Tento týden zveřejněná zpráva o kvalitě ovzduší v Evropě sice konstatovala, že se celková situace mírně zlepšuje, u některých druhů látek ale zůstává jejich množství v ovzduší vysoké a dlouhodobé koncentrace přesahují doporučené zdravotní limity. Jednou z nich je přízemní ozon (O3) - látka, jejíž negativní dopad veřejnost podceňuje.
Proč je ozon problém
Vdechování ozonu vyvolává pokles kapacity plic v závislosti na jeho koncentraci a na hloubce dýchání. Podle Světové zdravotnické organizace vdechování ozonu vede ke vzniku zánětlivých onemocnění plic, narušení vývoje plic a snížení jejich funkce. Zvyšuje také počet hospitalizací, způsobuje vyšší spotřebu léčiv i vyšší úmrtnost.
Protože jsou koncentrace ozonu nejvyšší během teplých dní, kombinují se tyto potíže s těmi, které přinášejí vlny veder - a navzájem se zesilují.
Za ozon člověk (přímo) nemůže
Příčiny zvýšených koncentrací ozonu nejsou jen bezprostředním důsledkem činnosti člověka, ale poměrně úzce souvisejí i s meteorologickými podmínkami.
Přesněji řečeno: za vznikem a zánikem přízemního ozonu stojí celá řada faktorů, protože jde o značně komplikovaný proces atmosférické chemie.
Čtěte také: Vše o emisních normách
Zásadní je, že přízemní ozon není přímým produktem lidské činnosti, tedy do atmosféry se neuvolňuje přímo, ale z takzvaných prekurzorů.
Co jsou prekurzory ozonu?
Slovo prekurzor označuje v chemii sloučeninu, která se účastní chemické reakce, kdy vzniká jiná sloučenina. V biochemii se tento termín používá k označení chemické sloučeniny, která předchází jinou sloučeninu na metabolické dráze.
Uplatňují se především látky vznikající při spalovacích procesech, ze kterých během řady následujících a velmi komplikovaných fotochemických procesů vzniká právě přízemní ozon. Prekurzory ozonu jsou oxidy dusíku a takzvané nemetanické těkavé organické látky (VOC).
Obecně sem patří alkoholy, aldehydy, alkany, aromáty, ketony a halogenované deriváty těchto látek. Do ovzduší se dostávají především z dopravy, při manipulaci s ropou a jejími produkty, při používání rozpouštědel a barev. Nicméně zdrojem VOC jsou i přírodní procesy, zejména takzvané biogenní emise z vegetace včetně spalování dřeva.
Důležitou součástí zmíněného složitého komplexu chemických reakcí je rozklad oxidu dusičitého působením ultrafialového slunečního záření. Při něm vzniká oxid dusnatý a atomární kyslík. A teprve reakcí atomárního a molekulárního kyslíku pak vzniká přízemní ozon. Současně dochází k reakci oxidu dusnatého a ozonu. Problém je, že do této druhé reakce vstupují právě radikály z těkavých organických látek, čímž dochází k hromadění ozonu ve spodních vrstvách atmosféry.
Čtěte také: Více o pamětních emisích
Vzájemný poměr prekurzorů
Aby to nebylo tak jednoduché, záleží při vzniku ozonu nejen na množství výše uvedených prekurzorů, ale i na jejich vzájemném poměru. To vysvětluje zvýšené koncentrace ozonu ve venkovských oblastech, kde je dostatek VOC (mimo jiné v důsledku přírodních procesů), zatímco koncentrace oxidů dusíku, jejichž zdrojem je u nás zejména doprava spalující fosilní paliva, je tam nízká.
Ve městech, případně v oblastech s vysokou intenzitou dopravy, je oxidů dusíku naopak relativně více než VOC, proto tam k hromadění ozonu nedochází.
Počasí hraje klíčovou roli
A jak je to s vlivem meteorologických podmínek na vznik přízemního ozonu? Zásadní roli hraje především rostoucí ultrafialové záření a teplota vzduchu; při splnění těchto podmínek se koncentrace ozonu zvyšují. To je i důvodem, proč se smogové situace letního typu spojené s ozonem vyskytují právě v období slunečného a teplého počasí.
Tato situace typicky nastává při déletrvajícím vlivu tlakové výše s minimální oblačností. Tyto faktory bývají často doprovázeny nízkou relativní vlhkostí, která je rovněž pro zvýšení koncentrací ozonu žádoucí. Naopak zvýšená vlhkost vzduchu snižuje množství ozonu. Proto například ve srážkově nadprůměrných obdobích koncentrace tohoto plynu klesá.
