Emise těžkých kovů při vytápění

15.04.2026

Znečišťování ovzduší (emise) je v některých oblastech vážný a diskutovaný problém. Část území má průmyslový charakter s vysokou emisní vydatností. Jedná se především o hutní výrobu, která v takovém rozsahu nemá v republice obdobu.

Co jsou emise?

Emise představují vypouštění látek znečišťujících ovzduší do atmosféry. Mezi tyto látky patří například výfukové plyny, oxidy uhlíku, popílek, lehký polétavý prach, oxidy dusíku a oxidy síry. Při posuzování emisí se v České republice plošně sleduje celkové množství vypouštěných částic, takzvaných tuhých znečišťujících látek (TZL). Právě míra a doba jejich výskytu v ovzduší nepříznivě ovlivňuje lidské zdraví i stav životního prostředí.

Zdroje emisí

Významné zdroje znečišťování často vypouštějí emise komíny se stavební výškou nad sto metrů, takže neovlivňují ovzduší ve svém bezprostředním okolí, ale stávají se spíše zdroji dálkového přenosu. Dalším zdrojem znečišťování jsou lokální topeniště. V některých oblastech má vytápění pevnými palivy tradici, navíc je vinou socioekonomické situace jisté, že domácnosti často spalují odpady. Emise z lokálních topenišť znamenají plošnou zátěž.

Těžké kovy a spalování

Těžké kovy jsou přirozenou součástí fosilních paliv a jejich obsah v palivu se liší podle lokality těžby. Množství emisí těžkých kovů při spalování fosilních paliv závisí především na druhu paliva, typu spalovacího zařízení a na teplotě spalování, která ovlivňuje těkavost těžkých kovů. Nejvyšší podíl emisí toxických TK (As, Hg, Cd, Pb, Tl) představuje spalování fosilních paliv, odpadu, biomasy, významný podíl je také z metalurgie a sklářství.

Legislativa a sledování emisí

Do roku 1992 se stacionární zdroje kategorizovaly pouze jako významné zdroje znečišťování ovzduší (REZZO1). Od roku 1993 jsou stacionární zdroje dále členěny na základě tepelného výkonu, míry vlivu technologického procesu na znečišťování ovzduší nebo rozsahu znečišťování a zařazeny do dílčích kategorií REZZO 1-3 (2). Dílčí databáze REZZO 4 zahrnuje mobilní zdroje znečišťování.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Měření a redistribuce těžkých kovů

Měření, jak jsou zastoupeny těžké kovy v jednotlivých produktech spalování komunálního odpadu, proběhlo ve spalovně. Produkty spalování jsou škvára - pevný produkt ze spalovacího procesu (22-24 % původní hmotnosti), dále popílek z prvního stupně čištění spalin a odpadní produkt z II. stupně čištění spalin (end-produkt). Posledním produktem jsou spaliny, které prošly procesem čištění.

Vezmeme-li v úvahu hmotnostní produkci jednotlivých odpadních frakcí (množství produkované škváry, popílku, End-produktu a emisí), má většina TK tendenci se koncentrovat ve škváře. Neplatí to jen pro Hg a Cd. Kadmium se koncentruje ve stejné míře ve škváře a popílku (zhruba 40 % v každé z frakcí). Z analýz plyne, že každý kov se redistribuuje odlišným způsobem, avšak lze vypozorovat podobnosti v chování. Určení koncentrace TK v odpadu, který vstupuje do spalovny z výstupních složek, je poměrně dobře realizovatelné.

Vliv paliva a spalovacího zařízení

Množství emisí těžkých kovů při spalování fosilních paliv závisí především na druhu paliva, typu spalovacího zařízení a na teplotě spalování, která ovlivňuje těkavost těžkých kovů.

Forma, ve které se těžké kovy vyskytují v palivu, a jejich množství má vliv na množství těchto kovů z něj uvolněné během spalování. Pokud je kov vázán na organickou hmotu (biomasa), pak s velkou pravděpodobností dojde k jeho odpaření. Naopak, když je vázán v hrubých minerálních částicích (popelovina uhlí), dojde často k jeho zachycení v popelu.

Emisní faktory a metodika stanovení

Tento příspěvek představuje metodiku stanovení používaných emisních faktorů znečišťujících látek produkovaných při vytápění domácností při spalování tuhých paliv v ČR. Autory sestavené emisní faktory znečišťujících látek jsou používané pro oficiální bilance emisí znečišťujících látek za ČR.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Emisní faktory znečišťujících látek jsou stanovovány z experimentálně získaných měrných emisí znečišťujících látek a dostupných statistických dat o počtech domácností v ČR, o prodejích kotlů v ČR, o způsobu vytápění atd. Výhodou této metodiky stanovení emisních faktorů znečišťujících látek je možnost její snadné aktualizace v případě dostupnosti nových měrných emisí znečišťujících látek a statistických dat o způsobu vytápění domácností tuhými palivy.

EF je nutné počítat jako vážený průměr z měřených ME, kde je jako váha použit „odhad spotřeby daného tuhého paliva spáleného v konkrétní konstrukci spalovacího zařízení“ [8, 9].

