Velké kontejnerové, výletní lodě nebo tankery jsou zásadním zdrojem znečištění ovzduší i moří. Stejně tak letadlo má obrovskou spotřebu paliva v porovnání s autem. Pokud jde ale o skleníkový efekt a globální oteplování, přispívají emise lodí a letadel jen zlomkem toho, co vypouští spalovací motory v autech.
Snižovat emise skleníkových plynů z dopravy má smysl z několika důvodů. Za prvé, je to jeden z největších zdrojů sektorových emisí vůbec. A za třetí, konkrétně v Evropě je sektor dopravy jediný, kde se emise zatím téměř nesnižují.
„Evropa si chce zruinovat autoprůmysl kvůli globálnímu oteplování, a přitom nikdo neřeší lodě,“ bývá častá spontánní, ale chybná reakce. Jednak nejsou emise jako emise. Lodě a auta používají odlišná paliva. Malé motory aut spalují benzín a naftu - pečlivě upravená a relativně řídká paliva. Obří vznětové motory zaoceánských lodí si na nějaké jemnosti nepotrpí a spalují nejčastěji husté ropné frakce, tedy topné oleje a mazut, zbytková paliva - prakticky odpad ze zpracování ropy.
Z odlišného paliva i konstrukce motoru u aut a lodí pak vyplývají i rozdílné emise. Motorový benzín a nafta téměř žádnou síru neobsahují. Předepsaný obsah je 10 miligramů síry na kilogram benzínu nebo nafty. Jeden miligram je jedna miliontina kilogramu. Povolený obsah 10 mg znamená, že síra může tvořit jednu tisícinu procenta paliva. Pokud má nafta podíl třeba 15 miligramů síry (0,0015 %), již je to považováno za závadné.
Lodní palivo oproti tomu může obsahovat 0,5 % síry, tedy zhruba třistakrát víc než palivo pro osobní nebo nákladní automobily. Navíc se jedná o zpřísněnou hodnotu z roku 2020. Do té doby byl běžný obsah síry v lodním palivu 2-3,5 %, tedy přibližně 2 000× vyšší než u benzínu nebo nafty. Lodě přitom i nadále mohou spalovat palivo s vyšším obsahem síry, jsou-li vybavené zařízením na snižování emisí, tzv. Auta tedy téměř žádné emise oxidů síry nevypouštějí, zatímco lodě jich vypouštějí poměrně dost. Podobnou logikou můžeme říct, že jedna naftová octavie má větší emise než všechny elektromobily světa. Porovnáváme-li výfukové emise, srovnání je pravdivé, protože žádný elektromobil výfuk nemá.
Čtěte také: Vliv Energie na Přírodu
Oxidy síry SO2 a SO4 znečišťují životní prostředí a ohrožují zdraví. Příkladem byly mrtvé lesy od kyselých dešťů v českém pohraničí. Poškozují tedy emise oxidů síry životní prostředí? Ano. Přispívají tyto emise ke globálnímu oteplování? Ne. Navzdory své škodlivosti ale oxidy síry nejsou skleníkové plyny, takže jejich emise nepřispívají ke globálnímu oteplování.
Čistý a tichý provoz je u elektromobilů velmi příjemný bonus, ale hlavní důvod, proč se tlačí na elektrifikaci dopravy, je nižší spotřeba energie a nižší emise skleníkových plynů, zejména CO2. Jak je patrné z obrázku níže, doprava poháněná fosilními palivy kvůli nízké účinnosti spalovacích motorů znamená obrovské plýtvání energií.
V tomto ohledu dává mnohem větší smysl usilovat v první řadě o dekarbonizaci silniční dopravy než lodí, protože osobní i nákladní auta jsou mnohem větším zdrojem emisí CO2. Aut jezdí po světě stovky milionů a spálí tak výrazně více paliva než lodě nebo letadla, které sice mají vyšší spotřebu, ale je jich v provozu řádově méně.
