Znečištění ovzduší prachovými částicemi v zemědělství v České republice

Znečištění ovzduší je definováno Světovou zdravotnickou organizací (WHO) jako "kontaminace vnitřního nebo vnějšího prostředí jakýmkoli chemickým, fyzikálním nebo biologickým činitelem, který modifikuje přirozené vlastnosti atmosféry". Vysoké úrovně znečištění mohou způsobit respirační problémy, srdeční a další onemocnění (např. rakovinu). Mohou také způsobit kyselé deště, poškodit plodiny, snížit růst a produktivitu rostlin a poškodit volně žijící zvěř. Jedná se o velký problém a to vzhledem k tomu, že 99% světové populace dýchá vzduch, který svou kvalitou nesplňuje doporučené limity WHO.

Z různých látek znečišťujících ovzduší vzbuzují zvláštní obavy pevné částice a aerosoly. Tento článek pojednává o těchto látkách přispívajících ke znečištění ovzduší a zdůrazňuje dva nástroje určené k průběžnému monitorování parametrů kvality ovzduší.

Pevné částice (PČ) jsou obecně definovány jako malé pevné částice rozptýlené v plynu, zatímco aerosoly jsou jemnější kapičky kapaliny nebo pevné částice, které zůstávají rozptýlené v plynech po významnou dobu. Obojí mohou negativně ovlivnit lidské zdraví, zejména pokud je jejich průměr menší než 2,5 μm (PM2.5). Aerosoly a PČ mohou být vytvořeny přírodními jevy, jako jsou sopečné erupce nebo lidskou čínností jako jsou např. průmysl a doprava. Tyto miniaturní částice mohou být transportovány vzduchem na velké vzdálenosti a způsobit komplikace daleko od jejich zdroje. Čím menší je velikost částic, tím hlouběji mohou proniknout do dýchacího systému. Několik studií spojilo PČ se zdravotními problémy (např. respiračními problémy) a s environmentálními problémy (např. zhoršení viditelnosti).

Zatímco hrubší prachové částice (PČ10) jsou většinou zadržovány nosními chlupy, jemné částice (PČ 2,5) mohou proniknout hluboko do plic a způsobit podráždění. Pro získání lepšího přehledu o účincích znečištění ovzduší na lidské zdraví a životní prostředí, je zapotřebí přesných měření, která určují množství a chemické složení rozptýlených částic s vysokým časovým rozlišením.

Analýza PČ a aerosolů se skládá tradičně ze dvou kroků: odběru a analýzy vzorku. Při odběru vzorků se obvykle využívá filtračního procesu. Částice se shromažďují na substrátech s filtry, které jsou po určité době odstraněny pro extrakci deionizovanou vodou pro následnou analýzu. Avšak tato metoda je schopna stanovit pouze průměry za 24 nebo více hodin. Průběžný odběr vzorků je nanejvýš důležitý, protože umožní citlivé sledování změn v iontovém složení aerosolů.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Metrohm Process Analytics je známým poskytovatelem analytických řešení pro analýzu vzduchu a aerosolů s bohatými zkušenostmi a odbornými znalostmi v oboru. Pokud jde o chemickou analýzu, zařízení MARS je propojeno s mokrými chemickými analyzátory, jako je kationtový a/nebo aniontový chromatograf (IC) nebo voltametrický systém, zatímco 2060 MARGA má integrované aniontové a kationtové IC. Oba přístroje zahrnují plynové denudery (Vlhký rotační denuder (VRD), vzorkovač růstu kondenzačních částic (Steam-Jet Aerosol Collector (SJAC), stejně jako čerpací a řídicí zařízení. Tyto přístroje aplikují metodu růstu aerosolových částic v kapky v prostředí přesycené vodní páry.

