Co se měří při znečištění ovzduší?

07.03.2026

Měřítkem kvality života je čistota ovzduší. Kvalita ovzduší závisí na stupni znečištění některými látkami (plyny nebo prachovými částicemi), které jsou škodlivé lidskému zdraví a kvalitě života a které, pokud překročí rizikové či prahové hodnoty, mají negativní vliv na přírodní ekosystémy.

Abychom omezili riziko akutních případů znečištění a snížili dlouhodobé vystavování těmto škodlivinám, Světová zdravotnická organizace (WHO) definuje a pravidelně reviduje pomocné doporučené hodnoty pro každou znečišťující látku na základě epidemiologických studií a studií řízené expozice. Normy kvality ovzduší, které by se neměly překračovat, stanoví Evropská směrnice nebo národní a/či místní orgány. Evropské směrnice uvádějí, že se pro zóny a aglomerace, kde jsou překračovány mezní hodnoty1 jedné či více škodlivin, musí vypracovat plán či program k dosažení stanovených mezních hodnot.

Tento indikátor se soustředí na hlavní zdroje znečištění ovzduší v městských oblastech, zejména na ty spojené s procesy spalování v dopravě, vytápění a průmyslu. Hlavními škodlivinami, které jsou vypouštěny přímo nebo jako vedlejší produkt následných chemických reakcí, jsou oxid siřičitý; oxid dusičitý; oxid uhelnatý; těkavé organické látky (např. benzen); prachové částice, ozón a olovo. Ty mají negativní vliv na lidi, kulturní památky a ekosystémy. Dýchání zamořeného vzduchu může způsobit celou škálu zdravotních problémů, od astma až po rakovinu. Nepřímo mohou škodliviny v ovzduší zapříčinit ztrátu místní pracovní síly a zvýšené lékařské výdaje, stejně jako ztrátu produktivních a ochranných ekosystémů.

Regulace a směrnice

Řízení kvality ovzduší zahrnuje hodnocení jeho kvality a přípravu a zavádění plánu či programu, který určí opatření nebo projekty, jenž je potřebné přijmout k dosažení mezních hodnot v oblastech, kde jsou překračovány. Plán nebo program řízení musí obsahovat opatření pro hlavní zdroje škodlivin. Opatření se mohou vztahovat přímo k řízení mobility (včetně opatření týkající se přepravy cestujících a zboží, individuálního využití automobilů, hromadné přepravy, zavádění alternativních dopravních prostředků), topných systémů (ve vhodných případech propagace alternativních zdrojů energie jako sluneční, tepelná energie nebo využití dálkového vytápění) nebo průmyslové výroby.

Plány nebo programy řízení poskytují kontrolní údaje a podle potřeby mohou až omezit činnosti přispívající k překračování mezních hodnot, např. Podle Rámcové směrnice o kvalitě ovzduší (Community Framework Directive on Ambient Air Quality, 96/62/EC), související dceřiné směrnice zavádějí mezní hodnoty pro odstranění, prevenci či snížení škodlivých vlivů na lidské zdraví a životní prostředí jako celek. První dceřiná směrnice (1999/30/EC) definuje mezní hodnoty koncentrací oxidu siřičitého, oxidu dusičitého a oxidů dusíku, prachových částic a olova v ovzduší. Směrnice 2000/69/EC zavádí mezní hodnoty oxidu uhelnatého a benzenu. Směrnice 96/62/EC vyžaduje stanovení mezních hodnot pro ozón (vyjednává se v Evropské komisi), poly-aromatické uhlovodíky; kadmium; arzén; nikl a rtuť.

Čtěte také: Znečištění ovzduší – přehled lokalit

Mezní hodnoty stanovené ve výše uvedených směrnicích jsou minimální požadavky, které umožňují členským státům zavést přísnější limitní hodnoty a ochranná opatření.

Metody měření znečištění ovzduší

Kvalita ovzduší zásadně ovlivňuje zdraví životního prostředí a lidí. Proto je už nyní vývoj technologií pro monitoring znečištění ovzduší nezbytným nástrojem environmentálního managementu. Integrace technologií pro sledování znečištění ovzduší umožňuje detailní analýzu kvality ovzduší na lokální i regionální úrovni. Aplikace modulárních senzorových sítí, datových platforem nebo inteligentních systémů pro identifikaci zdrojů znečištění znamená nesporný přínos pro každodenní život běžných obyvatel, firem, měst, krajů i státu.

Klasická gravimetrická metoda

Klasická gravimetrická metoda měří koncentraci hrubých (PM10, o velikosti do 10 µm) a jemných (PM2,5, o velikosti do 2,5 µm) pevných částic ve vzduchu. Princip této metody spočívá v nasávání vzorku vzduchu do lapačů prachu, kde se nečistoty zachytí na jednorázových filtrech. Tyto filtry se v laboratoři váží jak před, tak po odběru a pravidelně se vyměňují. Podle rozdílu hmotnosti se pak určuje aktuální koncentrace prachu ve vzduchu měřená v mikrogramech na metr krychlový.

