Znečištění ovzduší, vody a půdy: Příčiny a důsledky

Životní prostředí je neustále ohrožováno lidskou činností, která vede ke znečišťování ovzduší, vody a půdy. Tento článek se zaměřuje na příčiny a důsledky tohoto znečištění, s důrazem na degradaci půdy, znečištění vod a ovzduší.

Degradace půdy

Kvalita zemědělské půdy v Česku i na mnoha místech ve světě dlouhodobě klesá. Je to způsobeno zejména lidskou činností, především intenzivním modelem hospodaření, který je optimalizován na co možná nejvyšší, krátkodobé výnosy, ale nehledí na dlouhodobé zdraví půdy a její další (neprodukční) funkce. Půdy tvoří základ všech suchozemských ekosystémů, což platí i o půdách využívaných k zemědělským účelům, z nichž lidé získávají obživu. Dlouhodobé sledování kvality půd ukazuje, že v mnoha částech světa vlivem dosavadního hospodaření půda postupně degraduje - snižuje se zejména množství obsažené organické hmoty - a klesá tak její schopnost plnit produkční i ekosystémové funkce.

Pokud se nic nezmění, může v nejbližších sto letech téměř polovina konvenčně obdělávaných půd světa tyto funkce ztratit úplně - z kdysi úrodné půdy se stane v podstatě písek. Zdravá půda má nezastupitelný význam v přírodních ekosystémech (např. les nebo louka), ale i v člověkem výrazně přetvářených, tzv. kulturních ekosystémech (např. pole nebo ovocný sad). Půdu lze chápat jako samostatný ekosystém, který je však zároveň velmi úzce propojen se všemi ostatními suchozemskými ekosystémy. Nejde jen o neživou materii, jak by se mohlo na první pohled zdát. Ve skutečnosti je půda živý komplex mnoha různých vztahů, funkcí a procesů.

Neživá (minerální) složka půdy vzniká rozpadem matečné horniny na různě velké částice (jílovité, hlinité, písčité). Tuto minerální složku promíchává a doplňuje voda a půdní vzduch a díky tomu vznikají podmínky pro život obrovského množství mikrobů, hub a živočichů - od jejich nejmenších zástupců (např. želvušky nebo krytenky) až po tzv. půdní megafaunu (např. žížaly nebo mnohonožky). Když stojíme někde v ekosystému, jako je třeba květnatá louka nebo lužní les, nachází se pod našima nohama zpravidla více půdních organismů, než kolik je lidí na Zemi. Z hlediska rozmanitosti zastoupených druhů neboli biodiverzity najdeme v půdě více živočišných druhů, než kolik je druhů obratlovců v celé Evropě.

Pro lepší pochopení toho, jak se půda podílí na cyklu živin a důležitých stavebních prvků (např. uhlíku, dusíku a fosforu), si lze představit rostlinu, jež čerpá z půdy potřebné látky, aby mohla pomocí fotosyntézy produkovat organickou hmotu - tedy růst a rozvíjet se. Ve chvíli, kdy taková rostlina nebo její část (třeba květ po opylení) odumře a spadne na zem, začne se na povrchu půdy hromadit nezpracovaná organická hmota. Tu začnou zpracovávat už zmíněné půdní organismy - postupně ji požírají a energii z ní využívají pro sebe. Během tohoto procesu, jemuž se říká mineralizace, dochází k rozpadu zmíněné organické hmoty na jednodušší sloučeniny.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Odumřelé části organismů nejsou jedinými organickými složkami půdy. Rostliny také ze svých kořenů vylučují tzv. kořenové exudáty, jež jsou pro život půdních organismů dalším zdrojem energie (jde v podstatě o cukry), ale zároveň jsou i jakýmsi komunikačním kanálem mezi rostlinou a půdní faunou. Jiné látky jsou zase vylučovány mikroskopickými houbami, jejichž vlákna prorůstají půdou na velké vzdálenosti. Tímto mechanickým a chemickým zpracováním odumřelé organické hmoty se půdní organismy podílejí nejen na zpřístupnění živin pro rostliny, ale také na vytváření půdní struktury - tzv. půdních agregátů. Tyto agregáty si lze představit jako slepence organické hmoty, jílovitých částic a dalších materiálů.

