Korekce znečištění atmosféry: Metody a strategie

Znečištění ovzduší představuje závažný environmentální a zdravotní problém, který vyžaduje komplexní a koordinovaný přístup na všech úrovních - od místní po mezinárodní. Evropská unie dlouhodobě usiluje o zlepšení kvality ovzduší prostřednictvím legislativních opatření a strategických cílů.

Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/107/ES a 2008/50/ES byly podstatně změněny, což odráží snahu o neustálé zlepšování a adaptaci na nové vědecké poznatky.

Evropská komise ve svém sdělení „Zelená dohoda pro Evropu“ stanovila ambiciózní plán transformace Unie na spravedlivou a prosperující společnost s moderní a konkurenceschopnou ekonomikou, která efektivně využívá zdroje a chrání zdraví a blahobyt občanů před environmentálními riziky.

Akční plán pro nulové znečištění stanovuje vizi pro rok 2050, podle níž se znečištění ovzduší sníží na úrovně, které již nejsou považovány za škodlivé pro zdraví a přírodní ekosystémy. Za tímto účelem by měl být uplatněn několikafázový přístup ke stanovení stávajících a budoucích norem Unie pro kvalitu ovzduší, přičemž by měly být stanoveny normy kvality ovzduší pro rok 2030 a následující období a vytvořena perspektiva pro dosažení souladu s nejaktuálnějšími pokyny WHO pro kvalitu ovzduší nejpozději do roku 2050 na základě mechanismu pravidelného přezkumu s cílem zohlednit nejnovější vědecké důkazy.

V září 2021 WHO aktualizovala pokyny pro kvalitu ovzduší založené na systematickém přezkumu vědeckých důkazů o vlivu znečištění ovzduší na zdraví. Aktualizované pokyny WHO pro kvalitu ovzduší zdůrazňují nové důkazy o účincích, k nimž dochází při nízkých úrovních expozice znečištěnému ovzduší, a ve srovnání s předchozími pokyny stanovují nižší doporučené úrovně kvality ovzduší pro částice (PM10 a PM2,5) a pro oxid dusičitý.

Čtěte také: Korekce znečištění ovzduší

Právní předpisy Unie a členských států v posledních třech desetiletích trvale snižovaly emise škodlivých látek znečišťujících ovzduší a odpovídajícím způsobem zlepšovaly kvalitu ovzduší.

Při přijímání příslušných opatření na úrovni Unie a na vnitrostátní úrovni za účelem dosažení cíle nulového znečištění ovzduší by se členské státy, Evropský parlament, Rada a Komise měly řídit zásadou předběžné opatrnosti a zásadami, že by měla být přijata preventivní opatření, že by poškození životního prostředí mělo být přednostně řešeno u zdroje a že by měl platit znečišťovatel, stanovenými ve Smlouvě o fungování Evropské unie, zásadou „neškodit“ stanovenou v Zelené dohodě pro Evropu a rovněž uznáním lidského práva na čisté, zdravé a udržitelné životní prostředí, jak je uznává rezoluce 76/300, kterou přijalo Valné shromáždění OSN dne 28. července 2022.

Všeobecný akční program Unie pro životní prostředí do roku 2030 (8. akční program pro životní prostředí) stanoví mimo jiné cíl dosáhnout životního prostředí bez toxických látek a ochrany zdraví a dobrých životních podmínek lidí, zvířat a ekosystémů proti rizikům a negativním dopadům souvisejícím se životním prostředím a za tímto účelem mimo jiné stanoví, že je třeba další zlepšování metod monitorování, lepší mezinárodní spolupráce, lepší informovanost veřejnosti a přístup ke spravedlnosti.

Monitorování a posuzování kvality ovzduší

Komise by měla pravidelně přezkoumávat vědecké důkazy týkající se znečišťujících látek, jejich účinků na lidské zdraví a životní prostředí, a mimo jiné přímých a nepřímých nákladů na zdravotní péči spojených se znečištěním ovzduší, socioekonomických dopadů, nákladů na životní prostředí a vývoje v behaviorální, fiskální a technologické oblasti.

