Emise Oxidů Dusíku: Zdroje, Vlivy a Regulace v České Republice

V kontextu kvality ovzduší označujeme jako oxidy dusíku kombinaci oxidu dusičitého (NO2) a oxidu dusnatého (NO). Oxid dusičitý je velmi reaktivní plyn červenohnědé barvy a štiplavého zápachu, zatímco oxid dusnatý je bezbarvý plyn bez zápachu. Oxidy dusíku v ovzduší mohou reagovat s dalšími látkami a dávat tak vznik částicím nebo například přízemnímu ozonu, tedy dalším znečišťujícím látkám.

Zdroje emisí oxidů dusíku

Obecně můžeme říci, že emise oxidů dusíku vznikají během spalovacích procesů a při některých chemicko-technologických procesech. Samotné množství emisí závisí na řadě faktorů, mj. teplotě spalování, obsahu dusíku v palivu a také množství dostupného vzduchu při spalování.

Nejvýznamnějším zdrojem emisí NOX v České republice jsou mobilní zdroje (osobní, užitkové a nákladní automobily, zemědělské stroje apod.), tedy zejména doprava. Ta se v celorepublikovém průměru v roce 2019 podílela na emisích NOX z 38 %. Významný podíl (20,5 %) má také sektor Veřejná energetika a výroba tepla.

Vliv na zdraví a životní prostředí

Krátkodobé vystavení velmi vysokým koncentracím dráždí dýchací cesty a může zhoršit astma a vést k různým dýchacím obtížím, jako například kašli, sípání a obtížnému dýchání. Dochází také ke dráždění sliznic. Dlouhodobé vystavení zvýšeným koncentracím může vést například k rozvoji astmatu a zvyšovat náchylnost k infekcím dýchací soustavy.

Oxidy dusíku se podílejí na vzniku kyselých dešťů, které představují riziko pro ekosystémy - například pro lesy a ryby. Oxidy dusíku se také podílejí na vzniku kyselých dešťů a přízemního ozónu. NO je významným skleníkovým plynem.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Legislativa a limity pro emise oxidů dusíku

Historicky bylo zavedeno hodnocení znečištění ovzduší oxidy dusíku pomocí sumy oxidů dusíku, která byla označena značkou NOx. Pro tuto sumu byl stanoven imisní limit (tj. limit koncentrace NOx měřený v hodnoceném prostoru) a zároveň limity pro NOx jako emise oxidů dusíku (měřeno ve spalinách, na výstupu ze zdroje tepla). Suma NOx zahrnuje oxidy NO, N2O, NO2, N2O3, N2O4 a N2O5.

Podmínky pro měření emisí jsou dané vyhláškou 415/2012 Sb. ve znění pozdějších předpisů. Pro plynná paliva se hodnota naměřených emisí vyjadřuje při aktuálním tlaku a teplotě a přebytku kyslíku ve spalinách 3 %.

Imisní limity:

• Imisní limit pro ochranu zdraví:
  • průměrná hodinová koncentrace: 200 µg.m-3 - maximálně 18× za rok
  • průměrná roční koncentrace: 40 µg.m-3
• Imisní limit pro ochranu ekosystémů a vegetace (NOX): průměrná roční koncentrace 30 µg.m-3

Koncentrace oxidů dusíku v České republice

Nejvyšší koncentrace oxidů dusíku jsou v České republice pozorovány v dopravně zatížených lokalitách. Jedná se tedy zejména o velkoměsta (hlavně v místech s intenzivní dopravou), ale například také oblasti podél dálnic nebo dalších významných dopravních komunikací.

Nejvyšší koncentrace bývají pozorovány v chladnějších měsících, a to jak z důvodu vyšších emisí (vytápění, studené starty aut apod.), tak z důvodu vyšší četnosti výskytu zhoršených rozptylových podmínek.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Dlouhodobě je v České republice pozorován sestupný trend koncentrací oxidu dusičitého, a to na všech typech stanic. Pozitivním faktem je, že nejvýraznější pokles za posledních deset let je pozorován na dopravních stanicích, na kterých jsou koncentrace NO2 nejvyšší.

Dlouhodobý pokles emisí oxidů dusíku je dán několika faktory, mj. obnovou vozového parku, modernizaci technologických procesů i například modernizací nákladní dopravy.

V roce 2020 nebyl poprvé na žádné stanici imisního monitoringu v České republice překročen žádný imisní limit pro koncentrace oxidu dusičitého (v předchozích letech byl na dopravně nejvíce exponovaných stanicích imisní limit pro roční průměrnou koncentraci).