Významná část zemědělských půd v Česku je více či méně degradovaná a totéž platí o půdách i jinde v Evropě. To znamená, že tyto půdy postupně ztrácejí svou strukturu, ubývá v nich půdní biodiverzity a organické hmoty, a v důsledku toho nejsou schopny dostatečně plnit své produkční a ekosystémové funkce (což mimo jiné vede i k výraznému poklesu cen půdy a snižování hodnoty majetku vlastníka). Degradační procesy probíhají v přírodě přirozeně. Platí to i o půdě: ta je za běžných podmínek schopna obnovy a umí tyto procesy vyvažovat. Nevhodné zacházení s půdou však degradační procesy zesiluje a půda se pak nedokáže obnovit dostatečně rychle.

Intenzivní hnojení syntetickými hnojivy, aplikace různých pesticidů, využívání těžké techniky, velkoplošné pěstování jedné plodiny (monokultury) a rozsáhlé lány patří mezi hlavní faktory, proč půda ztrácí své kvality a přestává být zdravá. V současném intenzivním modelu zemědělství, který je rozšířený v Česku, ale i v řadě dalších zemí světa, jsou živiny do půdy dodávány převážně průmyslově vyráběnými hnojivy. Ta sice rostlinám dodají to hlavní, co ke svému růstu potřebují, ale na rozdíl například od chlévské mrvy (pocházející například od dobytka, ovcí či koní) nepřidávají do půdy žádnou organickou hmotu, která by vyživovala půdní organismy, a tím i celý půdní ekosystém. Navíc na polích při intenzivním způsobu hospodaření běžně nezůstává ani odumřelá organická hmota - po sklizni jsou i zbývající části rostlin, které by zde jinak postupně zetlely, zpravidla odvezeny pryč.

To vede k narušení přirozených cyklů prvků v půdě a zároveň vytváří závislost na neustálém dodávání hnojiva. A nejen to: aby půdní organismy v takto chudém prostředí přežily, začnou zpravidla rozkládat organickou hmotu, která je v půdě uložena. To vede k tomu, že půda postupně chudne a současně se při tomto procesu uvolňuje oxid uhličitý. Jinými slovy: degradace půdy zvyšuje také koncentrace CO2 v atmosféře a tím se podílí i na oteplování planety. Ztráta organické hmoty a s tím související pokles množství organismů v půdě vede k rozpadu půdní struktury (už zmíněných půdních agregátů). S úbytkem organické hmoty a souvisejícím rozpadem půdní struktury se půda stává náchylnou k tomu, že ji odplaví voda nebo odnese vítr.

Spolu s ornicí odnáší voda (nebo vítr) také organickou hmotu a živiny. To má hned dvojí negativní efekt: jednak tyto živiny v půdě chybějí a jednak se snadno dostávají do vodních toků, kde mohou způsobovat nežádoucí přemnožení řas a sinic (toto obohacování vod živinami se nazývá eutrofizace a má další negativní důsledky). K okyselování půdního prostředí přispívá do velké míry hnojení, zejména použití dusíkatých hnojiv. Roli hrají také kyselé deště a imise síry a dusíku. Ve zdravém půdním prostředí se přirozeně vyskytují i zásadité prvky (např. vápník), které nízké pH více či méně vyrovnávají. Navíc se některé klíčové prvky, jako například hořčík nebo fosfor, v kyselém prostředí hůře rozpouštějí, a stávají se tak pro rostliny nedostupné. Růst rostlin je pak omezený a tyto prvky jsou vymývány do podzemních i povrchových vod.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

K utužování půdy dochází zejména využíváním těžké techniky na polích (velké traktory, kombajny a podobně) s hmotností mnoha tun, které vytvářejí na půdu značný tlak. Utužení v důsledku přejezdů těžké techniky je pak ještě zesíleno v případě, že má obdělávaná půda vysokou vlhkost. Utužená půda je kompaktnější a ztrácí svou pórovitost. Nedokáže pak dobře absorbovat vodu, čím se zvyšuje riziko vodní eroze (voda se nevsákne a pouze steče po povrchu, přičemž odnáší i ornici, viz výše). Nedostatek pórů omezuje také množství kyslíku v půdě, což v kombinaci s nedostatečnou vlhkostí vede k omezení půdních procesů (a tedy i zpomalení rozkladu organické hmoty a uvolňování živin). Rostliny pěstované v takové půdě trpí, protože mají málo vody, vzduchu i živin.