Emise lodí se samozřejmě řeší. V roce 2020 tak vstoupil v platnost předpis Mezinárodní námořní organizace (IMO), který omezuje množství síry v lodním palivu na 0,5 % a platí po celém světě. Lodě tak musí buď zvolit jiné palivo nebo se vybavit zařízením na čištění výfukových zplodin, tzv. Nařízení kontrolují jednotlivé státy a řada z nich si k plavbě ve svých vodách přidává ještě přísnější požadavky na emise. A řeší se i lodní emise skleníkových plynů. Od roku 2024 proto do schématu emisních povolenek budou spadat všechny lodě nad 5000 hrubé tonáže, které plují do evropských přístavů. Od roku 2027 to budou i lodě nad 400 hrubé tonáže a zpoplatněn bude nejen CO2, ale i metan a oxid dusný.
I v letectví se zvyšuje účinnost přepravy. Například množství paliva na jednoho cestujícího kleslo mezi roky 2005 a 2017 o 24 %. Letectví spadá do evropského systému emisních povolenek EU ETS už od roku 2012, ale kvůli mezinárodnímu tlaku je rozsah emisního zpoplatnění omezený na lety uvnitř EU.
Čtěte také: Které zdroje energie jsou nejméně škodlivé?
To znamená, že emise z letadel, které přilétají do EU nebo odlétají mimo EU, nejsou zpoplatněné. Globální zpoplatnění leteckých emisí by měl vyřešit mezinárodní systém vyvažování (offsetting) uhlíkových emisí zvaný Corsia (Carbon Offsetting Scheme for International Aviation), který začal fungovat v roce 2021. Jeho režim snižování emisí je však mnohem benevolentnější než EU ETS.
V roce 2024 proto začne EU ETS platit pro letadla v původním rozsahu z roku 2012, tzn. zpoplatnění emisí se začne vztahovat na všechny lety, které začínají nebo končí v EU.
Mezi oxidy síry patří oxid siřičitý (SO2) a oxid sírový (SO3). Oxid siřičitý je bezbarvý, štiplavě páchnoucí plyn. Je nehořlavý, za vzniku kyselého roztoku dobře rozpustný ve vodě. Oxid sírový vzniká přirozeně oxidací oxidu siřičitého a v plynné fázi je hlavní příčinou vzniku tzv. kyselých dešťů. U oxidů síry můžeme zmínit několik zdrojů emisí. Jedním je spalování paliv obsahujících síru, dále jsou to úniky z průmyslu a pak také zdroje neantropogenního charakteru. Antropogenní zdroje emisí můžeme shrnout následovně: Dnešní společnost spotřebovává velká množství paliv v mnoha různorodých aplikacích, jako jsou například: výroba elektrické energie, výroba tepelné energie, rafinerie ropy, dopravní prostředky nebo zpracování kovů. Ve všech těchto zařízeních může při spalování paliv obsahujících síru docházet k její oxidaci na SOx a následnému úniku do ovzduší.
Při spalování tuhých paliv asi 95 % přítomné síry přechází na SO2, u kapalných paliv je to prakticky 100 %. Oxid siřičitý je ve spalinách částečně oxidován na SO3. V kouřových plynech z elektráren před odsířením dosahuje poměr SO3/SO2 1/40 až 1/80.
Mnohdy lze ale použít účinná odsiřovací zařízení či jiné technologie, které mohou u některých zdrojů emise oxidů síry omezit nebo dokonce prakticky zcela zlikvidovat. Hlavní význam mají emise oxidu siřičitého, protože oxidu sírového se ve spalinách běžně nachází jen asi 2 % (z celkového obsahu sloučenin síry). Oxid sírový v ovzduší následně vzniká oxidací oxidu siřičitého.
Čtěte také: Význam obnovitelné energie
V průmyslu výroby kyseliny sírové jsou užívána velká množství oxidu siřičitého. Koncentrace oxidu sírového jsou v ovzduší obvykle podstatně menší než koncentrace oxidu siřičitého.
Oxid siřičitý může způsobovat širokou škálu negativních dopadů jak na životní prostředí, tak na zdraví člověka. Během určité doby v ovzduší přechází fotochemickou nebo katalytickou reakcí na oxid sírový, který je hydratován vzdušnou vlhkostí na aerosol kyseliny sírové. Rychlost oxidace závisí na povětrnostních podmínkách, teplotě, slunečním svitu, přítomnosti katalyzujících částic atd.
