Znečištění ovzduší je naléhavým problémem, který má závažné důsledky na globální úrovni. Ovzduší obsahuje různé škodlivé látky, které mohou negativně ovlivnit lidské zdraví a životní prostředí. Znečištěné ovzduší si může vybrat svou daň v různých podobách od respiračních onemocnění po kardiovaskulární problémy. Má vliv i na neurologický vývoj dětí.
Účinná opatření k omezení emisí a podpora udržitelných postupů jsou nezbytné pro ochranu našeho zdraví a budoucnosti planety. Znečištění ovzduší představuje hlavní environmentální rizikový problém celého světa. Zdravotní problémy mohou nastat v důsledku krátkodobého i dlouhodobého vystavení se znečišťujícím látkám v ovzduší. U některých látek přitom stačí pouze velmi malá expozice na to, aby se projevil jejich negativní efekt. Přibližně 99 % světové populace dýchá ovzduší, ve kterém alespoň jednou v roce překračuje koncentrace jedné či více znečišťujících látek hodnotu doporučenou pokyny WHO.
Dospělý člověk spotřebuje denně kolem 15 kg vzduchu, z nichž se při klidném dýchání asi 1/2 kg kyslíku vstřebává do krve a je metabolizováno v těle. Ve srovnání s denní spotřebou přibližně 1,5 kg potravin a asi 2 l vody k pitným účelům je to značné množství. Člověk je až na výjimečné případy vždy odkázán na ovzduší, ve kterém se bezprostředně nachází bez možnosti jakéhokoliv výběru. Dýchací systém je branou, jíž do organismu vstupují nejen plyny tvořící normální ovzduší, ale i plynné imise, které se dostanou do ovzduší jako znečišťující látky škodlivé až toxické pro organismus. Do organismu se dostávají tuhé imise (prach, popílek, saze) a mikroorganismy (baktérie, viry, spory plísní apod.). Při tom mají velký význam také fyzikální vlastnosti ovzduší (teplota, vlhkost, ionizace, barometrický tlak aj.).
Složení ovzduší a jeho vliv na člověka
Kromě stálých složek atmosféry se v něm nacházejí další komponenty přirozeného původu, jejichž koncentrace značně kolísají. Jsou to, vedle již zmíněné vodní páry, oxidy dusíku a ozón vznikající za bouří v elektrických výbojích, oxid siřičitý, fluorovodík a chlorovodík vulkanického původu, sulfan z výronů kyselého přírodního plynu, ze sopek nebo jako produkt činnosti sirných baktérií. Prach a aerosoly přirozeného původu v ovzduší představují solné částice pocházející z mořské vody, různé typy kondenzačních jader, půdní a rostlinné části, z nichž zejména rostlinné pyly mají z hlediska zdravotního pro nezanedbatelnou část populace značný význam, spóry baktérií apod. Nad mořskou hladinou lze najít nejmenší koncentrace částic v ovzduší (4 mg částic na 1 m3 převážně soli).
Zatímco dusíku je v normálním ovzduší asi 78 objemových procent, kyslíku pak asi 20 %, je oxidu siřičitého, který se do ovzduší dostává např. s kouřovými emisemi ze spalování uhlí asi kolem 1 desetitisíciny objemového %. Rozhodující je parciální tlak kyslíku, který činí 21,3 kPa. Ve výšce 5000 m nad mořem při atmosférickém tlaku 54 kPa je parciální tlak kyslíku jen 11,3 kPa a ve výšce 10 000 m nad mořem je 5,6 kPa. S nízkým tlakem vzduchu se člověk může setkat při turistice v horách, při poruchách klimatizace v letadlech apod.
Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění
Vzdušné ionty
Vzdušné ionty jsou drobné částice (molekuly, skupiny molekul, kondenzační jádra, mikroskopické prašné částice), které mají indukovaný elektrický náboj (kladný nebo záporný), vzniklý ztrátou nebo získáním elektronu. Mění se podle aktuálních okolnosti atmosféry. Je vyšší v horních vrstvách atmosféry nebo při některých pracovních procesech (sváření elektrickým obloukem, při práci s rtg paprsky, v okolí zdrojů ultrafialového záření apod.). V atmosféře sídlišť a průmyslových zón je lehkých iontů poměrně málo. Zde je zvýšeno množství těžkých iontů (20-30 tisíc na m3).
