NOx a jeho vliv na životní prostředí a zdraví

Oxidy dusíku (NOx) jsou nebezpečné plyny, které vznikají při spalovacích procesech a mají vážné dopady na zdraví i životní prostředí. "NOx" se používá k označení skupiny znečišťujících látek z oxidu dusnatého (NO) a oxidu dusičitého (NO2), které jsou produkovány při spalování fosilních paliv v různých procesech včetně vytápění, dopravy a průmyslových činností.

Co to je NOx?

Jako oxidy dusíku označujeme v kontextu kvality ovzduší kombinaci oxidu dusičitého (NO2) a oxidu dusnatého (NO). Oxid dusičitý je velmi reaktivní plyn červenohnědé barvy a štiplavého zápachu. 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.

Původ a vznik NOx

Oxidy dusíku jsou přirozenou součástí životního prostředí, vznikají především při spalovaní fosilních paliv za vysokých teplot, během bouřek, mezi producenty se řadí i mikroorganizmy. Oxidy dusíku vznikají především při vysokoteplotním spalování fosilních paliv. Na přirozených emisích se podílí bouřková a především mikrobiální činnost. Obecně můžeme říci, že vznikají emise oxidů dusíku 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.

Mezi nejběžnější oxidy dusíku patří oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO2). Dále do této skupiny můžeme zařadit oxid dusitý (N2O3), tetraoxid dusíku (N2O4) a oxid dusičný (N2O5). NO je za normálních podmínek bezbarvým až nahnědlým, nehořlavým plynem s typickým, ostře nasládlým zápachem. Bod varu NO je -151,74 °C. NO2 je za normálních podmínek kapalný, s výrazným, štiplavým zápachem. Při teplotě vyšší než 21,1 °C se stává hnědým až červeným plynem.

Zdroje emisí NOx

Na emisích oxidů dusíků se kromě přírodních procesů podílí zejména člověk. Mezi hlavní zdroje patří doprava, chemický průmysl a v podstatě jakékoliv spalovací procesy. 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 2021 podílela na emisích NOX z 37 %. Významný podíl (20,9 %) má také sektor Veřejná energetika a výroba tepla.

Čtěte také: Co jsou emise?

Vliv NOx na zdraví

Ze směsi tzv. oxidů dusíku je z hlediska lidského zdraví nejvýznamnější právě oxid dusičitý (NO2). Ten totiž velice snadno proniká do plic, kde je ho téměř 60 % pohlceno v krvi. Je málo rozpustný ve vodě, to znamená, že snadno proniká do dolních dýchacích cest, na rozdíl od např. dobře rozpustného oxidu siřičitého nebo formaldehydu, které působí zejména v horních cestách dýchacích. Zdraví lidé snesou bez následků krátkodobé zvýšení koncentrace až na 2 000 µg/m3, proto tyto látky představují riziko obtíží zejména pro děti a citlivé jedince nebo lidi s astmatickými potížemi. Pro ně je za bezpečnou považována koncentrace desetkrát nižší než pro zdravé lidi.

Hlavním toxickým účinkem oxidu dusičitého je dráždění sliznice. Nebezpečné pro lidské zdraví jsou už velmi malé koncentrace, jestliže působí po dobu delší než 30 minut. Při otravách směsmi oxidů dusíku je velmi nebezpečná hlavně dlouhodobá latence účinku. První náznaky otrávení se projevují pálením očí, poklesem krevního tlaku, bolestmi hlavy a dýchacími potížemi až po několika hodinách. Chronické otravy mohou být příčinou častější a větší kazivosti zubů, záněty spojivek atd.

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.

Vliv NOx na životní prostředí

V atmosféře oxidy dusíku rychle reagují. Následně klesají zpět na zemský povrch. Z půdy je možný částečný odpar, většina oxidů je ale přeměněna na kyselinu dusičnou a další látky. Oxidy dusíku se podílejí na vzniku kyselých dešťů a přízemního ozónu. NO je významným skleníkovým plynem. Oxidy dusíku se podílejí na globálním oteplování. Emise škodlivin se dostávají do ovzduší, putují se vzdušnými masami a způsobují vznik kyselých srážek. Okyselování povrchových vod pak vyvolává další reakce.

Koloběh vody na Zemi společně s průmyslovou činností člověka je příčinou kyselých srážek (pH je nižší než 5,6). Reakcí vody s oxidy dusíku totiž vzniká slabá kyselina dusičná. Ta následně poškozuje prostředí (rostliny, horniny, vodu, stavební materiály). Oxidy dusíku podporují působení oxidů síry. Sami se projevují především v oblastech s častým výskytem letního smogu. Oxidy dusíku se podílejí na vzniku kyselých dešťů, které představují riziko pro ekosystémy - například pro lesy a ryby.