Zdroje emisí NOx ze spalování

Emise oxidů dusíku ze spalování zemního plynu vznikají ze tří hlavních důvodů:

• Palivový NOx: Vzniká přímou oxidací dusíku, který je chemicky vázán na spalované palivo. Hlavním zdrojem palivových NOx, jak napovídá název, je palivo obsahující dusíkaté látky.
• Termický NOx: Vznikají z dusíku obsaženého v přiváděném spalovacím vzduchu. Molekuly dusíku ze vzduchu se při vyšších teplotách během spalování štěpí a reagují s kyslíkem. Jejich množství je závislé na teplotě spalování a na době zdržení ve spalovacím prostoru.
• Promptní NOx: Vznikají složitějším chemickým procesem přeměny molekulárního dusíku přes meziprodukty, jejichž vznik umožňuje přítomnost uhlovodíků ve spalovacím procesu.

Regulace emisí NOx v kotelnách

V případě plynových kotlů pro rodinné domy tuto problematiku řeší jen výrobce, a to tím, že kotel pro jeho uvedení na trh musí splnit legislativou dané emisní limity. V případě kotelen je projektant povinen počítat roční produkci emisí NOx. Výpočet je založen na údajích, které získá od výrobce použitých kotlů. Produkci emisí NOx je ovšem někdy nutné určit i z údajů skutečných, tedy změřených. Všechny tyto výpočty je nutné provádět s ohledem na způsob, či měřicí přístroj, kterým byly zjištěny, aneb v jakých jednotkách jsou hodnoty uváděny.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Vývoj koncentrací NO2 v letech 2010-2020

Vývoj koncentrací NO2 na stanicích je hodnocen za posledních 11 let, tj. 2010-2020. V tomto období byly zaznamenány nejvyšší koncentrace NO2 a NOX v roce 2010 spojené s opakovaným výskytem nepříznivých meteorologických a rozptylových podmínek v chladném období roku. Od roku 2010 je možné pozorovat pozvolný pokles všech sledovaných charakteristik oxidů dusíku. Nepatrný nárůst koncentrací NO2 a NOX v roce 2017 byl spojen s nepříznivými rozptylovými podmínkami v chladné části roku.

V meziročním porovnání 2019/2020 došlo k dalšímu poklesu průměrné roční koncentrace NO2 a NOX na všech typech stanic. Nejvýraznější pokles nastal na dopravních stanicích a to téměř o 15 % v případě roční průměrné koncentrace NO2, což jasně poukazuje na pokles emisí NO2 z dopravy i díky omezenému pohybu během nouzových stavů. V roce 2020 byly zaznamenány na většině stanic nejnižší koncentrace NO2 a NOX za celé hodnocené období, i za celou dobu jejich měření.

Emise oxidů dusíku v zemědělství

Na rozdíl od jiných sektorů, kde většina emisí skleníkových plynů připadá na oxid uhličitý (jako například v průmyslu), vznikají v zemědělství převážně jiné skleníkové plyny. Při přepočtu na CO2eq mají největší podíl emise metanu (42 %) a emise oxidu dusného (42 %).

Hlavním zdrojem emisí oxidu dusného (N2O) jsou zemědělské půdy, respektive způsob jejich obhospodařování. Množství emisí závisí například na množství a formě dodávaných hnojiv nebo na způsobu orby (zda a jak se půda oře).

Emise oxidů dusíku na území hl. m. Prahy

Největším zdrojem znečištění ovzduší je na území MČ Praha 10 automobilová doprava obdobně jako na celém území hlavního města Prahy. Na celkových emisích tuhých znečišťujících látek (TZL) se v roce 2015 podílela doprava z 92 % a na celkových emisích oxidů dusíku ze 76 %.

Možnosti stanovení emisí oxidů dusíku

Emise oxidů dusíku lze stanovit nejlépe analýzou odpadních plynů a následně výpočtem ze zjištěné koncentrace a objemu vypuštěného plynu. Oxidy dusíku je možné stanovit několika analytickými metodami:

• Používá se fotometrické stanovení oxidů dusíku po jejich převedení na NO2 nebo dusičnany ve vhodném absorpčním roztoku.
• Další možností je coulometrická metoda.
• Pomocí instrumentálních on-line metod mobilních přístrojů. Pro instrumentální stanovení jsou nejčastěji využívána zařízení založená na stanovení obsahu oxidů dusíku pomocí chemiluminiscence.

tags: #emise #oxidu #dusiku #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Perštejn: Změny v třídění odpadu
• Význam a Kontext Zrcadla Přírody
• Jak vyčistit ucpaný husí krk
• Definice a význam emisí ve stavebnictví
• Podhorská zahrada: výběr rostlin