O PROJEKTU Projekt AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA - Společná studie pro zachování životního prostředí zaměřená na zkoumání příčin zhoršené kvality ovzduší v československém příhraničí Moravskoslezského a Žilinského kraje (ITMS 22420220032) byl podpořen z Programu cezhraničnej spolupráce SR-ČR 2007-2013. Vedoucím partnerem (odpovědným řešitelem projektu) byla Vysoká škola báňská Technická Univerzita Ostrava (VŠB TUO), hlavním přeshraničním partnerem (řešitelem projektu) byla Žilinská Univerzita v Žilině (ŽU). Projekt byl řešen od listopadu 2013 do října 2014. Hlavním cílem projektu bylo společně vypracovat studii zaměřenou na zkoumání kvality ovzduší a určit příčiny zhoršené kvality ovzduší v příhraničním regionu Moravskoslezského a Žilinského kraje. Pro dosažení hlavního cíle projektu jsme nejprve vytvořili společnou informační databázi, ve které byla pro celou zájmovou oblast shromážděna sociodemografická data, popsány zdroje znečišťování, zpracována nezbytná meteorologická a prostorová data. Na základě této databáze Žilinská univerzita vytvořila Model dopravy zájmové oblasti a následně Vysoká škola báňská zpracovala Model rozptylu znečišťujících látek v ovzduší. Popis kvality ovzduší v regionu a analýza příčin znečištění byly provedeny matematickým modelováním rozptylu znečišťujících látek v ovzduší systémem ADMoSS (Analytický disperzní modelovací superpočítačový systém - VŠB - TUO) a následnými analýzami v geografických informačních systémech (GIS). Celkovou imisní situaci dokreslila doplňková měření kvality ovzduší. Tato měření sloužila k dokreslení situace v místech, kde není státní síť imisní monitoringu dostatečně hustá (slovenská část zájmové oblasti) a k získání další informací o přeshraničním přenosu znečištění měření vertikálních profilů znečištění bezpilotní vzducholodí na hraničních přechodech. Hlavní přínosy projektu spatřujeme ve vytvoření jednotné databáze, na základě které byla jednotným postupem vyhodnocena data o znečišťování ovzduší a provedeno modelování rozptylu znečišťujících látek pro PM 10 a NO 2, včetně zahrnutí vlivu zdrojů ze sousedního Polska. Výsledky modelování byly dále podrobeny analýzám, na jejichž podkladu je možno dále cílit opatření ke zlepšení kvality ovzduší v zájmové oblasti. 1
OBSAH O AUTORECH............................................... 3 Řešitelské pracoviště VŠB - TUO............................. 3 Řešitelské pracoviště Žilinské univerzity....................... 4 ÚVOD DO PROBLEMATIKY ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ..................... 5 Slovo autorů............................................. 5 Zájmová oblast projektu................................... 6 Limitní hodnoty znečištění ovzduší v ČR a SR................... 7 Kvalita ovzduší........................................... 8 ZDROJE ZNEČIŠŤOVÁNÍ OVZDUŠÍ................................ 12 Průmyslové zdroje znečišťování ovzduší...................... 15 Lokální topeniště......................................... 18 Automobilová doprava................................... 20 MODELOVÁNÍ KVALITY OVZDUŠÍ................................ 22 Znečištění suspendovanými částicemi PM 10................... 24 Znečištění oxidy dusíku................................... 27 MONITORING KVALITY OVZDUŠÍ................................ 29 Hraniční přechod Svrčinovec silnice I/11...................... 31 Hraniční přechod Makov silnice I/18........................ 32 Vyhodnocení pozemních měření........................... 34 Vyhodnocení letových měření.............................. 34 ZÁVĚR................................................... 35 Literatura.............................................. 36 Kolektiv autorů: Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava: Doc. Ing. Petr Jančík, Ph.D. RNDr. Jan Bitta, Ph.D. Ing. Irena Pavlíková Ing. Daniel Hladký Žilinská univerzita v Žilině: Doc. Ing. Daniela Ďurčanká, CSc. Ing. Dušan Jandačka, Ph.D. Ing. Marek Drličiak, Ph.D. prof. Ing. Ján Čelko, CSc. Vydala Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava Institut environmentálních technologií 17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava Poruba Grafická úprava: En Face Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, 2014 2
O AUTORECH Řešitelské pracoviště VŠB TUO Řešitelským pracovištěm koordinujícím práce na projektu byl vysokoškolský ústav Vysoké školy báňské Technické univerzity Ostrava (VŠB TUO) Institut environmentálních technologií (IET). Institut environmentálních technologií je moderní výzkumné pracoviště zaměřené na transfer technologií v oblasti energetického využití odpadů a hodnocení dopadů technologií na životní prostředí. Další významným úkolem IET je také zvýšit podíl studentů na výzkumu a inovacích zajišťovaných vysokými školami, zlepšit úroveň odborné přípravy budoucích VaV pracovníků, zlepšit schopnost absolventů využívat pokročilé technologie (BAT) a aplikovat nejnovější výsledky vědy do praxe. V rámci Institutu se na řešení projektu podílely Laboratoř IT a Laboratoř letových měření. Laboratoře IT je vybavena moderní počítačovou technikou a pro náročné výpočty je napojeno na superpočítače Národní Gridové Infrastruktury MetaCentra (aktivity sdružení CESNET, z.s.p.o.). Ve své vědecké činnosti se laboratoř specializuje především na modelování jevů a procesů v životním prostředí: Modelování šíření polutantů v životním prostředí Analýzy příčin zhoršené kvality životního prostředí Analýzy vlivu technických, správních či jiných opatření na životní prostředí Modelování šíření polutantů je zaměřeno zejména na modelování rozptylu znečišťujících látek v ovzduší a modelování hlukové zátěže. Pro tyto úlohy je možné využít řadu různých matematických modelů, kterými pracoviště disponuje. Analýzy jsou prováděny v prostředí GIS. Při analýzách je využívána synergie matematického modelování s možnostmi přípravy, zpracování, analýzy a vizualizace dat v GIS, případně online. Laboratoř letových měření disponuje bezpilotními letovými prostředky (letadlo a vzducholoď), které jsou opatřeny přístrojovou technikou pro měření znečištění v různých vrstvách atmosféry. S využitím těchto prostředků jsme schopni provádět unikátní měření pro stanovení příčin znečištění ovzduší a sledování dynamiky znečišťování z konkrétních zdrojů. O AUTORECH Institut environmentálních technologií (IET) 17. listopadu 15/2172, Ostrava-Poruba, 708 33 tel: +420 597 327 301 sekretariat.iet@vsb.cz www.ietech.eu 3
