Kvalita ovzduší na území Statutárního města Opava Obsah Vybrané základní pojmy Shrnutí Úvod Hlavní znečišťující látky jejich charakteristika Monitorování ovzduší Výsledky měření - AIMS Opava-Kateřinky 1994-2012 Smogové situace Jak se chovat v období smogové situace Vývoj znečištění Závěr Informační prameny Použité zkratky Vybrané základní pojmy Emisní limit je nejvýše přípustné množství znečišťující látky nebo stanovené skupiny znečišťujících látek vypouštěné do ovzduší ze stacionárního zdroje znečišťování ovzduší vyjádřené jako hmotnostní koncentrace znečišťující látky v odpadních plynech nebo hmotnostní tok znečišťující látky za jednotku času nebo hmotnost znečišťující látky vztažená na jednotku produkce nebo lidské činnosti nebo jako počet pachových jednotek na jednotku objemu nebo jako počet částic znečišťující látky na jednotku objemu, obvykle mg.m -3 Imisní limit je hodnota nejvýše přípustné úrovně znečištění ovzduší vyjádřená v jednotkách hmotnosti na jednotku objemu při normální teplotě a tlaku, obvykle µg.m -3, je stanovena zároveň doba průměrování, např. 1 hodina, 24 hodin, 1 kalendářní rok apod. Pro některé škodliviny je stanoven maximální tolerovaný počet překročení za kalendářní rok. Smogová situace je stav mimořádně znečištěného ovzduší, kdy úroveň znečištění oxidem siřičitým, oxidem dusičitým, částicemi PM 10 nebo troposférickým ozonem překročí některou z prahových hodnot uvedených v příloze č. 6 k tomuto zákonu za podmínek uvedených v této příloze. ( 10 odst. 1 zákona č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší). Shrnutí Ovzduší je jednou z nejdůležitějších složek životního prostředí. Nikomu z nás není lhostejné, co dýcháme, neboť případné nečistoty mohou negativně ovlivňovat naše zdraví. Proto odbor životního prostředí předkládá tento informační materiál, který umožňuje získat ucelený pohled na problematiku kvality ovzduší v našem městě. Seznamuje s hlavními znečišťujícími látkami v ovzduší a způsobem jejich monitorování. Předkládá výsledky měření imisního znečištění od poloviny devadesátých let, neboť od roku 1994 je v Opavě v provozu automatická stanice imisního monitoringu, a tudíž z tohoto období lze naměřená data spolehlivě porovnat. Zároveň bylo provedeno porovnání mezi emisemi ze stacionárních zdrojů znečišťování a výsledným znečištěním ovzduší. Je rozveden vliv meteorologických podmínek. Závěrem je vyhodnocen vývoj znečištění ovzduší a možnosti jeho ovlivnění. Strana 1 (celkem 15)
Úvod Základní právní normou pro úsek ochrany ovzduší je zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší http://www.mzp.cz/ c1256e7000424ac6.nsf/categories?openview&start=1&count=30&collapse=4 #4 Přípustnou úroveň znečištění ovzduší určují hodnoty imisních limitů a přípustné četnosti jejich překročení, které jsou uvedeny v příloze č. 1 k zákonu č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší ( 3 odst. 1 zákona o ochraně ovzduší). Míra znečištění ovzduší je objektivně zjišťována měřením úrovně znečištění ovzduší v přízemní vrstvě atmosféry sítí měřicích stanic. Při hodnocení kvality ovzduší jsou pak porovnávány zjištěné úrovně znečištění ovzduší s příslušnými imisními limity, případně s přípustnými četnostmi jejich překročení. Území města Opavy bylo opakovaně vyhlášeno jako oblast se zhoršenou kvalitou ovzduší pro ochranu lidského zdraví pro suspendované částice frakce PM 10 a benzo(a)pyren. Hlavní znečišťující látky jejich charakteristika Mezi nejvýznamnější znečišťující látky patří oxid siřičitý, oxid dusičitý, suspendované částice frakce PM 10, oxid