Emise plynů a prachu do ovzduší: Zdroje a ochrana ovzduší v ČR

25.03.2026

Ovzduším se obecně rozumí zemská atmosféra, vzdušný obal zeměkoule. Množství vzduchu v atmosféře je 5,3.10¹⁸ kg a přírodních pochodů se neustále mění. Ovzduší se skládá ze dvou hlavních složek - kyslíku a dusíku a koncentrace vzácných plynů. Za znečišťování ovzduší se používá pojem, který může ovlivňovat životní prostředí. Znečištění může mít mnoho forem, od škodlivého elektromagnetického záření až po hluk, teplo a další vlivy na životní prostředí.

Znečišťování ovzduší můžeme rozdělit na primární a sekundární. Primární emise jsou látky vyloučené přímo z jejich zdroje do ovzduší. Označení se týká látek, které byly vypuštěny a jejich měření tedy probíhalo např. v případě automobilu přímo u výfuku nebo v případě továrny přímo na jejím komíně. Primární emise jsou tedy ve stavu, kdy neprošly žádnou chemickou nebo jinou reakcí, která by znamenala jejich jakoukoliv změnu.

Přirozené emise vznikají díky přírodním zdrojům, např. sopečné výbuchy, kdy se do ovzduší dostává obrovské množství oxidu uhličitého - CO₂, oxidu siřičitého - SO₂, chlorovodíku HCl a fluorovodíku HF a z organických látek methanu, alkoholů, aldehydů a dokonce i freonů. Sopečný popel a prach obsahují i sloučeniny arsenu, rtuti a fluoru. Dalším zdrojem přirozených emisí jsou i písečné bouře, které mohou zavát prach ze Sahary až do Evropy. Na prach se váže i mnoho bakterií, hub a virů.

Antropogenní emise vznikají spalováním fosilních paliv, až 75 % antropogenních emisí vzniká průmyslovou výrobou, v řemeslné výrobě, domácnostech a dopravou. Sekundární emise naopak označují skupinu látek vytvářených až v atmosféře. Děje se tomu tak prostřednictvím reakcí mezi jednotlivými znečišťujícími látkami. Tyto reakce probíhají např. za vlivu UV záření (fotoaktivace) nebo přímými reakcemi mezi jednotlivými primárními polutanty. Škodlivost těchto vzniklých látek je často mnohem vyšší, než byla škodlivost původních látek. Nejznámější z těchto reakcí jsou ty, při nichž vzniká tzv. fotochemický (dnes také označovaný jako letní) smog.

Příkladem jednoduché reakce se vznikem sekundárních emisí je také slučování aerosolů kyseliny sírové s oxidy kovů. Z chemického hlediska jde o neutralizaci za vzniku solí. Vznikají sírany, které představují suchou fázi kyselých imisí. Další typickou reakcí se vznikem sekundárních emisí je disociace oxidu dusičitého (NO₂), který je aktivován UV zářením (fotoaktivace) a disociuje se na oxid dusnatý a atomární kyslík. Tyto produkty začínají řetěz mnoha dalších reakcí, při nichž vznikají velmi dráždivé látky (přízemní ozon, alkylové a formylové radikály, peroxidy).

Čtěte také: Vše o emisních normách

Legislativa v oblasti ochrany ovzduší v ČR

Pro ochranu ovzduší v ČR, je Zákon 86/2002 a jeho novela č. a doplňuje první „porevoluční“ zák. č. 309/91. Zákon se zaměřuje na předcházení následků znečišťování ovzduší a zlepšování kvality ovzduší, a určuje úplaty a sankce za znečišťování.

Zákon stanovuje povinnosti pro provozovatele zdrojů znečištění, jako je například povinnost vést evidenci o vlivu na ovzduší tímto zdrojem způsobovaný (tmavost kouře), a o znečišťující látce obsažené v ovzduší. Dále definuje imisní limity, což jsou maximální koncentrace znečišťujících látek usazené po dopadu na jednotku plochy zemského povrchu za jednotku času. Překročení emisního limitu je sankcionováno.

