiny.
• V době špatných rozptylových podmínek venku necvičte a neběhejte.
• V letních měsících jsou koncentrace přízemního ozonu nejvyšší brzy odpoledne.
• V případě zimního smogu je tomu naopak. Koncentrace škodlivin kopírují denní změny rozptylových podmínek a denní rytmus obyvatel (vytápění, doprava).

SWOT analýza znečištění ovzduší

tags: #čím #se #znečišťuje #ovzduší #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Petice proti drtičce odpadu
• UH Dust 16 l bílý - recenze
• Výhody bydlení u přírody
• Brumov-Bylnice a skládka: Analýza
• Architekt krajiny: Bobr evropský