Znečišťující látky (polutanty) se do půdy dostávají například z emisí z průmyslu nebo dopravy, mohou unikat při různých haváriích (např. při přepravě chemikálií), z nedostatečně zabezpečených skládek odpadu nebo při těžební činnosti. Významný podíl mají také chemikálie využívané v zemědělství (syntetická hnojiva a pesticidy). Polutanty mohou v půdě také ovlivňovat některé procesy, jako je třeba rozklad organické hmoty. Podíl zastavěné plochy v Česku dlouhodobě roste (za posledních 50 let se zastavěná plocha zvětšila dvojnásobně). Rozšiřování obytných částí i potřebné infrastruktury vede k úbytku zemědělské půdy, navíc často dochází k zastavování právě nejkvalitnějších půd. Při zástavbě je půda do velké míry mechanicky narušena a pokryta nepropustnými materiály (beton, asfalt aj.). Takto znehodnocená půda ztrácí veškeré své produkční i ekosystémové funkce.

V krajině vedou takovéto zásahy ke snižování biodiverzity, ztrátám krajinného rázu a dochází též k omezení schopnosti zadržovat vodu (což může zesilovat dopady povodní). Kromě toho zástavba zvyšuje i riziko kontaminace okolních půd a vod.

Znečištění vody

Zemědělství je bráno jako hlavní zdroj znečištění vod, který je také nejtěžší eliminovat kvůli jeho prostorovému charakteru. Největší problém u zemědělství je fakt, že zemědělský sektor je největším spotřebitelem globálních sladkovodních zdrojů. Zemědělství a živočišná výroba využívá přibližně 70 procent zásob povrchové vody na Zemi. Po celém světě je zemědělství hlavní příčinou degradace vody. Ve Spojených státech je zemědělské znečištění hlavním zdrojem kontaminace v řekách a potocích, druhým největším zdrojem v mokřadech a třetím největším zdrojem v jezerech. Rovněž významně přispívá ke kontaminaci ústí řek a podzemních vod.

Pokaždé, když prší, splachují se hnojiva, pesticidy a živočišný odpad z farem, s čímž unikají i patogeny a viry do našich vodních cest. Hlavní příčinou zhoršení kvality vod je eutrofizace, kterou způsobuje několik faktorů. Za jeden z neproblematičtějších se považuje vyluhování dusíku a fosforu z orné půdy do podzemních a povrchových vod, jako důsledek vyššího množství těchto živin aplikovaných v přírodních a minerálních hnojivech ve srovnání s požadavky rostlin nebo aplikace hnojiv za nepříznivých podmínek. Vylučování živin závisí na několika faktorech, především na úrovni hnojení, typu a načasování aplikace hnojiv, způsobu aplikace hnojiv na půdu, druhu plodin a jejich požadavcích na hnojiva, atd.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Znečištění živinami způsobené přebytkem dusíku a fosforu ve vodě nebo ve vzduchu je celosvětově největší hrozbou pro kvalitu vody a způsobuje především rozkvět řas, z nichž mnohé mohou být nebezpečné. Klíčovým faktorem, který určuje příjem živin v rostlině je také dostupnost mikroelementů a makroelementů v půdě, zejména však hmotnostní poměr mezi prvky. Nedostatečné množství draslíku snižuje příjem dusíku rostlinami a tím může zvýšit vyluhování dusíku z půdy. V zimním období dochází vlivem zmrznutí a rozmrznutí půdy k rozpadu půdních agregátů a vytvoření krusty na povrchu půdy, která zhoršuje infiltraci vody do půdy a náchylnost půdy k erozi.

