STŘEDNĚDOBÁ STRATEGIE (DO ROKU 2020) ZLEPŠENÍ KVALITY OVZDUŠÍ V ČR

STŘEDNĚDOBÁ STRATEGIE (DO ROKU 2020) ZLEPŠENÍ KVALITY OVZDUŠÍ V ČR PROGRAM ZLEPŠOVÁNÍ KVALITY OVZDUŠÍ AGLOMERACE CZ06A BRNO ČÁST 03 ANALÝZA ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ (IMISNÍ ANALÝZA) ZPRÁVA - ENVIROS, S. R. O. - ČERVEN 2014 MINISTERSTVO ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ČR

Název dokumentu Referenční číslo Číslo svazku Datum PROGRAM ZLEPŠOVÁNÍ KVALITY OVZDUŠÍ AGLOMERACE CZ06 BRNO ČÁST 03 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) ECZ13057 Svazek 1 z 1 Červen 2014 Vedení projektu: Ing. Vladimíra Henelová zástupce vedoucího projektu Strategie Mgr. Jakub Bucek, Mgr. Jan Karel garanti za PZKO Schváleno: Ing. Jaroslav Vích výkonný ředitel, ředitel projektu Adresa klienta: Ministerstvo životního prostředí ČR Vršovická 1442/65 100 10 Praha 10 Kontaktní osoba: Ing. Jan Kužel Telefon.: +420 267 122 835 E-mail: Jan.Kuzel@mzp.cz Kontaktní osoba: Mgr. Gabriel Srbová Telefon.: + 420 267 122 078 E-mail: gabriela.srbnova@mzp.cz Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 2

Autor části 03 Sídlo/místo podnikání Právní forma IČ Český Hydrometeorologický ústav Na Šabatce 17, Praha 4 Komořany, 143 06 Ing. Libor Černíkovský Ing. Jana Ostatnická Mgr. Robert Skeřil Bc. Hana Škáchová Příspěvková organizace MŽP 00020699 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 3

OBSAH A. ÚVOD...5 B. POPIS ZPŮSOBU POSUZOVÁNÍ ÚROVNÍ ZNEČIŠTĚNÍ, UMÍSTĚNÍ STACIONÁRNÍHO MĚŘENÍ...7 B.1 Síť imisního monitoringu...7 B.2 Použitá data...9 C. ODHAD ROZLOHY ZNEČIŠTĚNÝCH OBLASTÍ (V KM 2 ) A VELIKOSTI EXPONOVANÉ SKUPINY OBYVATELSTVA... 10 D. ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ ZJIŠTĚNÉ V PŘEDCHOZÍCH LETECH, AKTUÁLNÍ ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ A ODHAD VÝVOJE ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ... 12 D.1 Oblasti s překročením imisních limitů pro ochranu zdraví obyvatel... 12 D.2 Oblasti s překročením imisních limitů pro ochranu ekosystémů a vegetace... 15 D.3 Znečištění ovzduší z pohledu ochrany zdraví lidí, aglomerace Brno, 2003 2012.. 15 D.3.1 Suspendované částice PM 10 a PM 2,5...15 D.3.2 Oxid dusičitý...29 D.3.3 Oxid siřičitý...35 D.3.4 Oxid uhelnatý...38 D.3.5 Benzen...40 D.3.6 Benzo(a)pyren...41 D.3.7 Olovo...45 D.3.8 Arsen...46 D.3.9 Kadmium...48 D.3.10 Nikl...49 D.3.11 Troposférický (přízemní) ozon...51 D.4 Znečištění ovzduší z pohledu ochrany ekosystémů a vegetace, aglomerace Brno, 2003 2012... 53 D.5 Závěr... 54 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 4

A. ÚVOD Analýza kvality ovzduší (imisní analýza) je rozpracována v kapitolách, které se podrobně věnují způsobu posuzování úrovně znečištění, rozloze znečištěných oblastí a velikosti exponované skupiny obyvatelstva, úrovni znečištění z pohledu zdraví lidí a ochrany ekosystémů, informacím o dálkovém přenosu znečištění, specifikaci vybraných problematických lokalit. Posuzování úrovně znečištění ovzduší provádí ministerstvo stacionárním měřením, výpočtem nebo jejich kombinací, podle toho, zda v zóně nebo aglomeraci došlo k překročení dolní nebo horní meze pro posuzování úrovně znečištění. Ministerstvo provádí hodnocení, zda v jednotlivých zónách a aglomeracích došlo k překročení dolní nebo horní meze pro posuzování úrovně znečištění. V případě, že je v zóně nebo aglomeraci překročen imisní limit stanovený v bodech 1 až 3 v příloze č. 1 k zákonu č. 201/2012 Sb., nebo v případě, že je v zóně nebo aglomeraci imisní limit stanovený v této příloze v bodu 1 překročen vícekrát, než je zde stanovený maximální počet překročení, zpracuje ministerstvo ve spolupráci s příslušným krajským úřadem nebo obecním úřadem do 18 měsíců od konce kalendářního roku, ve kterém došlo k překročení imisního limitu, pro danou zónu nebo aglomeraci program zlepšování kvality ovzduší. Imisní limity Platné imisní limity a povolený počet jejich překročení za kalendářní rok vychází z legislativy 1. Jednotlivé imisní limity uvádí následující Tab. 1 Tab. 4. Ve většině případů nedošlo ke změně oproti předešlé legislativě 2, avšak v případě PM 2,5 a skupině látek uvedených v Tab. 3 došlo ke změně z cílových imisních limitů (s cílovým datem 31. 12. 2012) na imisní limity. Jelikož se imisní analýza věnuje období 2003 2012, bude v textu pro tyto škodliviny dál uváděn cílový imisní limit popř. překročení cílového imisního limitu. Tab. 1 Imisní limity vyhlášené pro ochranu zdraví lidí a maximální počet jejich překročení Znečišťující látka Doba průměrování Imisní limit Maximální povolený počet překročení Oxid siřičitý SO 2 1 hodina 350 µg.m -3 24 Oxid siřičitý SO 2 24 hodin 125 µg.m -3 3 Oxid uhelnatý CO maximální denní osmihodinový klouzavý průměr 10 mg.m -3 Suspendované částice PM 10 24 hodin 50 µg.m -3 35 Suspendované částice PM 10 1 kalendářní rok 40 µg.m -3 Suspendované částice PM 2,5 1 kalendářní rok 25 µg.m -3 Olovo Pb 1 kalendářní rok 0,5 µg.m -3 Oxid dusičitý NO 2 1 hodina 200 µg.m -3 18 Oxid dusičitý NO 2 1 kalendářní rok 40 µg.m -3 Benzen 1 kalendářní rok 5 µg.m -3 1 Zákon č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší ze dne 2. května 2012 2 Zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší ve znění pozdějších předpisů Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 5

Tab. 2 Imisní limity vyhlášené pro ochranu ekosystémů a vegetace Znečišťující látka Doba průměrování Imisní limit Oxid siřičitý SO 2 kalendářní rok a zimní období (1. 10. - 31. 3.) 20 µg.m -3 Oxidy dusíku NO X 1 kalendářní rok 30 µg.m -3 Tab. 3 Imisní limity pro celkový obsah znečišťující látky v částicích PM 10 vyhlášené pro ochranu zdraví lidí Znečišťující látka Doba průměrování Imisní limit Arsen As 1 kalendářní rok 6 ng.m -3 Kadmium Cd 1 kalendářní rok 5 ng.m -3 Nikl Ni 1 kalendářní rok 20 ng.m -3 Benzo(a)pyren B(a)P 1 kalendářní rok 1 ng.m -3 Tab. 4 Imisní limity troposférický ozón Doba průměrování Imisní limit Maximální povolený počet překročení Ochrana zdraví lidí maximální denní osmihodinový 120 µg.m -3 25x v průměru za 3 roky klouzavý průměr Ochrana vegetace AOT40 18000 µg.m -3.h Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 6