Klima nahrává ozonu
S ohledem na rostoucí teplotu vlivem změny klimatu a častější výskyt horkých vln doprovázených slunečným počasím roste na severní polokouli četnost podmínek vhodných pro zvyšování koncentrací ozonu. Do nižších hladin atmosféry se může dostat i při průniku ze stratosféry, ke kterému někdy dochází zejména v oblasti hlubokých tlakových níží s bouřlivým vývojem.
Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení
Lokálně se ozon tvoří i při bouřkách. Určitou roli může hrát i dálkový přesun v rámci globální cirkulace na naší planetě, kdy se zejména z jihovýchodní Asie může ozon dostávat až do Evropy.
Přízemní ozon v České republice
V České republice sice ozon není úplně zásadním problémem, přesto na několika stanicích bývá každoročně imisní limit překračován. Hodnota hranice pro denní maximum klouzavého osmihodinového průměru ozonu je 120 mikrogramů na metr krychlový vzduchu.
Zákony připouštějí maximálně 25 překročení hodnoty imisního limitu ozonu za rok, přičemž se uvažuje tříletý průměr. Při vyšším počtu je imisní limit považován za překročený. Na základě vyhodnocení znečištění ovzduší v minulém roce byl za tříleté období 2020 až 2022 tento limit překročen na třech stanicích z celkových sedmdesáti.
Konkrétně šlo o lokality (Krkonoše-Rýchory, Rudolice v Horách a Sněžník). Může to znít překvapivě, jde totiž o místa vzdálená od významných sídel nebo lidských aktivit, takže by se dalo čekat, že právě tady bude kvalita vzduchu špičková.
Evropská agentura pro životní prostředí
Evropská agentura pro životní prostředí (European Environment Agency, EEA) vydala nedávno souhrnnou zprávu o kvalitě ovzduší v Evropě (Air Quality in Europe - 2018 Report), ve které jsou obsažena nejnovější data o kvalitě ovzduší na našem kontinentu. Jedná se o aktualizované vydání sledující kvalitu ovzduší v Evropě za období od roku 2000 do roku 2016.
V roce 2016 pocházela data o koncentracích O3, která byla použita pro vyhodnocení ve zprávě, z celkem 2070 stanic ve 36 zemích (s výjimkou Estonska, Islandu, Lichtenštejnska a Andorry). Celkově 17 % stanic splňujících kriterium alespoň 75 % dostupných dat vykázalo koncentrace O3 nad EU cílovou hodnotu pro ochranu lidského zdraví. Toto číslo je výrazně nižší, než v roce 2014 a 2015.
Pouze 17 % všech stanic splnilo EU dlouhodobý cíl (ani jedno překročení prahové hodnoty). 87 % stanic s hodnotami koncentrací nad dlouhodobou cílovou hodnotu byly pozaďové stanice. Hodnotou doporučovanou Světovou zdravotnickou organizací (WHO) je 100 µg/m3 jako 8h klouzavý průměr.
Rok 2016 byl podle Světové meteorologické organizace (WMO) globálně nejteplejším rokem do té doby. V Evropě to byl do té doby třetí nejteplejší rok (po roce 2014 a 2015). Nárůsty O3 jsou způsobeny antropogenními emisemi prekurzorů O3 (oxidy dusíku a těkavé organické látky) a zároveň úzce spjaty s meteorologickými podmínkami (vysoké teploty, žádná nebo velmi malá oblačnost).
Jedním z regionů s nejvyššími koncentracemi O3 v Evropě je oblast Středozemí na jaře a v létě. V některých letech jsou však koncentrace vysoké i ve střední Evropě. I přesto, že emise prekurzorů (NOx a VOCs) se v EU-28 mezi lety 2000 a 2016 snížily o přibližně 40 %, podobný trend, tedy shodně vysoký pokles u koncentrací O3, nebyl zaznamenán.
Řada studií však tvrdí, že existují důkazy, že absolutní maxima koncentrací O3 na pozaďových stanicích se v Evropě postupně snižují a to především ve venkovských oblastech, tedy tam, kde bývají koncentrace O3 vůbec nejvyšší. Průměrná hodnota se však v období 1990 až 2016 v podstatě vůbec nezměnila. Pokles maxim se odhaduje na přibližně 10 % (2001-2012).
Podle výše uvedených cílových hodnot EU by neměla být hodnota 120 µg/m3 v maximálním 8h průměru překročena více než ve 25 dnech za rok v tříletém průměru. Tato hodnota se tedy považuje za překročenou, pokud je 26.
