Kvalita ovzduší v České republice: Zaměřeno na ozon a jeho vliv na zdraví

Úsek kvality ovzduší Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ), jakožto ústřední orgán České republiky pro obor ochrany čistoty ovzduší, vydává předběžnou zprávu týkající se zhodnocení kvality ovzduší a rozptylových podmínek na území České republiky v roce 2022.

Z důvodů procesu zpracování dat jsou do tohoto hodnocení 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. Hodnocení se tedy týká suspendovaných částic PM10 a PM2,5, přízemního ozonu (O3), oxidu siřičitého (SO2), oxidu dusičitého (NO2) a oxidu uhelnatého (CO).

V hodnocení nejsou zahrnuty koncentrace látek z manuálního měření, tzn. koncentrace benzo[a]pyrenu, těžkých kovů, a benzenu. Tyto budou vyhodnoceny v rámci II. části předběžného zhodnocení, které bude vydáno během dubna 2023. Do tohoto hodnocení není možné z důvodu zpracování dat zahrnout ani výsledky měření suspendovaných částic PM10 a PM2,5 z celoročního manuálního měření; v závěrečném hodnocení verifikovaných dat během podzimu 2023 tak může dojít ke změně některých hodnot koncentrací.

Kvalita ovzduší v roce 2022

1. Rok 2022 byl z hlediska kvality ovzduší příznivý, podobně jako předešlé roky 2020 a 2021. 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.

Čtěte také: Liberecký kraj a kvalita ovzduší

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.

V dubnu bude zveřejněna II. část předběžné zprávy, v rámci které budou hodnoceny celorepublikové koncentrace benzo[a]pyrenu a budou k dispozici další data z únorového měření roku 2023 v malých sídlech, která přinesou doplňující informace o vlivu energetické krize na kvalitu ovzduší. Negativní vliv energetické krize na kvalitu ovzduší se více projeví až při výraznějším poklesu teplot (pod bod mrazu) a vysoké potřebě vytápět, k čemuž v rámci roku častěji dochází v lednu a únoru v porovnání s mírnějším listopadem a prosincem.

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.

Čtěte také: Elektromotory a znečištění: Překvapivé výsledky

Imisní limity a jejich překračování

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. 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.

Meteorologické podmínky v roce 2022

I. Rok 2022 byl na území ČR teplotně nadnormální, průměrná roční teplota vzduchu 9,2 °C byla o 0,9 °C vyšší než normál 1991-2020. Jde tak o 5. nejteplejší rok v období od roku 1961.

Čtěte také: Zlepšení ovzduší Dolní Domaslavice

Srážkově byl rok 2022 na území ČR normální. Předběžný průměrný roční úhrn srážek 629 mm představuje 92 % normálu 1991-2020. V porovnání s desetiletým průměrem 2012-2021 panovaly v roce 2022 výrazně lepší rozptylové podmínky. Dobré rozptylové podmínky (RP), vyjádřené pomocí ventilačního indexu pro celou ČR, byly v roce 2022 zaznamenány ve 320 dnech (88 %). V porovnání s desetiletým průměrem se jedná o zlepšení o 5 %.

Suspendované částice PM10 a PM2,5

II. Suspendované částice jsou tvořeny směsí pevných a kapalných částic o aerodynamickém průměru menším než 10 µm (PM10), resp. 2,5 µm (PM2,5). Suspendované částice mají široké spektrum účinků na kardiovaskulární a respirační ústrojí. Od roku 2013 jsou zařazeny mezi prokázané lidské karcinogeny. Jejich vliv na lidské zdraví závisí na jejich velikosti, tvaru a složení.

K překročení 24hodinového imisního limitu PM10 (50 µg·m−3, povolený počet překročení 35× za kalendářní rok) došlo v roce 2022 na 2 % stanic (3 stanice z celkového počtu 123). Jednalo se o venkovskou stanici Věřňovice (43× překročení), o dopravní hot spot stanici Ostrava-Českobratrská (37× překročení) a o průmyslovou stanici - Ostrava-Radvance-ZÚ (36× překročení).

Všechny stanice s překročením imisního limitu leží na území aglomerace O/K/F-M. Tyto stanice s nadlimitním znečištěním jsou, obdobně jako ostatní stanice v aglomeraci O/K/F-M, dlouhodobě ovlivněny dálkovým transportem z Polska. Stanice Ostrava-Radvanice-ZÚ je navíc ovlivněna průmyslovými emisemi a stanice Ostrava-Českobratrská (hot spot) emisemi z dopravy. Na stanici Věřňovice se projevuje kombinace vlivu znečištění ovzduší z jižního Polska a vesnické zástavby na české straně hranice spolu se specifickými meteorologickými podmínkami v údolí Olše.