B. POPIS ZPŮSOBU POSUZOVÁNÍ ÚROVNÍ ZNEČIŠTĚNÍ, UMÍSTĚNÍ STACIONÁRNÍHO MĚŘENÍ B.1 Síť imisního monitoringu Hodnocení imisní situace se opírá o data archivovaná v imisní databázi Informačního systému kvality ovzduší České republiky, provozovaného a spravovaného ČHMÚ. Vedle údajů ze staničních sítí ČHMÚ přispívá do imisní databáze ISKO již řadu let několik dalších organizací podílejících se rozhodujícím způsobem na sledování znečištění ovzduší v České republice. V rámci aglomerace Brno se na měření kvality ovzduší podílí 3 organizace, které mají autorizaci k měření stavu venkovního ovzduší. Jedná se o Český hydrometeorologický ústav (modré lokality na Obr. 1). Statutární město Brno (zelené lokality na Obr. 1) a Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě (červené lokality na Obr. 1). Přehled a charakteristiku lokalit uvádí Tab. 5 a Obr. 1, následující Tab. 6 pak zobrazuje měřící programy a měřené škodliviny. Tab. 5 Přehled lokalit imisního monitoringu, aglomerace Brno Název lokality Klasifikace Vlastník Kraj Zem. délka Zem. šířka Nadm. výška Brno-Arboretum B/U/RN SMBrno Jihomoravský 16,6138 49,2161 250 Brno-Lány B/S/RN SMBrno Jihomoravský 16,5808 49,1653 228 Brno-Svatoplukova T/U/R SMBrno Jihomoravský 16,6425 49,2082 213 Brno-Výstaviště T/U/C SMBrno Jihomoravský 16,5695 49,1896 202 Brno-Zvonařka T/U/C SMBrno Jihomoravský 16,6137 49,1859 200 Brno-Masná B/U/CR ZÚ, SMOva Jihomoravský 16,6269 49,1889 214 Brno-střed T/U/R ČHMÚ Jihomoravský 16,5973 49,2055 230 Brno-Soběšice B/S/R ČHMÚ Jihomoravský 16,6205 49,2555 380 Brno-Kroftova T/U/R ČHMÚ Jihomoravský 16,5678 49,2165 235 Brno-Líšeň B/U/R ČHMÚ Jihomoravský 16,6780 49,2132 340 Brno-Úvoz (hot spot) T/U/R ČHMÚ Jihomoravský 16,5936 49,1981 235 Brno-Tuřany B/S/R ČHMÚ Jihomoravský 16,6962 49,1490 241 Brno-Dobrovského B/U/R ZÚ, SMOva Jihomoravský 16,5956 49,2181 240 Klasifikace lokalit: Typ stanice: T - Dopravní, I - Průmyslová, Pozaďová - B; Typ oblasti: U - Městská, S - Předměstská, R - Venkovská; Charakteristika oblasti: R - Obytná, C - Obchodní, I - Průmyslová, A - Zemědělská, N - Přírodní, RC - Obytná/obchodní, CI - Obchodní/průmyslová, IR - Průmyslová/obytná, RCI - Obytná/obchodní/průmyslová, AN - Zemědělská přírodní; Podkategorie pozaďových venkovských stanic: NCI - Příměstská, REG - Regionální, REM - Odlehlá Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 7

Obr. 1 - Přehled lokalit imisního monitoringu, aglomerace Brno Tab. 6 Měřící programy a měřené škodliviny v lokalitách aglomerace Brno, 2003-2012 Název lokality Měřící program 3 Měřené škodliviny (2003-2012) Brno-Arboretum A PM10 Brno-Lány A PM10, PM2,5, SO2, NO-NO2-NOx, CO Brno-Svatoplukova A PM10, PM2,5, SO2, NO-NO2-NOx, CO Brno-Výstaviště A PM10, SO2, NO-NO2-NOx, CO Brno-Zvonařka A PM10, PM2,5, SO2, NO-NO2-NOx, CO, O3 Brno-Masná K PM10, NO2, TK, PAH Brno-střed A PM10, SO2, NO-NO2-NOx, CO, O3, BZN Brno-Soběšice M PM10, NO2, SO2 Brno-Kroftova M, P, 0 PM10, NO2, SO2, TK, PAH Brno-Líšeň M, P, 0 PM10, PM2,5, NO2, TK, PAH Brno-Úvoz (hot spot) A, M PM10, NO-NO2-NOx, CO, BZN Brno-Tuřany A PM10, PM2,5, SO2, NO-NO2-NOx, CO, O3 Brno-Dobrovského K PM10, NO2, TK 3 A automatizovaný měřicí program; D měření pasivními dosimetry; K kombinované měření; M manuální měřicí program; P měření polycyklických aromatických uhlovodíků; 0 měření těžkých kovů (TK) v PM 10; 5 měření těžkých kovů v PM 2,5 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 8

B.2 Použitá data Jak již bylo uvedeno v úvodu kapitoly, pro vyhodnocení byla použita data 3 organizací, která se mohou lišit stupněm kontroly kvality. Základní podmínku autorizace pro měření imisí od MŽP splňují všechny organizace. Dále jsou již patrné rozdíly v QA/QC. Český hydrometeorologický ústav je akreditován dle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005 jako zkušební laboratoř č. 1460. Dle této normy jsou akreditovány odběry i zkoušky pro všechny škodliviny hodnocené v rámci této studie. V případě automatických stanic je zajištěna metrologická návaznost na kalibrační laboratoř, v případě laboratorních analýz je kromě návaznosti na certifikovaný referenční materiál zajištěna QA/QC mimo jiné i mezilaboratorním porovnáním. Dalšími akreditovanými subjekty jsou Zdravotní Ústav se sídlem v Ostravě. Informace o rozsahu akreditace jednotlivých subjektů je možné najít na stránkách Českého Institutu pro Akreditaci (www.cai.cz). Agregovaná data použitá pro tento program musí dosáhnout minimálně 66 % platných dat pro výpočet agregovaného údaje, avšak souvislý výpadek nesmí být delší než 9 % dat. Tím se zaručuje dostatečná reprezentativnost těchto dat, a přestože tato data nesplňují současnou legislativní podmínku pro platný agregovaný údaj, byla takto v letech 2003 2011 používána. V letech, kdy nebyly splněny podmínky pro výpočet platné průměrné roční koncentrace, nebudou do hodnocení započteny ani statistické údaje pro 24hodinové či hodinové údaje vztažené k legislativě (např. 36. nejvyšší 24hodinová koncentrace PM 10 nebo 19. nejvyšší hodinová koncentrace NO 2 ). Překročení imisního limitu resp. cílového imisního limitu dle předchozí kapitoly bude v tabulce uvedeno červenou barvou písma. V grafech bude imisní limit vyznačen křivkou, popř. bude jeho hodnota uvedena v levém rohu grafu. Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 9