Řešitelské pracoviště Žilinské univerzity Na slovenské straně projekt řešila Žilinská Univerzita v Žilině, konkrétně pracoviště Stavební fakulty Katedra cestného stavitel stva. Stavební fakulta disponuje silným portfoliem v oblasti dopravního stavitelství, dopravního inženýrství a modelování dopravy. V rámci výzkumných projektů se v současné době podílí na aktivitách: Univerzitního vědeckého parku Výzkumného centra Žilinské univerzity Centra excelence pro systémy a služby inteligentní dopravy Centra excelence v dopravním stavitelství Ve vzdělávání je zaměření fakulty orientované na geodézii, pozemní a dopravní stavitelství, technologii a management staveb. Katedra cestného stavitel stva se ve výzkumné oblasti zaměřuje na sledování vlastností silničních stavebních materiálů, mechaniku vozovek, projektování a dopravní inženýrství, což zahrnuje dopravní plánování, zpracování technických studií a projektové dokumentace a rovněž posuzování vlivů na životní prostředí. Do oblasti dopravního plánování spadá tvorba modelů komunikační obslužnosti regionů, kam náleží: analýza zatížení silniční sítě kapacitní posouzení silniční sítě a křižovatek dopravní prognózy modelování přepravních vztahů v programu VISUM definování kritických úseků silniční sítě z hlediska nehodovosti doporučení pro zvýšení kvality silniční sítě Z negativních účinků dopravy je na pracovišti věnována prioritní pozornost výzkumu znečištění ovzduší a hlukovým imisím ze silniční dopravy. Katedra se kromě zpracování studií zaměřuje i na monitoring hluku a imisí prachovitých částic ze silniční dopravy. Laboratoř katedry je vybavená Mobilní monitorovací stanicí kvality ovzduší. Žilinská univerzita v Žiline, Stavebná fakulta Katedra cestného staviteľstva Univerzitná 8215/1, 010 26 Žilina tel: +421 41 513 5901 kcs@fstav.uniya.sk http://svf.uniza.sk/kcs 4
ÚVOD DO PROBLEMATIKY ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ Slovo autorů V posledních několika letech se v našem regionu zvedl zájem o znečišťování ovzduší. Po vstupu našich zemí do Evropské unie začala platit nová legislativa, která poprvé stanovila zákonné limity pro znečištění ovzduší. Díky tomu se objevily vědecké a technické práce, které začaly podrobněji hodnotit stav a příčiny toho, že zdejší ovzduší je znečištěné výrazně nad tyto limity. Co vlastně jsou limity pro jednotlivé znečišťující látky a jak se stanovují? Tak, jak se vyvíjelo poznání vlivu znečišťujících látek na lidské zdraví a na přírodu, začaly se v legislativě různých zemí objevovat hodnoty koncentrací těchto látek, které nesmějí být překračovány. Pro většinu z nich neexistuje hranice, po kterou je úroveň znečištění bezpečná. Zjednodušeně je možno uvést, že čím více jich je v ovzduší, tím jsou nebezpečnější pro zdraví a pro přírodu. Limity koncentrací škodlivých látek jsou tedy v demokratické společnosti stanoveny dohodou. Proces znečišťování ovzduší má na jedné straně zdroje, ze kterých jsou znečišťující látky vypouštěny (emise), na druhé straně místa, kde tyto látky dýcháme nebo kde jinak působí na přírodu a věci kolem nás (imise). Mezi tím se odehrává řada fyzikálních a chemických dějů v atmosféře, které jsou ovlivněny řadou faktorů, jako je rozložení teploty vzduchu s výškou, směr a síla větru, turbulence, ovlivnění tvarem a drsností zemského povrchu, zástavbou a dalšími. To, jaké koncentrace znečišťující látky budou někde v ovzduší, tedy nemá jednoho konkrétního viníka, ale vzniká kombinací řady vlivů. Proto není možno jednoduše změřit překročení limitů a ihned jednat a postihnout toho, kdo tento stav způsobil. Legislativa stanovuje limity a odpovědnost jednotlivých složek státu za jejich dodržování. Zjednodušeně je možno říct, že obecně je za stav ovzduší odpovědný stát. Vykonává však svou vůli také prostřednictvím krajů a obcí. Co vlastně může stát dělat? Může zajistit, aby byly v postižených oblastech snižovány emise ze zdrojů znečišťování ovzduší. Případně pomoci rozvíjet krajinu v postižených územích tak, aby se zvyšovala plocha osázená zelení a více čistily ostatní prostranství od prachu. Snižování emisí je samozřejmě to nejdůležitější. Autoři zkoumají stav a příčiny znečištění ovzduší v našem regionu již více než 20 let. V rámci projektu AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA došlo k propojení informací a poznatků na české a slovenské straně a vytvoření společné studie. Cílem této publikace je názorně informovat o výsledcích tohoto výzkumu. Doufáme, že pomůže čtenáři lépe porozumět prezentované problematice, objasnit rozložení a velikost koncentrací jemného polétavého prachu (suspendovaných částic PM 10 ) a oxidů dusíku v ovzduší našeho regionu, a udělat si obraz o tom, jaké jsou příčiny znečištění. ÚVOD 5
Zájmová oblast projektu Projekt AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA se svou působností zaměřil na nejsevernější část československého pohraničí, kde je kvalita ovzduší nejproblematičtější (viz dále). Na české straně se jednalo o příhraničí Moravskoslezského kraje a příhraničí Zlínského kraje; na slovenské pak o Žilinský kraj. Severně oblast hraničí s Polskem. Situační mapka zájmové oblasti Uvnitř zájmové oblasti projektu se nachází přibližně 163 obcí na české a přibližně 136 obcí na slovenské straně. Zahrnuty byly okresy Frýdek-Místek, Karviná, Nový Jičín (částečně), Opava (částečně), Ostrava-město, Přerov (částečně), Vsetín (částečně) v ČR. V SR do oblasti spadaly okresy Bytča, Čadca, Dolný Kubín (částečně), Kysucké Nové Mesto, Martin, Námestovo (částečně), Ružomberok (částečně) a Žilina. 6