Zatímco MARS byl navržen tak, aby vzorkoval pouze aerosoly, 2060 MARGA navíc detekuje ve vodě rozpustné plyny. Ve srovnání s klasickými denudery, které odstraňují plyny ze vzorku vzduchu před aerosolovým kolektorem (růstovou komorou), shromažďuje MARGA 2060 plynné druhy ve VRD pro online analýzu. MARGA 2060 se dodává ve dvou konfiguracích: R (research) a M (monitoring). Verze MARGA R 2060 je určena pro výzkumné kampaně, jako je studium sezónní variability kvality ovzduší. Pokud se iontový chromatograf nepoužívá, může být odpojen a znovu použit pro další laboratorní výzkum. Pro srovnání, MARS lze použít jako před kondicionační jednotku pro několik analytických technik v okolních nebo průmyslových prostředích, jako je IC, voltametrický (VA) přístroj, hmotnostní spektrometr (MS) nebo analyzátor celkového organického uhlíku (TOC). Alternativně lze vzorky v režimu offline odebrat pomocí automatického podavače vzorků. Pro okamžité vyhodnocení výsledků lze MARS také vzdáleně propojit s libovolným analytickým systémem. Na druhou stranu, MARGA 2060 má dva integrované integrované IC, takže nelze spojit s žádnou jinou analytickou technikou.

Monitorování znečištění ovzduší je stěžejním pro umožnění nám porozumět typům a úrovním znečišťujících látek přítomných ve vzduchu, který dýcháme. Expozice znečištěnému ovzduší může způsobit řadu zdravotních problémů, včetně respiračních onemocnění, kardiovaskulárních onemocnění a dokonce i rakoviny. Může také poškodit životní prostředí tím, že způsobuje kyselé deště, poškozuje ozónovou vrstvu a přispívá ke změně klimatu.

Je důležité měřit kvalitu vzduchu pomocí nástrojů, jako je MARS nebo 2060 MARGA od Metrohm Process Analytics, abychom pochopili její dopad a vyvinuli účinné strategie ke snížení expozice. Ministerstvo životního prostředí uvádí, že lokální topeniště jsou v současnosti jedním z největších zdrojů znečištění ovzduší v ČR. Na celkovém znečištění - tedy na kvalitě ovzduší - se podílí spolu s dalšími sektory, jakými je energetika, doprava či zemědělství. Ty přispívají významně zejména sekundárními částicemi vzniklými z plynných polutantů, tedy znečišťujících látek. Oproti tomu lokální topeniště v domácnostech významně znečišťují ovzduší emisemi tuhých znečišťujících látek a benzo(a)pyrenu. Úroveň znečištění prachovými částicemi, tedy stav kvality ovzduší, je dána jak emisemi primárních částic, tak tvorbou sekundárních částic. Velkou roli přitom hrají také meteorologické podmínky.

Modelování provedené v rámci přípravy aktualizace Národního programu snižování emisí ukazuje, že jen zahraniční zdroje jsou zodpovědné za 40 až 60 % ročního průměru imisních koncentrací částic PM2,5.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Hlavní zdroje znečištění:

• Lokální topeniště: Zastaralé spalovací zdroje, špatná obsluha a spalování nevhodného paliva.
• Energetika: Výroba elektřiny a tepla, zejména spalování uhlí.
• Doprava: Výfukové plyny motorových vozidel, zejména ve velkých městech.
• Průmysl: Těžební, chemický, strojírenský a další průmyslové provozy.
• Zemědělství: Produkce sekundárních částic z plynných polutantů.

Lokální topeništěPodle posledních průzkumů je podíl lokálních topenišť na emisích jemných prachových částic PM2,5 značný. Příčinou vysokých emisí v sektoru vytápění domácností jsou konstrukčně zastaralé, nevyhovující spalovací zdroje v domácnostech a často také jejich špatná obsluha a seřízení. Zároveň může mít svůj vliv i spalování nevhodného paliva. Vysoké emise vznikají například při topení nedostatečně proschlým dřevem, při pálení odpadu nebo hnědého uhlí v kotlích, které pro jeho spalování nejsou určené.

Znečištění ovzduší ze silniční dopravy se v České republice i v Evropě každým rokem zhoršuje a má významný vliv na lidské zdraví. Městské ovzduší ovlivněné výfukovými plyny má podobné účinky jako cigaretový kouř. Látky, které jsou součástí emisí z automobilů, mohou způsobit celou řadu závažných zdravotních problémů.