C. ODHAD ROZLOHY ZNEČIŠTĚNÝCH OBLASTÍ (V KM 2 ) A VELIKOSTI EXPONOVANÉ SKUPINY OBYVATELSTVA Odhad rozlohy znečištěných oblastí provádí každoročně Ministerstvo životního prostředí na základě výsledků stacionárního měření, výpočtu nebo jejich kombinací. Pro jednotlivé zóny a aglomerace je zde dle jejich územního členění stanoven procentuelní podíl plochy s překročením imisního limitu každé znečišťující látky. Podkladem pro vymezení těchto oblastí jsou analýzy, prováděné Českým hydrometeorologickým ústavem ve čtvercové síti 1 1 km. Z této sítě jsou pak data přepočtena na správní jednotky. Prostorová interpretace imisních dat Hodnocení kvality ovzduší se týká celého území České republiky, nikoliv jen okolí monitorovacích stanic. Stanovení úrovně znečištění v oblastech, které nejsou pokryty měřením, je provedeno územním odhadem rozložení sledované míry znečištění ovzduší a spočívá v zobecnění bodových měření při dané hustotě (rozložení monitorovacích stanic) a akceptovatelné chybě odhadu na celé hodnocené území. Nezastupitelnou roli mají empirické, matematicko-statistické modely odhadu časového či prostorového rozložení imisních charakteristik. Při odhadech polí imisních a depozičních charakteristik jsou na podkladě měření na monitorovacích stanicích využívány geostatistické postupy a nástroje mapové algebry geografického informačního systému (GIS). Kromě využití výsledků z přímého měření koncentrací znečišťujících látek jsou využity i výsledky modelování. Pro území ČR se používá gaussovský disperzní model SYMOS 97, který počítá koncentrace na základě podrobných emisních inventur a meteorologických podmínek relevantních pro období hodnoceného kalendářního roku. Do výpočtu jsou zahrnuty poslední dostupné informace o zdrojích znečišťování z emisní databáze ISKO a informace o emisích z liniových zdrojů. V poslední době jsou využívány pro některé látky i výsledky eulerovského chemického disperzního modelu CAMx (Comprehensive Air Quality Model with Extensions tj. souhrnný model kvality ovzduší s rozšířeními). Kromě zdrojů v ČR jsou do výpočtu pravidelně zahrnovány i dostupné informace o emisích ze zahraničních zdrojů, které mají nezastupitelnou úlohu zejména při výpočtu koncentrací v pohraničních oblastech, mohou se však uplatnit i v regionech od hranic vzdálenějších. Do výpočtu jsou zahrnuty i informace o koncentracích látek znečišťujících ovzduší z několika příhraničních stanic v Polsku a Německu, které jsou poskytovány v rámci mezinárodní výměny dat. Kromě rozptylového modelu je v některých případech (např. pro přízemní ozon) aplikován empirický model za využití veličin vykazujících regresní závislost s naměřenými koncentracemi (jako nadmořská výška). Při konstrukci prostorového rozložení koncentrací PM 10 je v současné době používán empirický model, který kombinuje rozptylové modely SYMOS, CAMx, evropský model EMEP a nadmořskou výšku s naměřenými koncentracemi na stanicích za pomoci metodiky vyvíjené v rámci Evropského tematického centra pro znečištění ovzduší a mitigaci klimatických změn ETC/ACC. V následujících tabulkách je uveden výpočet plochy území aglomerace Brno s překročenými imisními limity a cílovými imisními limity podle zákona č. 86/2002 a imisními limity podle zákona č. 201/2012 Sb. a odhad velikosti exponované skupiny obyvatel. Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 10

Tab. 7 Plocha území aglomerace Brno (v km 2 ) s překročenými imisními limity dle zákonů 201/2012 Sb. a 86/2002 Sb. 4 Rok LV bez O 3 LV s O 3 LV (st.) TV bez O 3 (st.) TV s O 3 (st.) km 2 % km 2 % km 2 % km 2 % km 2 % 2005 227,09 98,64 230,23 100,00 223,18 96,94 179,62 78,02 230,23 100,00 2006 195,13 84,75 230,23 100,00 144,89 62,93 176,83 76,80 230,23 100,00 2007 82,61 35,88 230,23 100,00 75,61 32,84 27,15 11,79 230,23 100,00 2008 134,89 58,59 230,23 100,00 19,10 8,30 133,65 58,05 230,23 100,00 2009 58,86 25,57 192,38 83,56 23,01 10,00 51,17 22,23 189,38 82,26 2010 149,70 65,02 149,70 65,02 137,53 59,74 149,70 65,02 149,70 65,02 2011 119,25 51,80 182,16 79,12 90,23 39,19 108,29 47,04 181,94 79,03 2012 107,68 46,77 115,51 50,17 64,33 27,94 103,68 45,03 111,51 48,43 Tab. 8 Velikost exponované skupiny obyvatelstva, dle zákonů č. 86/2002 Sb. a 201/2012 Sb. Rok Počet obyvatel (tis.) LV (st.) TV bez O 3 (st.) TV s O 3 (st.) LV bez O 3 LV s O 3 tis. % tis. % tis. % tis. % tis. % 2005 379,0 99,5 374,5 98,3 380,9 98,3 380,0 100 380,9 100 2006 314,9 82,7 377,4 99,1 380,9 99,1 378,7 99,4 380,9 100 2007 188,9 49,6 81,2 21,3 380,9 100 224,2 58,9 380,9 100 2008 42,0 11,1 364,9 95,8 380,9 100 365,0 95,8 380,9 100 2009 61,7 16,2 139,6 36,7 225,5 59,2 153,7 40,4 239,5 62,9 2010 353,2 92,7 369,5 97,1 369,5 97,1 369,5 97,1 369,5 97,1 2011 174,4 45,8 268,9 70,6 327,3 85,9 296,9 70,7 327,5 85,9 2012 182,6 47,9 240,7 63,2 241,0 63,3 266,1 69,9 266,4 69,9 4 LV bez O 3 překročení imisních limitů dle 201/2012 Sb. bez zahrnutí přízemního ozonu, LV s O 3 překročení imisních limitů dle 201/2012 Sb. se zahrnutím přízemního ozonu, LV (st.) překročení imisních limitů dle již neplatného zákona 86/2002 Sb; TV bez O 3 (st.) překročení cílových imisních limitů bez zahrnutí přízemního ozonu dle již neplatného zákona 86/2002 Sb, TV s O 3 (st.) překročení cílových imisních limitů se zahrnutím přízemního ozonu dle již neplatného zákona 86/2002 Sb Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 11

D. ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ ZJIŠTĚNÉ V PŘEDCHOZÍCH LETECH, AKTUÁLNÍ ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ A ODHAD VÝVOJE ÚROVNĚ ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ D.1 Oblasti s překročením imisních limitů pro ochranu zdraví obyvatel Až do roku 2011 bylo pro vymezení zón a aglomerací se zhoršenou kvalitou ovzduší využíváno zákona o ochraně ovzduší č. 86/2002 Sb., ve znění pozdějších předpisů a nařízení vlády č. 597/2006 Sb., kterým se stanoví imisní limity a podmínky a způsob sledování, posuzování, hodnocení a řízení kvality ovzduší. Podle limitních úrovní bylo provedeno pro jednotlivé lokality vyhodnocení překračování limitu pro roční průměrné koncentrace PM 10, NO 2, olova, benzenu, kadmia, arsenu, niklu a benzo(a)pyrenu. Dále byly vypočteny četnosti překračování denních limitů pro frakci PM 10 a SO 2, hodinových limitních hodnot pro SO 2 a NO 2 a 8hodinových limitních hodnot oxidu uhelnatého a přízemního ozonu. Na základě map územního rozložení příslušných imisních charakteristik kvality ovzduší byly dle zákona 86/2002 Sb. každoročně vymezeny oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší (OZKO), tj. takové oblasti, ve kterých byl překročen imisní limit pro ochranu zdraví lidí pro alespoň jednu znečišťující látku (jedná se o SO 2, CO, PM 10, Pb, NO 2 a benzen). Obdobně byly identifikovány i oblasti s překročením cílového imisního limitu alespoň pro jednu znečišťující látku (kadmium, arsen, nikl, benzo(a)pyren a ozon). Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, také vymezuje nové zóny a aglomerace pro hodnocení kvality ovzduší. Ačkoliv se hodnocení v tomto dokumentu opírá o data naměřená v roce 2011, kdy platil zákon č. 86/2002 Sb., je hodnocení pro zatím poslední rok, tj. rok 2012, vztaženo již k novému vymezení zón a aglomerací podle zákona č. 201/2012 Sb. Bude tak lépe zajištěna návaznost dokumentů týkajících se tohoto projektu s časovým vymezením do roku 2020. Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší stanovuje imisní limity pro vybrané znečišťující látky bez dalšího rozlišení na imisní a cílové imisní limity. Pro rok 2012 jsou tak poprvé vymezeny oblasti s překročením imisních limitů hromadně pro všechny znečišťující látky, které jsou sledovány z hlediska ochrany lidského zdraví. Bylo tedy vyhodnoceno překračování imisních limitů pro roční průměrné koncentrace PM 10 a PM 2,5, NO 2, olova, benzenu, překračování 8hodinového limitu CO, překračování denních limitů pro PM 10 a SO 2 a překračování hodinových imisních limitů pro SO 2 a NO 2 (imisní limity stanoveny bodem 1 Přílohy č. 1 zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší; dříve imisní limity). Dále bylo vyhodnoceno překračování imisních limitů pro roční průměrné koncentrace benzo(a)pyrenu, kadmia, arsenu a niklu a pro nejvyšší max. denní 8hod. koncentraci přízemního ozonu (imisní limity stanoveny bodem 3 a 4 Přílohy č. 1 zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší; dříve cílové imisní limity). Z důvodu návaznosti na hodnocení v předešlých letech byla zvláště vymezena i území s překročením imisních limitů stanovených bodem 1 (dříve oblasti s překročením imisních limitů tzv. OZKO) a území s překročením imisních limitů stanovených bodem 3 (dříve oblasti s překročením cílových imisních limitů bez zahrnutí ozonu). A zpětně byla dle nové legislativy dopočtena plocha s překročenými imisními limity od roku 2005 (Tab. 9). Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 12