Na základě přezkumu by Komise měla posoudit, zda jsou použitelné normy kvality ovzduší stále vhodné k dosažení cílů této směrnice. Komise by měla provést první přezkum do 31. prosince 2030.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Při provádění přezkumu by Komise měla posoudit možnosti a lhůty pro sladění norem kvality ovzduší s nejnovějšími pokyny WHO pro kvalitu ovzduší, zda je třeba aktualizovat normy kvality ovzduší na základě nejnovějších vědeckých informací, zda by měly být zahrnuty další látky znečišťující ovzduší a zda by měla být změněna ustanovení o prodloužení lhůt pro dosažení příslušných norem a o přeshraničním znečišťování ovzduší.

Měl by být uplatňován společný přístup k posuzování kvality vnějšího ovzduší pomocí společných kritérií posuzování. Při posuzování kvality vnějšího ovzduší by měl být brán ohled na velikost skupin obyvatel a ekosystémů, které jsou znečištění ovzduší vystaveny.

V zónách, v nichž jsou překračovány prahy posuzování, by měla být povinná stacionární měření. Modelovací aplikace a orientační měření, kterými se doplní informace ze stacionárních měření, umožní zpracovat údaje z jednotlivých míst z hlediska geografického rozložení koncentrace. Použití těchto doplňkových metod posuzování by rovněž mělo umožnit snížení minimálního požadovaného počtu míst odběru vzorků pro stacionární měření v zónách, kde je dosaženo mezních hodnot nebo cílových hodnot, ale je překračován práh posuzování.

S cílem umožnit interpretovat údaje z jednotlivých míst z hlediska geografického rozložení koncentrace znečišťujících látek by se měly případně použít modelovací aplikace, jež mohou pomoci odhalit porušení norem kvality ovzduší a zajistit podkladové údaje pro plány kvality ovzduší a plány postupu v oblasti kvality ovzduší a umístění míst odběru vzorků.

Je důležité, aby nové znečišťující látky, jako jsou ultrajemné částice, černý uhlík a elementární uhlík, jakož i amoniak a oxidační potenciál částic znečišťující látky byly měřeny na monitorovacích superlokalitách, a to na venkovských pozaďových lokalitách i na městských pozaďových lokalitách, s cílem podpořit získávání vědeckých poznatků o jejich účincích na lidské zdraví a životní prostředí, jak doporučuje WHO. Měla by být provedena podrobná měření jemných částic (PM2,5), aby bylo možné lépe pochopit dopady této znečišťující látky a vypracovat vhodné politiky.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

S cílem zajistit, aby shromážděné informace o znečištění ovzduší byly dostatečně reprezentativní a srovnatelné v rámci Unie, je nezbytné používat při posuzování kvality vnějšího ovzduší standardizované metody měření a společná kritéria pro počet a polohu míst odběru vzorků. Jako důležitý bod je uznáváno stanovení referenčních měřicích metod.

Boj proti emisím u zdroje

Za účelem ochrany lidského zdraví a životního prostředí jako celku je zvláště důležité bojovat proti emisím znečišťujících látek u zdroje a stanovit a provádět co nejúčinnější opatření ke snížení emisí na místní a celostátní úrovni a na úrovni Unie, zejména pokud jde o emise ze zemědělství, průmyslu, dopravy, systémů vytápění a chlazení a výroby energie.

Bylo vědecky prokázáno, že oxid siřičitý, oxid dusičitý a oxidy dusíku, částice (PM10 a PM2,5), benzen, oxid uhelnatý, arsen, kadmium, olovo, nikl, některé polycyklické aromatické uhlovodíky a ozon jsou odpovědné za řadu výrazných nepříznivých účinků na lidské zdraví a jsou spojeny s několika nepřenosnými chorobami, nepříznivými zdravotními podmínkami a zvýšenou úmrtností.

Kontrola účelnosti směrnic o kvalitě vnějšího ovzduší, zahrnující směrnici 2004/107/ES a 2008/50/ES, ukázala, že mezní hodnoty jsou při snižování koncentrací znečišťujících látek účinnější než jiné druhy norem kvality ovzduší, například cílové hodnoty.