uhelnatý, přízemní ozón a benzo(a)pyren. Oxid siřičitý (SO 2 ) Oxid siřičitý emitovaný z lidské činnosti vzniká hlavně spalováním fosilních paliv (převážně uhlí a těžkých olejů) a při tavení rud s obsahem síry. V atmosféře je SO 2 oxidován na sírany a kyselinu sírovou vytvářející aerosol jak ve formě kapiček, tak i pevných částic širokého rozsahu velikostí. SO 2 a látky z něj vznikající jsou z atmosféry odstraňovány mokrou a suchou depozicí. SO 2 má dráždivé účinky, při vysokých koncentracích může způsobit zhoršení plicních funkcí a změnu plicní kapacity. Suspendované částice frakce PM 10 Částice větší než 100 µm setrvávají v ovzduší velmi krátkou dobu a sedimentují na zemský povrch jako prašný spad. Menší částice setrvávají v ovzduší podstatně delší dobu (přibližně 2 týdny) a jsou přenášeny na větší vzdálenosti od zdrojů. Částice menší než 5 µm setrvávají v ovzduší až do doby, než se z nich fyzikálními nebo chemickými procesy vytvoří větší částice. Suspendované částice PM 10 jsou částice, které v důsledku zanedbatelné pádové rychlosti přetrvávají dlouhou dobu v atmosféře. Jedná se o částice pevné i kapalné o průměru menším než 10 µm. Toto označení vzniklo z anglického particulate matter. Jedná se o škodlivinu s nespecifickým účinkem, neboť suspendované částice PM 10 mohou obsahovat jak inertní prach, tak částice ovlivňující negativně lidský organismus. Obecně je třeba říci, že částice obsahující těžké kovy a částice vznikající při spalovacích procesech (nedokonalé produkty spalování) vykazují významné zdravotní důsledky, které se mohou projevovat již při velmi nízkých koncentracích bez zřejmé spodní hranice bezpečné koncentrace. Zdravotní rizika částic ovlivňuje jejich koncentrace, velikost, tvar a chemické složení. Mohou se podílet na snížení imunity, mohou způsobovat zánětlivá onemocnění plicní tkáně a oxidativní stres organismu. Dále zvýšené koncentrace přispívají i ke kardiovaskulárním chorobám a akutním trombotickým komplikacím. Při chronickém působení mohou způsobovat respirační onemocnění, snižovat plicní funkce a zvyšovat úmrtnost (snižují očekávanou délku života). V poslední době se ukazuje, že nejzávažnější zdravotní dopady (včetně zvýšené úmrtnosti) mají částice frakce PM 2,5, popř. PM 1, které se při vdechnutí dostávají do spodních částí dýchací soustavy. Částice obsažené ve vzduchu lze rozdělit na primární a sekundární. Primární částice jsou emitovány přímo do atmosféry, ať již z přírodních nebo z antropogenních zdrojů. Sekundární částice jsou převážně antropogenního původu a vznikají oxidací a následnými reakcemi plynných sloučenin v atmosféře. Stejně jako v celé Evropě i v ČR tvoří většinu této škodliviny v ovzduší emise z antropogenní činnosti. Mezi hlavní antropogenní zdroje lze řadit dopravu, elektrárny, spalovací zdroje (průmyslové i domácí), fugitivní emise z průmyslu, nakládání/vykládání zboží, báňskou činnost a stavební práce. Z důvodu různorodosti emisních zdrojů mají suspendované částice různé chemické složení a různou velikost. Strana 2 (celkem 15)
Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi frakce PM 10, zůstává jedním z hlavních problémů zajištění kvality ovzduší. Tuhé znečišťující látky (TZL) Pro úplnost uvádíme také pojem tuhé znečišťující látky, pro něž není stanoven imisní limit (hodnota nejvýše přípustné úrovně znečištění ovzduší vyjádřená v jednotkách hmotnosti na jednotku objemu při normální teplotě a tlaku), na rozdíl od suspendovaných částic. Důvod je prostý. Zdravotní riziko představují především malé částice (PM 10, PM 2,5, popř. PM 1 ), které mohou