Tab. 9 Plocha území aglomerace Brno (v %) s překročenými imisními limity dle zákonů 201/2012 Sb. a 86/2002 Sb. 5 Rok LV bez O 3 LV s O 3 LV (st.) TV bez O 3 (st.) TV s O 3 (st.) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 98,64 100,00 96,94 78,02 100,00 84,75 100,00 62,93 76,80 100,00 35,88 100,00 32,84 11,79 100,00 58,59 100,00 8,30 58,05 100,00 25,57 83,56 10,00 22,23 82,26 65,02 65,02 59,74 65,02 65,02 51,80 79,12 39,19 47,04 79,03 46,77 50,17 27,94 45,03 48,43 Byly připraveny mapy územního rozložení příslušných imisních charakteristik kvality ovzduší, prezentované v předchozích částech, jak pro překročení imisních limitů, tak i pro překročení cílových imisních limitů. Oblasti s hodnotami imisních charakteristik vyššími než příslušné imisní limity jsou vymezeny červeně. Obr. 2 Území s překročením LV (OZKO), aglomerace Brno, 2011 Mapa oblastí s překročením alespoň jednoho imisního limitu (Obr. 2) podává informaci o kvalitě ovzduší na území aglomerace Brno v roce 2011. V hodnoceném roce bylo 39,2 % území aglomerace Brno vymezeno jako nadlimitní. Obr. 3 - Území s překročením TV (OZKO), aglomerace Brno, 2011 Podobně je připraveno vyhodnocení území s překročením alespoň jednoho cílového imisního limitu bez zahrnutí ozonu, kde hlavním důvodem je překročení cílového imisního limitu pro benzo(a)pyren (Obr. 3). V roce 2011 bylo 47 % území aglomerace Brno 5 LV bez O 3 překročení imisních limitů dle 201/2012 Sb. bez zahrnutí přízemního ozonu, LV s O 3 překročení imisních limitů dle 201/2012 Sb. se zahrnutím přízemního ozonu, LV (st.) překročení imisních limitů dle již neplatného zákona 86/2002 Sb; TV bez O 3 (st.) překročení cílových imisních limitů bez zahrnutí přízemního ozonu dle již neplatného zákona 86/2002 Sb, TV s O 3 (st.) překročení cílových imisních limitů se zahrnutím přízemního ozonu dle již neplatného zákona 86/2002 Sb Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 13

vyhodnoceno jako oblasti s překročením alespoň jednoho cílového imisního limitu bez zahrnutí ozonu. Pomocí podrobnější analýzy (imisní analýza) lze konstatovat, že na vymezení oblastí se zhoršenou kvalitou ovzduší se nejvíce podílely nadlimitní koncentrace PM 10 (denní imisní limit) a benzo(a)pyrenu (Tab. 10). Dále se na vymezení podílí překročení ročních imisních limitů pro PM 2,5 a NO 2. Po zahrnutí přízemního ozonu bylo oblastí s překročením alespoň jednoho cílového imisního limitu vymezeno 58,7 % území ČR. Tab. 10 Plocha území aglomerace Brno s překročením imisních limitů pro jednotlivé škodliviny, 2005-2012 6 Rok SO 2 (dp) PM 10 (rp) PM 10 (dp) NO 2 (rp) Benzen As Cd B(a)P O 3 PM 2,5 Ni 2005 0,00 3,04 96,94 1,74 0,00 0,00 0,00 78,02 76,98 0,00 0,00 2006 0,00 2,12 62,93 5,15 0,00 0,00 0,00 76,80 100,00 0,00 0,00 2007 0,00 0,00 31,54 2,61 0,00 0,00 0,00 11,79 100,00 0,00 0,00 2008 0,00 0,00 7,43 1,74 0,00 0,00 0,00 58,05 100,00 0,00 0,00 2009 0,00 0,00 9,28 2,88 0,00 0,00 0,00 23,53 60,88 0,00 0,00 2010 0,00 0,00 59,74 3,32 0,00 0,00 0,00 65,02 0,08 0,00 0,00 2011 0,00 0,00 39,19 2,45 0,00 0,00 0,00 34,86 58,66 29,03 0,00 2012 0,00 0,00 27,07 2,45 0,00 0,00 0,00 45,03 4,02 3,04 0,00 Z výsledků analýzy vyplývá, že: z hlediska plošného překročení limitu zůstává hlavním problémem především benzo(a)pyren, dále pak suspendované částice PM 10. U těchto polutantů se překročení dotýká řádově stovek tisíc obyvatel. V případě oxidu dusičitého jsou překročením limitu dotčeny řádově tisíce obyvatel. rozsah překročení imisních limitů částic PM 10 se v roce byl nejhorší v letech 2005 a 2006. V roce 2010 se rozsah překročení téměř vyrovnal stavu z let 2005 a 2006, v roce 2011 a 2012 došlo k poměrně výraznému zmenšení oblasti, kde jsou překračovány imisní limity. Překročení imisních limitů však zasahuje především hustěji osídlené oblasti. v případě překračování imisních limitů u benzo(a)pyrenu je situace v průběhu sledovaného období víceméně stabilní. K pozitivnímu výkyvu došlo jen v roce 2007, kdy bylo indikováno překročení imisního limitu této škodliviny jen na 12 % území města Brna. u koncentrací troposférického ozónu byl v letech 2010 a 2012 zaznamenán velmi výrazný pokles oproti ostatním rokům. 6 SO 2 (dp) překročení 24hodinové koncentrace SO 2; PM 10 (rp) překročení průměrné roční koncentrace PM 10; PM 10 (dp) překročení 24hodinové koncentrace PM 10; NO 2 (rp) překročení průměrné roční koncentrace NO 2 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 14