Čtěte také: Důležité informace o hadicích na odpad

Regulace a snižování emisí NOx

Pro regulaci emisí NOx byly zavedeny normy a třídy NOx, které stanovují maximální povolené hodnoty emisí pro různé typy spalovacích zařízení a vozidel. Cílem těchto tříd NOx je snížit emise NOx v různých odvětvích a podporovat používání čistších a účinnějších technologií spalování. Třídy NOx jsou obvykle označovány písmeny a čísly, kde vyšší číslo značí přísnější normu.

Příklady tříd NOx:

• Třída NOx 5: Tato třída je běžná u starších zařízení, která mají vysoké emise NOx.
• Třída NOx 3: Tato třída představuje střední úroveň emisí NOx.
• Třída NOx 2: Tato třída označuje nižší emise NOx.
• Třída NOx 1: Tato třída je nejpřísnější a znamená minimální emise NOx.

Evropská unie (EU) zavedla od 90. let normy pro emise NOx z plynových kotlů. Jednalo se o povinný právní předpis Evropské unie, jehož cílem bylo zavést minimální standardy pro systémy vytápění a ohřevu teplé vody, pokud jde o účinnost a NOx, a rovněž bylo zavedeno označování výrobků. U plynových kotlů byla legislativa zpřísněna zavedením třídy NOx 6 a stala se povinným požadavkem podle ErP v září 2018. Tím se snížila maximální povolená úroveň Nox na 62mg / kWh pro třídu 6 (na základě výhřevnosti plynu).

Společnost GreenChem patří mezi největší výrobce a distributory AdBlue. AdBlue je 32,5% roztok močoviny, který se používá v technologiích selektivní katalytické redukce (SCR), kde přeměňuje škodlivé NOx na neškodné látky.

Technologie pro snižování NOx

Fotokatalýza je pokročilá technologie, která může odbourávat NOx z atmosféry. Principem fotokatalýzy je použití světla, obvykle slunečního záření, které aktivuje fotokatalytický materiál (často na bázi oxidu titaničitého, TiO2). Tento materiál absorbuje foton světla a vytváří elektrony a díry s vysokou energií, které mohou reagovat s vodní párou a kyslíkem ve vzduchu. Tímto procesem se NOx redukuje na méně škodlivé látky, jako je dusík (N2) a voda (H2O), čímž se snižuje jejich koncentrace v atmosféře.

Čtěte také: Srovnání emisí skleníkových plynů

Monitoring NOx

Monitoring znečištění ovzduší a kvality srážek na území ČR zajišťuje Úsek ochrany čistoty ovzduší (UOCO) Českého hydrometeorologického ústavu. Koncentrace jednotlivých znečišťujících látek na území České republiky je měřena v rámci automatizovaného imisního monitoringu (AIM). Koncentrace oxidů dusíku jsou zvýšené, zvláště ve městech v těsné blízkosti dopravních tepen.

ČSN EN 14792 je evropská norma, která uvádí normovanou referenční metodu (NRM) stanovení oxidů dusíku (NOx) v odpadních plynech vypouštěných do ovzduší potrubím nebo komíny. Společně s analyzátorem zahrnuje vzorkovací systém a systém pro úpravu vzorku. Tato evropská norma uvádí charakteristiky a měřítka výkonu, které musí být dosaženy přenosnými automatizovanými měřicími systémy (P-AMS) založenými na uvedené metodě měření. Využívá se při periodickém měření a při kalibraci nebo kontrole automatizovaných měřicích systémů (AMS) trvale instalovaných na komínech pro účely regulace nebo pro jiné účely.

Chemiluminiscenční stanovení NOx je založeno na reakci oxidu dusnatého s ozonem, při níž přechází určitá část molekul NO2 do excitovaného stavu. Při stanovení oxidu dusičitého je vzorek vzduchu veden do konvertoru, kde se oxid dusičitý redukuje na oxid dusnatý, a dále se stanoví stejným postupem jako oxid dusnatý.

Dokument 8350 - Kvalita ovzduší specifikuje obecné zásady, včetně zkušebních postupů a požadavků, pro klasifikaci výkonnosti nízkonákladových senzorových systémů pro monitorování plynných sloučenin ve venkovním ovzduší na stálých stanovištích. Znečišťujícími látkami, které jsou v tomto dokumentu uvažovány, jsou plynné znečišťující látky regulované podle směrnice 2008/50/ES (O3, NO/NO2/NOx, CO, SO2 a benzen) v rozsahu koncentrací očekávaných ve venkovním ovzduší.

Koncentrace NOx 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.

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 2022 nebyl na žádné stanici imisního monitoringu v České republice překročen žádný imisní limit pro koncentrace oxidu dusičitého (před rokem 2020 byl na dopravně nejvíce exponovaných stanicích imisní limit pro roční průměrnou koncentraci překračován).

Imisní limity NOx

Imisní limity pro oxidy dusíku v České republice:

• 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

tags: #nox #norna #na #vypousteni #do #ovzdusi

Oblíbené příspěvky:

• Odpadkové hospodářství v Evropě
• Minerální hnojiva a životní prostředí
• Pokuty za stavební odpad
• Průvodce výběrem bezdotykového koše
• Usnadněte si třídění odpadu