Moderní automatické měřicí systémy

Moderní automatické měřicí systémy umožňují průběžné měření znečištění ovzduší v reálném čase. Systémy k monitoringu využívají laserová a optická čidla detekující koncentrace hrubých a jemných pevných částic. Senzory částic - Už zmíněná laserová čidla detekují prachové částice o velikosti 0,3-10 mikrometrů.

Bezdrátové a centrální systémy

Pro sběr a analýzu dat se čím dál více využívá úzkopásmový IoT (internet věcí). Senzory přes úzkopásmové sítě data o znečištění, teplotě, vlhkosti a dalších parametrech průběžně odesílají do centrálních datových serverů. Data z jednotlivých senzorů je možné shromažďovat také v centrálních systémech, kde dochází k jejich následnému zpracování, vizualizaci a analýze. Například Moravskoslezský kraj využívá inteligentní identifikační systém zdrojů znečištění ovzduší (IIS). Ten spojuje emisní data s konkrétními lokalitami a procesy. Například ostravský pilotní výzkumný projekt CLAIRO systematicky snižuje znečištění ovzduší výsadbou zeleně. Pro porovnávání výsledků pomocí modulárních sítí senzorů v reálném čase měří koncentraci pevných částic i plynů.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Zdroje znečištění ovzduší

Emise

Emise představují znečištění měřené přímo ze zdrojů znečištění na daném území. Zdroje znečištění jsou celostátně sledovány v rámci Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO). Tyto zdroje jsou rozdělené do základních dvou podskupin: zdroje stacionární (stacionární zařízení ke spalování paliv, REZZO 1-3) a mobilní (zdroje se spalovacími nebo jinými motory, REZZO 4).

Velké stacionární zdroje (REZZO 1-2) jsou sledovány jako jednotlivé bodové zdroje. Zdroje stacionární malé (REZZO 3) jsou sledovány hromadně jako plošné zdroje na úrovni obcí. Mobilní zdroje (REZZO 4) jsou sledovány liniově a plošně.

Regionální ukazatele pro všechny kraje společné: Pro popsání situace v oblasti znečištění ovzduší byly pro všechny kraje vybrány dva indikátory. Prvním indikátorem jsou emise NOx (REZZO 1-4), mezi které patří široká škála znečišťujících látek: oxid dusnatý NO, oxid dusičitý (NO2) - ty se vyskytují nejčastěji, dále pak oxid dusitý N2O3, tetraoxid dusíku (N2O4) a oxid dusičitý N2O5. Hlavním zdrojem jsou motorová vozidla a proto je tento indikátor zvláště vhodný pro monitorování emisí v Praze, kde je vysoký počet motorových vozidel trvalým problémem.

Druhým indikátorem jsou emise SO2 (REZZO 1-3), které jsou v případě tohoto indikátoru měřeny ze zdrojů stacionárních. Zdrojem těchto emisí jsou zejména výroba elektrické a tepelné energie, rafinerie ropy či zpracování kovů.

Prašný aerosol

Prašný aerosol vzniká téměř výhradně jako negativní produkt lidské činnosti. Hlavním antropogenním zdrojem částic PM10 jsou domácnosti, resp. lokální vytápění ve starých kotlích na tuhá paliva (uhlí, dřevo). Tento sektor je v rámci České republiky zodpovědný za více než 50% veškerých emisí částic PM10. Podíl se může v jednotlivých lokalitách lišit - např. ve větších městech je významnější podíl dopravy a naopak méně významný podíl lokálního vytápění. Vznikají často mechanicky, významným zdrojem je také zemědělství (úlety prachu při polních pracích), stavebnictví (výroba a použití cementu a vápna) nebo otěry pneumatik a brzdových destiček. Přirozeně vznikají částice PM10 např.

Čtěte také: Jak často na emise?

Nízkonákladové senzory

Nízkonákladové senzory se obecně používají pro měření koncentrací znečišťujících látek v ovzduší. senzory měřící koncentrace suspendovaných (prachových) částic PM, tzv. V praxi se často setkáme se senzorovými systémy, které spojují více typů senzorů dohromady, dokáží tedy měřit více znečišťujících látek zároveň. Optické čítače částic mají z uvedených senzorů nejčastější uplatnění, neboť mají nejširší spektrum zdrojů (domácí vytápění, doprava, zemědělství, průmysl). Senzory pro měření koncentrací oxidů dusíku mají největší smysl v dopravně zatížených lokalitách, zatímco senzory pro měření SO2 najdou své uplatnění nejčastěji v lokalitách ovlivněných průmyslem.