Limitní hodnoty znečištění ovzduší v ČR a SR V České republice platný zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší definuje nejvýše přípustnou úroveň znečištění ovzduší jako imisní limit stanovený tímto zákonem. Imisní limity a přípustné četnosti jejich překročení jsou stanoveny v Příloze č. 1 tohoto zákona. Hodnoty imisních limitů v tomto zákoně jsou shodné s hodnotami, které byly v platnosti v roce 2012 dle předchozího zákona o ovzduší, tj. zákona č. 86/2002 Sb. Imisní limity pro zájmové znečišťující látky na území ČR Znečišťující látka Doba průměrování Imisní limit* [µg.m -3 ] PM 10 1 kalendářní rok 40 24 hodin 50(35x)* NO 2 1 kalendářní rok 40 1 hodina 200(18x)* Účel vyhlášení Ochrana zdraví lidí NO x 1 kalendářní rok 30 Ochrana ekosystémů ÚVOD *V závorce je uveden maximální počet překročení uvedeného limitu za rok. Na Slovensku stanovuje limity kvality ovzduší zákon č. 137/2010 Z. z. o ovzduší. Jako přípustnou úroveň znečištění ovzduší definuje koncentraci znečišťující látky v ovzduší nebo její depozici na zemském povrchu v daném čase. Přípustnou úrovní znečištění se rozumí limitní hodnota ( limitná hodnota ). Limitní hodnotou je podle tohoto zákona úroveň znečištění ovzduší určená na základě vědeckých poznatků s cílem zabránit, předcházet nebo snížit škodlivé účinky na lidské zdraví nebo životní prostředí, které se má dosáhnout v daném čase a od té doby nemá být již překročena. Tato limitní hodnota se od určeného termínu nesmí překročit více než o mez tolerance, tedy o jisté stanovené procento mezní hodnoty. Limitní hodnoty uvádí Příloha č. 11, resp. Příloha č. 13, Vyhlášky č. 360/2010 Z. z. Znečišťující látka Limitní hodnoty pro zájmové znečišťující látky na území SR Doba průměrování Imisní limit* [µg.m -3 ] Mez tolerance PM 10 Kalendárny rok 40 20 % 1 deň 50(35x)* 50 % NO 2 Kalendárny rok 40 žádná 1 hodina 200(18x)* žádná *V závorce je uveden maximální počet překročení uvedeného limitu za rok. Účel vyhlášení Ochrana zdraví lidí NO x Kalendárny rok 30 žádná Ochrana ekosystémů Z porovnání imisních limitů stanovených legislativou v ČR a limitních hodnot stanovených legislativou v SR vyplývá, že obě země mají v případě zájmových znečišťujících látek shodné limity pro nejvyšší přípustnou úroveň znečištění ovzduší. Jediný rozdíl je v mezích tolerance pro PM 10, kdy v ČR je tato mez podle platné legislativy nulová, v SR je stanovena pro roční průměr 20 % a pro denní pak 50 %. 7
Kvalita ovzduší Kvalita ovzduší je úroveň znečištění ovzduší, která může svými účinky ovlivňovat lidské zdraví, přírodu či hmotné statky. Kvalita ovzduší je v zájmové oblasti dlouhodobě neuspokojivá. Legislativou povolené hodnoty znečištění jsou překračovány zejména u jemného polétavého prachu tzv. suspendovaných částic PM 10, organických sloučenin a těžkých kovů. Znečištění suspendovanými částicemi PM 10 v Evropě v roce 2010 Hodnocení kvality ovzduší provádí na území obou států hydrometeorologické ústavy na základě měření. V ČR se jedná o Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ), na- Slovensku je to Slovenský hydrometeorologický ústav (SHMÚ). Měření jsou realizována v sítích stanic tzv. imisního monitoringu. Na těchto stanicích přístroje zaznamenávají množství jednotlivých znečišťujících látek v ovzduší. Změřené hodnoty jsou následně zpracovány a porovnány s legislativními limity. 8
Z výsledků měření v zájmové oblasti za rok 2012 vyplývá, že legislativou stanovený roční limit byl u jemného polétavého prachu PM 10 překročen na 15 z 26 měřících stanic, a to výhradně na české straně území (hodnoty v tabulce zvýrazněny červeně). U oxidu dusičitého NO 2 byla limitní hodnota překročena na měřící stanici v Ostravě (hodnoty zvýrazněny červeně). ÚVOD Roční aritmetické průměry PM 10 a NO 2 na imisních monitorovacích stanicích v zájmové oblasti, 2012 (Zdroj: ČHMÚ, SHMÚ) Název stanice Roční průměr PM 10 [µg/m 3 ] Roční průměr NO 2 [µg/m 3 ] Územní příslušnost ČR/SR Bílý Kříž 16,6 6,9 ČR Bohumín 52,8 23,7 ČR Čeladná 27,8 - ČR Český Těšín 46,1 26,5 ČR Důl ČSA u Karviné 43,4 - ČR Frýdek-Místek 38,3 20,6 ČR Havířov 44,3 23 ČR Karviná 45,8 25,9 ČR Karviná-ZÚ 46,2 28,1 ČR Orlová 45,6 - ČR Ostrava-Českobratrská (hot spot) 42,4 43,1 ČR Ostrava - Fifejdy 41,3 25,1 ČR Ostrava-Mariánské Hory 42,6 22,9 ČR Ostrava-Poruba/ČHMÚ 35,1 - ČR Ostrava-Přívoz 43,9 28,6 ČR Ostrava-Radvanice ZÚ 49,5 25,5 ČR Ostrava-Zábřeh 40,9 25,7 ČR Petrovice u Karviné OÚ 58,7 19,5 ČR Studénka 35,9 17,8 ČR Třinec-Kanada 32,4 17,3 ČR Třinec-Kosmos 38,8 20,7 ČR Valašské Meziříčí - Masarykova 37,1 - ČR Valašské Meziříčí - Hranická 36,1 - ČR Věřňovice 56,7 18,9 ČR Martin 29,1 21,9 SR Žilina 34,9 26,5 SR Podle vyhodnocení monitoringu ČHMÚ za rok 2012 se česká část zájmového území nacházela v oblasti, kde došlo k překračování imisních limitů pro ochranu zdraví lidí (na mapkách vyznačeno červeně, resp. tmavě hnědě). Na české straně území byl rovněž překročen 24 hodinový limit pro PM 10 a povolená četnost jeho překročení. 9
Průměrné roční koncentrace PM 10 [µg/m 3 ], ČR, 2012 (Zdroj: ČHMÚ) Průměrné roční koncentrace NO 2 [µg/m 3 ], ČR, 2012 (Zdroj: ČHMÚ) Podle vyhodnocení monitoringu SHMÚ za rok 2012 se rovněž slovenská část zájmového území nacházela v oblasti, kde došlo k překračování limitů pro ochranu zdraví lidí. V zóně Žilinského kraje byla podle SHMÚ překročena denní mezní hodnota pro ochranu zdraví lidí pro PM 10 na stanicích Ružomberok-Riadok a Žilina-Obežná. Ve srovnání předchozím rokem byla zóně pozorována výrazná tendence poklesu znečištění částicemi PM 10. (Na obou stanicích byla překročena i mezní hodnoty plus mez tolerance pro PM 2,5 ). 10
Průměrné roční koncentrace PM 10 [µg/m 3 ], SR, 2012 (Zdroj: SHMÚ) ÚVOD Průměrné roční koncentrace NO 2 [µg/m 3 ], SR, 2011 (Zdroj: SHMÚ) Výsledky vyhodnocení měření kvality ovzduší SHMÚ v případě PM 10 (2012) ukazují, že průměrné roční koncentrace byly v zájmové oblasti překročeny okrajově (blízký Ružomberok), počet dní s překročeným denním průměrem přesáhl legislativní limity v Žilině a Martinu. V případě NO 2 výsledky modelování SHMÚ (2011) ukazují, že nedocházelo v zájmové oblasti k překračování roční limitní hodnoty (pozn.: údaje pro rok 2012 nebyly k dispozici). 11
ZDROJE ZNEČIŠŤOVÁNÍ OVZDUŠÍ V oblasti ochrany ovzduší se setkáváme se dvěma základními pojmy - znečišťování a znečištění ovzduší. Znečišťování označuje vypouštění neboli vnášení znečišťujících látek do ovzduší. Odborně nazýváme vstup znečišťující látky do atmosféry emise. Jedná se tedy o činnost nebo děj. Zatímco znečištění je stav, kdy jsou znečišťující látky přítomny v ovzduší v takové míře a době trvání, že nepříznivě působí na zdraví lidí a životní prostředí. Znečištění obsaženému v atmosféře se pak odborně říká imise. Škodliviny neboli znečišťující látky do ovzduší unikají z různých zdrojů znečišťování, které nemají pouze podobu továrních komínů. Je jich nepřeberné množství. Vznikají v důsledku lidské činnosti, ale také přírodních procesů. Jsou jimi těžba surovin, zemědělská činnost, biologické procesy, požáry atd. Mnohdy si ani neuvědomuje, že se jedná o zdroj znečišťování a že i mi sami přispíváme ke znečišťování ovzduší. Jsou jimi totiž rovněž komíny rodinných domků či výfuky automobilů, ale také třeba krb či hromada pálícího se listí na zahradě. Jinak řečeno, za zdroj znečišťování ovzduší lze považovat zařízení nebo činnost, které do ovzduší vnášejí nežádoucí znečišťující látky. Hodnotíme-li kvalitu ovzduší, rozlišujeme zpravidla