Lehké ionty jsou nad hladinou oceánů kolem 400-500 tisíc na m3, zatímco ve znečištěném atmosféře klesají na 100 v m3. Vykouření jediné cigarety v místnosti výrazně snižuje jejich koncentraci na dobu několika hodin. Působení změn ionizace ovzduší na organismus se uplatňuje hlavně přes dýchací orgány, kde ionty nejsnáze odevzdávají svůj náboj. Indikátory jejich účinku je pozorování činnosti řasinkového epitelu v dýchacích cestách, produkce hlenu, změn na elektroencefalogramu, změn krevního tlaku, pH krve, bazálního metabolismu, tvorba hormonů, rychlosti dýchání, teploty a také subjektivních pocitů čilosti nebo únavy.
Několik odborných prací ukázalo, že existuje kladný vliv lehkých negativních iontů na hypertenzi, Basedowovu chorobu, bronchiální astma, revmatismus, tuberkulózu a také na celkové ladění organismu. Na základě pozitivních zkušeností s působením lehkých negativních iontů byly vyvinuty ionizátory ovzduší. Nejčastěji se využívá tzv. tichého korónového výboje, při kterém ale může vznikat i větší množství ozónu a oxidů dusíku, což je nevhodné. Tzv. ozonizátory, doporučované občas pro potlačování zápachů apod., jsou pro dráždivost ozónu i současně s ním vznikajících oxidů dusíku zcela nevhodné.
Znečišťující látky a jejich vliv
Jen velmi málo primárních znečištěnin si zachovává trvale svou chemickou identitu po vstupu do ovzduší. Skupina látek vytvářených v atmosféře reakcemi mezi znečištěninami buď za pomoci fotoaktivace (hlavně UV záření), nebo i bez ní - někdy označované jako sekundární emise, mohou byt dokonce škodlivější než látky výchozí. Nejznámější z těchto reakcí jsou ty, při nichž vzniká oxidační (dnes označovaný jako letní) smog.
Částice prachu a aerosoly
Částice větší než 100 μm poměrně rychle sedimentují a mají proto relativně neveliký přímý zdravotní význam. Kvůli velikosti je omezena i jejich interakce s jinými znečištěninami ovzduší. Mohou to být anorganické prachy např. Pro svůj značný povrch dávají dobrou příležitost ke slučování a jiným reakcím na nich adsorbovaných plynných nebo kapalných znečištěnin. Vedle toho rozptylují světlo. Při jejich vyšším obsahu v ovzduší může docházet ke značnému snižování viditelnosti. Podle své chemické struktury mohou být značně jedovaté pro lidi, zvířata i rostliny.
Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody
Částice menší než 10 μm se označují jako aerosol. Hmotnostně je jejich obsah ve vzduchu poměrně malý. Mají velký biologický význam. Za 24 hodin se jich dostane do dýchacího systému téměř 0,01 g, což je několik miliard částic, většinou menších než 1 μm, které infiltruji průdušinkami až do plicních sklípků. Částice menší než 0,01 μm se začínají chovat jako plynné molekuly. Postupně klesá jejich retence v plicích a částice menší než 0,001 μm jsou vydechovány. Částice větší než 10 μm jsou zachycovány v horních dýchacích cestách. Řasinkový epitel přestavuje mukociliární eskalátor, na kterém ulpívají prašné částice.
Škodlivost prachů a aerosolů závisí na jejich retenci v plicích a ta je v rozhodující míře ovlivněna jejich disperzitou. Distribuční křivka vyjadřuje relativní frekvenci zastoupení jednotlivých velikostních tříd zachycených částic a je zásadní pomůckou při posuzování rozsahu hygienického rizika při inhalaci daného prachu.