Znečišťování ovzduší průmyslem sahá na počátek 20. století, kdy se na území Československa soustřeďoval slévárenský a těžební průmysl. Po 2. Regulace a opatřeníV roce 2022 bude provoz kotlů nižší než 3. třídy zakázán. Emisní projekce připravená v rámci aktualizace Národního programu snižování emisí předpokládá po splnění zákonné povinnosti pokles emisí primárních částic PM2,5 ze sektoru vytápění domácností oproti roku 2017 o 60 %, a to konkrétně z 30 kilotun na 12 kilotun.

Ministerstvo životního prostředí připravilo dotační program z Operačního programu Životní prostředí, který je zaměřen právě na výměnu nevyhovujících spalovacích zdrojů na pevná paliva nižší než 3. třídy.Zároveň byl v současné době spuštěn i pilotní projekt bezúročných půjček na výměnu kotlů v Moravskoslezském, Ústeckém a Karlovarském kraji, a to právě za podpory takzvaných kotlíkových dotací. Postupně dochází ke zpřísňování požadavků na kotle a topidla uváděné na trh a od roku 2012 došlo dvakrát ke zpřísnění požadavků na kvalitu dodávaného uhlí. Od téhož roku také úřady posílily regulaci provozů kotlů a topidel. Došlo například k zavedení pravidelných kontrol technického stavu a provozu zdrojů, od kterých si slibujeme odstranění závažných nedostatků v jejich provozování a instalaci a vyšší informovanost provozovatelů.

Doporučení pro zlepšení kvality ovzduší:

• Používejte hromadnou dopravu nebo jezděte na kole.
• Vytápějte ekologicky.
• Nespalujte plasty a odpadky.

Regionální rozdíly v kvalitě ovzduší:

Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, člení území ČR pro posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění ovzduší na zóny a aglomerace, přičemž zóny jsou tvořeny jedním až třemi kraji. Pro meziregionální hodnocení kvality ovzduší jsou použity následující ukazatele: index kvality ovzduší, koncentrace vybraných látek znečišťujících ovzduší vážených populací v regionech ČR a pro města s více než 30 000 obyvateli, podíl obyvatel žijících v nadlimitních oblastech a podíl území regionu s překročením imisních limitů.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

• Hlavní město Praha patří z hlediska znečištění ovzduší mezi více zatížené oblasti ČR. Tento stav je výsledkem spolupůsobení řady antropogenních a přírodních faktorů. Zhoršená kvalita ovzduší souvisí zejména se značným dopravním zatížením. Nezanedbatelný vliv na současnou imisní situaci v Praze má i spotřeba pevných paliv pro vytápění rodinných domů především v okrajových částech města a vzrůstající obliba používání krbů a krbových kamen.
• Kvalita ovzduší ve Středočeském kraji je dlouhodobě ovlivňována průmyslovým charakterem kraje, hustou dopravní infrastrukturou a vysoké intenzity dopravy v návaznosti na aglomeraci Praha.
• Kvalitu ovzduší Jihočeského kraje v rámci ČR můžeme hodnotit příznivě. Zhoršenou kvalitu ovzduší lze očekávat v Českobudějovické aglomeraci a v centrech větších měst (Tábor, Písek, Strakonice) kde je soustředěna převážná část průmyslové výroby z celého kraje.
• Kvalitu ovzduší Plzeňského kraje v rámci ČR můžeme hodnotit relativně příznivě. Opačná situace je v Plzni a jejím okolí, kde měrné emise v okrese Plzeň-město mnohonásobně převyšují hodnoty měrných emisí v ČR.
• Kraj lze z hlediska znečišťování ovzduší rozdělit na tři oblasti. První lázeňskou část najdeme v jižní části kraje. Zde je hlavně lehký a potravinářský průmysl a na znečištění se převážně podílí lokální topeniště a doprava. V druhé části kraje najdeme chemický průmysl, hnědouhelný důl a elektrárny Vřesová a Tisová. Ty se podílí výrazně na znečištění regionu, ale současně zde najdeme i vliv lehkého průmyslu včetně skláren a keramických závodů. Třetí oblastí je Krušnohoří, kde je většina znečištění ovlivněno lokálními topeništi (Karlovarský kraj).
• Obecně se Ústecký kraj vyznačuje výraznou orientací hospodářství na těžký průmysl. Vydatná ložiska hnědého uhlí s sebou nese i průmysl energetického zpracování uhlí. K emisnímu zatížení kraje přispívá i lehký průmysl a lokální topeniště.
• Znečištění ovzduší v Libereckém kraji je menší, chybí tu výrazný zdroj těžkého průmyslu.
• Kvalita ovzduší je v Královéhradeckém kraji na relativně dobré úrovni. Ovlivňuje ji především dopravní zátěž i přes velice hustou síť železniční dopravy, která je pouze na dvou tratích kompletně elektrifikována.
• Kraj Vysočina patří co do rozlohy k větším krajům ČR. Z hlediska znečištění ovzduší lze kraj hodnotit velmi pozitivně. Vysoký podíl lesů, menší podíl měst a zároveň absence výraznějšího průmyslu znamenají, že kvalita ovzduší je na většině míst příznivá.
• Oblast Ostravy o okolí (50km) je nejvíce znečištěnou oblastí nejen v ČR, ale i v EU. Pravidelně zde dochází k překračování limitu pro polétavý prach (PM 10) a další znečišťující látky. Největším producentem znečištění je na Ostravsku společnost ArcelorMittal a jejich železárny,které produkují velké množství pevných částic PM10 a benzopyrenu.