K překračování hodnoty imisního limitu docházelo nejčastěji v březnu, listopadu a prosinci (více než 80 % z celkového počtu překročení hodnoty imisního limitu v součtu pro všechny stanice). V březnu a prosinci byla hodnota imisního limitu překročena na nejvyšším počtu 93 a 95 stanic a v listopadu na 49 stanicích, z celkového počtu 124 stanic.

Imisní limit pro průměrnou roční koncentraci PM10 (40 µg·m−3) nebyl v roce 2022, po čtvrté v řadě od roku 2019 za celou historii měření PM10 od roku 1993, překročen na žádné ze 123 stanic. Nejvyšší roční průměrné koncentrace byly naměřeny, podobně jako v minulých letech, na stanicích v aglomeraci O/K/F-M.

Koncentrace PM10 vykazují zřetelný roční chod s nejvyššími hodnotami v chladných měsících roku. Vyšší koncentrace PM10 v ovzduší během chladného období roku souvisejí jak s vyššími hodnotami emisí částic ze sezonně provozovaných tepelných zdrojů, tak i s častějším výskytem zhoršených rozptylových podmínek v této části roku.

Roční chod koncentrací PM10 v roce 2022 vykazuje, v porovnání s desetiletým průměrem méně výrazný chod, kdy nejvyšší koncentrace byly zaznamenány v zimních měsících jak na začátku, tak na konci roku. Naopak na začátku roku 2022 (leden a únor) byly naměřeny nízké koncentrace PM10. Nejvyšší koncentrace PM10 byly naměřeny v březnu.

Průměrné měsíční koncentrace PM10 v roce 2022 v porovnání s desetiletým průměrem (2012-2021) byly, s výjimkou března a května, nižší ve všech měsících roku. Pokles koncentrací PM10 na stanicích byl výrazný, jak bylo již zmíněno, zejména v lednu (pokles o 16 µg⋅m−3, tj. o 51 %) a v únoru (pokles o 22 µg⋅m−3, tj. o 63 %) v porovnání s desetiletým průměrem 2012-2021. Průměrné měsíční koncentrace v únoru byla v rámci roku 2022 dokonce nejnižší.

Tento pokles lze vysvětlit následovně: na začátku roku 2022 (leden-únor) panovaly zlepšené až výrazně lepší rozptylové podmínky, teplotně byly měsíce charakterizovány jako nadnormální a srážkově normální. V únoru panovalo i větrné počasí. V lednu a únoru lze tedy předpokládat nižší spotřebu paliv, navíc podmínky pro samočištění atmosféry a rozptyl znečišťujících látek v lednu-únoru 2022 byly normální až výrazně zlepšené.

Závěr roku (listopad-prosinec) byl teplotně a srážkově normální, rozptylové podmínky v porovnání s desetiletým průměrem 2012-2021 byly v průměru charakterizované jako standardní. Průměrné měsíční koncentrace v listopadu byly nižší než 10letý průměr o 13 %; průměrná měsíční koncentrace v prosinci byla mírně vyšší (o 2 %) v porovnání s 10letým průměrem.

K navýšení koncentrací v prosinci došlo zejména v období mrazivých dnů s inverzním rázem počasí od 12. 12. do 19. 12. 2022. Pro letní období roku (duben-září) jsou typické koncentrace na nižší úrovni, kdy dochází k útlumu sezónních zdrojů. Koncentrace jsou ovlivněny zejména výskytem sucha, které vede k prašnosti a následnému navýšení koncentrací částic v ovzduší.

V letním období roku 2022 panovaly normální až silně nadnormální teploty (s výjimkou silně podnormální dubna) a normální až nadnormální úhrny srážek. Rozptylově lze toto období charakterizovat jako standardní až výrazně lepší. Průměrné měsíční koncentrace se pohybovaly pod úrovní desetiletého průměru, v květnu a srpnu se hodnotě průměru přiblížily.

Vývoj koncentrací suspendovaných částic PM10 je hodnocen za období 2012-2022. Roční průměrné koncentrace PM10 v letech 2012-2016 pozvolně klesaly, v letech 2017 a 2018 byl pozorován nárůst a v letech 2019 a 2020 opět postupný pokles, přičemž výraznější pokles byl zaznamenán zejména mezi lety 2018 a 2019. Koncentrace v roce 2022 jsou v tomto období na druhé nejnižší úrovní, a to po roce 2020, který byl z hlediska kvality ovzduší mimořádně příznivý.

Z hlediska lidského zdraví jsou problematičtějšími suspendované částice jemné frakce PM2,5. V české legislativě (zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, v platném znění) je pro koncentrace suspendovaných částic PM2,5 definován pouze roční imisní limit. V roce 2020 vstoupil v souvislosti s právními předpisy EU v platnost přísnější limit 20 µg·m−3.

