Znečištění Atmosféry

Atmosféra je plynný obal Země tvořený směsí plynů, označovanou jako vzduch, a směsí tuhých a tekutých částic. Atmosféra se účastní rotačního i evolučního pohybu Země. Je důležitá pro život na Zemi, protože ovlivňuje další fyzickogeografické sféry. V průběhu dne zmenšuje intenzitu slunečního záření rozptylem a pohlcováním slunečních paprsků, v noci zabraňuje unikání tepla do ovzduší a udržuje vyrovnanější teploty na povrchu Země. Hustota atmosféry směrem vzhůru klesá.

Slovo „Atmosféra“ je složenina dvou řeckých slov: atmos-pára a sfera-koule. Atmosféra je plynný obal Země, které jsou k Zemi přitahovány gravitační silou. Chemické složení suché a čisté atmosféry se skládá přibližně ze 78 % dusíku, 21 % kyslíku a 1 % ostatních plynů. Množství plynů se do 100 km výrazně nemění. Výjimku tvoří oxid uhličitý, jehož množství se mění v závislosti na čase (ve dne je ho méně než v noci) a na místě (nad souší je ve větším množství než nad mořem) a ozon, který je soustředěn ve výšce 15 až 50 km.

Znečištění ovzduší

Ovzduší může být znečištěno jak přírodními procesy (např. vulkanická aktivita), tak činností člověka. Znečištění ovzduší chemickými látkami se označuje jako smog (kombinace slov smoke a fog). Znečištění je chemický, fyzikální, nebo činitel částicové podstaty, jenž mění přírodní vlastnosti zemské atmosféry. Atmosféra je komplexní, dynamický, přírodní systém, jenž je nezbytný pro výskyt života na Zemi. Znečištění vzduchu je dnes celosvětovou příčinou řady úmrtí a výskytů nemocí.

Zdroje znečištění ovzduší

Zdroje znečištění ovzduší jsou faktory na určitém místě, které způsobují uvolňování znečišťujících látek do atmosféry. Zdroje: primární spočívají v prostém uvolňování přímo z určitého zdroje (např. doprava, průmysl, vedlejší produkty spalování). Naopak, produkty sekundárních zdrojů znečištění jsou vytvářeny reakcemi primárních polutantů mezi sebou nebo s jinými látkami. Příkladem sekundárního zdroje znečištění může být ozon, ke které dochází při zvýšených koncentracích troposférického ozonu, který vzniká např. z výfukových plynů. Antropogenní zdroje jsou způsobovány člověkem, například vojenské zdroje.

Existují i některé přírodní zdroje. Když se vrátíme do dávné historie, v atmosféře pravděpodobně vznikl kyslík právě díky činnosti sinic, které tímto způsobovaly znečišťování životního prostředí asi před 2,5 miliardami lety. Dále sem patří metan a konkrétně oxid dusný, uvolňovaný v průběhu trávení potravy zvířaty (např. krav).

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Emise a Imise

Slovo emise pochází z latinského slova e-mitto, znamenající vysílám, vydávám nebo vypouštím. V oboru hygieny a ekologie slovo emise vyjadřuje uvolňování polutantů do ovzduší. Emise znečišťujících látek z energetických zdrojů jsou významným faktorem, který ovlivňuje jak koncepci energetických zdrojů, tak jejich provozování.