Chemické složení prachu je další významný faktor při posuzování zdravotního rizika inhalace. Jestliže prach nemá specifické biologické účinky a působí jenom zaprášení plic, mluvíme o prachu biologicky inertním. Obvykle ale, se jedná o prach biologicky agresivní a v důsledku jeho vdechování vznikají různé plicní koniózy. Klasický příklad prachu s fibroplastickými účinky je křemičitý prach. Dojde tedy ke, zvláště mezi horníky a brusiči obávané, silikóze. Prach azbestový, hlavně po dlouhodobé inhalaci dlouho vláknitého prachu, může způsobit zhoubný novotvar poplicnice nebo pohrudnice kromě klasické azbestózy. Prach obsahující beryllium při imunosupresi může způsobit berylliózu.
Kromě disperzity a chemického složení prachu mají zásadní význam také jeho fyzikální vlastnosti. K nim patří smáčivost, krystalická struktura a morfologie prachu, tedy tvar inhalovaných částic. Např. zkoumání provedená mezi obyvateli Sahary ukázala, že ačkoliv prach zvednutý větrem je převážně čistý oxid křemičitý, nebyla u exponované populace nalezena silikóza. Tyto nálezy byly vysvětlovány tím, že křemičitý prach pouště, a tedy i jeho částice, jsou díky dlouhodobé abrazi převážně kulovité a pouze čerstvě vzniklé částice vyznačující se hranami, hroty a jehlicovitými strukturami mohou vyvolat vznik typických silikotických uzlíků.
Další znečišťující látky
Sloučeniny síry mají hlavně podobu oxidů SO2 a SO3, dále pak sulfanu a sirouhlíku. Ze sloučenin dusíku jsou nejvýznamnější jeho oxidy a amoniak. Oxidy dusíku vznikají při hoření za vysokých teplot, tedy především ve všech elektrárnách a teplárnách na fosilní paliva, a ve válcích pístových motorů. Mohou dráždit, po inhalaci se vstřebávají do krve za vzniku methemoglobinu, a jsou důležitým faktorem ve fotochemických reakcích.
Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby
Oxidy uhlíku CO2 a CO vznikají při úplném, resp. nedokonalém spalování uhlíkatých paliv (hlavně z automobilové dopravy). Vysoké koncentrace CO mohou být i na některých pracovištích, např. v kotelnách. Halogenové sloučeniny, např. HF nebo HCl, se do ovzduší dostávají při některých metalurgických procesech. Organických sloučenin je ve znečištěném ovzduší velké množství, hlavně nasycené i nenasycené uhlovodíky alifatické i aromatické a jejich kyslíkaté i halové deriváty. Jsou emitovány jako páry nebo prchavé sloučeniny. Řada polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU) má prokazatelné karcinogenní vlastnosti. Mezi organickými látkami v ovzduší nacházíme také silně dráždivé sloučeniny jako formaldehyd, kyselina mravenčí, akrolein a další. Hlavním zdrojem těchto uhlovodíků jsou automobilové motory, především dvoutaktní a čtyřtaktní benzínové.
Radioaktivní látky, např. ve formě radioaktivního stroncia, izotopů jódu, cézia a dalších prvků, mohou ohrožovat zdraví člověka. Současný rozvoj jaderných elektráren přinesl některé potíže téměř výhradně však v případě havárií, jak se to projevilo již dříve při haváriích ve Windscale (1956, Anglie), Three Mile Island (1979, USA) a zejména při havárii bloku jaderné elektrárny v Černobylu v roce 1986.
Hlavním podkladem atmosférických reakcí jsou pevné částice. Na jejich povrchu se vstřebávají molekuly plynu. V nejjednodušším případě mohou spolu v ovzduší reagovat dvě látky, jako je např. slučování aerosolu kyseliny sírové s oxidy kovů. Tento příklad představuje neutralizaci vytvářením solí. Zejména však některé sírany kovů nejsou méně škodlivé než oxidy síry samy o sobě. Tyto sírany představují suchou fázi kyselých imisí. Poznání této skutečnosti je jedním z vážných argumentů používaných proti čpavkové metodě odsiřování emisí.