Běžně se během jedné hodiny odstraní 0,1 až 2 % přítomného SO2. Kyselina sírová může reagovat s alkalickými částicemi prašného aerosolu za vzniku síranů. Sírany se postupně usazují na zemský povrch nebo jsou z ovzduší vymývány srážkami. Při nedostatku alkalických částic v ovzduší dochází k okyselení srážkových vod až na pH < 4. Tímto způsobem oxidy síry společně s oxidy dusíku tvoří takzvané kyselé deště.
Ty pak mohou být větrem transportovány na velké vzdálenosti a způsobit značná poškození lesních porostů i průmyslových plodin, uvolňují z půdy kovové ionty, poškozují mikroorganismy, znehodnocují vodu a mohou způsobit úhyn ryb. Oxidy síry byly také podstatnou příčinou vzniku tzv.
Oxid siřičitý je smyslovými orgány rozpoznán až při koncentraci 2 až 3 mg.m-3 (sladká chuť v ústech). Při běžných koncentracích kolem 0,1 mg.m-3 oxid siřičitý dráždí oči a horní cesty dýchací. Při koncentraci 0,25 mg.m-3 dochází ke zvýšení respirační nemocnosti u citlivých dospělých i dětí. Koncentrace 0,5 mg.m-3 vede k vzestupu úmrtnosti u chronicky nemocných lidí.
Významně ohroženou skupinou lidí jsou především astmatici, kteří bývají na působení oxidů síry velmi citliví (zúžení průdušek). Chronická expozice negativně ovlivňuje řadu životně důležitých funkcí - krvetvorbu, metabolismus glycidů, poškozují plíce (CHOPN) a srdce.
Při kontaktu s vyššími koncentracemi oxidu siřičitého (SO2) dochází u exponované osoby zejména k následujícím konkrétním projevům:
Opakovaná expozice způsobuje ztrátu čichu, bolesti hlavy, nevolnost a závratě.
Základní představu o emisích oxidů síry (SOx) si lze udělat z bilance daného průmyslového provozu. U spalovacích procesů může být vodítkem obsah síry v palivu, ze které oxid siřičitý vzniká. Množství unikajících oxidů síry můžeme zjistit i pomocí měření koncentrace ve vzduchu či spalinách a z jeho vypuštěného objemu.
Obsah oxidů síry ve zkoumaném odebraném vzorku (vzniklého prosytím známého množství vzduchu roztokem vhodného činidla) je možné stanovit celou řadou analytických metod. Můžeme uvést například:
Je možné také využít plamenovou emisní spektrometrii, na které jsou založeny i terénní analyzátory celkové síry v ovzduší.
Pro stanovení hmotnostní koncentrace emisí SO2 je k dispozici řada normovaných postupů:
| Norma | Metody měření | Oblast použití |
|---|---|---|
| EN 14791:2005 | Referenční metody | Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů |
| ISO 7934:1989 | Odměrné stanovení chloristanem barnatým | Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů |
| ISO 7935:1992 | Automatické měřící metody | Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů |
| ISO 11632:1998 | Iontová chromatografie | Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů |
Pro stanovení oxidu siřičitého lze rovněž využít mobilní přístroje. Služby poskytují komerční laboratoře.
Emise oxidů síry (oxidu siřičitého) představují v dnešním průmyslovém světe značný problém. V roce 1980 se bývalé Československo zavázalo snížit emise oxidu siřičitého z tehdejších 2 500 000 tun/rok o 30 % a dále pak dosáhnout v roce 2010 celkového snížení emisí na konečnou hodnotu maximálně 500 000 tun/rok.
Když Mezinárodní námořní organizace (IMO) přišla s nápadem snížit u všech velkých přepravních lodí produkované emise do roku 2050 o polovinu, zdálo se to být velmi rozumné. Díky štědrým dotacím se povedlo technickou úpravu poloviny takových plavidel úspěšně realizovat v rekordně krátkém čase. Dobré zprávy ale nečekejte. Výsledkem není menší znečišťování životního prostředí, jen jeho jiná a neméně závažná forma.