tři významné skupiny zdrojů znečišťování ovzduší. Jsou to průmyslové zdroje, lokální topeniště a automobilová doprava. Množství vypouštěného znečištění ze všech zdrojů znečišťování v daném území lze vyjádřit na určitou plochu, např. 1 000 m 2. Takto vyjádřenému znečištění se pak říká emisní čtverec. Znečišťující látky jsou po vypuštění ze zdroje přenášeny v atmosféře a mohou tak ovlivňovat kvalitu ovzduší jak v okolí samotného zdroje, tak v oblastech od zdroje vzdálenějších. Šíření znečišťujících látek ze zdroje a jejich působení tak neovlivňuje pouze vydatnost samotného zdroje, ale rovněž rozptylové podmínky, tvar terénu a další různorodé faktory. Vliv jednotlivých zdrojů znečišťování lze sledovat modelováním. To je schopno zachytit, jak se znečištění ze zdroje šíří a ovlivňuje kvalitu ovzduší. Je-li modelování dostatečně podrobné, lze následně stanovit vliv zdrojů na kvalitu ovzduší v určitém území. Emise podle skupin zdrojů znečišťování ovzduší, 2012 12
Emisní zatížení suspendovanými částicemi PM 10, 2012 ZDROJE 13
14 Emisní zatížení oxidy dusíku NO x, 2012
Průmyslové zdroje znečišťování ovzduší Průmyslové zdroje znečišťování ovzduší jsou nejčastěji ony známé tovární komíny. Patří zde energetické zdroje, tedy elektrárny, teplárny a kotelny. Dále technologické zdroje čili hutě, koksovny, ocelárny, chemické podniky, atd. A zvláštní skupinou jsou pak zdroje z těžby a zpracování nerostných suroviny jako např. doly a lomy. Průmyslové zdroje mají legislativně stanoveno množství znečištění, které mohou do ovzduší vypouštět. Tuto hranici, tzv. emisní limit či emisní strop, nesmějí překročit. Dodržování tohoto omezení je pravidelně měřeno a kontrolováno. Pokud by zdroj limit nesplnil, je jeho provozovatel pokutován. Navíc provozovatelé těchto zdrojů odvádějí státu poplatky podle množství vypouštěného znečištění. Do zpracování v rámci projektu AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA byly zahnuty zdroje, u nichž se předpokládá, že vypouštěným znečištěním ovlivňují kvalitu ovzduší v zájmové oblasti. Data o vypouštěném znečištění na území ČR a SR byla platná k roku 2012, což byla v době realizace projektu nejnovější dostupná data. Jednalo se o průmyslové zdroje znečišťování ovzduší v zájmové oblasti a do 25 km od hranice oblasti. Dále rovněž průmyslové zdroje do 25 km od hranice oblasti, které se nacházejí na území Polska (data převzata z projektu AIR SILESIA: www.air-silesia.eu). Souhrnné emise ze zpracovaných průmyslových zdrojů ZDROJE Emise [t/rok] Zájmová oblast ČR Okolní zdroje ČR Zájmová oblast SR Okolní zdroje SR Okolní zdroje Polsko PM 10 1383 118 231 82 2538 NO x 18691 1291 984 614 - Emise z průmyslových zdrojů uvnitř zájmové oblasti podle okresů 15
16 Průmyslové zdroje znečišťování ovzduší vypouštějící suspendované částice PM 10, 2012
Průmyslové zdroje znečišťování ovzduší vypouštějící oxidy dusíku NO x, 2012 ZDROJE 17
Lokální topeniště Lokální topeniště jsou malé energetické zdroje určené k vytápění rodinných domků a bytů. Jsou soustředěny v obytné zástavbě a mají relativně nízko komíny, které vypouštějí znečištění do dýchací zóny obyvatel. Kotle jsou navíc často zastaralé a nejsou používány v souladu s doporučením výrobců. Pro vypouštění znečištění z těchto zdrojů neexistuje žádný legislativní limit. Jejich majitelé v nich proto mohou topit i nekvalitními palivy či dokonce odpadem! I přes rozšířené využívání dálkového rozvodu tepla a dobré pokrytí plynovodnou sítí topí někteří obyvatelé v zájmovém území pevnými palivy, což může negativně ovlivňovat kvalitu ovzduší. Vliv vytápění pevnými palivy na kvalitu ovzduší závisí zejména na kotli a zvláště na způsobu, jakým v něm člověk topí. Užitečné rady, jak správně topit, naleznete na stránkách: http://www.lokalni-topeniste.cz/jak-topit/. Do zpracování v rámci projektu AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA byla zařazena lokální topeniště v zájmové oblasti a rovněž lokální topeniště ve vzdálenosti do 20 km od hranice oblasti, včetně lokálních topenišť na území Polska. Podkladem pro výpočet emisí z lokálních topenišť byla celostátní Sčítání lidí, domů a bytů (resp. Sčítanie obyvateľov, domov a bytov), provedená v roce 2011. Data o polských lokálních topeništích byla převzata z projektu AIR SILESIA (www.air-silesia.eu). Emise [t/rok] Souhrnné emise ze zpracovaných lokálních topenišť Zájmová oblast ČR Okolní lokální topeniště ČR Zájmová oblast SR Okolní lokální topeniště SR Okolní lokální topeniště Polsko PM 10 806 423 871 522 5658 NO x 582 313 595 324 1443 Emise z lokálních topenišť uvnitř zájmové oblasti podle okresů 18
Struktura paliv používaných v lokálních topeništích ZDROJE 19
Automobilová doprava S přibývajícím množstvím automobilů se rovněž silniční doprava stala významným zdrojem znečišťování ovzduší. Kromě výfukových plynů automobily produkují rovněž znečišťující látky z otěrů pneumatik, brzd a povrchu vozovek. K tomu se za suchých období přidává ještě znovu zvířený prach usazený na komunikacích, tzv. resuspenze. Automobily jsou podle množství znečišťujících látek, které produkují, zařazeny do tzv. emisních úrovní EURO. Čím vyšší je emisní úroveň, tím méně znečištění auto vypouští. V současnosti legislativa umožňuje omezit vjezd vozidel s nižší emisní úrovní do určitého území vyhlášením tzv. nízkoemisní zóny. Znečištění způsobované automobilovou dopravou je v zájmové oblasti významné zejména okolo rušných komunikací, na velkých křižovatkách a v centru měst. Do zpracování v rámci projektu AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA byla zařazena automobilová doprava v zájmové oblasti a 10 km od hranice zájmové oblasti, vč. území Polska. Podkladem pro výpočet emisí z automobilové dopravy byl v rámci projektu vytvořený Dopravní model zájmového území. Autorem modelu je Žilinská univerzita a zpracovaná data jsou aktuální k roku 2012. Emise [t/rok] Souhrnné emise ze zpracované automobilové dopravy Zájmová oblast ČR Okolní doprava ČR Zájmová oblast SR Okolní doprava SR Okolní doprava Polsko PM 10 242 33 81 40 255 NO x 5782 914 1509 731 6944 Emise z automobilové dopravy uvnitř zájmové oblasti podle okresů 20