S cílem minimalizace škodlivých účinků na lidské zdraví, se zvláštním ohledem na zranitelné skupiny a citlivé skupiny obyvatel, a škodlivých účinků na životní prostředí by měly být stanoveny mezní hodnoty pro koncentraci oxidu siřičitého, oxidu dusičitého, částic (PM10 a PM2,5), benzenu, oxidu uhelnatého, arsenu, kadmia, olova, niklu a polycyklických aromatických uhlovodíků ve vnějším ovzduší.

Na ochranu před krátkými expozicemi zvýšeným koncentracím znečišťujících látek by měla být pro obyvatelstvo obecně, a zejména citlivého obyvatelstva a zranitelných skupin, stanovena varovná prahová hodnota a informativní prahová hodnota oxidu siřičitého, oxidu dusičitého, částic (PM10 a PM2,5) a ozonu.

Je-li stav kvality ovzduší již dobrý, měl by být zachován či zlepšen. Rizika ohrožení vegetace a přírodních ekosystémů vlivem znečištění ovzduší jsou nejzávažnější v místech vzdálených od městských oblastí. Posuzování takových rizik a dodržování kritických úrovní pro ochranu vegetace by se proto mělo zaměřit na místa vzdálená od zastavěných oblastí.

Pokud lze s dostatečnou přesností určit příspěvky ke znečišťujícím látkám ve vnějším ovzduší z přírodních zdrojů a pokud jsou překročení zcela nebo částečně způsobena těmito přírodními zdroji, mělo by být možno tyto příspěvky v souladu s podmínkami stanovenými v této směrnici při posuzování dodržování mezních hodnot pro vnější ovzduší a povinných hodnot snížení průměrné expozice odečíst. Překročení mezních hodnot částic (PM10), která lze přičíst zimnímu posypu silnic pískem nebo solí, by rovněž mělo být možno při posuzování dodržování mezních hodnot pro kvalitu ovzduší odečíst za podmínky, že byla přijata vhodná opatření ke snížení koncentrací.

Je zásadně důležité systematicky monitorovat kvalitu ovzduší v hotspotech znečištění ovzduší, včetně míst, kde je úroveň znečištění výrazně ovlivňována emisemi ze zdrojů silného znečištění, jež může vystavovat jednotlivce a skupiny obyvatel zvýšenému riziku nepříznivých zdravotních účinků.

Pro zóny s obzvláště obtížnými podmínkami by mělo být možné výjimečně prodloužit lhůtu, v níž musí být mezních hodnot pro kvalitu ovzduší dosaženo, v případech, kdy se navzdory provádění příslušných opatření ke snížení znečištění vyskytnou v konkrétních zónách vážné problémy s dodržením hodnot. Jakékoli prodloužení lhůty pro dané zóny by mělo být doprovázeno souhrnným plánem postupu v oblasti kvality ovzduší, který posoudí Komise. V takovém případě by měla být v rámci plánu postupu v oblasti kvality ovzduší stanovena vhodná opatření, aby období překročení bylo co nejkratší.

Plány kvality ovzduší a přeshraniční spolupráce

Pro zóny nebo územní jednotky pro stanovení průměrné expozice, v nichž koncentrace znečišťujících látek ve vnějším ovzduší překračují příslušné mezní hodnoty kvality ovzduší, cílové hodnoty nebo povinné hodnoty snížení průměrné expozice, by měly být vytvořeny a aktualizovány plány kvality ovzduší. Látky znečišťující ovzduší produkuje řada různých zdrojů a činností.

Plány postupu v oblasti kvality ovzduší by měly být vypracovány před rokem 2030, pokud existuje riziko, že členské státy do uvedeného data nedosáhnou mezních hodnot nebo případně cílových hodnot, s cílem zajistit odpovídající snížení úrovní znečišťujících látek. Plán postupu v oblasti kvality ovzduší by měl stanovit politiky a opatření pro dosažení souladu s těmito mezními hodnotami a případně cílovými hodnotami do lhůty pro dosažení hodnot.

Měly by být zavedeny krátkodobé akční plány určující opatření, která se mají přijmout v krátkodobém horizontu, pokud hrozí riziko překročení jedné nebo více varovných prahových hodnot, s cílem snížit toto riziko a zkrátit délku jeho trvání.