D.2 Oblasti s překročením imisních limitů pro ochranu ekosystémů a vegetace Na základě mapování rozložení imisních charakteristik pro rok 2011 relevantních z hlediska ochrany ekosystémů a vegetace je znázorněno rozložení ročních a zimních průměrných koncentrací SO 2 a ročních průměrných koncentrací NOx pro ochranu ekosystémů a vegetace. Mapa na Obr. 4 znázorňuje vymezení oblastí se zhoršenou kvalitou ovzduší vzhledem k imisním limitům pro ochranu ekosystémů a vegetace na území národních parků a chráněných krajinných oblastí bez zahrnutí přízemního ozonu. Na území aglomerace Brno zasahuje CHKO Moravský Kras, přičemž na celém tomto území nedochází k překročení imisního limitu pro ochranu ekosystému a vegetace (bez započtení troposférického ozónu). Obr. 4 - Území s překročením LV pro ochranu vegetace a ekosystémů, aglomerace Brno, 2011 D.3 Znečištění ovzduší z pohledu ochrany zdraví lidí, aglomerace Brno, 2003 2012 D.3.1 Suspendované částice PM 10 a PM 2,5 Částice obsažené ve vzduchu lze rozdělit na primární a sekundární. Primární částice jsou emitovány přímo do atmosféry, ať již z přírodních (např. sopečná činnost, pyl nebo mořský aerosol) nebo z antropogenních zdrojů (např. spalování fosilních paliv ve stacionárních i mobilních zdrojích, otěry pneumatik, brzd a vozovek). Sekundární částice jsou převážně antropogenního původu a vznikají v atmosféře ze svých plynných prekurzorů SO 2, NO x, NH 3 a VOC procesem nazývaným konverze plyn-částice. Z důvodu různorodosti emisních zdrojů mají suspendované částice různé chemické složení a různou velikost. Suspendované částice PM 10 mají významné zdravotní důsledky, které se projevují již při velmi nízkých koncentrací bez zřejmé spodní hranice bezpečné koncentrace. Zdravotní rizika částic ovlivňuje jejich koncentrace, velikost, tvar a chemické složení. Při akutním působení částic může dojít k podráždění sliznic dýchací soustavy, zvýšené produkci hlenu apod. Tyto změny mohou způsobit snížení imunity a zvýšení náchylnosti k onemocnění dýchací soustavy. Opakující se onemocnění mohou vést ke vzniku chronické bronchitidy a kardiovaskulárním potížím. Při akutním působení částic může dojít k zvýraznění symptomů u astmatiků a navýšení celkové nemocnosti a úmrtnosti populace. Dlouhodobé vystavení působení částic může vést ke vzniku onemocnění respiračního a kardiovaskulárního systému. Míra zdravotních důsledků je ovlivněna řadou faktorů, jako je například aktuální zdravotní stav jedince, alergická dispozice nebo kouření. Citlivou skupinou jsou děti, starší lidé a lidé trpící onemocněním dýchací a oběhové soustavy 7,8. 7 SZÚ, Suspendované částice [cit. 2013-07-19]. Dostupný z http://www.szu.cz/uploads/documents/chzp/ovzdusi/dokumenty_zdravi/susp_castice.pdf 8 Guerreiro C., de Leeuw F., Foltescu V., Schilling J., van Aardenne J., Lükewille A., Adams M. (2012). Air quality in Europe 2012 report.. e arsenu (průměr za roky 2007 přkročením o a kde se stanice převážně vyskytovaly a odkázat na tabulku s nejvyššími ní, ale jaeea report No 4/2012. EEA, Copenhagen, Denmark, 104 pp. Dostupný z WWW: http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2012 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 15

Suspendované částice PM 10 Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi frakce PM 10 zůstává jedním z hlavních problémů zajištění kvality ovzduší. Téměř na všech lokalitách České republiky je od roku 2001 do roku 2003 patrný vzestupný trend ve znečištění ovzduší PM 10. Po zakolísání v roce 2004 byl v roce 2005 vzestupný trend obnoven téměř na všech lokalitách. V roce 2006 tento trend pokračoval na většině lokalit u ročních průměrů. V roce 2007 došlo naopak k poklesu koncentrací PM 10. V roce 2008 klesající trend ve znečištění PM 10 pokračoval na většině lokalit zejména v denních koncentracích. V roce 2009 převažoval mírný vzestup, více patrný v aglomeraci Moravskoslezský kraj. V roce 2010 došlo k nárůstu koncentrací PM 10, a to v denních i ročních imisních charakteristikách. Největší nárůst byl opět zaznamenán v aglomeraci OV/KA/F-M. Vzestup koncentrací suspendovaných částic v roce 2010 byl dán zejména opakovaným výskytem nepříznivých meteorologických rozptylových podmínek v zimním období na začátku (leden a únor) i ke konci roku (říjen a prosinec). Nárůst koncentrací PM 10 byl v roce 2010 způsoben i nejchladnější topnou sezónou za posledních 10 let. V roce 2011 byl zaznamenán nepatrný pokles 36. nejvyšší koncentrace PM 10 (v průměru pro všechny typy stanic). V roce 2012 byl opět naměřen meziroční pokles 36. nejvyšší koncentrace PM 10, a to o více než 5 µg.m -3 (v průměru pro všechny typy stanic, na kterých byla 36. nejvyšší koncentrace PM 10 měřena v letech 2011 i 2012). V roce 2012 byl zaznamenán i pokles průměrné roční koncentrace na většině měřicích stanic 9. Obr. 5 Pole průměrné roční koncentrace PM 10, aglomerace Brno, rok 2011 V referenčním roce 2011 (ani v roce 2012) nedošlo ani na jedné lokalitě k překročení imisního limitu pro průměrnou roční koncentraci PM 10 (Tab. 11). Dle prostorového zobrazení měřených koncentrací se 88,5 % území aglomerace Brno pohybuje v intervalu 20 30 µg.m - 3, zbylých 11,5 % pak v intervalu 30 40 µg.m -3 (Obr. 5). V předešlých letech docházelo i k překračování imisního limitu jednalo se pouze o dopravní lokality Brno-střed, Brno- Svatoplukova a Brno-Úvoz (hot-spot). V roce 2003 došlo k překročení i na pozaďové lokalitě Brno-Lány, která je však také ovlivněna dopravou (z cca 400 m vzdálené dálnice D1). Tab. 11 Průměrné roční koncentrace PM 10, aglomerace Brno, 2003 2012 Název lokality 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Arboretum (B) Brno-Lány (B) 43,27 36,15 39,67 25,62 33,08 35,09 31,28 Brno-Svatoplukova (T) 40,41 40,92 43,74 39,17 34,59 Brno-Výstaviště (T) 35,00 33,20 36,25 37,76 Brno-Zvonařka (T) 34,43 34,97 35,68 31,43 28,72 9 Znečištění ovzduší na území České Republiky v roce 2011. Český hydrometeorologický ústav, 2012, ISBN 978-80-87577-02-8 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 16

Název lokality 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Masná (B) 34,83 33,50 34,51 31,39 29,49 33,35 Brno-střed (T) 47,90 45,07 35,07 34,41 35,88 38,21 39,20 37,53 Brno-Soběšice (B) 20,96 22,90 24,06 21,24 Brno-Kroftova (T) 32,06 21,15 23,08 25,50 27,70 29,59 27,19 Brno-Líšeň (B) 24,04 26,94 27,47 24,22 Brno-Úvoz (hot spot) (T) 44,00 30,18 34,46 30,74 30,32 Brno-Tuřany (B) 39,53 31,39 33,51 36,32 28,01 25,91 27,56 30,33 29,44 26,24 Brno-Dobrovského (B) 35,25 33,98 26,52 22,81 23,29 27,83 21,57 17,91 Variabilitu v koncentracích (a možné překročení imisního limitu) významně ovlivňují meteorologické podmínky. Za účelem potlačení tohoto vlivu byly rovněž zpracovány průměry za roky 2007 2011. Pětiletý průměr pro průměrnou roční koncentraci PM 10 v aglomeraci Brno zobrazuje (Obr. 6). Obr. 6 Pole průměrné roční koncentrace PM 10, aglomerace Brno, pětiletý průměr za roky 2007-2011 Z Obr. 6 je patrné, že se příliš neliší od Obr. 5, zobrazujícího pouze rok 2011. Z vyhodnocení pětiletí 2007 2011 pro průměrnou roční koncentraci PM 10 v aglomeraci Brno vyplývá, že podstatná část území (86,8 %) leží v intervalu koncentrací 20 30 µg.m -3, zbylých 13,2 % pak v intervalu 30 40 µg.m -3. Imisní limit (40 µg.m -3 ) tedy není dlouhodobě překračován. Kromě meteorologických podmínek má na koncentrace suspendovaných částic významný vliv umístění stanice zejména ve vztahu k dopravě. Dopravní lokality dosahují dlouhodobě vyšších koncentrací, než pozaďové lokality. Následující grafy zobrazují situaci zvláště na dopravních (Obr. 7) a na pozaďových lokalitách (Obr. 8), včetně srovnání zprůměrovaných hodnot (Obr. 9). V případě zprůměrovaných hodnot za všechny dopravní resp. pozaďové lokality je potřeba mít na paměti, že do roku 2006 se jednalo pouze o několik stanic a průměrné hodnoty jsou tedy pouze orientační. Z grafů je patrné, že koncentrace na dopravních lokalitách jsou vyšší, častěji překračují imisní limit. V případě pozaďových lokalit je patrné, že lokality Brno-Masná a Brno-Lány dosahují vyšších hodnot, než ostatní pozaďové lokality. V obou případech je to zřejmě zapříčiněno vlivem dopravy. Lokalita Brno-Masná leží v těsné blízkosti Velkého městského okruhu, lokalita Brno-Lány je vzdálena zhruba 400 m vzdušnou čarou od dálnice D1. V případě lokality Brno-Lány mluví ve prospěch ovlivnění dopravou i vyšší poměr koncentrací [NO] / [NO 2 ] naznačující významnější dopravní zatížení. Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 17