Dopravní model Modelování dopravy probíhá na různých úrovních podrobností a rozsahu, od modelu širšího území (regionu) po tzv. mikroskopické modely konkrétních dopravních uzlů, křižovatek. Příklad takového postupu dopravního modelu okresu Žilina je znázorněn na obrázku. Obrázek ukazuje potřebu výměny dat a informací na různých úrovních. Pro projekt AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA byl využit především strategický model, který zahrnuje rozsáhlé území (více regionů, města se zájmovými a spádovými oblastmi). Účelem bylo modelovat vyváženost jednotlivých druhů dopravy. Vzhledem k velikosti území byla silniční síť modelována na agregované úrovni. Dopravní pohyb byl definován počtem cest jednotlivých obyvatel, jejichž množství bylo odvozeno z demografických údajů (Sčítání lidu, domů a bytů) a z provedených průzkumů. Hierarchie dopravního modelu regionu Žiliny ZDROJE Dopravní model zájmové oblasti byl zpracován v programu PTV Visum samostatně pro slovenskou část (Dopravní model Žilinského samosprávného kraje - ZSK) a samostatně pro českou část (Dopravní model Moravskoslezského kraje). Dopravní model Žilinského samosprávného kraje (ZSK) byl zpracován s využitím samostatného Dopravního modelu města Žilina a Dopravního modelu města Martin. Model byl doplněn o města Bytča, Čadca, Kysucké Nové Mesto, Teplice a dopravní vztahy mezi nimi. Základem pro zpracování dopravního modelu Moravskoslezského kraje byl model dopravy zpracovaný společností UDIMO, spol. s.r.o. (v rámci projektu AIR SILESIA). Jelikož dopravní vztahy překračují hranice okresů, vždy byly do dopravního modelu zahrnuty i okolní okresy, přestože nespadaly do zájmové oblasti projektu. Dopravní zatížení bylo počítáno na rok 2012 a děleno do skupin: Lehké vozidla (do 3,5t, osobní vozidla), Těžká vozidla (více než 3,5t, nákladní vozidla, autobusy, nákladní soupravy). Dopravní zatížení řešeného tématu bylo podrobně vyjádřeno v hodnotách 24 hodinového zatížení na jednotlivých medzikrižovatkových úsecích. Údaje byly následně použity pro modelování rozptylu znečišťujících látek v ovzduší. 21
22 Modelová intenzita automobilové dopravy v roce 2012
MODELOVÁNÍ KVALITY OVZDUŠÍ Mezi zdroji znečišťování a imisemi, které způsobují, je něco, co nazýváme rozptylovými podmínkami. Co ovlivňuje, jaké budou v určitém místě ovzduší (říkejme mu receptor) koncentrace způsobené emisemi z určitého zdroje? Především směr a síla větru. Je jasné, že pokud vane vítr od receptoru směrem ke zdroji, nebude zde jeho vliv žádný. Největší vliv bude naopak tehdy, pokud bude vítr foukat od zdroje přímo k receptoru. Při všech ostatních směrech se bude měnit příspěvek od velmi malých hodnost až téměř po maximum. Zároveň bude záležet na síle větru. Při silnějším větru budou koncentrace nižší, protože bude větší přízemní turbulence, tj. více intenzivní nepravidelné víření atmosféry a také nižší koncentrace ve směru větru hned za zdrojem díky většímu ředění znečišťujících látek v proudícím vzduchu. Tedy směr a síla větru jsou podstatné. Co ještě? Hlavně rozložení teploty vzduchu s výškou. Správně: vertikální teplotní zvrstvení atmosféry. To je měřitelné a každý den se sleduje na meteorologických stanicích Praha Libuš a Prostějov. Normálně je to tak, že se teplota s výškou, tedy se vzdáleností od zemského povrchu, snižuje. Je to způsobeno tím, že v přízemní vrstvě atmosféry (v troposféře) se vzduch ohřívá zejména od zemského povrchu. Existují však výjimky. V noci se vytvoří u země vrstva chladnějšího vzduchu. Čím je noc delší, tím silnější tato vrstva bude. Záleží také na pokrytí oblohy oblačností. Za jasných nocí se bude toto teplo z povrchu vyzařovat bez omezení a vrstva chladnějšího vzduchu bude silnější. Čili nejsilnější bude v zimě v bezoblačných oblastech. Přes den se bude tato vrstva od země postupně ztenčovat. Této vrstvě se říká přízemní inverzní vrstva nebo též přízemní inverze. Další vrstva teplejšího vzduchu se v našich severních šířkách vyskytuje ve většině podmínek ve výškách od několika set metrů nad terénem do několika kilometrů. Nazývá se výšková nebo též zadržující inverze. Vrstva s opačnou (inverzní) změnou teploty s výškou, tedy když teploty s výškou roste, působí na svislé pohyby vzduchu v atmosféře jako poklička nebo strop. Částice totiž stoupají vzhůru, pokud jsou teplejší nebo stejně teplé jako okolí. Pokud se dostanou do vrstvy teplejšího vzduchu, jsou chladnější než okolí, svůj pohyb zastaví a vracejí se zpět dolů. To znamená, že inverzní vrstva znemožňuje vertikální pohyb vzduchu a chová se jako strop. Všechny znečišťující látky, které se dostaly do atmosféry pod tuto vrstvu, tam zůstanou. Podle výšky zadržující vrstvy (tedy její vzdálenosti od povrchu terénu) se tak mění prostor, ve kterém se znečišťující látky rozptylují, a to samozřejmě ovlivňuje výsledné přízemní koncentrace těchto látek imise. Kromě těchto dvou hlavních faktorů jsou pro udržení prachu v ovzduší důležité zejména srážky, především dešťové. Ty vymývají některé znečišťující látky z atmosféry. V našich oblastech se mění počasí průměrně ve dnech. Střídá se hezčí počasí (výběžek vyššího tlaku) se srážkami (přechody atmosférických front). Někdy se u nás na nějakou dobu ustálí oblast tlakové výše s bezoblačným počasím (obvykle na týden) a někdy oblast tlaková níže se spíše deštivým počasím (několik dnů až týden). Zjednodušeně je možno říct, že tlaková výše znamená špatné rozptylové podmínky, přechod fronty podstatné zlepšení, tlaková níže spíše dobré podmínky pro rozptyl znečišťujících látek. MODELOVÁNÍ 23
Závěrem je nutno podotknout, že počasí a tedy rozptylové podmínky změnit neumíme. Proto je nutno se soustředit na jedinou věc, která pomůže zlepšit kvalitu ovzduší, a to je snižování emisí. Jako doplněk je možné nahradit přírodu a její srážky a více čistit zpevněné plochy mokrou cestou, snažit se o zachování a rozšiřování ploch se vzrostlou zelení. Určit podíl konkrétních zdrojů na znečištění ovzduší na určitém místě jinak než modelováním, lze jen velmi obtížně. Podle platného zákona o ovzduší se stanovuje matematickým modelem kvalita ovzduší s nejistotou 50%. To znamená, že pokud se posuzuje vliv jednotlivého zdroje v určitém území modelováním, musí se interpretovat výsledek tak, že může být až o 50% vyšší než vypočtené hodnoty. Model použitý v rámci projektu se nazývá SYMOS 97. Je to již více než 10 let naše standardní metoda, kterou se počítají vztahy mezi zdroji znečišťování a imisemi. Je to matematický model založený na několika zjednodušených předpokladech: všechny zdroje vypouštějí látky vždy z určitého místa vyvýšeného bodu látky unikají průměrně stále stejným způsobem po celou dobu, kdy je zdroj v provozu počasí v modelované oblasti je statisticky zjednodušeno rozdělením do kategorií podle rozptylových podmínek Uvedený model lze použít pro dostatečně podrobné hodnocení situace