Mezi hlavní fotochemické reakce spouštěné UV zářením, při nichž vznikají sekundární emise významného zdravotního dosahu, patří disociace oxidu dusičitého NO2 na NO a atomární kyslík ve stavu zrodu, které jsou schopny startovat řetěz dalších reakcí, při nichž vznikají velmi dráždivé látky jako ozón, různé radikály (alkyly, formyly) či látky peroxidické povahy (peroxiacetylnitrát).
Smog a kouření
V souvislosti s rostoucími problémy ve znečišťování atmosféře se tradičně používá název smog, často však nesprávně a v nevhodných souvislostech. Redukční typ smogu, tzv. londýnský smog, je směsí kouře, oxidů síry a dalších plynných spodin spalování uhlí při vysoké relativní vlhkosti vzduchu a je obvykle doprovázen hustou mlhou. Oxidační typ smogu, tzv. losangeleský, dnes označovaný jako letní smog, vzniká na základě zplodin spalování kapalných a plynných paliv a jeho vznik je spojován s masivním znečišťováním ovzduší výfukovými plyny automobilů.
Kouření má podstatně negativní účinek na zdraví z toho důvodu, že ani v oblastech s nejvíce znečištěným ovzduším a za nepříznivých povětrnostních podmínek se obvykle nesetkáváme s takovou mírou expozice člověka, která by byla srovnatelná s expozicí silného kuřáka. Přitom významného zlepšení zdravotního stavu téměř poloviny populace by bylo možné dosáhnout radikálním omezením spotřeby cigaret bez jakýchkoliv investic. Pro odvykání kouření by mělo sloužit vedle poraden také správně zaměřené působení hromadných sdělovacích prostředků. Za slibný pomocný prostředek k odvykání kouření se pokládá podle doporučení 5. světové konference o kouření a zdraví, Winnipeg 1983, také žvýkací guma obsahující nikotin.
Dopady znečištění ovzduší
Odhady WHO ukazují, že asi 6,7 milionu úmrtí způsobených převážně neinfekčními chorobami lze přičíst společným účinkům znečištění vzduchu v okolním prostředí a v domácnostech, WHO. Znečištění ovzduší je rizikovým faktorem mnoha hlavních příčin úmrtí. Důsledkem znečištění jsou respirační dopady a kardiovaskulární a cerebrovaskulární onemocnění: ischemická choroba srdeční a mozková mrtvice. V roce 2013 byly tyto částice zařazeny také jako příčina rakoviny plic.
Prenatální expozice PAU pak může souviset s výrazně nižší porodní hmotností a pravděpodobně také s negativním ovlivněním kognitivního vývoje dětí. Oxid dusičitý je agresivní prudce jedovatý plyn, jehož koncentrace nad 200 μg/m3 může způsobovat vážné záněty dýchacích cest a souvisí s výskytem bronchitidy a astmatu u dětí. Koncentrace ozonu v ovzduší může způsobovat dýchací problémy, astma, omezovat činnost plic nebo způsobovat plicní choroby. SO2 ovlivňuje dýchací soustavu a funkci plic a způsobuje podráždění očí. Radon může být jednou z hlavních příčin rakoviny plic. Studie v Evropě, v Severní Americe a v Číně navíc potvrdily, že zdravotní rizika představuje i nízká koncentrace radonu.
Krátkodobá i dlouhodobá expozice látkám znečišťujícím ovzduší je spojována s dopady na zdraví. Závažnější dopady postihují lidi, kteří jsou již nemocní. Děti, senioři a chudí lidé jsou náchylnější. Dlouhodobé dopady znečištěného ovzduší podle statistik zkracují lidský život v průměru až o deset měsíců. Zejména v městských oblastech v roce 2020 vedla expozice PM2,5 v koncentraci nad úroveň směrnic WHO (z roku 2021) k 238 000 předčasných úmrtí v EU-27. V roce 2020 poklesla předčasná úmrtí připisovaná expozici PM částicím o 45 % v EU-27 ve srovnání s rokem 2005. Znečištění ovzduší rovněž poškozuje suchozemské a vodní ekosystémy.