Dále pak ve studovaném území byl zjištěn sice příznivý poměr P:K, ale silný nedostatek P a K, to značí vysoký poměr N:K a N:P. Použitá voda se nazývá odpadní voda. Vychází z našich dřezů, sprch a toalet i z komerčních, průmyslových a zemědělských činností. Termín také zahrnuje odtok dešťové vody, ke kterému dochází, když srážky přinášejí do našich vodních cest silniční soli, olej, mastnotu, chemikálie a úlomky z nepropustných povrchů.

OSN uvádí, že více než 80 procent světových odpadních vod proudí zpět do životního prostředí, aniž by byly čištěny nebo znovu použity; v některých nejméně rozvinutých zemích dosahuje toto číslo až k 95 %. Ve Spojených státech zpracovávají čistírny odpadních vod denně zhruba 34 miliard galonů odpadní vody. Na titulních stránkách mohou dominovat velké skvrny, ale spotřebitelé představují drtivou většinu znečištění ropou v našich mořích, včetně ropy a benzínu, které denně kapají z milionů osobních a nákladních automobilů. Kromě toho téměř polovina z odhadovaného 1 milionu tun ropy, která se každoročně dostane do mořského prostředí, nepochází z úniků tankerů, ale z pozemních zdrojů, jako jsou továrny, farmy a města.

Na moři tvoří úniky tankerů asi 10 procent ropy ve vodách po celém světě, zatímco pravidelná provozování odvětví námořní dopravy - prostřednictvím legálních i nelegálních vypouštění - přispívá asi jednou třetinou. Ropa se také přirozeně uvolňuje zpod oceánského dna zlomeninami známými jako prosakování. Radioaktivní odpad je jakékoli znečištění, které emituje záření nad rámec toho, co je přirozeně uvolňováno prostředím. Generuje ho těžba uranu, jaderné elektrárny a výroba a testování vojenských zbraní. Dále také jako univerzity a nemocnice, které používají radioaktivní materiály pro výzkum a medicínu. Radioaktivní odpad může přetrvávat v životním prostředí po tisíce let, což činí jeho ukládání velkou výzvou.

Náhodné uvolnění nebo nesprávná likvidace kontaminantů ohrožují podzemní vody, povrchové vody a mořské zdroje.

Kontaminace půdy a její dopady

Kontaminace půdy je způsobena zvýšeným obsahem potenciálně rizikových látek v půdním prostředí, zpravidla antropogenního původu, jakými jsou rizikové prvky, perzistentní organické polutanty, radioaktivní prvky, kyanidy a jiné chemikálie. Tato skupina zahrnuje kovy a metaloidy, které mohou vyvolávat projevy akutní či chronické toxicity u živých organismů. Antropogenními zdroji rizikových prvků jsou plošné imisní spady z průmyslové činnosti, spalovacích procesů a dopravy. Maloplošnou, ale intenzivní kontaminaci, mohou způsobovat prašné úlety z procesů zpracování rud, chemického průmyslu apod. Do zemědělských půd se mohou tyto prvky dostávat s nekvalitními průmyslovými hnojivy, organickými látkami a pesticidy. Rovněž aplikace kalů z čistíren odpadních vod či rybničních sedimentů může být z hlediska vnosu rizikových prvků do půdy značně problematická.

Jedná se o velmi rozsáhlou skupinu látek přírodního (produkty hoření, rozkladných procesů, metabolizmu atd.) či antropogenního původu. Polutanty vznikající činností člověka lze dále dělit na látky záměrně vyráběné (pesticidy, změkčovadla, součásti nátěrových hmot) a látky vznikající jako vedlejší produkt výroby nebo produkt spalování (např. polycyklické aromatické uhlovodíky). Mezi nejčastější zdroje kontaminace patří uhlovodíky, rozpouštědla, polycyklické aromatické uhlovodíky a pesticidy.