• Primární emise jsou látky vyloučené přímo z jejich zdroje do ovzduší. Označení se týká látek, které byly vypuštěny a jejich měření tedy probíhalo např. v případě automobilu přímo u výfuku nebo v případě továrny přímo na jejím komíně. Primární emise jsou tedy ve stavu, kdy neprošly žádnou chemickou nebo jinou reakcí, která by znamenala jejich jakoukoliv změnu.
  • Přirozené emise - vznikají díky přírodním zdrojům, např. sopečné výbuchy, kdy se do ovzduší dostává obrovské množství oxidu uhličitého - CO2, oxidu siřičitého - SO2, chlorovodíku HCl a fluorovodíku HF a z organických látek methanu, alkoholů, aldehydů a dokonce i freonů. Sopečný popel a prach obsahují i sloučeniny arsenu, rtuti a fluoru. Dalším zdrojem přirozených emisí jsou i písečné bouře, které mohou zavát prach ze Sahary až do Evropy. Na prach se váže i mnoho bakterií, hub a virů.
  • Antropogenní emise - jejich hlavním zdrojem jsou emise vzniklé spalováním fosilních paliv, až 75 % antropogenních emisí vzniká průmyslovou výrobou, v řemeslné výrobě, domácnostech a dopravou.
• Sekundární emise naopak označují skupinu látek vytvářených až v atmosféře. Děje se tomu tak prostřednictvím reakcí mezi jednotlivými znečišťujícími látkami. Tyto reakce probíhají např. za vlivu UV záření (fotoaktivace) nebo přímými reakcemi mezi jednotlivými primárními polutanty. Škodlivost těchto vzniklých látek je často mnohem vyšší, než byla škodlivost původních látek. Nejznámější z těchto reakcí jsou ty, při nichž vzniká tzv. fotochemický (dnes také označovaný jako letní) smog. Příkladem jednoduché reakce se vznikem sekundárních emisí je také slučování aerosolů kyseliny sírové s oxidy kovů. Z chemického hlediska jde o neutralizaci za vzniku solí. Vznikají sírany, které představují suchou fázi kyselých imisí. Další typickou reakcí se vznikem sekundárních emisí je disociace oxidu dusičitého (NO2), který je aktivován UV zářením (fotoaktivace) a disociuje se na oxid dusnatý a atomární kyslík. Tyto produkty začínají řetěz mnoha dalších reakcí, při nichž vznikají velmi dráždivé látky (přízemní ozon, alkylové a formylové radikály, peroxidy).

Přenos látek - emisí v atmosféře se nazývá transmise. Imise se neměří u zdroje znečištění, ale u jeho příjemce - například tedy na nějakém běžném místě, kde se pohybují lidé a dýchají vzduch. Imise se ukládají v půdě, rostlinách a organismech. Český hydrometeorologický ústav provádí měření imisí (tedy měření znečištění, resp. kvality ovzduší) pomocí 97 stanic, řadu dalších stanic provozují jiné organizace.

Typy znečišťujících látek

• Pevné částice (PM): Pevné částice (např. prach, saze) se označují zkratkou PM (particulate matter), za tu se uvádí velikost částic v μm.
• Oxid siřičitý (SO2): Vzniká při spalování fosilních paliv obsahujících síru. Dříve způsoboval kyselé deště. V současnosti se provádí odsiřování uhelných elektráren, díky čemuž lze snížit jeho emise.
• Oxidy dusíku (NOx): Obvykle značně jedovaté, vznikají zejména ve spalovacích motorech a podporují vznik přízemního ozonu.
• Přízemní ozon (O3): Ozon se přirozeně vyskytuje ve stratosféře, kde jeho vznik omezuje pronikání UV záření na povrch Země.
• Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU): (např. benzo[a]pyren) - Vznikají obecně při hoření (např. v rámci kouření tabákových výrobků, spalování paliva v motorech, topení v kotlích na tuhá paliva).
• Některé freony (uhlovodíky obsahující F/Cl): Dříve užívané jako hnací látky a chladiva, což vedlo ke zmenšování ozonové vrstvy a vzniku ozonové díry.
• Skleníkové plyny: Skleníkové plyny mohou prohlubovat klimatickou změnu. Patří mezi ně např. oxid uhličitý (CO2) či methan (CH4). Těmto plynům se věnuje kapitola klimatická změna.

Mezi tuhé imise patří zejména prach a aerosoly. K prachu se řadí i různé anorganické prachy, jako kovové částice, křemičitany, fluoridy, chloridy nebo sírany. Prachy organického původu obsahují například dehty, bakterie a pyly. Částice větší než 100 µm mají relativně malý význam pro zdraví jedince, protože díky své značné hmotnosti rychle sedimentují. Částice prachu o velikosti do 10 µm se označují jako aerosol. Hmotnostně je jejich obsah ve vzduchu poměrně malý. Mají velký biologický význam. Jsou člověkem vdechnuty, ale z velké části jsou zachyceny již v horních cestách dýchacích. Zde se usadí ve vrstvičce hlenu, který je řasinkami posouván směrem do nosohltanu a nakonec dojde k jeho spolknutí. Pokud tyto částice svou chemickou povahou patří mezi toxické prachy, má jejich spolknutí značný zdravotní význam. Částice menší než 10 µm se ve vzduchu vyskytují v malém množství, ale zato mají velký biologický význam. Do respiračního traktu se jich za 24 hodin dostane až 0,01 g. Molekuly o velikosti 1 - 2 µm pronikají průdušinkami až do plicních sklípků, kde je jich zachyceno někdy i více než 90 %. Tyto částice jsou tedy z hlediska retence aerosolu v plicích nejnebezpečnější. Biologicky inertní (neaktivní) prach nemá specifické biologické účinky a způsobuje zaprášení plic. Naopak biologicky agresivní prach má biologické účinky a to díky svému chemickému složení. Pokud ovzduší obsahuje okolo 10 % tohoto prachu, dochází při jeho dlouhodobé inhalaci postupně k chronickým zánětům průdušek, zmnožení vaziva v plicích, rozedmě plic atd. Takové účinky křemičitého prachu jsou projevem onemocnění nazývaného silikóza plic.