Česká inspekce životního prostředí (inspekce) je zřízena jako výkonný odborný a kontrolní orgán ministerstva. Oblast její působnosti je dohled a kontrola zdrojů znečištění. Inspekce se zabývá mj. kontrolou dodržování emisních limitů. Obec a orgány obce řeší lokální záležitosti ve vztahu k ochraně ovzduší.

Měření emisí a imisí

V ochraně ovzduší rozlišujeme dva základní druhy měření - emisní a imisní. Emisní měření provádí. Imise se neměří u zdroje znečištění, ale u jeho příjemce - například tedy na nějakém běžném místě, kde se pohybují lidé a dýchají vzduch. Imise se ukládají v půdě, rostlinách a organismech. Český hydrometeorologický ústav provádí měření imisí (tedy měření znečištění, resp. kvality ovzduší) pomocí 97 stanic, řadu dalších stanic provozují jiné organizace.

Měření mohou být kontinuálně nebo poloautomaticky prováděna na monitorovacích stanicích, nebo mobilními měřicími jednotkami. Provádí se při měření emisních a imisních koncentrací základních znečišťujících látek. Při emisních měřeních nejsou manuální metody často frekventované. Pro emisní monitoring jsou nezbytná přídavná zařízení, aby byly splněny všechny požadavky na stav plynu při vstupu do analyzátoru. Důležité jsou např. teplota, přítomnost rušivých složek a pod.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Měří se koncentrace oxidů uhelnatého, siřičitého, dusnatého (příp. částic, a dále o koncentraci kyslíku jako vztažné hodnoty. Měřené koncentrace závisí na množství spalovacího vzduchu. Stejná metoda se užívá i při stanovení oxidu siřičitého, příp. a cca o jeden řád nižší pro NO. převedením NO₂ na NO nebo naopak ve speciálním konvertoru. využitelná i pro stanovení N0₂ a NOx. v magnetomechanických analyzátorech s min. rozsahem obvykle 0 - 1 obj. %. Alternativně lze použít i elektrochemické senzory na bázi zirkoniumoxidu. radiometrické měření. měřicích přístrojů.

Meteorologické vlivy na rozptyl emisí

Rozptyl škodlivin v ovzduší je ovlivněn řadou faktorů meteorologického charakteru, jako je stav vlhkosti (mlha, oblaky, srážky) a zejména teplotní zvrstvení atmosféry.

Horizontální pohyby vzduchu v zemské atmosféře, pohyby vzduchu zřeďují a přemísťují znečišťující látky vnášené do atmosféry. Vertikální proudění, resp. teplotou urychluje výstup znečišťujících látek do vyšších vrstev atmosféry. Teplotní inverze, kdy teplota s výškou nemění (t.zv. izotermie) nebo dokonce roste (tzv. teplotní inverze), představuje velmi účinnou bariérou pro pohyb hmoty v atmosféře.

Nízké přízemní inverze způsobují hromadění emisí z nízkých zdrojů, což vede ke zvýšení koncentrace škodlivin a v extrémních případech až ke vzniku smogu. Během svého setrvání v atmosféře podléhá většina škodlivin chemickým změnám, rozptylují v celém objemu troposféry a částečně pronikají až do stratosféry.

Chemické reakce v atmosféře

Atmosférické reakce mají vliv jak na dobu setrvání škodlivin, tak i na jejich škodlivost nebo způsob působení. Většina dějů probíhá vesměs reakcemi oxidačními. Molekuly absorbují fotony, a pokud hovoříme o fotolýze nebo fotodisociaci, reakce závisí m.j. absorpčním koeficientu absorbující molekuly.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

V chemii atmosféry se označují vysoce reaktivní zlomky molekul jako radikály, které se vyznačují často, ale ne vždy volným nepárovým elektronem. Radikály OH vznikají jako produkt m.j. které reakcí s NO opět regenerují OH˙. Pochody probíhající v noci - tvorba NO₃, jejichž část vytváří s vodou kyselinu dusičnou. Reakce radikálu OH. s NO₂ je asi desetkrát rychlejší než s SO₂. Z toho důvodu se SO₂ rozptyluje do mnohem většího prostoru než NO₂. dusičná se rychle rozpouští v mlze a kapkách vody.

