Znečištění NOx: Zdroje, dopady a řešení

Oxidy dusíku (NOx) jsou přirozenou součástí životního prostředí, vznikají především při spalovaní fosilních paliv za vysokých teplot, během bouřek, mezi producenty se řadí i mikroorganizmy. Na emisích oxidů dusíků se kromě přírodních procesů podílí zejména člověk. Mezi hlavní zdroje patří doprava, chemický průmysl a v podstatě jakékoliv spalovací procesy.

Co jsou oxidy dusíku?

Mezi oxidy dusíku patří sloučeniny kyslíku a dusíku, ty nejběžnější jsou oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO2). Dále do této skupiny můžeme zařadit oxid dusitý (N2O3), tetraoxid dusíku (N2O4) a oxid dusičitý (N2O5). Skupina těchto látek zahrnuje širokou škálu oxidů dusíku, ve směsích se označují jako NOx. NO se při styku oxiduje na NO2.

• Oxid dusnatý (NO) je za normálních podmínek bezbarvým až nahnědlým, nehořlavým plynem s typickým, ostře nasládlým zápachem. Bod varu NO je -151,74 °C.
• Oxid dusičitý (NO2) je za normálních podmínek kapalný, s výrazným, štiplavým zápachem. Při teplotě vyšší než 21,1 °C se stává hnědým až červeným plynem.

Zdroje znečištění NOx

Oxidy dusíku vznikají především při vysokoteplotním spalování fosilních paliv. Na přirozených emisích se podílí bouřková a především mikrobiální činnost. Na emisích oxidů dusíku (NOx) se podílejí zdroje spalující fosilní paliva. Zdroje jsou v domácí topeniště na tuhá paliva až po teplárny a elektrárny takzvaně stacionární. Jedním z nemalých zdrojů jsou i veškeré spalovací motory takzvaně mobilní.

Oxidy dusíku vznikají při spalování fosilních paliv oxidací dusíku chemicky vázaného v palivu a molekulárního dusíku obsaženého ve vzduchu, který se účastní spalovacího procesu. Tvorbu NOx při samotné procesu spalováni (ne) dokážeme přesně kontrolovat.

Primárním zdrojem (vytvářejícím až 55 % antropogenních NOx) jsou i přes využívání katalyzátorů motorová vozidla. Při spalování ušlechtilých paliv v motorových vozidlech je dosahováno vysoké teploty hoření, a proto zde dochází k oxidaci vzdušného dusíku (N2) na takzvané vysokoteplotní NOx.

Čtěte také: Vytápění a Ovzduší

Mezi další možné antropogenní zdroje úniků oxidů dusíku je nutné zařadit veškeré chemické procesy, kde jsou tyto oxidy přítomny a kde může k jejich úniku dojít, například výroba kyseliny dusičné. Takové výroby jsou však dnes vybaveny účinným zařízením na odstranění oxidů dusíku z odpadních plynů.

Antropogenní zdroje NOx

Situaci emisí z antropogenních zdrojů ukazuje následující obrázek.

Dále lze zmínit i zdroje přírodní jako jsou například biologické procesy v půdách, kde mikroorganismy v rámci svého životního cyklu produkují oxid dusný (N2O) a dusík (N2). Dusík jako takový je biogenní prvek, to znamená, že je v přiměřeném množství nezbytný pro růst rostlin. Je běžnou praxí, že je dodáván do půdy ve formě různých hnojiv pro podporu růstu plodin.

Dopady oxidů dusíku na životní prostředí a zdraví

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.

Oxid dusičitý je společně s oxidy síry součástí takzvaných kyselých dešťů, které mají negativní vliv například na vegetaci a stavby a dále okyselují vodní plochy a toky. Nižší hodnoty pH ovlivňují výskyt ryb nejenom přímo ale přispívají rovněž k uvolňování toxických kovů (např. ze sedimentů), jako je Al, Cd, Hg a tím se tento problém zvyšuje.

Čtěte také: Znečištění ovzduší v České republice

Oxid dusičitý (NO2) společně s kyslíkem a těkavými organickými látkami (VOC) přispívá k tvorbě přízemního ozonu a vzniku tzv. fotochemického smogu. Vysoké koncentrace přízemního ozonu poškozují živé rostliny včetně mnohých zemědělských plodin.

Oxid dusnatý (NO) je také jedním ze skleníkových plynů. Kumuluje se v atmosféře a společně s ostatními skleníkovými plyny absorbuje infračervené záření zemského povrchu, které by jinak uniklo do vesmírného prostoru, a přispívá tak ke vzniku tzv. skleníkového efektu a následně ke globálnímu oteplování planety.