i ve větších regionech, pokud se s dostatečnou přesností a podrobností umístí všechny použité zdroje, jejich emise a meteorologické podmínky pro rozptyl látek v atmosféře. V rámci projektu bylo k modelování využito superpočítačových systémů Národní Gridové Infrastruktury MetaCentra (aktivity sdružení CESNET, z. s. p. o.). To umožnilo i v rozsáhlých územích přesně a podrobně umístit zdroje emisí, rozdělit počasí a stanovit podrobnou síť vyhodnocovacích bodů, tj. receptorů. Výsledky modelování proto může čtenář interpretovat jako situaci, která se velmi blíží skutečnosti. Může bez obav posuzovat vzájemný poměr i absolutní hodnoty z jednotlivých skupin zdrojů. Všechny zdroje a skupiny zdrojů totiž byly modelovány stejnou metodou a tedy se stejným zjednodušením procesů při rozptylu znečišťujících látek v atmosféře a výsledky byly společně stejným postupem upraveny tak, aby odpovídaly skutečným koncentracím naměřeným v místech stanic imisního monitoringu. Zároveň přitom byly brány v úvahu koncentrace z neznámých a nepostižitelných zdrojů v podobě přírodního pozadí znečištění, které je pro daný rok velmi podobné v celé naší klimatické oblasti a podobné v celé střední Evropě. Celkové znečištění ovzduší v určitém místě je podle použitého modelování způsobeno: průmyslovými zdroji v dalekém i blízkém okolí lokálními topeništi a malými průmysl. zdroji, rozptýlenými v obytné zástavbě dopravou a nedefinovanými zdroji, zahrnutými v přírodním pozadí. Všechny skupiny zdrojů můžeme dále dělit například podle území, ve kterém jsou umístěny. Díky tomu, že všechna vstupní i výstupní data jsou zpracována v prostorovém informačním systému (GIS), je možné dále výsledky analyzovat. 24
Znečištění suspendovanými částicemi PM 10 Úroveň znečištění ovzduší částicemi PM 10 v zájmové oblasti byla posouzena zejména na základě Rozptylové studie a následných analýz, zpracovaných Vysokou školou báňskou Technickou univerzitou Ostrava. V rámci studie bylo provedeno podrobné modelování rozptylu suspendovaných částic PM 10 v ovzduší k roku 2012. Podle výsledků modelování došlo v roce 2012 na zájmovém území k překročení ročního imisního limitu, resp. roční limitní hodnoty pro PM 10. Dotčena byla zejména česká část zájmového území sousedící s Polskem (Ostravsko Karvinská aglomerace a Třinecko), na území SR se pak jednalo zejména o centrum Žiliny. Modelování ukázalo rovněž překročení ročních limitních hodnot v blízkosti některých významných průmyslových zdrojů (např. ArcelorMittal Ostrava a.s., TŘINECKÉ ŽELEZÁRNY a.s., DOLVAP, s.r.o.). Nejvýznamněji přispívala podle výsledků modelování k celkové imisní situaci v případě PM 10 lokální topeniště (10 20 µg/m 3 ), také v důsledku vlivu polských lokálních topenišť na zájmové území. Dalším významnou skupinou zdrojů byly průmyslové zdroje (zejména na území ČR plošně okolo 5 µg/m 3, místně však příspěvky dosahovaly 20 µg/m 3 ). Silniční doprava působila na roční průměrné koncentrace PM 10 podle výsledků modelování lokálně okolo frekventovaných komunikací (2 6 µg/m 3 ). Rozložení průměrných ročních koncentrací v zájmové oblasti zobrazuje mapka. Z analýzy souhrnného vlivu českých a slovenských zdrojů na zájmové území obecně vyplynulo, že české zdroje ovlivňují svým působením českou část území a slovenské slovenskou část. Po obou stranách pohraničí zájmového území však analýza ukázala v případě PM 10 významný vliv polských zdrojů, způsobený podle výsledků modelování zejména lokálními topeništi (nutno podotknout, že pro modelování polských zdrojů byla použita data z roku 2010, novější data nebyla k dispozici). K roku 2012 v zájmové oblasti trvale žilo 1 394 808 obyvatel. Z analýz imisního zatížení vyplynulo, že celkem 384 000 z těchto obyvatel žilo na území, kde byl překročen dlouhodobý limit pro suspendované částice PM 10. Z toho na české straně oblasti 370 000 obyvatel a na slovenské straně 14 000 obyvatel. Což znamená, že 27,5 % obyvatel v oblasti bylo postiženo koncentracemi, které překračují roční limitní hodnotu pro PM. 10 MODELOVÁNÍ 25
Průměrné roční koncentrace suspendovaných částic PM 10 v roce 2012 26
Znečištění oxidy dusíku Úroveň znečištění ovzduší oxidů dusíku v zájmové oblasti byla posouzena zejména na základě Rozptylové studie a následných analýz, zpracovaných Vysokou školou báňskou Technickou univerzitou Ostrava. V rámci studie bylo provedeno podrobné modelování rozptylu oxidů dusíku v ovzduší k roku 2012. Podle výsledků modelování došlo v roce 2012 na zájmovém území pouze k lokálnímu k překročení ročního imisního limitu pro NO 2, a to v centru Ostravy. Koncentrací nad 30 µg/m 3 bylo dosahováno zejména v centru měst (zejména Ostrava a Žilina) a v blízkém okolí frekventovaných komunikací v oblasti. Mimo města a okolí významných komunikací se koncentrace NO 2 pohybovaly do 20 µg/m 3. Nejvýznamněji přispívala podle výsledků modelování k celkové imisní situaci v případě NO 2 místní silniční doprava. V zastavěných oblastech její příspěvek činil plošně 5 µg/m 3, okolo frekventovaných komunikací pak 10 20 µg/m 3. Nejvyšších koncentrací NO 2 z dopravy bylo dosahováno v centrech měst, na křižovatkách a okolo frekventovaných komunikací. Rozložení průměrných ročních koncentrací v zájmovém území zobrazuje mapka. Z analýzy vlivu českých a slovenských zdrojů na zájmové území obecně vyplynulo, že české zdroje zasahovaly svým působením rovněž na slovenskou část zájmového území. Jejich vliv byl patrný zejména mimo zastavěné oblasti a mimo komunikace. V případě NO 2 analýza ukázala rovněž vliv polských zdrojů v českém i slovenském příhraničí. I zde však nutno podotknout, že pro modelování polských zdrojů byla použita data z roku 2010 (novější data nebyla k dispozici), přičemž data o emisích oxidů dusíku z průmyslových zdrojů nebyla dostupná vůbec. Z výsledků analýzy imisního zatížení obyvatel vyplynulo, že více než 99 % obyvatel v zájmové oblasti v roce 2012 trvale žilo na území, kde nedošlo k překročení ročního imisního limitu pro NO 2. Podle modelování bylo nadlimitními koncentracemi postiženo především obyvatelstvo města Ostravy. Jednalo se celkem o více než 3 000 osob. Analýza imisního zatížení cenných ekosystémů v zájmové oblasti ukázala, že podle výsledků modelování v roce 2012 nebyl žádný z nich postižen koncentracemi, které by překračovaly roční limitní hodnotu pro ochranu ekosystémů. MODELOVÁNÍ 27
28 Průměrné roční koncentrace NO 2 v roce 2012