Situace je u dopravních lokalit zhoršená z více důvodů doprava je hlavním zdrojem tuhých látek v ovzduší v aglomeraci Brno, protože kromě exhalací dochází k emisím tuhých částic z otěrů (brzdové obložení, pneumatiky, vozovka atd.), a dále rovněž k resuspenzi již sedimentovaných částic vlivem proudění způsobeného pohybem vozidel. Resuspenze se na emisích tuhých látek z dopravy může podílet až 40 %. Z grafu na Obr. 9 je patrné, že koncentrace na pozaďových lokalitách mají zhruba od roku 2008 (kdy již bylo dostatek dat pro průměry) téměř stejnou úroveň koncentrací v blízkosti cca 27 µg.m -3, z pohledu celého hodnoceného období mají mírně klesající charakter. U dopravních lokalit je vyšší variabilita, koncentrace jsou o cca 5 10 µg.m -3 vyšší, trend je však rovněž klesající. Obr. 7 Průměrné roční koncentrace PM 10 na dopravních lokalitách, aglomerace Brno, 2003 2012 60 50 40 Koncentrace (µg.m -3 ) 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Svatoplukova Brno-Výstaviště Brno-Zvonařka Brno-střed Brno-Kroftova Brno-Úvoz (hot spot) Dopravní lokality (průměr) Imisní limit Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 18

Obr. 8 - Průměrné roční koncentrace PM 10 na pozaďových lokalitách, aglomerace Brno, 2003 2012 60 50 Koncentrace (µg.m -3 ) 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Arboretum Brno-Lány Brno-Masná Brno-Soběšice Brno-Líšeň Brno-Tuřany Brno-Dobrovského Pozaďové lokality (průměr) Imisní limit Obr. 9 Srovnání zprůměrovaných hodnot průměrné roční koncentrace PM 10 pro dopravní a pozaďové stanice, aglomerace Brno, 2003 2012 60 50 Koncentrace (µg.m -3 ) 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Dopravní lokality (průměr) Pozaďové lokality (průměr) Imisní limit Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 19

V případě imisního limitu pro 24hodinovou koncentraci PM 10 je již situace podstatně horší. Imisní limit činí 50 µg.m -3 a může být za kalendářní rok 35x překročen. Ve vyhodnocení se tedy uvažuje 36. nejvyšší 24hodinová koncentrace, která pokud je vyšší než 50 µg.m -3, je překročen imisní limit. Tato charakteristika je ještě mnohem více závislá na meteorologických podmínkách, a to především v chladné části roku. Koncentrace vyšší než 50 µg.m -3 se vyskytují takřka výhradně v období říjen březen. Podstatné jsou zejména dny s inverzním charakterem počasí, kdy pod hladinou teplotní inverze takřka nedochází k proudění (stabilní atmosféra) a nemůže tak docházet k rozptylu škodlivin naopak dochází k jejich kumulaci. Při déletrvající epizodě s inverzním charakterem počasí dochází zpravidla k postupnému nárůstu koncentrací suspendovaných částic v ovzduší a k překračování imisních i zvláštních imisních limitů (smogové situace). Následující Obr. 10 zobrazuje prostorové rozložení 36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM 10 za kalendářní rok 2011. Z obrázku je patrné, že zhruba na 61 % jsou koncentrace podlimitní a zhruba na 39 % území nadlimitní, přičemž koncentrace vyšší než 60 µg.m -3 je zhruba na 1 % území v blízkosti dálnice D1. Obr. 10 - Pole 36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM 10, aglomerace Brno, rok 2011 Pokud se použije pětiletý průměr pro potlačení vlivu meteorologických podmínek, dojde ke snížení podílu území s překročeným imisním limitem na zhruba 26 % (koncentrace nad 60 µg.m -3 se v pětiletí nevyskytují), podlimitní plocha území činí zhruba 74 %, přičemž na více než 4 % území aglomerace Brno nepřesahuje 36. nejvyšší 24hodinová koncentrace 40 µg.m -3. Obr. 11 - Pole 36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM 10, aglomerace Brno, pětiletý průměr za roky 2007-2011 V následující Tab. 12 a grafech na Obr. 12 - Obr. 14 je dobře patrný rozdíl mezi dopravními a pozaďovými lokalitami na území aglomerace Brno. Zatímco na dopravních lokalitách dochází dlouhodobě k překračování imisního limitu pro 24hodinovou koncentraci PM 10 (včetně průměru ze všech dopravních lokalit), v případě pozaďových lokalit hodně závisí na meteorologických podmínkách v daném roce, konkrétně v zimních měsících. Dojde-li k delším epizodám s inverzním charakterem počasí (roky 2005, 2006, 2010, 2011) popř. trvá-li zimní sezón déle (topná sezóna v roce 2010 byla výrazně nejdelší za posledních 10 let), dojde k nárůstu koncentrací často nad imisní limit. Naopak v letech s příznivými podmínkami (2007 2009, 2012) pozaďové lokality až na výjimky imisní limit nepřekračují. Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 20

Vyšší koncentrace měří pouze lokality Brno-Lány popř. Brno-Masná, u kterých ale může docházet k ovlivnění dopravou, jak již bylo uvedeno výše. Obr. 14 opět srovnává zprůměrované hodnoty za dopravní a pozaďové lokality aglomerace Brno. Zatímco v případě pozaďových lokalit je patrný mírně klesající trend s jistou variabilitou kopírující vliv meteorologických a rozptylových podmínek v zimním období, u dopravních lokalit není žádný trend patrný. V posledních letech je v průměru 36. nejvyšší 24 hodinová koncentrace na dopravních lokalitách vyšší než na pozaďových o zhruba 7-15 µg.m -3. Tab. 12 36. nejvyšší 24hodinová koncentrace PM 10 za kalendářní rok, aglomerace Brno, 2003 2012 Název lokality 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Arboretum (B) Brno-Lány (B) 63,25 54,28 56,78 45,26 60,37 67,48 53,52 Brno-Svatoplukova (T) 68,42 68,40 73,19 71,88 57,43 Brno-Výstaviště (T) 58,86 52,03 60,20 60,79 Brno-Zvonařka (T) 60,22 61,70 67,27 61,75 54,70 Brno-Masná (B) 54,00 51,82 55,00 48,00 46,00 49,00 Brno-střed (T) 84,67 71,29 59,13 55,29 58,08 64,54 70,75 60,14 Brno-Soběšice (B) 34,00 44,00 48,00 38,00 Brno-Kroftova (T) 55,00 38,00 46,00 45,00 53,00 56,00 46,00 Brno-Líšeň (B) Brno-Úvoz (hot spot) (T) 81,00 50,00 57,00 56,00 50,00 Brno-Tuřany (B) 62,57 55,42 61,58 63,13 51,25 44,88 47,21 56,38 56,46 47,54 Brno-Dobrovského (B) 58,00 58,00 44,00 41,00 39,00 44,00 36,00 28,00 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 21