Vzhledem ke své relativně nízké pořizovací ceně jsou nízkonákladové senzory výhodným nástrojem pro dočasné měřicí kampaně v oblastech, kde není technicky možné nebo finančně realizovatelné provozování sice velmi přesných, nicméně výrazně finančně nákladnějších monitorovacích zařízení používaných ve státní síti imisního monitoringu ČHMÚ. Díky své velikosti a menší náročnosti umožňují senzory také monitorovat chemické látky v mnohem podrobnějším prostorovém měřítku (např. Nízkonákladové senzory mohou sloužit jako cenný doplňující zdroj informací, díky kterým lze ve veřejné a městské správě činit opatření související se zlepšením kvality ovzduší a tepelného komfortu na konkrétním místě.

Doprava a kvalita ovzduší

Doprava je jedním z faktorů, který významně ovlivňuje kvalitu ovzduší zejména v městských oblastech. Příčinou je produkce emisí škodlivin do volného ovzduší hlavně v podobě výfukových plynů vznikajících při spalování pohonných hmot. Městské správy a samosprávy přijímají různá opatření k regulaci dopravy za účelem zlepšení kvality ovzduší. Snaží se pomocí dopravních modelů odhadnout, jak bude po jejich zavedení výsledek vypadat. Reálná měření v terénu pomocí standardních měřících stanic jsou pro ně ale často nákladná nebo mohou být realizována pouze po časově omezenou dobu. Nereprezentují tak dostatečně skutečný stav, který se během roku podle různých okolností mění.

Centrum dopravního výzkumu proto spolu se společností ENVItech Bohemia vyvinulo nízkonákladové senzory na měření ovzduší, které řeší hned několik problémů najednou. Tyto senzory představují novou generaci měřicích přístrojů, která je finančně dostupná i městům s malými rozpočty. Mobilní a prostorově úsporná smart platforma monitoringu ovzduší měří kontinuálně. Zachytí tak výkyvy ve znečistění ovzduší nejen v pracovních dnech, ale i o víkendech, svátcích nebo prázdninách. Malý rozměr umožňuje operativnější využití prakticky v kterémkoliv místě, kde je měření potřeba.

Vliv znečištění ovzduší na zdraví

Znečištění ovzduší je definováno Světovou zdravotnickou organizací (WHO) jako "kontaminace vnitřního nebo vnějšího prostředí jakýmkoli chemickým, fyzikálním nebo biologickým činitelem, který modifikuje přirozené vlastnosti atmosféry" [1]. Vysoké úrovně znečištění mohou způsobit respirační problémy, srdeční a další onemocnění (např. rakovinu). Mohou také způsobit kyselé deště, poškodit plodiny, snížit růst a produktivitu rostlin a poškodit volně žijící zvěř. Jedná se o velký problém a to vzhledem k tomu, že 99% světové populace dýchá vzduch, který svou kvalitou nesplňuje doporučené limity WHO [1,2].

Metrohm Process Analytics

Metrohm Process Analytics je známým poskytovatelem analytických řešení pro analýzu vzduchu a aerosolů s bohatými zkušenostmi a odbornými znalostmi v oboru. Pokud jde o chemickou analýzu, zařízení MARS je propojeno s mokrými chemickými analyzátory, jako je kationtový a/nebo aniontový chromatograf (IC) nebo voltametrický systém, zatímco 2060 MARGA má integrované aniontové a kationtové IC. Oba přístroje zahrnují plynové denudery (Vlhký rotační denuder (VRD), vzorkovač růstu kondenzačních částic (Steam-Jet Aerosol Collector (SJAC), stejně jako čerpací a řídicí zařízení. Tyto přístroje aplikují metodu růstu aerosolových částic v kapky v prostředí přesycené vodní páry.

Zatímco MARS byl navržen tak, aby vzorkoval pouze aerosoly, 2060 MARGA navíc detekuje ve vodě rozpustné plyny. Ve srovnání s klasickými denudery, které odstraňují plyny ze vzorku vzduchu před aerosolovým kolektorem (růstovou komorou), shromažďuje MARGA 2060 plynné druhy ve VRD pro online analýzu. MARGA 2060 se dodává ve dvou konfiguracích: R (research) a M (monitoring). Verze MARGA R 2060 je určena pro výzkumné kampaně, jako je studium sezónní variability kvality ovzduší. Pokud se iontový chromatograf nepoužívá, může být odpojen a znovu použit pro další laboratorní výzkum. Pro srovnání, MARS lze použít jako před kondicionační jednotku pro několik analytických technik (Obrázek 7.) v okolních nebo průmyslových prostředích, jako je IC, voltametrický (VA) přístroj, hmotnostní spektrometr (MS) nebo analyzátor celkového organického uhlíku (TOC). Alternativně lze vzorky v režimu offline odebrat pomocí automatického podavače vzorků. Pro okamžité vyhodnocení výsledků lze MARS také vzdáleně propojit s libovolným analytickým systémem. Na druhou stranu, MARGA 2060 má dva integrované integrované IC, takže nelze spojit s žádnou jinou analytickou technikou.

Tabulka 1 Rozdíly mezi 2060 MARGA a MARS