Imisní limit pro roční průměrnou koncentraci PM2,5 (20 µg·m−3) byl v roce 2022 překročen na 5 z 88 stanic (6 %). Všechny stanice s nadlimitní koncentrací se nachází v aglomeraci O/K/F-M. Nejvyšší koncentrace byly naměřeny na průmyslových stanicích Ostrava-Radvanice ZÚ (23,4 µg·m−3) a Ostrava-Přívoz (21,1 µg·m−3), dále na městské stanici Rychvald (20,4 µg·m−3), na venkovské stanici Věřňovice (20,4 µg·m−3) a na průmyslové stanici Ostrava-Hrušov (20,2 µg·m−3).

Pro srovnání s minulými lety lze konstatovat, že z hlediska imisního limitu platného do roku 2019 (25 µg·m−3) by k překročení limitu pro roční průměrnou koncentraci PM2,5 v roce 2022 nedošlo.

Koncentrace PM2,5 vykazují roční chod velice podobný chodu suspendovaných částic PM10. Nejnižší průměrná měsíční koncentrace (v průměru pro všechny stanice AIM) byla zaznamenána v září, druhá nejnižší v únoru. Nejvyšší průměrná měsíční koncentrace v březnu, druhé nejvyšší v prosinci. Zdůvodnění ročního chodu suspendovaných částic viz kap. Průměrné měsíční koncentrace PM2,5 v roce 2022 byly v porovnání s desetiletým průměrem (2012-2021), s výjimkou března a prosince, nižší ve všech měsících roku.

Vliv ozonu na zdraví a životní prostředí

Ozonová vrstva ve stratosféře umožňuje život na Zemi. Jeho výskyt v troposféře, zejména tzv. přízemní ozon, však působí velice negativně a zásadním způsobem ohrožuje lidské zdraví, vegetaci i celé ekosystémy. Dnes patří ozon spolu s aerosolem a benzo[a]pyrenem mezi nejzávažnější škodliviny ve venkovním ovzduší v České republice i v Evropě.

Ačkoli se jedná o stejnou molekulu, vznik ozonu ve stratosféře a troposféře se liší. Ve stratosféře je vznik ozonu podmíněn přítomností krátkovlnného slunečního záření za spolupůsobení katalyzátoru, zejména N2. Toto záření o vlnové délce kratší než 290 nm však v troposféře není přítomné. Stále však obecně platí, že koncentrace přízemního ozonu stoupá s vyšším slunečním zářením. Dalšími faktory jsou vyšší teplota a nižší relativní vlhkost vzduchu. Proto se častěji vyskytuje v letních měsících a také na horách.

Jelikož je ozon silné oxidační činidlo (díky čemuž se také často s oblibou používá k dezinfekci vnitřních prostor a bazénů) působí velice negativně na živé organismy. U člověka způsobuje zejména dýchací potíže, zánětlivé onemocnění nebo narušení vývoje plic a snížení jejich funkce. Dalším problémem je vliv na vegetaci, u které dochází vlivem ozonu k poškození pletiv listů či jehlic a celkovému oslabení rostlin.

V současné době se předpokládá, že právě ozon spolu s nadměrným množstvím dusíku stojí za zvýšeným úhynem lesů zejména v horských oblastech. Aby studie obsáhla veškeré typy prostředí na našem území, bylo vybráno celkem 12 měřicích stanic reprezentujících prostředí městské, venkovské i horské. Jednalo se o stanice s nejdelší dobu měření koncentrací ozonu, již od roku 1993. Důležitou výhodou bylo, že se během zvoleného období neměnila metodika měření, což v opačném případě často tropí neplechy ve vyhodnocování výsledků.

Výsledky studie ukazují, že výskyt troposférického ozonu na našem území v současné době zaznamenává určitý nárůst. Vzhledem k jeho škodlivosti na lidské zdraví i vegetaci je snížení jeho koncentrací v ovzduší více než žádoucí. Nejedná se však o nic snadného, neboť vznik přízemního ozonu je velice komplikovaný a stojí za ním mnoho faktorů. Kromě vlivu prekurzorů, tedy zejména emisí dusíku a těkavých organických látek, k jeho výskytu přispívá i klimatická změna. Jde tak o nelehký, avšak velice naléhavý úkol, který s pokračujícím trendem bude nezbytné řešit.

Znečištění ovzduší a jeho dopady

Znečištění ovzduší je globální hrozbou pro zdraví nás všech. Téměř 2,5 milionů životů ročně si vyžádají nemoci dýchacího ústrojí a související choroby, které jsou důsledkem znečištěného vzduchu. Škodliviny obsažené ve vzduchu se nacházejí jak uvnitř domů, tak i venku.