Tuhé částice (zejména popílku a sazí) a ostatních plynných škodlivin se katalyticky oxidují na oxidaci SO₂ na kyselinu sírovou. mlze a činí ji tak vysoce kyselou a agresivní vůči dýchacím orgánům. atmosféry v oblastech s vysokou hustotou automobilového provozu. poškození flory atd.

Snižování emisí z energetiky

Snižování sirných emisí z energetiky je založeno na nejrůznějších chemických či fyzikálně-chemických principech. oxidů síry na vápenatý ion. kde se spolu s popílkem odloučí a deponuje. Fluidní spalování s přídavkem vápence. aditiva do spalovacího prostoru. delší doba zdržení paliva a tím i aditiva v horké zóně. Rozprašovací absorpce. aditivní metody k metodám mokrým. popílkem současně s nezreagovaným CaO. část zachyceného úletu recirkuluje. se řeší přídavkem anorganických nebo organických aditiv.

Další možností je vstřikování siřičitého do suspenze oxidu hořečnatého. síru. a MgO. Proces Chiyoda je ve svém principu poněkud odlišný. ochladí vodou za současného odloučení popílku. siřičitý zředěnou kyselinou sírovou. neutralizuje vápencem na sádrovec. siřičitého na sírový. je dostatečně vysoká pro jejich rozptyl, takže odpadá potřeba jejich přihřívání.

Snižování emisí oxidů dusíku

Emise oxidů dusíku (NOx) vznikají oxidací dusíku ze spalovacího vzduchu za vysoké teploty (t.zv. termické NOx), oxidací chemicky vázaného dusíku v palivu (t.zv. palivové NOx) a z chemicky vázaného dusíku radikálovými reakcemi na rozhraní plamene (t.zv. promptní NOx). Vzniklý NO se za přítomnosti kyslíku dále oxiduje na NO₂.

Snižování emisí NOx lze dosáhnout úpravou spalovacího procesu (t.zv. primární opatření). Snížením množství spalovacího vzduchu se dosáhne snížení teploty plamene. Jedná se o nenáročný zásah nevyžadující žádné úpravy na zařízení. Další možností je spalování ve dvou úrovních. spalování spálí v relativním přebytku vzduchu. NOx je poměrně účinný a lze takto dosáhnout až 50% snížení.

K sekundárním opatřením patří denitrifikace spalin. Reakce probíhá při teplotách zpravidla nad 300°C (80 - 450) na katalyzátoru. odsíření a denitrifikace spalin. Zatímco NO se chová jako inert, t.j. přecházet do roztoku, NO₂ je reaktivní a ve vodě dobře rozpustný. je příkladem metody, využívající tvorbu komplexů. Schopnost vytvářet komplex má jen dvojmocné železo.

Snižování emisí z dopravy

U motorových vozidel se používají katalyzátory pro snížení emisí CO a uhlovodíků. Redukci NOx je možné dosáhnout pomocí třícestného katalyzátoru, který kombinuje oxidaci i redukci. Katalyzátor pracuje v redukční atmosféře.

Biologické metody snižování emisí

Biologické postupy snižování emisí využívají působení mikroorganismů. lze biologické postupy rozdělit na biologické filtry a biologické pračky. prvém případě je nosičem mikroorganismů pevná fáze (např. nosiči. přežívajícími v roztoku. nasazení se řídí místními možnostmi. výrazně nižšími investičními i provozními náklady. Biofiltry pracují s vysokými účinnostmi, obvykle od 90 do 95%. Biologické pračky využívají kontakt znečištěného plynem a roztokem. provozováním absorbéru. patrové nebo sprchové pračky s co největší plochou fázového rozhraní. stabilizuje přídavkem vhodných chemikálií. případech používá dvoustupňové praní s různou hodnotou pH.

Vliv znečištění ovzduší na zdraví člověka

Člověk je 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.).

Škodlivost prachů a aerosolů závisí na jejich retenci v plicích a ta je v rozhodující míře ovlivněna jejich disperzitou. 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.

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. Mohou dráždit, po inhalaci se vstřebávají do krve za vzniku methemoglobinu, a jsou důležitým faktorem ve fotochemických reakcích.