V roce 2020 vedlo znečištění ovzduší k významnému počtu předčasných úmrtí ve 27 členských státech EU (EU-27). Expozice jemným částicím nad úrovní směrnice WHO (z roku 2021) měla za následek 238 000 předčasných úmrtí, expozice oxidu dusičitému nad příslušnou směrnou úroveň vedla k 49 000 předčasným úmrtím. Znečištění ovzduší kromě předčasných úmrtí způsobuje nemocnost.
Znečištění ovzduší je zdravotní a ekologický problém ve všech zemích světa, ale s velkými rozdíly v závažnosti. Nejvyšší úmrtnost na znečištění ovzduší evidujeme v zemích s nízkými až středními příjmy. Znečištění vzduchu v interiéru je jedním z největších světových ekologických problémů zejména pro nejchudší obyvatelstvo světa, které často nemá přístup k čistým palivům na vaření.
Přibližně 1/3 světové populace vaří na otevřeném ohni nebo na neefektivních kamnech poháněných petrolejem, biomasou (dřevo, zvířecí trus a rostlinný odpad) a uhlím, což způsobuje škodlivé znečištění ovzduší v domácnostech. Ženy a děti, které jsou obvykle odpovědné za domácí práce, jako je vaření a sběr dřeva, nesou největší zdravotní zátěž z používání znečišťujících paliv a technologií v domácnostech. Děti jsou zároveň významnou rizikovou skupinou. Téměř polovina (44 %) všech úmrtí na infekce dolních cest dýchacích u dětí do 5 let je způsobena vdechováním pevných částic (sazí) ze znečištěného ovzduší domácností. Rozdíl úmrtnosti (počet úmrtí na 100 000 lidí) v důsledku znečištění vnitřního ovzduší je mezi zeměmi i více než 100násobný.
Emise a imise
Pod pojmem emise označujeme množství škodlivin vypouštěných daným zdrojem do ovzduší. Uvádí se v jednotkách hmotnosti za rok (např. t/rok). Pojem imise vyjadřuje stav znečištění, tedy koncentraci škodlivin v ovzduší. Imise vznikají rozptylem a promícháním emisí v atmosféře.
Zdroje znečištění
Znečišťující látky se do ovzduší uvolňují především řízeným vypouštěním odpadních plynů, a to komíny, výduchy odsávacích a vzduchotechnických systémů, výpustmi odlučovacích zařízení apod. Tento děj lze kvantifikovat hmotnostním tokem zjištěným měřením emisí. Druhý způsob vnášení znečišťujících látek do ovzduší představují tzv. fugitivní emise (z anglického fugitive =příležitostný, přechodný, náhodný, prchavý), které lze vzhledem k jejich povaze určit pouze bilančními výpočty.
Mezi plošné zdroje patří velice různorodá skupina zdrojů emisí (kamenolomy, nádrže odpadních vod, čisticí stanice odpadních vod, průmyslové laguny, odkalovací nádrže, půdní filtry odvětrané do ovzduší, sídelní a průmyslové aglomerace apod.). Často se plošnými zdroji emisí znečišťujících látek stávají i dějiště přirozených přírodních procesů jako je vulkanická činnost, lesní požáry, větrná eroze apod.
PM10 a PM2,5
Tyto zkratky označují polétavý prach “particulate matter”. Jedná se o částice s nejvýznamnějším rizikem pro zdraví. Částice jsou značeny podle velikosti v mikrometrech (µm) a právě částice menší než 10 µm jsou pro naše zdraví nejškodlivější, protože se nezachytí v horních cestách dýchacích (např. v nose), ale pronikají hluboko do plic a mohou se dostat až do krevního oběhu.
Ve venkovním prostředí jsou hlavními zdroji znečištění vzduchu lokálně specifické zdroje především z dopravy, průmyslu, elektráren, ze stavenišť, spalování odpadů, z požárů nebo z práce na polích.
Polyaromatické uhlovodíky (PAU)
Jedná se o skupinu látek, o polyaromatické uhlovodíky, z nichž řada má toxické, mutagenní či karcinogenní vlastnosti. Mezi jejich hlavní zdroje v Česku patří vytápění domácností tuhými palivy a silniční doprava (nedokonalé spalování). Patří mezi tzv. endokrinní disruptory, látky poškozující funkci žláz s vnitřní sekrecí, tlumí náš imunitní systém a u těhotných žen ovlivňují růst plodu.