Výfukové plyny motorových vozidel obsahují složenou směs z potenciálně patogenních chemických látek vznikajících při spalování paliv. Tyto látky zahrnují benzen, oxid dusičitý, oxid siřičitý, polycyklické uhlovodíky či formadehyl, které se mohou dostat dýchacím systémem do krevního oběhu. Vliv prachu na lidské zdraví závisí na velikosti částic, jejich tvaru a chemickém složení.

PM10 jsou schopny pronikat do dolních cest dýchacích, částice PM2,5 pronikají do průdušinek, částice PM1 do plicních sklípků. Aerosolové částice obsažené ve vdechovaném vzduchu mají široké spektrum účinků na srdečně-cévní a respirační ústrojí. Dráždí sliznici dýchacích cest, mohou způsobit změnu struktury a funkce řasinkové tkáně, zvýšit produkci hlenu a snížit samočistící schopnosti dýchacího ústrojí.

Tyto změny omezují přirozené obranné mechanismy a usnadňují vznik infekce. U prašného aerosolu nebyla zjištěna prahová hranice jeho působení. Předpokládá se, že působení částic PM2,5 se začne projevovat už od koncentrací 5 µg.m-3.

Řešení a zlepšení kvality ovzduší

Zájem o kvalitu prostředí, v němž žijeme, je prvním krokem na cestě ke zlepšení. V případě ovzduší to znamená mít dostatečně hustou síť měřících stanic a otevřená, všem přístupná data z nich, spolu s navázanými aplikacemi, které nás budou upozorňovat na špatný stav.

Pak můžeme sami hledat cesty, které vedou k čistšímu vzduchu - pro nás Pražany to znamená především zamyslet se, jak se pohybujeme po městě, a požadovat po svých volených zástupcích lepší podmínky pro ty způsoby, které nepotřebují spalovací motor. Špatná kvalita ovzduší je stále jedním z hlavních zdravotních rizik a má i zásadní ekonomické dopady, jež můžeme vyčíslit jako náklady na zdravotní péči.

Většina řešení, která situaci skutečně mohou zlepšit, leží na úrovni státní správy a týká se celkového přenastavení energetiky, jež nás koneckonců kvůli omezenosti přírodních zdrojů stejně jednou čeká. Konec spalování uhlí v domácnostech i elektrárnách bude mít zásadní dopad nejen na emise CO2, ale také na čistotu vzduchu.

Znečištění ovzduší v Evropě a trendy

Od začátku jednadvacátého století se Evropa dokázala zbavit obrovského množství emisí, které znečišťovaly životní prostředí. Modely shromáždily údaje z různých zdrojů, včetně satelitních odhadů aerosolů, údajů o atmosféře a klimatu a informací o využití půdy. Autoři potvrdili, že přes toto zlepšení kvality ovzduší žije 98,10 procenta, 80,15 procenta a 86,34 procenta evropské populace v oblastech, kde jsou překračovány doporučené roční limity WHO pro PM2,5, PM10 a NO2.

Kromě toho žádná země nesplnila roční normu pro ozon. Více než 90,16 procenta a 82,55 procenta evropské populace žilo v roce 2019 v oblastech, kde byly alespoň čtyři dny překročené denní limity WHO pro PM2,5 a ozonu.

Podobně se v jižní Evropě zvýšila koncentrace ozonu o 0,58 procenta, zatímco ve zbytku kontinentu se snížila nebo vykazovala nevýznamný trend. Naopak nejvýznamnější snížení PM2,5 a PM10 bylo pozorováno ve střední Evropě, zatímco u NO2 bylo zjištěno převážně v městských oblastech západní Evropy.

Autoři říkají, že výsledky tohoto výzkumu jsou zprávou zejména pro politiky, kteří by se měli zaměřit na to, aby vznikla lepší pravidla, která budou kontrolovat šíření těchto látek - hlavně ozonu.

Přízemní neboli troposférický ozon se nachází ve spodních vrstvách atmosféry. Nedostává se do ní přímo, ale vzniká z některých jiných látek, jež do ovzduší unikají, jako jsou těkavé organické sloučeniny (VOC), oxid uhelnatý (CO) a oxidy dusíku (NOx), které vznikají při spalovacích procesech, zejména v dopravě a průmyslu. Ve vysokých koncentracích může ozon poškozovat lidské zdraví, vegetaci a ekosystémy.

„Kontrola ozonu představuje složitou výzvu vzhledem k jeho sekundárnímu způsobu vzniku.

tags: #ovzduší #škodliviny #ozon #vliv #na #zdraví

Oblíbené příspěvky:

• Odpadky v lese a zvířata
• Nárůst emisí v Evropě
• Témata v ekologickém výzkumu
• Odpad z nikotinových sáčků a e-cigaret v ČR
• Bezpečnost práce