MONITORING KVALITY OVZDUŠÍ Nedílnou součástí projektu AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA byla také společná měření znečištění ovzduší. Měření bylo prováděno v několika kampaních, a to především na místech, kde není síť monitoringu dostatečně hustá (slovenská strana území). Podrobněji byl společně pomocí monitoringu rovněž zkoumán přeshraniční přenos znečištění, a to v rámci dvou společných měřících kampaní na hranicích (Svrčinovec, Makov), kdy byly sledovány jednak přízemní koncentrace znečištění (ŽU), a jednak vertikální profily znečištění (VŠB-TUO). Přízemní monitoring kvality ovzduší byl zaměřený na monitorování příhraničních lokalit frekventovaných mezinárodních tahů silnic prvních tříd. Vzhledem k dopravnímu zatížení těchto komunikací bylo hlavním cílem monitoringu zdokumentovat zatížení ovzduší především oxidy dusíku NO x, oxidem dusičitým NO 2, oxidem dusnatým NO a částicemi PM 10. Pro monitorování kvality ovzduší v rámci projektu byla využita mobilní monitorovací stanice ŽU se zabudovanými analyzátory pro monitorování znečišťujících látek. Vybavení mobilní stanice imisního monitoringu ŽU MONITORING Současně s hodnotami znečišťujících látek byly ve výšce 10 m nad povrchem stanice kontinuálně měřeny meteorologické parametry - atmosférický tlak vzduchu, teplota a relativní vlhkost vzduchu, směr větru a rychlost větru. Pro toto měření slouží meteorologické snímače upevněné na 10 m vysokém teleskopickém meteorologickém stožáru. 29
Speciální bezpilotní vzducholoď Hraniční přechod Svrčinovec silnice I/11 Pozemní měření byla doplněna unikátním měřením vertikálních profilů znečištění ovzduší suspendovanými částicemi do velikosti PM 10. K tomu byla využita bezpilotní vzducholoď vybavená analyzátorem množství a velikosti částic. Měřící stanoviště Svrčinovec silnice I/11 Měřicí stanoviště pozemního monitoringu se nacházelo v blízkosti hraniční přechodu Svrčinovec, přičemž stanice imisního monitoringu byla umístěna cca 15 m od okraje pozemní komunikace. Stanice byla situována v údolí, které se částečně otevírá z jižní a jihovýchodní strany. V ose tohoto údolí leží i silniční komunikace I/11, při níž bylo monitorování prováděno. Zjišťována byla taktéž intenzita dopravy, která byla měřena separátně ve dvou směrech. Měření probíhalo v období 28. 5. - 11. 6. 2014. Větrné a koncentrační růžice pro PM 10 a NO x v lokalitě Svrčinovec silnice I/11 30
Z převládajícího směru větrů (od jihovýchodu, resp. jihu) vyplývá předpoklad primárního zdroje znečištění šířícího se v okolí silniční komunikace, což je v tomto případě silniční doprava. Největší průměrné koncentrace znečišťujících látek byly naměřeny právě ze strany převládajících větrů, tedy od silniční komunikace. O víkendech, kdy intenzita nákladní dopravy viditelně poklesla, byl pozorován úbytek hrubé frakce. Lze předpokládat, že nedocházelo k tak výrazné resuspenzi deponovaných částic v okolí silniční komunikace. Procentuální zastoupení částic ve frakci PM 10, Svrčinovec silnice I/11 MONITORING V některých částech měřicího období je zde viditelný pokles znečištění ovzduší v souvislosti s poklesem intenzity dopravy. Patrnější je tato závislost pro oxidy dusíku, ale i u suspendovaných částic je patrná jejich provázanost se silniční dopravou, především v případě hrubé frakce měřených částic. Jemná frakce suspendovaných částic PM 2,5 je do větší míry podřízena meteorologickým parametrům. Průběh intenzity dopravy a koncentrací znečišťujících látek za sledované období Svrčinovec I/11 31
Složení dopravního proudu na předmětné komunikaci bylo převážně rovnoměrně rozložené mezi nákladní a osobní vozidla. Výjimku tvoří víkendy, kdy lze pozorovat výrazný pokles nákladní dopravy. Rozložení intenzity silniční dopravy do směrů na ČR nebo na SR je rovnoměrné, tj. intenzita silniční dopravy směřující ze SR do ČR je přibližně stejná jako v opačném směru. Maximální intenzita dopravy ve sledovaném období dosáhla cca 9800 vozidel/24h v profilu. Hraniční přechod Makov silnice I/18 I v případě hraničního přechodu Makov bylo měřicí stanoviště přízemního monitoringu umístěno u komunikace (silnice I/18). Okolní terén zde má podobný tvar jako na monitorovacím stanovišti Svrčinovec, tedy tvoří jakési údolí, ve kterém prochází příslušná silniční komunikace. Z jižní strany se mírně otevírá do rovinatého terénu, což je patrné i z převládajících směrů větru. Měření zde probíhalo v období 13. - 24. 6. 2014. Převládající větry na tomto stanovišti byly z východního, jihovýchodního, jižního směru. Podobně nejvyšší koncentrace znečišťujících látek byly naměřeny z těchto směrů, tedy ze směru od silniční komunikace k monitorovacímu stanovišti. Větrné a koncentrační růžice pro PM 10 a NO x v lokalitě Makov silnice I/18 Pozorované zastoupení jednotlivých frakcí suspendovaných částic bylo na této lokalitě vyrovnanější a v průměru za celé monitorovací období byla jemná frakce PM 2,5 zastoupena ve frakci PM 10 56 %. Podíl nákladních automobilů na silnici I/18 není až tak výrazný jako na silnici I/11. 32
Měřící stanoviště Makov silnice I/18 MONITORING Procentuální zastoupení částic ve frakci PM 10, Makov silnice I/18 Také na této lokalitě byl pozorován pokles koncentrací měřených znečišťujících látek o víkendech, kdy viditelně poklesla intenzita dopravy. 33
Průběh intenzity dopravy a koncentrací znečišťujících látek za sledované období Makov I/18 Rozložení silniční dopravy do směrů SR-ČR a SR-ČR bylo jako na předchozím měřícím stanovišti rovnoměrné. Maximální dosažená intenzita dopravy byla cca 4500 vozidel/24h v profilu. Vyhodnocení pozemních měření Měřicí lokality při silnicích I/11 Svrčinovec a I/18 Makov se vykazovaly významně odlišné hodnoty intenzit dopravy. Na silnici I/11 Svrčinovec byla naměřena intenzita dopravy dvojnásobně vyšší než na silnici I/18 Makov. Na silnici I/11 byl výrazně vyšší také podíl nákladní dopravy. Na obou lokalitách se vyskytovaly převládající větry směrem od silniční komunikace k měřícímu stanovišti, z čehož vyplývá, že hlavní složku znečištění v dotčené oblasti determinoval primární zdroj, tedy silniční doprava. Vliv dvojnásobné intenzity dopravy na silnici I/11 oproti silnici I/18 lze pozorovat i na cca dvojnásobně větších koncentracích znečišťujících látek, především částic. Krátkodobé imisní limity (resp. mezní hodnoty) stanovené pro ochranu zdraví obyvatelstva však nebyly ani v jednom případě překračovány. Vyhodnocení letových měření Měření v lokalitě Svrčinovec při mírně zhoršených rozptylových podmínkách ukázalo, že se ve vertikálním profilu znečištění vyskytovala dvě maxima při zemi nad silnicí I/11 a ve výšce pod zadržující inverzní vrstvou cca v 1100 m nad zemí. Obě hodnoty maxim jsou srovnatelné. Už v relativně malých výškách nad zemí (řádově desítky metrů) se vyskytují zejména menší frakce suspendovaných částic (do 1 mikrometru). V lokalitě Makov byla prováděna letová měření profilů znečištění v období po přechodu studené fronty a při silnějším severním větru (6 až 8 m/s). Při nočních měřeních, když teplota vzduchu klesla pod 7 C, se objevil zajímavý jev. Maximum v profilu znečištění nad hraničním přechodem Makov se ukázalo právě ve výšce hřebene sedla Bumbálka. Předpokládáme, že znečištění z lokálních zdrojů v údolích mohlo být za těchto podmínek vyfouknuto větrem z návětrných údolí nad hřeben a v nestabilním zvrstvení sledovalo dále stálou hladinu. Sedlo nad údolím se pak chovalo jako jakýsi komín o výšce cca 800 m nad mořem a z něj se znečištění šířilo z údolí na větší vzdálenosti. 34