Znečištění ovzduší nemá žádné hranice a je sdíleno v celé Unii. Ve většině členských států vzniká významný podíl znečištění mimo jejich území. Pokud následkem významného znečištění pocházejícího z jednoho členského státu úroveň znečišťující látky překročí nebo pravděpodobně překročí jakoukoli mezní hodnotu, cílovou hodnotu, povinnou hodnotu snížení průměrné expozice nebo varovnou prahovou hodnotu, měly by členské státy ve vhodných případech vzájemně spolupracovat.

Přeshraniční povaha konkrétních znečišťujících látek, jako je ozon a částice (PM10 a PM2,5), vyžaduje, aby dotčené členské státy vzájemně spolupracovaly s cílem určit zdroje znečištění ovzduší a opatření, která je třeba přijmout k řešení těchto zdrojů, a vypracovat koordinované činnosti, jako je koordinace plánů kvality ovzduší a krátkodobých akčních plánů, v nichž by se každý členský stát měl zabývat zdroji znečištění na svém území, s cílem tato překročení odstranit, a aby informovaly veřejnost. Členské státy by měly ve vhodných případech spolupracovat se třetími zeměmi se zvláštním důrazem na rychlé zapojení kandidátských zemí.

Cunninghamův korekční faktor

Před více než sto lety Ebenezer Cunningham přišel s jednoduchým vzorcem, který popisoval, jak malé částice padají vzduchem. Dnes se ukazuje, že jeho principy mohou pomoci řešit některé z nejpalčivějších problémů současnosti - od kvality ovzduší ve městech až po sledování vlivu jemných prachových částic na klima a lidské zdraví.

V roce 1910 Ebenezer Cunningham publikoval heuristickou rovnici popisující sedimentaci sférických částic v plynu, která upravovala klasický Stokesův zákon pro případ, kdy je velikost částic je přibližně stejná jako typická vzdálenost, kterou molekuly plynu urazí, než se srazí s jinou molekulou.

Tato práce, dnes známá jako Cunninghamův korekční faktor, se stala základem pro výpočet odporu malých částic v aerodynamice, aerosolové fyzice i modelování transportu polutantů v ovzduší.

Současný výzkum představuje výrazný posun tím, že navrhuje obecnou formu Cunninghamova faktoru, která umožňuje jeho rozšíření na částice libovolného tvaru prostřednictvím zavedení korekční matice (sady čísel popisujících odpor částice v různých směrech). Klíčovým dimenzionálním parametrem je Knudsenovo číslo, definované jako poměr střední volné dráhy molekul plynu (vzdálenost, kterou molekuly plynu průměrně urazí mezi srážkami) k charakteristické délce částice.

Pro nepravidelné částice je zavedena korekční matice, která upravuje základní odhad odporu po směrech (resp. „tenzor odporu“) a umožňuje tak aproximaci odporu částic s různou geometrií, například spheroidů s vysokým poměrem os nebo extrémně tenkých disků. Metoda zahrnuje tři základní komponenty: limitní odpor pro velmi malé Knudsenovo číslo, první řád této závislosti a limitní odpor pro velmi vysoké Knudsenovo číslo.

Tento přístup umožňuje velmi přesné odhady odporu, což potvrzují testy na kulovitých částečkách i na protáhlých oválných tvarech (tzv. Testy ukázaly, že metoda poskytuje přesné výsledky pro sférické částice, spheroidy i tvary s poměrem os 4 až 10, přičemž chybovost zůstává nízká a limity pro extrémní Knudsenova čísla jsou fyzikálně správné.

Nový přístup je důležitý nejen z hlediska teoretické mechaniky, ale má přímé dopady na monitorování a modelování polutantů v ovzduší, odhad expozice částic a zdravotní dopady aerosolu v městském prostředí. Umožňuje lepší predikci pohybu částic při nízkých rychlostech, což je zásadní pro kvalitu ovzduší a klimatické simulace, kde přesné odhady sedimentace a transportu částic ovlivňují koncentrace znečišťujících látek a jejich dopad na lidské zdraví.

tags: #korekce #znečištění #atmosféry #metody

Oblíbené příspěvky:

• Recenze: Evidence odpadu v restauracích
• Zpracování odpadu: Skládky vs. Spalovny
• Záchrana nosorožce bílého
• Třídění hliníkového odpadu
• Adaptační strategie v ČR