Měrná emise znečišťujících látek (ME) - měřením stanovené množství produkovaných emisí znečišťujících látek pro jeden konkrétní typ spalovacího zařízení a pro konkrétní typ paliva.
Emisní faktor znečišťujících látek (EF) - je vypočten jako vážený průměr z ME znečišťujících látek z více typů spalovacích zařízení pro konkrétní typ tuhého paliva (hnědé uhlí, černé uhlí, biomasa, koks).

Typy spalovacích zařízení

V posledních letech dochází ke změnám v zastoupení používaných konstrukcí spalovacích zařízení. Postupně bude docházet k poklesu prodeje starých typů spalovacích zařízení (prohořívací, odhořívací), které budou nahrazovány moderními zařízeními s nižší produkcí emisí znečišťujících látek (automatické, zplyňovací), což bude způsobeno zejména novými legislativními požadavky.

Prohořívací kotle: Spalovací stacionární zdroje s ruční dodávkou paliva, přirozeným přívodem spalovacího vzduchu, u nichž při spalování spaliny procházejí přes vrstvu paliva.
Odhořívací kotle: Spalovací stacionární zdroje s ruční dodávkou paliva, přirozeným přívodem spalovacího vzduchu, u nichž při spalování spaliny neprocházejí přes vrstvu paliva.
Zplyňovací kotle: Odhořívací spalovací stacionární zdroje s ruční dodávkou paliva, nuceným přívodem spalovacího vzduchu ventilátorem a speciální žáruvzdornou spalovací komorou.

Bilancování emisí

Pro oficiální bilancování emisí znečišťujících látek z vytápění domácností v ČR se užívá metodika ČHMÚ z roku 2006 [5] aktualizovaná podle výsledků posledního Sčítání lidu, bytů a domů z roku 2011 (SLDB 2011). Podstatou této metodiky je výpočet množství spálených paliv v členění na jednotlivé obce ČR.

Výsledné bilance emisí TZL, CO a TOC ukazují trend postupného snižování množství emisí uvedených znečišťujících látek.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Trendy a vývoj

Celorepublikový průměr koncentrací arsenu dosáhl v roce 2021 druhé nejnižší hodnoty za hodnocené období 2011-2021. Nižší hodnoty byly dosaženy pouze v roce 2020. Klesající vývoj koncentrací je velmi pozvolný, v posledních třech letech jsou celorepublikové hodnoty koncentrací srovnatelné.

Celorepublikový průměr koncentrací kadmia dosáhl v roce 2021, stejně jako v letech 2017 a 2018, nejnižší hodnoty za hodnocené období 2011-2021. Od roku 2011 je pozorován mírně klesající, od roku 2016 pak setrvalý vývoj.

Koncentrace olova vykazují v posledních 11 letech klesající vývoj s výjimkou roku 2018, kdy došlo k mírnému navýšení koncentrací na všech typech stanic.

Vliv biomasy

Rostoucí význam biomasy jako zdroje energie je dán snahou využít všechny dostupné zdroje. Obvykle jde o domácí zdroje, takže produkce a zpracování vytváří nové pracovní příležitosti a podporuje rozvoj podnikání. Spalování biomasy, pokud je náhradou za fosilní paliva, přispívá ke snižování produkce skleníkových plynů.

Porovnáním emisí jednotlivých škodlivin při spalování tuhých fosilních paliv (černé a hnědé uhlí) a biomasy (dřevních pelet) v kotlích lze nalézt rozborem dat získaných z různých experimentů či komerčních měření emisí.

Z výsledků měření lze vyčíst, že ne vždy znamená spalování biomasy přímé snížení množství produkovaných škodlivých emisí.

Emisní faktory CO, NOx a CO2

Emisní faktory CO: Koncentrace CO ve spalinách za kotlem nejlépe ukazuje na kvalitu spalovacího procesu. Nedohořelý CO představuje ukazatel o špatně nastavených spalovacích parametrech (množství vzduchu apod.) nebo o nevhodné konstrukci spalovacího zařízení pro dané palivo.
Emisní faktory NOx: Emise NOx jsou nejvíce ovlivněny obsahem dusíku v palivu a teplotou ve spalovací komoře.
Emisní faktory CO2: Obvykle se uvádí, že stejné množství oxidu uhličitého, které vznikne spálením biomasy, je biomasou absorbováno během růstu. Z toho plyne, že i když emisní faktor CO2 při spalování není nulový, lze jej za nulový považovat.

Emise těžkých kovů z uhlí a biomasy

U uhlí se ve spalinách objevuje z těžkých kovů řádově více olova než ostatních kovů. U koncentrací kovů s velkým vlivem na zdraví, jako je As, Cd, je koncentrace těchto kovů nižší u uhlí než u biomasy. U některých dalších vysoce toxických kovů, jako je již zmíněné olovo a dále pak rtuť, jsou koncentrace těchto kovů výrazně nižší u biomasy.

Graf 5 ukazuje, že mezi jednotlivými palivy není významný rozdíl z hlediska množství emitovaných těžkých kovů, s výjimkou spalování slámy z řepky (RSt), briket z uhlí Julian a kalů z ČOV (BSlC). Z pohledu emisního faktoru těžkých kovů vychází z experimentu lépe fosilní palivo (černé uhlí).