proniknout hluboko do plic a které zároveň mají zanedbatelnou pádovou rychlost a díky tomu se zdržují dlouho v ovzduší. Pro TZL jsou stanoveny emisní limity (nejvýše přípustné množství znečišťující látky nebo stanovené skupiny znečišťujících látek nebo pachových látek vypouštěné do ovzduší ze zdroje znečišťování ovzduší vyjádřené jako hmotnostní koncentrace znečišťující látky v odpadních plynech nebo hmotnostní tok znečišťující látky za jednotku času nebo hmotnost znečišťující látky vztažená na jednotku produkce nebo lidské činnosti nebo jako počet pachových jednotek na jednotku objemu nebo jako počet částic znečišťující látky na jednotku objemu). Emisní limity pro tuhé znečišťující látky jsou stanoveny v prováděcím právním předpise k zákonu o ochraně ovzduší pro vyjmenovaná zařízení. Tuhé znečišťující látky (TZL) jsou částice bez rozlišení velikosti. Někdy se také označují jako polétavý prach nebo prašný aerosol (PA), resp. PM (z anglického particulate matter); dříve také jako TSP (total suspended particles) nebo SPM (suspended particulate matter). Oxid dusičitý (NO 2 ) Při sledování a hodnocení kvality venkovního ovzduší se pod termínem oxidy dusíku NO x rozumí směs oxidu dusnatého NO a oxidu dusičitého NO 2. Imisní limit pro ochranu zdraví lidí je stanoven pro NO 2, limit pro ochranu ekosystémů a vegetace je stanoven pro NO x. Více než 90 % z celkových oxidů dusíku ve venkovním ovzduší je emitováno ve formě NO. NO 2 vzniká relativně rychle reakcí NO s přízemním ozonem nebo s radikály typu HO 2, popř. RO 2. Řadou chemických reakcí se část NO x přemění na HNO 3 /NO 3 -, které jsou z atmosféry odstraňovány atmosférickou depozicí (jak suchou, tak mokrou). Pozornost je věnována NO 2 z důvodu jeho negativního vlivu na lidské zdraví. Hraje také klíčovou roli při tvorbě fotochemických oxidantů. V Evropě vznikají emise NO x převážně z antropogenních spalovacích procesů, kde NO vzniká reakcí mezi dusíkem a kyslíkem ve spalovaném vzduchu a částečně i oxidací dusíku z paliva. Hlavní antropogenní zdroje představuje především silniční doprava (významný podíl má ovšem i doprava letecká a vodní) a dále spalovací procesy ve stacionárních zdrojích. Méně než 10 % celkových emisí NO x vzniká ze spalování přímo ve formě NO 2. Přírodní emise NO x vznikají převážně z půdy, vulkanickou činností a při vzniku blesků. Jsou poměrně významné z globálního pohledu, z pohledu Evropy však představují méně než 10 % celkových emisí. Expozice zvýšeným koncentracím NO 2 ovlivňuje plicní funkce a způsobuje snížení imunity. Oxid uhelnatý (CO) Antropogenním zdrojem znečištění ovzduší oxidem uhelnatým jsou procesy, při kterých dochází k nedokonalému spalování fosilních paliv. Je to především doprava a dále stacionární zdroje, zejména domácí topeniště. Oxid uhelnatý může způsobovat bolesti hlavy, zhoršuje koordinaci a snižuje pozornost. Váže se na hemoglobin, zvýšené koncentrace vzniklého karboxyhemoglobinu omezují kapacitu krve pro přenos kyslíku. Přízemní ozon (O 3 ) Přízemní ozon je sekundární znečišťující látkou v ovzduší, která nemá vlastní významný emisní zdroj. Vzniká za účinku slunečního záření komplikovanou soustavou fotochemických reakcí zejména mezi oxidy dusíku, těkavými organickými látkami (zejména uhlovodíky) a dalšími složkami atmosféry. Ozon je velmi účinným oxidantem. Poškozuje převážně dýchací soustavu, způsobuje podráždění, morfologické, biochemické a funkční změny a snižuje obranyschopnost organismu. Je prokazatelně toxický i pro vegetaci. Koncentrace přízemního ozonu zpravidla rostou se vzrůstající nadmořskou výškou, což je potvrzeno i naměřenými daty, kdy nejzatíženější lokality leží většinou ve vyšších nadmořských výškách. Strana 3 (celkem 15)