Do této skupiny patří sloučeniny síry, sloučeniny dusíku, oxidy uhlíku, halogenové sloučeniny a různé organické sloučeniny. N2O (oxid dusný) je poměrně málo reaktivní, má dlouhou dobu setrvání v troposféře a proniká i do stratosféry, kde může mít vliv na koncentraci ozonu. oxidy uhlíku (CO2 a CO) - vznikají při spalování uhlíkatých paliv (hlavně automobilová doprava), značné koncentrace jsou např. oxid uhelnatý CO - vyskytuje se především v troposféře a oxiduje se na oxid uhličitý, CO vzniká při nedokonalém spalování látek s obsahem uhlíku, např. v uzavřených garážích. Tyto látky jsou velmi škodlivé. Sloučeniny dusíku jsou pro organismus značně dráždivé, po inhalaci a přestupu do krve jsou příčinou vzniku methemoglobinu. Účastní se fotochemických reakcí, které vedou ke vzniku sekundárních emisí.

Mezi radioaktivní polutanty patří např. stroncium, izotopy jodu nebo cesium a další látky. Tyto imise však člověka ohrožovaly především v době jaderných havárií - například při havárii jaderné elektrárny v Černobylu v roce 1986.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Smog

Termín SMOG vznikl spojením anglických slov smoke (kouř) a fog (mlha). Jde o spojení tuhých imisí, plynných imisí a sekundárních imisí, které společně vytvářejí celkové chemické znečištění atmosféry. Tento termín označuje také mimořádné znečištění ovzduší při nepříznivých meteorologických podmínkách. V ovzduší se hromadí škodliviny, až jejich koncentrace převýší přípustné hodnoty. Pobyt v prostředí s vysokou koncentrací škodlivin je zátěží pro každý organismus. Citlivější vůči působení smogu jsou děti do 3 let, alergici, nemocní s chorobami dýchacích cest, lidé starší 60 let a těhotné ženy.

Typy smogu

• Londýnský smog: Jinak nazývaný také redukční typ smogu. Jde o směs kouře, oxidů síry a zplodin spalování uhlí v kombinaci s vysokou relativní vlhkostí vzduchu. Je doprovázen hustou mlhou. Škodlivost plynných součástí je zvyšována přítomností popílku, který umožňuje jejich proniknutí do dolních cest dýchacích. Tento typ smogu dosahuje maxima časně ráno za teplot od 0 do 5 °C. Londýnský smog je známý už od římských dob, kdy v roce 1306 král Edvard I. zakázal spalovat uhlí. Tento zákaz však trval jen chvíli. Situace se postupně zhoršovala až do padesátých let 20. století, kdy při několika smogových situací zahynuly tisíce. V roce 1956 pak Parlament zavedl tzv. bezkouřové zóny. Díky nim se snížily emise oxidů síry a londýnský smog se stal minulostí.
• Letní smog: Oxidační typ smogu, dnes zvaný letní smog nebo také fotochemický smog. Je spojen se znečišťováním ovzduší výfukovými plyny automobilů. Ty obsahují zplodiny spalování kapalných a plynných paliv. Pro jeho vznik jsou důležité reakce iniciované slunečním zářením. Největší znečištění se nachází v planetární mezní vrstvě atmosféry (do výšky 1,5 km), na které má velký vliv zejména teplotní zvrstvení atmosféry.

Ochrana ovzduší

Ochrana ovzduší v České republice podléhá příslušným legislativním předpisům, které jsou vymezeny jak na úrovni České republiky, tak na úrovni Evropské unie. Ministerstvo životního prostředí vykonává působnost ústředního správního úřadu v oblasti ochrany ovzduší, ozonové vrstvy a klimatického systému Země a na těchto úsecích řídí výkon státní správy. Zejména pak zajišťuje sledování kvality ovzduší a provoz základní sítě imisního monitoringu na celém území ČR a sledování úrovně znečištění ovzduší.