Obr. 12 36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM 10 na dopravních lokalitách, aglomerace Brno, 2003 2012 Koncentrace (µg.m -3 ) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Svatoplukova Brno-Výstaviště Brno-Zvonařka Brno-střed Brno-Kroftova Brno-Úvoz (hot spot) Dopravní lokality (průměr) Imisní limit Obr. 13-36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM 10 na pozaďových lokalitách, aglomerace Brno, 2003 2012 Koncentrace (µg.m -3 ) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Arboretum Brno-Lány Brno-Masná Brno-Soběšice Brno-Líšeň Brno-Tuřany Brno-Dobrovského Pozaďové lokality (průměr) Imisní limit Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 22

Obr. 14 - Srovnání zprůměrovaných hodnot 36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM 10 pro dopravní a pozaďové stanice, aglomerace Brno, 2003 2012 90 80 70 Koncentrace (µg.m -3 ) 60 50 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Dopravní lokality (průměr) Pozaďové lokality (průměr) Imisní limit Pro překračování imisního limitu je v aglomeraci Brno charakteristické, že k němu dochází pouze v chladné části roku, tedy během topné sezóny. Následující graf na Obr. 15 zobrazuje zprůměrovanou hodnotu počtu překročení 24hodinové koncentrace PM 10 hodnotu 50 µg.m -3 v jednotlivých měsících za roky 2005 2012. Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 23

Obr. 15 Počet dní s koncentrací PM 10 > 50 µg.m -3 2005 2012, aglomerace Brno v jednotlivých měsících, průměr za roky 16 Počet dní s koncentrací PM 10 > 50 µg.m -3 14 12 10 8 6 4 2 0 leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec Brno-Lány Brno-Svatoplukova Brno-Výstaviště Brno-Zvonařka Brno-Masná Brno-střed Brno-Soběšice Brno-Kroftova Brno-Úvoz (hot spot) Brno-Tuřany Brno-Dobrovského Dopravní lokality (průměr) Pozaďové lokality (průměr) Celkový průměr Z Obr. 15 je patrné, že v období květen září dochází k překročení koncentrace PM 10 50 µg.m -3 na stanicích imisního monitoringu pouze výjimečně. Naproti tomu topná sezóna spolu s nepříznivými meteorologickými a rozptylovými podmínkami (zejména leden a únor) způsobují nárůst dní s koncentracemi vyššími než 50 µg.m -3 v chladné části roku. Topná sezóna a emise z lokálních topenišť navyšují plošně pozaďové koncentrace v celém Jihomoravském kraji např. v lokalitě Brno-Tuřany, která je v topné sezóně ovlivněna lokálními topeništi z okolních malých sídel, dosahuje v lednu v průměru téměř 10 překročení hodnoty 50 µg.m -3 24hodinové koncentrace PM 10 a v únoru zhruba 9. Pozaďové lokality v Brně, kde je podstatněji zastoupeno CZT, takových hodnot nedosahují. Dopravní lokality jsou pak navýšeny o emise z dopravy. Nejvíce překročení dosahuje lokalita Brno-Zvonařka, která v průměru za roky 2005 2012 vyčerpá za leden a únor 27 z 35 legislativou povolených překročení hodnoty 50 µg.m -3 pro 24hodinovou koncentraci PM 10. Svůj vliv pak mají i meteorologické podmínky zejména teplotní inverze (nejčastější výskyt v zimě), během nichž dochází pod hladinou inverze ke stabilizaci atmosféry, nedochází k rozptylu škodlivin zejména z menších zdrojů (lokální topeniště) naopak dochází k jejich kumulaci a postupnému souvislému nárůstu koncentrací. Suspendované částice PM 2,5 Od roku 2004 se v České republice měří jemná frakce suspendovaných částic PM 2,5. V roce 2011 měření probíhalo na 49 lokalitách. Výsledky měření dokládají značné znečištění částicemi frakce PM 2,5 zejména v aglomeraci OV/KA/F-M. Srovnáme-li výsledky s ročním imisním limitem 25 µg.m -3, celkem na 13 lokalitách byl překročen (v roce 2010 došlo k překročení na 12 lokalitách z 38). Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 24

Podle ročního chodu koncentrací PM 2,5 ve vztahu k překročení ročního imisního limitu lze konstatovat, že vysoké znečištění ovzduší touto látkou se vyskytuje zejména v chladném období roku (měsíce listopad až únor). Vyšší koncentrace této látky v chladném období roku jsou zejména důsledkem emisí z vytápění a horších rozptylových podmínek. Obsah frakce PM 2,5 v PM 10 není konstantní, ale vykazuje sezónní průběh a zároveň je závislý na umístění lokality (Obr. 16). V roce 2011 se poměr PM 2,5 /PM 10 pohyboval v průměru z 33 lokalit v ČR, kde se současně měřily obě frakce s dostatečným počtem hodnot, v rozmezí 0,65 (srpen) až 0,81 (leden), s nižšími hodnotami v letním období. V Praze, kde je roční chod ovlivněn velkým podílem dopravních lokalit, byl tento poměr v rozmezí 0,48 (červen) až 0,74 (únor), v Brně 0,65 (červenec) až 0,78 (únor) a v aglomeraci OV/KA/F-M 0,70 (srpen září) až 0,86 (leden). Při porovnání poměru podle klasifikace lokalit je poměr u lokalit městských 0,68 (červen) až 0,82 (listopad), předměstských 0,64 (září) až 0,80 (únor) a dopravních 0,60 (září) až 0,72 (leden) 10. Sezónní průběh poměru frakce PM 2,5 /PM 10 souvisí se sezónním charakterem některých emisních zdrojů. Emise ze spalovacích zdrojů vykazují vyšší zastoupení frakce PM 2,5 než např. emise ze zemědělské činnosti a re-emise při suchém a větrném počasí. Vytápění v zimním období roku může být tedy důvodem vyššího podílu frakce PM 2,5 oproti frakci PM 10. Pokles během jarního období a začátku léta je v některých pracích vysvětlován také nárůstem množství větších biogenních částic (např. pylů) 11. Na dopravních lokalitách je poměr PM 2,5 /PM 10 nejnižší. Při spalování paliva z dopravy se emitované částice nalézají především ve frakci PM 2,5 a poměr by měl být tudíž u dopravních lokalit vysoký. To, že tomu tak není, zdůrazňuje význam emisí větších částic z otěrů pneumatik, brzdového obložení a ze silnic. Zastoupení hrubé frakce na dopravních stanicích narůstá i v důsledku resuspenze částic ze zimního posypu. K navýšení koncentrace PM 10 může dojít i v důsledku zvýšené abraze silničního povrchu posypem a následnou resuspenzí obroušeného materiálu 12. Vyšší poměr PM 2,5 /PM 10 na lokalitách v aglomeraci OV/KA/F-M souvisí s větším podílem průmyslových zdrojů v oblasti Ostravsko-Karvinska. 10 Znečištění ovzduší na území České Republiky v roce 2011. Český hydrometeorologický ústav, 2012, ISBN 978-80-87577-02-8 11 Gehrig, R., Buchmann, B. (2003): Atmospheric Environment, 37, pp. 2571 2580 12 Commission staff working paper establishing guidelines for determination of contributions from the resuspension of particulates following winter sanding or salting of roads under the Directive 2008/50/EC on ambient air quality and cleaner air for Europe. SEC(2011) 207 final Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 25