Při kontaminaci půdy může dojít k narušení základních funkcí půdy (např. inhibice mikrobiální činnosti a procesů humifikace), dále k přestupu kontaminantů do dalších složek prostředí (povrchová a podzemní voda), včetně potravních řetězců. Rostlinná produkce může být ohrožena kvalitativně (obsah kontaminantů) nebo kvantitativně (snížená tvorba výnosů plodin následkem fytotoxického působení kontaminantů v půdě). Výrazně zvýšený obsah kontaminantů v půdě pak může způsobit přímé ohrožení lidského zdraví inhalačním, dermálním nebo perorálním příjmem u osob, pohybujících se dlouhodobě na půdě (např. dětská hřiště).

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) tvoří významnou skupinu látek, z nichž většina vykazuje nepříznivé účinky na vodní organismy i na člověka. Vzhledem k jejich perzistenci mají schopnost dlouho přetrvávat ve vodním prostředí. Polycyklické aromatické uhlovodíky můžeme nalézt ve všech složkách životního prostředí. To je dáno tím, že dominantním zdrojem znečištění jsou spalovací procesy, jež jsou jak přirozeného, tak antropogenního původu. Nejvýznamnějším přirozeným zdrojem PAU jsou vulkanická činnost, požáry vegetačního pokryvu a některé sedimentované horniny.

Antropogenní emise PAU neprůmyslového charakteru vznikají cíleným vypalováním vegetace, z domácích topenišť či kouřením. Z 15 PAU sledovaných v rámci projektu ATMDEP náleží do skupiny 1 - „prokázaný karcinogen“ benzo[a]pyren.

Řešení problematiky kontaminace půdy spočívá v limitování obsahů kontaminantů ve vstupech do půd (hnojiva, pesticidy, kaly ČOV, vytěžené sedimenty), které je u nás legislativně rovněž upraveno a dále v realizaci pravidelných kontrol. Dále je důležité snižovat riziko kontaminace půdy, vody a potravního řetězce. Problematika kontaminace je v ČR vhodně ošetřena legislativně. Vyhláška MŽP 153/2016 Sb. stanoví preventivní a indikační limity obsahy rizikových prvků a perzistentních organických polutantů v zemědělských půdách, které mají přímou vazbu na použití kalů ČOV a vytěžených sedimentů v zemědělství (preventivní limit) a na ohrožení kvality a kvantity zemědělské produkce nebo přímého ohrožení lidského zdraví (indikační limit).

Novela zákona o ochraně ovzduší rozšiřuje povinné kontinuální měření emisí na další zdroje a zavádí elektronické hlášení výsledků do centrálního systému, což umožní okamžitý přístup k datům. Stavební firmy budou nově přímo ze zákona odpovědné za minimalizaci prašnosti na staveništích a při demolicích. Součástí motivace ke snižování emisí je také zavedení nových sazeb u poplatku za znečišťování ovzduší, u nichž se zohlední inflace z posledních let.

Další zdroje znečištění

• Města a obce, průmyslové závody, objekty soustředěné zemědělské živočišné výroby: Nejčastější zdroje tohoto znečištění jsou především čistírny odpadních vod, ale i odpad z domácností a továren.
• Zemědělské hospodaření, atmosférické látky a erozní splachy: Výrazným zdrojem kontaminace vody u plošného znečištění jsou látky obsazené v hnojivech, které se běžně používají při zemědělství.
• Havarijní znečištění: Únik závadných látek do vody při nějaké havárii (například tanker, ze kterého unikne ropa do moře). Havárie jsou nejvíce způsobené dopravou a nejčastěji unikají ropné látky, odpadní vody, a chemické látky.

Prevence znečištění

Pro zajištění zdravé půdy, a tím pádem také čistější vody a ovzduší, zůstává z dlouhodobého hlediska nejúčinnějším a nejlevnějším způsobem prevence. Nejlepším opatřením pro budoucnost je zabránit další kontaminaci půdy. Můžeme vycházet ze stávajících předpisů a kontrolovat kontaminaci průmyslové půdy a také více zapojit občany.

Důležitá je změna způsobu, jak se s půdou a krajinou zachází. Konkrétně to znamená obohacovat půdu o organickou hmotu a podporovat půdní biodiverzitu, využívat šetrnější způsoby úpravy půdy (např. omezovat orbu).