ZÁVĚR V rámci představeného projektu AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA - Společná studie pro zachování životního prostředí zaměřená na zkoumání příčin zhoršené kvality ovzduší v československém příhraničí Moravskoslezského a Žilinského kraje byla nejprve vytvořena jednotná informační databáze, ve které byla pro celou zájmovou oblast shromážděna a zpracována sociodemografická data, data o zdrojích znečišťování ovzduší, meteorologická data a prostorová data. Na základě této databáze vytvořila Žilinská univerzita Model dopravy zájmové oblasti a Vysoká škola báňská zpracovala Model rozptylu znečišťujících látek v ovzduší. Popis kvality ovzduší v regionu a následná analýza příčin znečištění byly provedeny matematickým modelováním a následnými analýzami. Podle výsledků modelování došlo v roce 2012 na zájmovém území k překročení ročního imisního limitu, resp. roční limitní hodnoty pro PM 10. Dotčena byla zejména česká část zájmového území sousedící s Polskem (Ostravsko Karvinská aglomerace a Třinecko), na území SR se pak jednalo zejména o město Žilina. Nadlimitními koncentracemi znečištění suspendovanými částicemi bylo podle analýz postiženo 27,5 % obyvatel trvale žijících na zájmovém území. Nejvýznamněji podle výsledků modelování a analýz přispívala k průměrným ročním koncentracím PM 10 v zájmové oblasti lokální topeniště. Dalším významnou skupinou zdrojů byly průmyslové zdroje. Silniční doprava působila lokálně okolo frekventovaných komunikací. Z analýz dále v případě PM 10 vyplynulo, že české zdroje ovlivňují svým působením českou část území a slovenské slovenskou část, významný se však v celém zájmovém území ukázal vliv polských zdrojů, způsobený podle výsledků modelování zejména lokálními topeništi. Podle výsledků modelování došlo v roce 2012 na zájmovém území pouze k lokálnímu k překročení ročního imisního limitu pro NO 2, a to v centru Ostravy. Nadlimitními koncentracemi znečištění oxidem dusičitým tak bylo podle analýz postiženo méně než 1 % obyvatel trvale žijících na zájmovém území. Nejvýznamněji podle výsledků modelování a analýz přispívala k průměrným ročním koncentracím NO 2 silniční doprava. Nedílnou součástí projektu byla také společná měření znečištění ovzduší. Měření bylo prováděno v několika kampaních, a to především na místech, kde není síť monitoringu dostatečně hustá (slovenská strana území). Podrobněji byl společně pomocí měření zkoumán přeshraniční přenos znečištění, a to v rámci dvou společných měřících kampaní na hranicích (Svrčinovec: 28. 5. - 11. 6. 2014; Makov: 13. 6. - 24. 6. 2014), kdy byly sledovány jednak pozemní koncentrace znečišťujících látek (ŽU), a jednak vertikální profily znečištění (VŠB). Pozemní imisní monitoring byl proveden mobilní stanicí imisního monitoringu ŽU, vybavenou rovněž meteostanicí a sčítačem dopravy. Pozemní monitoring ukázal, že ve sledovaném období nebyly překročeny krátkodobé imisní limity (resp. mezní hodnoty) pro koncentrace PM 10 ani NO 2. Na pozemní měření navazovala letová měření ve stejných lokalitách. Jednalo se o pilotní využití unikátního bezpilotního leteckého systému (UAS) se zajímavými výsledky. V neposlední řadě přispělo řešení společného projektu k navázání profesních i méně formálních kontaktů našich dvou týmů z Žilinské univerzity a z VŠB TU Ostrava. ZÁVĚR 35
Literatura VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA, ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽI- LINE. AIR PROGRES CZECHO-SLOVAKIA: Společná studie pro zachování životního prostředí zaměřená na zkoumání příčin zhoršené kvality ovzduší v československém příhraničí Moravskoslezského a Žilinského kraje. Ostrava: Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Institut environmentálních technologií, 2014. 49 s. VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA. AIR PROGRES CZECHO- SLOVAKIA: Rozptylová studie 2012. Ostrava: Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Institut environmentálních technologií, 2014. 53 s. ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE. Dopravný model: čiastková správa. AIR PROGRES Společná studie pro zachování životního prostředí zaměřená na zkoumání příčin zhoršené kvality ovzduší v československém příhraničí Moravskoslezského a Žilinského kraje. ITMS: 22420220032. Žilina: Žilinská univerzita v Žiline, Stavebná Fakulta, Katedra cestného staviteľstva, 2014. 12 s. ČESKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV. Úsek ochrany čistoty ovzduší: Tabelární ročenky [online]. Praha: Český hydrometeorologický ústav, Úsek ochrany čistoty ovzduší, 2012 [cit. 2014-18-08]. Dostupný na WWW: <http://www.chmi.cz/uoco/isko/tab_roc/tab_roc.html>. SLOVENSKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV. Hodnotenie kvality ovzdušia v Slovenskej republike: 2012 [online]. Bratislava: Slovenský hydrometeorologický ústav, Odbor monitorovanie emisií a kvality ovzdušia, 2014 [cit. 2014-18-08]. 62 s. Dostupný na: WWW: <http://www.shmu.sk/file/oko/hodnotenie/2012_hodnotenie_ko_ v_sr.pdf> SLOVENSKÝ HYDROMETEOROLOGICKÝ ÚSTAV. Údaje pre špecifikáciu modelu v oblasti lokálnych kúrenísk z malých zdrojov. Bratislava: Slovenský hydrometeorologický ústav, Odbor monitorovanie emisií a kvality ovzdušia, 2014. WYSOCKA, Malgorzata. AIR SILESIA: Zadanie nr 3 - Inwentaryzacja i charakterystyka źródeł zanieczyszczeń / Identyfikacja problemów jakości powietrza w badanym obszarze / Inventarizace a charakteristika zdrojů znečištění: Raport z realizacji zadania / Zpráva úkolu. Projekt CZ.3.22/1.2.00/09.01610. Katowice: GŁÓWNY INSTYTUT GÓR- NICTWA, 2013. 17 s. 36