Benzo(a)pyren [B(a)P] Příčinou vnosu benzo(a)pyrenu do ovzduší, stejně jako ostatních polyaromatických uhlovodíků (PAH), jejichž je benzo(a)pyren hlavním představitelem, je jednak nedokonalé spalovaní fosilních paliv jak ve stacionárních, tak i mobilních zdrojích, ale také některé technologie jako výroba koksu a železa. Ze stacionárních zdrojů jsou to především domácí topeniště (spalování uhlí). Z mobilních zdrojů jsou to zejména vznětové motory spalující naftu. Přírodní hladina pozadí benzo(a)pyrenu může být s výjimkou výskytu lesních požárů téměř nulová. Přibližně 80 100 % PAH s pěti a více aromatickými jádry (tedy i benzo(a)pyren) jsou navázány především na částice menší než 2,5 µm, tedy na tzv. jemnou frakci atmosférického aerosolu PM 2,5 (sorpce na povrchu částic). Tyto částice přetrvávají v atmosféře poměrně dlouhou dobu (dny až týdny), což umožňuje jejich transport na velké vzdálenosti (stovky až tisíce km). U benzo(a)pyrenu, stejně jako u některých dalších polyaromatických uhlovodíků, jsou prokázány karcinogenní účinky na lidský organismus. Monitorování ovzduší Za účelem vyhodnocení úrovně znečištění Ministerstvo životního prostředí ČR zajišťuje posuzování úrovně znečištění a porovnání výsledné úrovně znečištění s imisními limity stanovenými v příloze č. 1 k tomuto zákonu ( 5 odst. 1 zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší). Posuzování úrovně znečištění ovzduší je prováděno stacionárním měřením, výpočtem, nebo kombinací uvedených metod. K zajištění stacionárního měření stanoví ministerstvo státní síť imisního monitoringu. Tuto síť v souladu s 5 odst. 4 zákona o ochraně ovzduší zveřejní ve Věstníku. V souladu se zmocněním uvedeným v 35 odst. 1 zákona o ochraně ovzduší, ministerstvo pověřilo posuzováním a vyhodnocováním úrovně znečištění Český hydrometeorologický ústav (dále jen ČHMÚ), který zveřejňuje podrobné informace o imisním monitoringu na svých internetových stránkách www.chmi.cz. V rámci Moravskoslezského kraje je čistota ovzduší sledována sítí 25 stanic automatického imisního monitoringu (AIMS), která je doplněna několika mobilními zařízeními. Ve městě Opavě se nacházelo od roku 1978 postupně celkem 5 monitorovacích stanic, z nichž tři provozoval Zdravotní ústav a dvě ČHMÚ. Čtyři z těchto stanic pracovaly s manuálním měřícím programem. V současnosti se v Opavě nachází jedna stanice automatického imisního monitoringu, která je umístěna v Opavě- Kateřinkách na Kollárově ulici. Jejím provozovatelem je ČHMÚ. http://portal.chmi.cz/files/portal/docs/uoco/web_generator/locality/pollution_locality/loc_tovk_cz.html Jedná se o typ pozaďové stanice v městské obytné zóně s automatizovaným měřicím programem. ČHMÚ udává reprezentativnost této stanice 4-50 km. Tato stanice je v provozu od 25. 01. 1994. Český hydrometeorologický ústav data ze všech stanic AIM ukládá a zpracovává v Informačním systému kvality ovzduší (ISKO). Tato data ČHMÚ zpřístupňuje na svých webových stránkách. Odkazy na vybrané stránky ČHMÚ jsou umístěny na našich webových stránkách v sekci Životní prostředí/aktuální informace o stavu životního prostředí. Na stránkách ČHMÚ je celá škála dalších výstupů, z nichž také čerpáme při zpracování předkládaných informací. V tabulce č. 1 uvádíme vybrané přípustné úrovně znečištění ovzduší pro znečišťující látky dle Přílohy č. 1 zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší Imisní limity a povolený počet jejich překročení za kalendářní rok Strana 4 (celkem 15)