Koncentrace ozonu v roce 2016
Vůbec nejvyšší 26. nejvyšší hodnotu 8h maxima měla městská průmyslová stanice Zenica-Brist v Bosně a Hercegovině (174 µg/m3). Následně při seřazení od nejvyšší po nejnižší koncentraci následuje 11 stanic v Itálii a to především v oblasti Janova, ale třeba také Milána.
Pokud bychom spočítali průměr ze všech 2070 stanic pro jednotlivé typy stanic, zjistíme, že nejvyšší průměr 26. nejvyššího 8h maxima mají stanice pozaďové (109,1 µg/m3), dále průmyslové (102,4 µg/m3) a nejméně dopravní (94,3 µg/m3).
Průměry pro stanice agregované pro jednotlivé zóny ukazují na nejvyšší průměrnou 26. nejvyšší max. Pokud bychom 2070 stanic rozdělili podle jednotlivých zemí, vyšel by nejvyšší průměr Itálii (124,6 µg/m3), dále Kypru (118,2 µg/m3), a Švýcarsku (116,2 µg/m3). Česká republika by při tomto seřazení byla na 5. místě z 37 zemí. Průměrná koncentrace ze započítaných stanic v ČR v roce 2016 představovala 114,9 µg/m3.
Situace v České republice v roce 2016 a 2017
Do zprávy nejsou započítány všechny stanice v České republice, které O3 měří a data zasílají do databáze ISKO, podívejme se tedy, jak vypadala situace v roce 2016 z pohledu celé databáze ISKO a srovnání můžeme provést i s rokem 2017, pro který už má ČHMÚ kompletní a zverifikovaná data.
Ze 75 stanic s alespoň 90 % dat došlo k překročení cílové hodnoty 120 µg/m3 jako max. denní průměr více než 25x za rok v tříletém průměru na 22 stanicích. Při pohledu na seznam těchto 22 stanic nelze říci, že by se jednalo o stanice zastoupené v jedné konkrétní lokalitě/okresu České republiky - nalezneme zde stanice v Moravskoslezském kraji, Zlínském kraji, Ústeckém kraji, Jihomoravském kraji, Praze atd.
Vznik a zánik O3 je velmi složitým procesem závislým na řadě faktorů - meteorologických podmínkách, dálkovém transportu, množství prekurzorů v ovzduší atd. Vliv zde tedy má například i změna klimatu, lesní požáry, emise NMVOC a NOx apod.
Od roku 2000 pozorujeme v České republice klesající trend 26. nejvyšší hodnoty maximálního 8h klouzavého průměru. od roku 2000 pozorujeme v ČR klesající trend nejvyšších 8h klouzavých průměrů O3.
Předběžné zhodnocení kvality ovzduší v roce 2022
Rok 2022 byl z hlediska kvality ovzduší příznivý, podobně jako předešlé roky 2020 a 2021. Koncentrace hodnocených znečišťujících látek vyjma přízemního ozonu dosáhly v roce 2022 v rámci hodnoceného období 2012-2022 druhých nejnižších hodnot (v případě oxidu uhelnatého nejnižších hodnot).
K relativně dobré kvalitě ovzduší v ČR v případě znečišťujících látek vyjma ozonu v roce 2022 přispěly zejména výrazně nižší koncentrace látek v lednu a v únoru, tedy v měsících, kdy naopak bývají koncentrace v rámci roku nejvyšší. Příčinou nízkých koncentrací v lednu a únoru byly nadnormální teploty spojené s menší produkcí emisí z lokálních topenišť, normální srážky důležité pro samočištění atmosféry a v únoru i dobré rozptylové podmínky s občasným výskytem silného větru.
V závěru roku se však kvalita ovzduší v porovnání s předchozími čtyřmi roky zhoršila na většině stanic. Předběžná data ukazují, že ke zhoršení kvality ovzduší došlo ve spojitosti s vyššími emisemi z lokálního vytápění domácností. To pravděpodobně souvisí s energetickou krizí, která přiměla některé domácnosti k častějšímu přitápění různými typy pevných paliv v krbových kamnech a kotlích.
Počet překročení hodnoty 24hod. imisního limitu pro PM10 na stanicích byl během listopadu nejvyšší za poslední tři roky. Data z dlouhodobého monitoringu v malých sídlech potvrzují, že listopadové průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu pocházející z lokálního vytápění byly za posledních pět let nejvyšší.
Data současně poukazují na zhoršenou kvalitu vytápění, tj. na vyšší míru spalování pevných paliv, při kterém se uvolňuje vyšší množství znečišťujících látek do ovzduší. Kvalita ovzduší se v závěru roku nezhoršila až na úroveň období před začátkem obnovy kotlů (tj. před rokem 2016).