Jelikož atmosférická depozice je zdrojem dusíku i pro povrchové vody, je nutné o oxidech dusíku uvažovat i jako o látkách, které se mohou přeneseně promítnout do parametru „celkový dusík“, který má vliv zejména na vznik tzv.

Člověk je oxidům dusíku vystaven zejména vdechováním. Při zasažení očí a kůže dochází ke vzniku vážných popálenin. Při vdechování nízkých koncentrací se objevuje podráždění oči a sliznic horních cest dýchacích.

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. Proto byl limit pro krátkodobou koncentraci stanoven na 200 µg/m3.

Čtěte také: Stacionární zdroj znečištění – žádost

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.

Pokud se týká zatížení NOx vnitřků budov, tak je odlišné od venkovníhio prostředí. Do bytů pronikají NOx jednak z vnějšího ovzduší, jednak se uvolňují při kouření tabáku a při provozu plynových spotřebičů či naftových kamen.

Legislativa a monitoring

Znečištění ovzduší oxidy dusíku se dříve hodnotilo pomocí sumy oxidů dusíku označené jako NOx. Pro tuto sumu byl stanoven imisní limit a zároveň jako NOx (a dodnes jsou) udávané nejen emise oxidů dusíku, ale i emisní faktory z průmyslu, energetiky i z dopravy. Současná legislativa ponechává imisní limit pro NOx ve vztahu k ochraně ekosystémů, ale zavedla imisní limit pro NO2 ve vztahu k ochraně zdraví lidí.

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.

Expoziční limity oxidy dusíku v ovzduší pracovišť

Expoziční limity oxidy dusíku v ovzduší pracovišť dle nařízení vlády č. 178/2001 Sb.

Řešení a snižování emisí NOx

Oxidy dusíku ve spalinách je nutno odstraňovat buď selektivní nekatalytickou redukcí s močovinou či amoniakem nebo pomocí selektivní katalytické redukce s amoniakem. Oběma metodami se NOX mění pomocí uvedeného redukčního činidla na elementární dusík a vodu. Nejnověji se pro odstranění NOx začínají uplatňovat kombinované tkaninové filtry, které mají na vnitřní straně filtrační tkaniny nanesenou katalytickou vrstvu.

Selektivní nekatalytická redukce, mezi které patří například u Dieslových aut metoda snižovaní NOx za použití AdBlue. Čpavek nebo močovina při spalování přednostně snižuje oxidy dusíku za vzniku jednoduchého dusíku a vodní páry.

Situace v České republice

Podle Integrovaného registru znečišťování byly v roce 2013 nahlášeny úniky NOx do ovzduší ve výši bezmála 81 tisíc tun. Mezi největší znečišťovatele v tomto roce patřily společnosti Elektrárna Počerady, a. s. a ČEZ, a. s.

Zatímco emise ostatních látek klesají, celkové emise oxidů dusíku se za posledních 6 let příliš nezměnily. Naopak mírný nárůst je způsoben zvýšením emisí z dopravy. Celkové emise v roce 2003 činily 329 949 tun Na této produkci se doprava podílela 51,7 % a velké zdroje znečištění (REZZO 1) 42,9 %.

Pro českou republiku představuje největší problém znečištění ovzduší oxidy dusíku (NOx) a polétavým prachem frakce menší než 10 µm (typu PM10 a PM2.5). Z důvodu dlouhodobého neplnění imisních limitů pro NOx a PM10 vede Evropská komise proti České republice řízení o nesplnění povinnosti (tzv.

Aby bylo cílových hodnot dosaženo, musí Česká republika do konce roku 2030 snížit znečištění ovzduší NOx o více než o 30 % oproti roku 2018 a o více než polovinu v případě znečištění PM2.5. Těchto hodnot bude podle Evropské komise nejlépe docíleno kombinací opatření v oblasti čistého ovzduší, energetiky a klimatu.

Tabulka: Zařazení látky v seznamu látek pro integrovaný registr znečišťování dle Nařízení Evropského parlamenu a Rady (ES) č. 166/2006, dle Nařízení vlády č. 145/2008 Sb. a dle Nařízení vlády č.

tags: #znečištění #NOx #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Význam taxi stanovišť ve městech
• Ekologie společenstev
• Semináře o životním prostředí v Zábřehu
• Klíč k Udržitelnosti
• Ochrana životního prostředí a elektroodpad