Velké lodě, ať už určené pro zaoceánské plavby s výletníky nebo přepravu kontejnerů, patří mezi největší znečišťovatele ovzduší na světě. Jen pro přiblížení: jedno takové plavidlo vyprodukuje za den množství emisí srovnatelné se čtyřiadvacetihodinovým provozem na celé dálnici, jedna mezikontinentální plavba je ekvivalentem provozu 50 milionů aut se spalovacími motory. I proto lze snahu o omezení tohoto masivního zdroje znečištění chápat jako smysluplnou. Ovšem o nápadu na instalaci scrubberů, tedy filtrů na vodní bázi čistících spaliny z lodních motorů, se to už říct nedá.
Na jednu spálenou tunu pohonných hmot tak připadá 45 tun vody, ohřáté, okyselené, kontaminované těžkými kovy a polyaromatickými uhlovodíky. Jedna kontejnerová loď plující rychlostí 24 uzlů za den spotřebuje kolem 225 tun paliva a přes své filtry tedy vypustí kolem 10 000 tun silně znečištěné vody. Je to pochopitelně záležitost průměrů: rychlostí, vzdáleností, typu motorů a paliva. A také velkých počtů.
Z hlediska aktuální politiky boje proti znečištění ovzduší je to dobrá zpráva. Zatím za 12 miliard dolarů investic a dotací se podařilo výrazně snížit emise poloviny globální flotily velkých lodí. Pro světové oceány to ale zrovna pozitivní novinka není. Při nastaveném trendu můžeme odhadnout, že v roce 2020 spotřebují velké přepravní lodě kolem 4 milionů tun paliva a znečistí kolem 180 milionů tun vody.
„Polovina z 500 zaoceánských lodí pro přepravu pasažérů už těmito čistícími jednotkami disponuje,“ vysvětluje Bryan Comer z Mezinárodní rady pro čistou přepravu (ICCT, tedy té společnosti, která před časem upozornila na skandál s emisemi ve Volkswagenu). „A právě tyto lodě proplouvají těmi nejmalebnějšími ekosystémy kolem tropických korálových ostrovů, které tím nenávratně a okamžitě ničí.“
Což je výsledek, který netěší ani Mezinárodní námořní organizaci. Ta totiž doufala, že tlak na snížení emisí povede k velkým inovacím v mezinárodní lodní přepravě. Provozovatelé konkrétních lodí totiž stáli před volbou, zda v cenovém rozmezí od 1,6 po 8,1 milionů dolarů pořídit levnější otevřenou filtrační jednotku (vracející vodu zpět do oceánu), anebo tu znečištěnou procesní vodu zadržující. A pochopitelně si vybrali tu levnější a provoz nezatěžující variantu.
Z dlouhodobé perspektivy se tak oněch 12 miliard vynaložených na „zvýšení čistoty provozu“ projevuje jako pro přírodu velmi špatná investice. Aby toho nebylo málo: čistící scrubbery „škodí“ na více frontách. Svou přítomností totiž umožňují lodím zpracovávat i velmi nekvalitní nečistá paliva, s velkými emisemi. Současně pak asi o 2 % zvyšují spotřebu. A protože ve velkém kontaminují vodu, včetně korálů a řas, přispívají tím vlastně ke zvyšování krize biodiverzity a zvýšení koncentrace CO2 v ovzduší.
Když se na internetu objeví text o škodlivých dopadech automobilové dopravy nebo přechodu na elektromobilitu, téměř záhy se v diskuzích objeví námitka: „K čemu je nějaké omezování automobilové dopravy, když lodě ničí planetu mnohem víc?“ Někteří autoři jdou tak daleko, že prezentují bombastické titulky typu „Patnáct největších nákladních lodí znečišťuje ovzduší jako 760 milionů aut“. Jaká jsou však fakta o dopadech lodní a námořní dopravy na životní prostředí?
Jak už to tak bývá, situace je poněkud složitější. Zásadní informace je, že pomocí námořní dopravy dnes přepravujeme přibližně devadesát procent veškerého nákladu a zboží. Správně bychom tedy měli počítat emise jednotky přepravené váhy nákladu. Zůstaňme ale u celkových čísel. Celkově vzato lodní a námořní doprava skutečně patří k největším znečišťovatelům ovzduší na světě. Ale… automobilová doprava je na tom v řadě ohledů o dost hůře. Pro celkové zhodnocení je proto třeba porovnat různé typy znečištění.