Inovativní řešení pro čistší budoucnost

V reakci na rostoucí problémy se znečištěním vznikají inovativní projekty zaměřené na čištění a prevenci. Například projekt ALFA vyvinul vysoce účinné čističky vzduchu a vody využívající světelnou energii (fotokatalýzu). Tato metoda je účinná i při velmi nízkých koncentracích škodlivých látek a má potenciál pro široké průmyslové využití.

Další inovací jsou nové české přípravky, které zlepšují půdní vlastnosti a zdraví pěstovaných rostlin. Tyto přípravky jsou vyvíjeny na bázi rostlinného oleje kaledy lysé a mají za cíl snížit výskyt chorob a škůdců bez použití rizikových pesticidů.

Hlukové znečištění

Podle Světové zdravotnické organizace má dlouhodobá expozice hluku, a to i na úrovních, na které jsme zvyklí v městských oblastech, výrazně negativní dopady na lidské zdraví - může způsobit srdeční nemoci nebo chronické narušení spánku. Podle odhadů je dlouhodobé celodenní hlukové zátěži z dopravy nad 55 decibelů vystaveno 113 milionů Evropanů.

Je zřejmé, že nemůžeme snížit hlukové znečištění na úplnou „nulu“. K nejoblíbenějším opatřením ve městech patří nahrazení staršího dláždění ulic hladším asfaltem nebo snížení nejvyšší povolené rychlosti na 30 km/h. Některá města se snaží zvýšit povědomí o méně hlučných způsobech přeprav a podporují využívání kola, chůze a elektrických vozidel.

Pro snížení hluku z dopravní cesty se v současné době využívají materiály umožňující pohlcování akustické energie. Jedním z takových materiálů je drcená guma vyrobená z vyřazených automobilových pneumatik.

Chemické látky a jejich vliv

Syntetické chemické látky jsou všude okolo nás. Těm zdraví škodlivým lze podle některých odhadů připsat přibližně 6 % celosvětové zátěže způsobených nemocí včetně chronických a nádorových onemocnění nebo neurologických a vývojových poruch. Příkladem jsou perfluorované a polyfluorované alkylové látky (PFAS), které mohou být v pitné vodě, potravinách, obalech, prachu, kosmetice nebo textiliích. Některé chemické látky zase narušují fungování hormonálního systému těla.

Evropská unie už zakázala používání některých z těchto látek a omezila jejich další používání v hračkách, kosmetických přípravcích a nádobách na potraviny. Jisté druhy látek určených k hubení škůdců v zemědělství dramaticky ohrožují včely, které mají v produkci potravin klíčovou roli. V roce 2013 Evropská komise výrazně omezila používání přípravků na ochranu rostlin a ošetřeného osiva, které obsahují určité neonikotinoidy na ochranu včel medonosných.

Dopady celosvětového lockdownu

V důsledku celosvětového lockdownu v loňském roce výrazně poklesl obsah škodlivých látek v ovzduší, vodě a půdě. Tuto krátkodobou situaci nemůžeme použít jako model pro naši dlouhodobou cestu k nulovému znečištění, ale ukázalo se, že do kvality životního prostředí můžeme výrazně zasáhnout.

Zdroje znečištění ovzduší

• Zemědělství: Zemědělský průmysl je zodpovědný za 90 % emisí amoniaku.
• Vytápění budov: Vytápění domácností a komerčních budov produkuje 53 % jemných částic (PM) při znečištění ovzduší prachem.
• Odpady: Špatné nakládání s odpady přispívá ke znečištění ovzduší a ovlivňuje celé ekosystémy.

Téměř všichni obyvatelé evropských měst jsou denně vystaveni znečištění ovzduší, které překračuje úrovně stanovené v pokynech Světové zdravotnické organizace. Dosažení nulového znečištění ovzduší by po celém světě zvýšilo produktivitu a snížilo náklady na zdravotní péči.

tags: #znecisteni #ovzdusi #vody #pudy #priciny #dusledky

Oblíbené příspěvky:

• Dopady silniční dopravy na životní prostředí
• Kontejnery na bioodpad
• Environmentální informace od Evy Tošovské
• Podmínky pro získání dotací na ekologické zemědělství
• Mapa světelného znečištění