Emise a Imise

Emise představují znečištění měřené přímo ze zdrojů znečištění na daném území. Zdroje znečištění jsou celostátně sledovány v rámci Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO). Tyto zdroje jsou rozdělené do základních dvou podskupin: zdroje stacionární (stacionární zařízení ke spalování paliv, REZZO 1-3) a mobilní (zdroje se spalovacími nebo jinými motory, REZZO 4).

Dopad emisí na kvalitu ovzduší v daném regionu, tedy čistota ovzduší (imise) se měří na stanicích automatizovaného imisního monitoringu ČHMÚ. Stanice měří hodnoty koncentrací znečišťujících látek, např. oxidu siřičitého SO2, oxidu dusnatého NOx, oxidu dusičitého NO2, prašného aerosolu PM10, benzenu nebo těžkých kovů (As, Cd, Hg, Ni, Pb).

Tab. 3.3.3.1 Emise ze stacionárních zdrojů v přepočtu na 1 km2

V zapojených samosprávách bude možné instalovat meteostanice a senzory prašnosti, které jsou schopné monitorovat prašnost v pásmech PM1, PM2, PM2,5 a PM10 a zároveň sledovat molekuly NO2, SO2, CO, O3, CO2 a O2. „Uvědomujeme si, že kvalita ovzduší je jedním z problémů, které Česko trápí. Informace o kvalitě ovzduší mohou být pro obyvatele v lokalitě naprosto zásadní. Proto jsme jako první z produktů ekosystému Agdata City zaměřili právě na precizní mapování lokálního znečištění vzduchu. „Zapojením se do pilotního projektu dokážeme nabídnout občanům on-line informace o kvalitě ovzduší v naší obci. Ta zde přitom není dlouhodobě nejlepší.

Čidla jsou umístěna ve třech částech obce, ve kterých se nacházejí naše školní a předškolní zařízení. Těmto institucím tak umožníme získat důležité informace o momentálním stavu ovzduší tak, aby mohly bezpečně realizovat své venkovní aktivity s dětmi. Znečištění prachovými částicemi v současnosti patří k hlavním problémům kvality ovzduší v České republice. Částice představují významné riziko pro lidské zdraví. Pocházejí hlavně ze spalovacích procesů v energetice, vytápění domácností a z dopravy. Ta kromě přímých exhalací způsobuje i víření již usazených částic do ovzduší. A netýká se to jen regionů.

tags: #znečištění #ovzduší #prachovými #částicemi #zemědělství

Oblíbené příspěvky:

• Pěstování hrušní na větrných místech
• Řeka Lučina po soutoku
• Ochrana přírody v ČR
• Tipy na výlety přírodou ve středních Čechách
• Znečištění ovzduší: Dopady na zdraví