Velké námořní lodě a trajekty pohání „odpadní“ materiál z rafinérií, mazut a jiné produkty z těžké ropy, během jejichž spalování vzniká obrovské množství nečistot: prachových částic, sazí a oxidů síry. Tedy takových látek, které při spalování nafty a benzínu vznikají v menším či zanedbatelném množství. I proto se často zmiňuje údaj, že pár desítek velkých lodí zaneřádí ovzduší více než všechna auta na světě.
Námořní dopravci si tuto nechvalnou skutečnost uvědomují. Mezinárodní námořní organizace (IMO) před časem schválila povinnost dodržovat emisní normy (Euro 4-6) na oxidy síry. Tato opatření, jež vstoupí v platnost v roce 2020.
Zásobenost našich půd sírou, jako jedním z nezbytných biogenních prvků, byla ještě před několika lety vlivem spadů z emisí energetických a průmyslových podniků vysoká. Zatímco ještě roku 1994 dodávaly zdroje znečištění ovzduší do půdy až 80 kg síry na každý hektar území ČR, činila tato hodnota roku 1999 již jen 5 kg. Odčerpávání síry plodinami přitom není nezanedbatelné a tak se stalo, že se síra na některých lokalitách a v některých regionech stává deficitním prvkem ve výživě rostlin a přímo ovlivňuje dosahované výnosy i kvalitu produkce. Obsah síry v půdě kolísá v ČR v rozpětí od 20 do 2000 mg S.kg-1 půdy. Nižší obsah vykazují především písčité půdy. Síra je navíc rostlinami využívána v různém stadiu jejich vývoje různě intenzivně. To s sebou nese i dosud nepříliš prozkoumané možnosti diagnostiky zásoby dostupné síry v půdě a z toho plynoucí jednoznačná pěstitelská doporučení. Z našich běžně pěstovaných plodin je na potřebu síry nejnáročnější ozimá řepka. Ta při průměrném výnosu odčerpává z půdy 45 - 70 kg S.ha-1. Ani diagnostika obsahu, příp. deficitu síry v rostlinách však není jednoduchá. Zhruba platí, že kritická koncentrace síry v rostlině řepky, která se projeví asi 5 % redukcí výnosu, je 5,5 g síry na 1 kg sušiny rostliny, při poklesu obsahu síry pod 3,5 - 3 g.kg-1 S na 1 kg sušiny dochází již k viditelnému poškození rostliny. Dodavatelem síry pro řepku může být při podzimním hnojení jednoduchý superfosfát nebo kieserit, při jarním regeneračním hnojení pak síran amonný, draselná sůl, případně roztok hořké soli. Zajímavým zdrojem síry by mohlo být hnojivo, varobené z kamence amonnohlinitého, vznikajícího jako produkt sanace podzemních vod, zamořených kyselinou sírovou po chemické těžbě uranu. V rámci programu konference prezentovali nabídku hnojiv, obsahujících síru, ze svého výrobního sortimentu i producenti průmyslových hnojiv.
V roce 2021 nebyl v ČR překročen hodinový ani 24hodinový imisní limit oxidu siřičitého (SO2) na žádné měřicí stanici, takže oba imisní limity byly splněny. Nebyly naměřeny ani žádné koncentrace této látky přesahující limitní hodnoty v povoleném počtu. Nejvyšší hodinové koncentrace SO2 byly naměřeny na stanicích Lom (251 µg·m‑3), Český Těšín (240 µg·m‑3) a Chotěbuz (209 µg·m‑3). Nejvyšší 24hodinové koncentrace SO2 byly naměřeny na stanicích Ostrava-Radvanice ZÚ (98 µg·m‑3), Český Těšín (73 µg·m‑3) a Lom (63 µg·m‑3).
Na stanici Lom lze předpokládat převážně vliv průmyslových zdrojů, při určitém směru větru nelze vyloučit vliv lokálního vytápění z okolních obcí. Na stanicích Ostrava-Radvanice ZÚ a Ostrava-Radvanice OZO se zvýšené koncentrace SO2 vyskytují zejména v souvislosti s lokálními zdroji v okolí stanic.
Na 99,98 % plochy ČR byly 4. nejvyšší 24hodinové koncentrace SO2 pod dolní mezí pro posuzování (50 µg·m‑3). Pouze na 0,02 % území byla dolní mez pro posuzování překročena. Týká se to pouze měst Ostravy a Třince.