Stěžejním řídícím parametrem systému ochrany ovzduší je úroveň znečištění ovzduší charakterizovaná na základě imisních limitů. Od roku 2002 je systém ochrany ovzduší v ČR) zaměřen na imise, což koresponduje s legislativním přístupem k této problematice v dalších zemích EU. Zdroje znečišťování ovzduší musí dodržovat emisní limity a jejich provozovatelé musí plnit stanovené povinnosti. Na jednotlivých řídících stupních jsou zpracovávány programy snižování emisí a plány ke zlepšování kvality ovzduší v oblastech se zhoršenou kvalitou ovzduší.

Emise skleníkových plynů jsou navíc celostátně omezeny prostřednictvím povolenek, které jsou jednotlivým provozovatelům přidělovány na pětileté období a ti jsou povinni každý rok vyřadit množství povolenek odpovídající emisím skleníkových plynů, které za toto období vyprodukovali.

Emise znečišťujících látek z energetických zdrojů jsou významným faktorem, který ovlivňuje jak koncepci energetických zdrojů, tak jejich provozování. Jedná se antropogenní zdroje, které je možné vybavit zařízeními pro zachycování emisi (např. prachové filtry, katalyzátory, odsiřovací či denitrifikační zařízení).

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Ke sledování zdrojů znečištění slouží v ČR Registr emisí a zdrojů znečištění (REZZO), jehož správa spadá do kompetencí Českého hydrometeorologického úřadu.

Moderní energetické zdroje musí respektovat stále se zpřísňující požadavky na energetické zdroje z hlediska vlivu na životní prostředí, tzn. na zatížení ovzduší emisemi, které tyto zdroje produkují. V poslední době se objevil i další faktor, který tyto zdroje musí respektovat, a to je trend omezování produkce CO2. Tento trend je důsledkem mezinárodních závazků (v tomto případě se jedná o tzv. Kjótský protokol).

Podle vyhlášky ministerstva životního prostředí (dále jen MŽP), kterou se stanoví požadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduší, je palivem tuhý, kapalný nebo plynný hořlavý materiál určený ke spalování ve zdrojích znečišťování za účelem získání jeho energetického obsahu, který splňuje další požadavky stanovené touto vyhláškou. Při spalování v kotelnách se používají základní druhy paliv - tuhá, kapalná a plynná. Mezi tuhá paliva patří i dřevo v různých formách (kusové, nekusové ve formě briket, štěpků, pilin aj.), rašelina a biomasa. Základní paliva jsou tedy jednak paliva fosilní (uhlí, ropa, zemní plyn), jednak paliva obnovitelná - např. biomasa.

Kvalita ovzduší v České republice

Z pohledu kvality ovzduší patří Česká republika k nejhorším státům Evropské unie. V členských státech Evropské unie je sledován indikátor pro kvalitu ovzduší, vyjádřený jako roční průměrná koncentrace PM10, které je v daném roce v průměru exponována populace ve městech jednotlivých členských států Evropské unie. Česká republika patří dlouhodobě na základě hodnocení tohoto indikátoru k nejhorším zemím v Evropské unii, přičemž hůře jsou na tom zejména země jižní Evropy, které mají pro znečištění ovzduší prachovými částicemi větší předpoklady.

Česká republika je vnitrozemským státem, též nazývaném jako „srdce Evropy“. Leží v mírných zeměpisných šířkách severní polokoule a vyznačuje se poměrně zřetelným střídáním 4 ročních období. Nachází se tedy v oblasti přechodného klimatu mezi oceánským, s deštivým létem a teplejší zimou, a kontinentálním, kde zpravidla převládají suchá, horká léta a chladné, silné zimy. Takže lze říci, že východní část České republiky (čechy) je chladnější, zatímco západní část je na tom o něco lépe a její podnebí bývá teplejší zejména přes léto (morava). Průměrné teploty v letním období se pohybují okolo 20 °C, v zimě okolo -2 °C.

tags: #znecisteni #atmosfery #zemepis

Oblíbené příspěvky:

• Česká legislativa v oblasti životního prostředí
• Jak namontovat objímku na odpady?
• Třídění odpadu a uhlíková stopa
• Rostliny České Přírody
• Tříděný odpad v Táboře