Oxid dusičitý
Oxid dusičitý je agresivní prudce jedovatý plyn, jehož koncentrace nad 200 μg/m3 může způsobovat vážné záněty dýchacích cest a souvisí s výskytem bronchitidy a astmatu u dětí. Vzniká ve spalovacích motorech a v domácnostech v kotlích, krbech, plynových sporácích a troubách. Jeho koncentrace v ovzduší proto kulminuje v dobách dopravní špičky.
Přízemní ozon
Přízemní ozon je jednou z hlavních složek fotochemického smogu. Vzniká fotochemickou reakcí slunečního svitu a nečistot (např. oxidů dusíku) v ovzduší. Proto je znečištění ozonem nejčastější během slunečných dní.
Oxid siřičitý
Oxid siřičitý vzniká spalováním fosilních paliv nebo zpracováváním minerálních rud obsahujících síru.
Radon
Radon je radioaktivní plyn, který vychází z určitých skalních a půdních útvarů a soustřeďuje se v suterénech nebo v přízemí domů.
Smogová situace
Smogová situace je stav mimořádně znečištěného ovzduší, kdy úroveň SO2, NO2, částic PM10 nebo O3 překročí některou z tzv. informativních prahových hodnot uvedených v Zákoně o ochraně ovzduší. Upozornění se vyhlašuje, když je hodnota 12hodinového průměru těchto škodlivých látek překročena na většině měřicích stanic v dané oblasti a dosahuje hodnoty 100 μg/m3.
Vývoj znečištění ovzduší v Česku
Vývoj úrovně znečišťování ovzduší je úzce spjat s ekonomickou a společensko-politickou situací i s rozvojem poznání v oblasti životního prostředí. Historicky mělo Česko v období těžkého průmyslu problémy se znečištěním ovzduší, zejména oxidy síry a oxidy dusíku. Po roce 1989 docházelo ke snižování emisí znečišťujících látek díky modernizaci průmyslových zařízení a k přizpůsobení ekonomiky evropským standardům. Významný vliv měla též plynofikace lokálních topných systémů.
V současnosti jsou v Česku hlavním zdrojem znečišťujících látek PM částice, které vznikají při vytápění domácností při spalování dřeva, uhlí nebo odpadů. Následují emise z průmyslu a dopravy. Mezi další znečišťující látky, které vyvolávají velké obavy, patří přízemní ozon (O₃) a polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU).
Evropská unie v minulosti přijala řadu opatření, kterými se se znečištěným ovzduším snaží vypořádat. Z evropských opatření vychází Imisní limity vyhlášené pro ochranu zdraví lidí a maximální počet jejich překročení v Česku, ČHMÚ. Tyto limity sice do značné míry reflektují poznatky a pokyny WHO, i tak ale mnohonásobně Evropské limity převyšují a připouští tak vyšší míru znečištění.
Znečištění ovzduší je jedním z hlavních rizikových faktorů úmrtí. Ve studii Global Burden of Disease je znečištěné ovzduší (ve vnitřním i venkovním ovzduší v kombinaci s přízemním ozonem) celosvětově 3. nejrizikovějším faktorem úmrtí, Our World in Data. V roce 2019 zemřelo po celém světě v důsledku působení znečištěného ovzduší přibližně 6,7 milionu osob.
Situace v Česku je oproti světu poněkud příznivější. Zde v roce 2019 došlo k poklesu v počtu úmrtí z důvodu znečištěného ovzduší od roku 1990 o 51,50 %. V roce 2019 došlo k přibližně 6 607 úmrtím v důsledku znečištěného ovzduší, z toho 6 255 úmrtí bylo přičteno přítomnosti prachových částic ve venkovním ovzduší a pouze 352 vnitřnímu.
Znečištěné ovzduší lidem odebírá nejen roky života, ale má také velký vliv na kvalitu jejich života.
tags: #znecisteni #ovzdusi #emise #zdroje
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]