Na venkovských lokalitách nebyl v roce 2021 překročen imisní limit pro roční ani zimní průměrnou koncentraci. Nejvyšší zimní průměrná koncentrace 2021/2022 byla zaznamenána na stanicích Krupka (7,5 µg·m‑3), Věřňovice (7,2 µg·m‑3), Lom (6,5 µg·m‑3), Studénka (6,1 µg·m‑3), Sněžník (4,2 µg·m‑3), Těšnovice (3,8 µg·m‑3) a Rožďalovice-Ruská (3,8 µg·m‑3). Roční průměrná koncentrace dosáhla maxima na stejných stanicích v jiném pořadí - Lom (7 µg·m‑3), Krupka (6,8 µg·m‑3), Věřňovice (5,8 µg·m‑3), Studénka (4,7 µg·m‑3), Sněžník (4,1 µg·m‑3), Rožďalovice-Ruská (3,9 µg·m‑3) a Těšnovice (3,6 µg·m‑3).
Na venkovském území ČR nedošlo v roce 2021 k překročení horní meze pro posuzování (12 µg·m‑3) jak u roční průměrné koncentrace SO2, tak v případě průměrné koncentrace za zimní období 2021/2022. K překročení této horní meze pro posuzování roční i zimní průměrné koncentrace SO2 došlo pouze ve městech Ostrava a Třinec, kde také došlo v obou uvedených imisních charakteristikách k překročení imisního limitu 20 µg·m‑3.
K výraznému snížení imisních koncentrací SO2 došlo po roce 1998 v souvislosti s nabytím účinnosti zákona č. 309/1991 Sb. a splněním předepsaných emisních limitů. V období 2011-2021 je do roku 2016 zřetelný téměř na všech stanicích další klesající průběh. V roce 2017 byl pokles přerušen a v roce 2018 opět obnoven na většině lokalit. V letech 2019, 2020 a 2021 pokračoval mírný pokles imisních charakteristik SO2. Tento pokles je patrný u většiny stanic jak u 4. nejvyšší 24hodinové, tak u 25. nejvyšší hodinové koncentrace SO2. Naopak vzestup je zřetelný v roce 2020 na stanici Lom.
Jak již bylo uvedeno, na stanici Lom lze předpokládat převážně vliv průmyslových zdrojů. V případě hodnocení vývoje hodinových a 24hodinových koncentrací SO2 na jednotlivých typech stanic ČR dle klasifikace, došlo v roce 2011 a 2018 k výraznému vzestupu koncentrací této látky v obou charakteristikách na průmyslových stanicích v aglomeraci Ostrava/Karviná/Frýdek-Místek. Tento vzestup ovlivnily koncentrace naměřené na stanicích v Ostravě, vznikající při sanačních pracích na odpadních lagunách bývalého podniku OSTRAMO. V roce 2019 již vzestup nepokračoval, došlo naopak ke snížení koncentrací SO2, které se v roce 2020 projevilo zejména na městských, předměstských a regionálních stanicích. V roce 2021 je tento pokles ještě více patrný u téměř všech typů stanic i celkově v průměru na všech stanicích.
V ročním a zimním průměru je zřetelný pokles koncentrací SO2 od roku 2017 do roku 2021. Tento pokles je viditelný jak u všech venkovských lokalit, tak i u kategorie regionálních lokalit. 10letý roční i zimní průměr (2011-2020) má vyrovnaný chod, zimní průměr je v o něco vyšší hladině.
Celkový klesající průběh koncentrací SO2 je způsoben poklesem emisí v důsledku odsíření uhelných elektráren a změnou používaných paliv (viz vývoj emisí v kap. II).
Zdrojem emisí oxidů síry je především spalování pevných fosilních paliv, která síru obsahují. V roce 2020 pocházelo v celorepublikovém měřítku ze sektoru 1A1a - Veřejná energetika a výroba tepla 39,4 % emisí SOX a ze sektoru 1A4bi - Domácnosti: Vytápění, ohřev vody, vaření 21,6 %. Mezi další významnější sektory patří spalovací procesy v průmyslu (zpracování nerostných surovin, chemický průmysl, zpracování pevných paliv nebo výroba potravin).
tags: #zdroje #síry #v #ovzduší