Oxidy uhlíku CO₂ a CO vznikají při úplném, resp. nedokonalém spalování uhlíkatých paliv (hlavně z automobilové dopravy). Vysoké koncentrace CO mohou být i na některých pracovištích, např. v kotelnách. 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. Jsou emitovány jako páry nebo prchavé sloučeniny. 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.

Smog

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.

Emisní inventura a trendy

ČHMÚ hodnotí z pověření MŽP úroveň znečišťování ovzduší pro primární znečišťující látky antropogenního původu. Základním podkladem je tzv. emisní inventura, která kombinuje přímý sběr údajů vykazovaných provozovateli zdrojů s modelovými výpočty z dat ohlášených provozovateli zdrojů nebo zjišťovaných v rámci statistických šetření prováděných především ČSÚ. Výsledné emisní inventury jsou prezentovány v podobě emisních bilancí v sektorovém a územním členění.

Vývoj úrovně znečišťování ovzduší je úzce spjat s ekonomickou a společensko-politickou situací i s rozvojem poznání v oblasti životního prostředí umožňujícím úplnější a přesnější emisní inventury. Emise všech znečišťujících látek poklesly v tomto období o desítky procent.

Emise ze stacionárních zdrojů kategorie REZZO 1 a REZZO 2 výrazně poklesly vlivem zavedení systému řízení kvality ovzduší, který aplikuje na různých úrovních řadu nástrojů (normativní, ekonomické, informační atd.). Dopady těchto nástrojů se nejvíce projevily koncem devadesátých let minulého století, tj. v období, kdy vstoupily v obecnou platnost emisní limity zavedené tehdy novou legislativou. Výrazné snížení produkce emisí z nejvýznamnějších zdrojů se příznivě projevilo na kvalitě ovzduší především v průmyslových oblastech severních Čech a Moravy, a došlo mj. také k významnému omezení dálkového přenosu znečišťujících látek.

I přes významné snižování emisí u energetických a průmyslových zdrojů přetrvávají na mnoha místech problémy s dodržováním požadavků na kvalitu ovzduší, a proto se pozornost v posledních letech soustřeďuje také na zdroje kategorie REZZO 3 a REZZO 4. Přestože i zde došlo k výraznému snížení emisí zejména u silniční dopravy, vliv těchto zdrojů na kvalitu ovzduší je významný především v obcích a pro jejich regulaci zatím nebyla uplatněna celoplošně účinná opatření.

V roce 1991 vstoupil v platnost zákon č. 309/1991 Sb., o ochraně ovzduší, doplněný zákonem 389/1991 Sb., o státní správě ochrany ovzduší a poplatcích za jeho znečišťování, který poprvé v historii ČR zavedl s platností od roku 1998 emisní limity.

U spalovacích zdrojů s nižším tepelným výkonem (výtopny/kotelny) postupně docházelo k náhradě pevných a kapalných fosilních paliv zemním plynem. Emise z lokálního vytápění domácností poklesly nejvíce v období 1993-1997 vlivem plynofikace obcí a státní podpory vytápění elektřinou. Spotřeba pevných fosilních paliv v domácnostech byla v roce 2001 o 67 % nižší ve srovnání s rokem 1990. Emise hlavních znečišťujících látek a emise částic ze zdrojů REZZO 4 klesaly z důvodu přirozené obnovy vozového parku.

V roce 2012 vstoupil v platnost zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, který zavedl přísnější emisní limity pro spalovací zdroje podle směrnice 2010/75/EU o průmyslových emisích. Mezi nejvýznamnější technická opatření ke snížení emisí v období 2013-2020 patřily instalace zařízení na odsiřování a denitrifikaci spalin (většina elektráren a větších tepláren) nebo instalace tkaninových filtrů za stávající elektrostatické odlučovače.

Od 1. září 2024 bude v této skupině zdrojů možné provozovat pouze kotle splňující 3. emisní třídu, čímž by mělo dojít k odstavení starých typů kotlů a k jejich náhradě modernějšími zařízeními s nižšími emisemi.