Koncentrace přízemního ozonu jsou silně závislé na meteorologických podmínkách zejména teplého období roku (duben-září) a nevykazují od roku 2012 výrazný vývoj jako ostatní znečišťující látky. Koncentrace ozonu v roce 2022 byly v rámci jedenáctiletého období 2012-2022 čtvrté nejvyšší.
Je třeba zdůraznit, že kvalita ovzduší byla příznivá z hlediska aktuálně hodnocených látek (PM10, PM2,5,NO2, SO2, CO a O3). U koncentrací benzo[a]pyrenu lze jako v minulých letech předpokládat překročení ročního imisního limitu na řadě lokalit.
Úroveň znečištění ovzduší závisí v daném roce na množství emisí a převažujících meteorologických a rozptylových podmínkách. Teplotně byl rok 2022 na území ČR nadnormální, srážkově normální.
K překročení 24hodinového imisního limitu PM10 došlo v roce 2022 na 2 % stanic (3 ze 123). Imisní limit pro průměrnou roční koncentraci nebyl v roce 2022, po čtvrté v řadě od roku 2019 za celou historii měření PM10 od roku 1993, překročen na žádné stanici. Imisní limit pro roční průměrnou koncentraci PM2,5 byl v roce 2022 překročen na 6 % stanic (5 z 88). Imisní limit pro roční průměrnou koncentraci NO2 nebyl potřetí v řadě od roku 2020 překročen na žádné stanici ČR. Rovněž imisní limity pro SO2 a CO nebyly tedy v roce 2022 překročeny na žádné měřicí stanici.
Z hodnocení založeného na indexu kvality ovzduší (IKO) vyplývá, že kvalita ovzduší byla v roce 2022 převážně velmi dobrá až dobrá (první stupeň IKO). Na městských a předměstských stanicích byla velmi dobrá až dobrá kvalita ovzduší nejčastěji zaznamenána v Jihomoravském kraji bez aglomerace Brno.
V roce 2022 bylo vyhlášeno pět smogových situací v celkové délce 53 h (2,2 dní), všechny z důvodu vysokých koncentrací přízemního ozonu.
Vliv požáru v Českém Švýcarsku na kvalitu ovzduší
Dne 24. 7. 2022 vznikl v národním parku Českém Švýcarsku požár, který postupně zasáhl až 1 000 hektarů lesa. Požár byl uhašen až 12. 8. 2022. Zvýšené koncentrace suspendovaných částic byly zaznamenány na stanicích Státní sítě imisního monitoringu a následně na operativních mapách aktuálních koncentrací. Nejvyšší koncentrace byly naměřeny v prvních dnech po začátku požáru, tedy 25.-27. 7. 2022. V souvislosti s postupným hašením požáru nebyla v srpnu zaznamenána tak výrazná emisní zátěž a imisní koncentrace se tak postupně snížily na obvyklé srpnové hodnoty.
Závěr
Předběžná zpráva úseku kvality ovzduší Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) hodnotí kvalitu ovzduší a rozptylové podmínky na území České republiky v roce 2022. Hodnocení zahrnuje suspendované částice PM10 a PM2,5, přízemní ozon (O3), oxid siřičitý (SO2), oxid dusičitý (NO2) a oxid uhelnatý (CO). V hodnocení jsou zahrnuty pouze neverifikované údaje převážně ze stanic s automatizovaným měřicím programem (AIM) ČHMÚ a dalších přispěvatelů, na kterých byla splněna podmínka dostupnosti dat daná legislativou, dostupné v databázi ISKO ke dni 10. 1. 2023.
Výskyt ozonu v atmosféře je spojen s celou řadou paradoxů. Ozon na jedné straně chrání život na Zemi před zhoubným, biologicky aktivním ultrafialovým zářením, na druhé straně vykazuje známky toxicity vůči organické hmotě. Chemické a dynamické mechanismy určují koncentraci ozonu, zároveň způsobují jeho značnou variabilitu v čase a prostoru. V závislosti na hladině v atmosféře, ve které se ozon nachází, se mění jeho množství, chemismus, význam a vztah k ostatním složkám přírodního prostředí. Ačkoliv se ozon v zemské atmosféře vyskytuje pouze ve stopovém množství, vděčíme mu za obyvatelnost planety Země. Jeho životodárná role spočívá v absorpci nebezpečného ultrafialového záření, zejména UV-B.
tags: #emise #prekurzorů #ozonu #zdroje
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]