Obr. 16 - Průměrné měsíční poměry PM 2,5/PM 10 v roce 2012 13 V referenčním roce 2011 došlo pouze na třech lokalitách (Brno Svatoplukova, Brno- Zvonařka a Brno-Lány) k překročení imisního limitu pro průměrnou koncentraci PM 2,5, v roce 2012 se jednalo pouze o jedinou lokalitu Brno-Svatoplukova (Tab. 13). Tato dopravou zatížená lokalita překračuje imisní limit po celou dobu měření PM 2,5 na této stanici. Dle prostorového zobrazení měřených koncentrací se 71 % území aglomerace Brno pohybuje v intervalu 17 25 µg.m -3, zbylých 29 % pak v intervalu 25 30 µg.m -3, přičemž hodnota 25 µg.m -3 je od 1. 9. 2012 považována za imisní limit pro průměrnou roční koncentraci PM 2,5 (Obr. 17). V předešlých letech docházelo k překračování cílového imisního limitu jednalo se pouze o dopravní lokality. Pozaďová lokalita Brno-Tuřany překročila hodnotu 25 µg.m -3 pouze v nejzatíženějších letech 2005 a 2006. Tab. 13 - Průměrné roční koncentrace PM 2,5, aglomerace Brno, 2003 2012 Název lokality 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Lány (B) 22,39 29,54 28,91 24,70 Brno-Svatoplukova (T) 29,02 30,14 33,30 29,88 26,00 Brno-Výstaviště (T) 25,36 Brno-Zvonařka (T) 26,60 28,54 30,45 27,05 24,00 Brno-Líšeň (B) 19,63 17,64 Brno-Tuřany (B) 21,86 26,42 27,58 20,37 19,07 20,89 23,81 21,65 19,40 Obr. 17 - Pole průměrné roční koncentrace PM 2,5, aglomerace Brno, rok 2011 13 Znečištění ovzduší na území České Republiky v roce 2011. Český hydrometeorologický ústav, 2012, ISBN 978-80-87577-02-8 Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 26

Následující Obr. 18 pak zobrazuje zprůměrovanou hodnotu průměrné roční koncentrace PM 2,5 za pětiletí 2007 2011. Z obrázku je patrné, že plocha aglomerace Brno s koncentracemi vyššími než 25 µg.m -3 poklesla na zhruba 16 %, zhruba 20 % území leží v intervalu 12 17 µg.m -3 a zbývajících cca 64 % leží v intervalu 17 25 µg.m -3. Obr. 18 - Pole průměrné roční koncentrace PM 2,5, aglomerace Brno, pětiletý průměr za roky 2007-2011 Obr. 19 - Průměrné roční koncentrace PM 2,5 na měřících lokalitách, aglomerace Brno, 2003 2012 35 30 25 Koncentrace (µg.m -3 ) 20 15 10 5 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Brno-Lány Brno-Svatoplukova Brno-Výstaviště Brno-Zvonařka Brno-Líšeň Brno-Tuřany Dopravní lokality (průměr) Pozaďové lokality (průměr) Imisní limit Z grafu na Obr. 19 je patrné, že koncentrace PM 2,5 jsou ovlivněny meteorologickými podmínkami obdobně jako PM 10. Od roku 2004 měří pouze lokalita Brno-Tuřany. Na jejich koncentracích je patrné, že k překročení hodnoty 25 µg.m -3 dochází pouze v letech s výskytem delších epizod nepříznivých meteorologických a rozptylových podmínek (2005, 2006). Další pozaďová lokalita Brno-Líšeň měří koncentrace ještě zhruba o 2 µg.m -3 nižší. Průměr pozaďových lokalit tak zvedá stanice Brno-Lány, která je, jak již bylo diskutováno v případě PM 10, ovlivňována dálnicí D1. Navíc jemnější částice PM 2,5 mohou ze své fyzikální podstaty putovat ovzduším na delší vzdálenosti, než sedimentují. V případě Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 27

dopravních lokalit dochází k překračování limitu téměř pravidelně na všech lokalitách, v roce 2012 nedošlo k překročení v lokalitě Brno-Zvonařka. Z hlediska zprůměrovaných hodnot pro pozaďové a dopravní lokality opět vyplývá, že na dopravních lokalitách jsou měřeny koncentrace zhruba o 5 7 µg.m -3 vyšší v ročním průměru, než na lokalitách pozaďových. Je však nutné vzít v potaz nízký počet lokalit pro průměrování. Zdravotní rizika částic Suspendované částice, zvláště frakce PM 10 je ze zdravotního hlediska významný faktor, charakterizující bazální úroveň zdravotních rizik imisní zátěže sledované lokality. Sedimentace schopné částice je totiž vzhledem ke svým fyzikálním vlastnostem (velký povrch často nesoucí elektrický náboj) v celé řadě případů také ideálním nosičem řady specifických polutantů mnohdy s vysokým potenciálem rizikovosti (např. PAH polycyklické aromatické uhlovodíky). Vedle vlastního chemického složení částic a na povrch fixovaných škodlivin je mimořádné důležitý i jejich samotný tvar. Částice jehlicovitého tvaru nejsnáze pronikají do buněk epitelů kryjících dolní cesty dýchací, kde mohou vyvolávat vznik mikronekróz. Ty pak mohou být následně vstupní branou sekundárních infekcí či v důsledku neustálého mechanického dráždění mohou vyvolat i zhoubné bujení, jak je tomu např. u azbestových částic. Z pohledu velikosti jsou jednotlivé částice posuzovány jako TSP celkové suspendované částice z angl. total suspended particles (zahrnující částice do cca 20 µm v průměru), dále jako frakce PM 10 s částicemi do 10 µm a frakce PM 2,5 s částicemi do průměru 2,5 µm. Jednotlivým frakcím odpovídají konvence pro odběr vzorků ovzduší s ohledem na aerodynamické průměry částic. Rozměr částice také určuje její čas, který může strávit v atmosféře. Zatímco sedimentace odstraňuje hrubší frakce PM 10 z atmosféry během několika hodin po jejich vzniku emisí, částice PM 2,5 zde mohou setrvat několik dnů až týdnů. V konečném důsledku tyto zejména malé částice mohou být atmosférou transportovány na dlouhé vzdálenosti. Existuje několik cílových struktur průniku částic do lidského organismu. Větší částice jsou postupně distribuovány do zažívacího traktu, a pokud obsahují toxikologicky významné látky, jsou tyto metabolizovány stejně jako při jejich orálním požití. Dalším cílovým orgánem jsou sliznice, zejména řasinkový epitel. Z hlediska retence aerosolu v plících jsou nejnebezpečnější částice s efektivním průměrem menším než 2,5 µm, tzv. jemné částice, protože jsou z 90 i více procent zachycovány v dolním plicním epitelu (v alveolech). Hrubé částice jsou naopak zachycovány již v horních cestách dýchacích. Při posuzování zdravotního rizika inhalace částic je tedy důležitá jak jeho koncentrace, tak i velikost částic (např. PM 10, PM 2,5 ), ale i tvar a chemické složení. Systematické posouzení dat naznačuje, že: částice v ovzduší obecně způsobují vzrůst rizika úmrtí na respirační choroby zejména u dětí do 1 roku života, ovlivňují u dětí rychlost vývoje plic, zhoršují astma a způsobují další respirační symptomy jako kašel a bronchitidu; frakce PM 10 má vliv na nárůst incidence respiračních chorob, což je zřejmé z počtů hospitalizací v důsledku nemocí dýchacích cest; frakce PM 2,5 vážně ovlivňuje zdraví, zvyšuje počty úmrtí na kardiovaskulární symptomy, chronická onemocnění dolních cest dýchacích a rakoviny plic. Část 3 Analýza úrovně znečištění (imisní analýza) 28