Emise prachu z malých spalovacích zařízení

Vytápění rodinných domů tuhými palivy představuje významný zdroj znečišťujících látek emitovaných do ovzduší a to nejen v České republice, ale i v dalších evropských zemích. Spalování tuhých paliv v malých topeništích je vždy doprovázeno produkcí škodlivin do ovzduší a úkolem výrobců, výzkumných pracovišť a samozřejmě také provozovatelů zařízení je tuto produkci minimalizovat na přijatelnou míru. Významnou znečišťující látkou, která vzniká spalováním tuhých paliv v topeništích malých výkonů, je prach.

Množství prachu, který rodinný dům vypouští do ovzduší, je ovlivněno především kombinací čtyř základních faktorů: typem spalovacího zařízení, typem použitého paliva, kvalitou obsluhy a kvalitní údržba zařízení a spalinových cest. Jedním z možných nástrojů pro to, jak snížit emise prachu do ovzduší, je nastavení legislativních požadavků, které jsou na daná zařízení kladena. Základní limitní požadavky na emise prachu jsou pro Evropu jednotné. Nicméně některé země si tento limit navíc zpřísňují národními požadavky. Pokud existují limitní hodnoty, je také nutné mít metodu, která ověří jejich plnění.

Studie ukazují, že emise celkového prachu z malých zdrojů (TZL - tuhé znečišťující látky, nebo v zahraniční literatuře označován jako TSP - total suspended particles) jsou dominantně tvořeny jemnými částicemi, např. frakce PM1 (částice ≤ 1 µm) tvoří celkový prach při spalování dřeva v lokálních topeništích více než z hm. 90 %. z popeloviny - anorganické nespalitelné části paliva (u dřeva tato část představuje přibližně hodnotu do 1 % hmotnosti a u uhlí cca 5-20 %). Větší část popele zůstane v popelníku, na roštu a ve výměníku spalovacího zařízení. Popelovina je ta část paliva, která nehoří. Z výsledků měření vyplývá, že při špatně provozovaném spalovacím zařízení zastaralého typu může prach z nedokonalého spalování tvořit až 90 % z celkových emisí prachu.

Pro kotle na tuhá paliva určené k ústřednímu vytápění se samočinnou nebo ruční dodávkou platí evropská norma EN 303-5:2012, která byla v roce 2012 novelizovaná a nahrazuje předchozí normu z roku 1999. Novelizovaná norma je nově určena pro kotle o jmenovitém tepelném výkonu až do 500 kW (předchozí verze normy byla do 300 kW). Zatímco v předchozí verzi normy z roku 1999 lze nalézt emisní třídu 1 až 3, tak současná verze normy požadavky na emise zpřísňuje, ruší emisní třídy 1 a 2 a navíc zavádí emisní třídy 4 a 5.

V České republice jsou kotle na ústřední vytápění certifikovány podle české verze evropské normy - ČSN EN 303-5:2000. Navíc od 1. září 2012 u nás platí nový zákon o ochraně ovzduší, který upravuje podmínky pro provozování a prodej malých spalovacích zařízení.

Osoba uvádějící na trh v České republice spalovací stacionární zdroj o jmenovitém tepelném příkonu 300 kW a nižším, který slouží jako zdroj tepla pro teplovodní soustavu ústředního vytápění, je povinna prokázat certifikátem podle jiného právního předpisu, že spalovací stacionární zdroj splňuje emisní požadavky podle tabulky. Minimální mezní hodnoty pro prach platné od 1. ledna 2014 víceméně odpovídají hodnotám emisní třídy 3 normy EN 303-5. Zákon o ochraně ovzduší zavádí také opatření pro dodržování této legislativy, včetně definovaných sankcí. Pokud provozovatel zdroje neprovede jednou za dva kalendářní roky kontrolu technického stavu a provozu spalovacího stacionárního zdroje prostřednictvím odborně způsobilé osoby, hrozí mu pokuta ve výši až 20 000 Kč.

Německo požadavky na emise prachu ze spalovacích zařízení zpřísňuje a to dle nařízení 1. BIm-SchV o spalovacích zařízeních. V Rakousku rovněž platí přísnější emisní limit pro prach, a to obecně pro všechna spalovací zařízení o výk...