Tabulka č. 1: Přípustné úrovně znečištění ovzduší pro znečišťující látky Název Hodnota imisního limitu [µg.m-3] Doba průměrování Maximální tolerovaný počet překročení za kalendářní rok PM 10 40 1 kal.rok - PM 10 50 24 hodin 35 TSP (TZL) (60 do roku 2001, nyní nahrazeno PM 10 ) Pro TZL jsou stanoveny pouze emisní limity. 1 kal.rok TSP (150 do roku 2001, nyní nahrazeno PM 10.) 24 hodin SO 2 350 1 hodina 24 SO 2 125 24 hodin 3 NO 2 40 1 kal.rok - NO 2 200 1 hodina 18 CO 10000 Maximální denní 8hodinový klouzavý průměr 0 O 3 120 Maximální denní 8hodinový klouzavý průměr 25x v průměru za 3 roky Výsledky měření - AIMS Opava-Kateřinky 1994 2012 V rámci AIMS Opava-Kateřinky jsou v současnosti sledovány imisní koncentrace oxidu siřičitého SO 2, oxidu dusičitého NO 2 a suspendovaných částic frakce PM 10.V tabulce č. 2 jsou uvedeny výsledky měření všech sledovaných škodlivin v období let 1994 až 2012 Tabulka č.2: Výsledky měření všech sledovaných škodlivin AIMS Opava-Kateřinky 1994 * 1995 * 1996 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 PM 10 48,8 24,5 27,6 30,9 35,1 37,1 44,4 33,0 45,4 44,4 34,3 31,6 31,5 38,9 36,7 31,6 SO 2 29,7 29,9 31,5 16,6 11,2 10,1 10,1 10,1 9,2 7,3 6,6 7 4,6 4,6 4,9 8 5,1 6,1 NO 2 20,1 22,7 23,6 19 16,8 16,8 17,7 17,6 18,0 17,5 18,5 19 16,9 16,4 17,1 18,9 18,9 18,2 NO x 25,6 28,3 30,8 24,2 20,6 20,8 21,9 22,0 22,2 22,0 24,7 23,9 20,7 21,7 22,1 25,7 27,0 23,6 NO 3,4 4,5 4,7 4,0 2,8 3,2 3,4 3,4 3,2 3,2 4,2 3,4 2,7 3,6 3,4 4,3 5,2 3,6 CO 781 516 451 462 461 532 *** *** *** *** *** *** *** *** *** *** O 3 **** 48,7 50,7 * V letech 1994 a 1995 nebyl proveden potřebný počet měření pro výpočet reprezentativních průměrných hodnot u PM 10 a CO ** V roce 1997 nebyl proveden potřebný počet měření pro výpočet reprezentativních průměrných hodnot u všech veličin *** V současné době se již neměří oxid uhelnatý CO **** Měření ozonu započato 1. 1. 2011 Strana 5 (celkem 15)
Výsledky měření imisí základních škodlivin, jsou uvedeny v následujícím grafu Tabulka č. 3: Počet překročení 24 hodinového imisního limitu pro PM 10 v letech 1995-2012 na AMS 1186 Opava Kateřinky 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Počet překročení za rok 38 115 53 24 37 41 61 70 90 47 103 86 60 42 50 75 64 51 Maximální tolerovaný počet překročení za kalendářní rok je 35 x. Dne 1. 1. 2011 bylo v Opavě započato měření ozonu. Počet překročení maximálního denního 8 hodinového klouzavého průměru stanoveného pro ozón byl v průměru 18x za 2 měřené roky (2011 a 2012). Povolený počet překročení je 25 x v průměru za 3 roky. Strana 6 (celkem 15)
Pro úplnost uvádíme, že území města Opavy bylo opakovaně vyhlášeno ve Věstníku MŽP jako oblast se zhoršenou kvalitou ovzduší pro ochranu lidského zdraví pro suspendované částice frakce PM 10 a benzo(a)pyren. Benzo(a)pyren se v Opavě neměří. Koncentrace B(a)P jsou v ČR sledovány na 31 lokalitách, z toho na 22 (71 % lokalit) roční průměrné koncentrace překračují cílový imisní limit (1 ng.m -3 ). Roční průměrné koncentrace jsou nejvýrazněji překračovány na Ostravsko-Karvinsku. Sledování koncentrace B(a)P v ovzduší města Opavy se provádí modelovým výpočtem. Smogové situace Slovo smog se odvozuje ze dvou anglických slov: smoke - kouř a fog - mlha. V původním významu se jako smog označovala mlha znečištěná kouřem. V současné době se však jako smog označuje obecně silné znečištění ovzduší. Rozlišují se dva typy smogu, londýnský a losangeleský. Londýnský (zimní smog nebo redukční) odpovídá původnímu významu pojmu smog, je směsí mlhy a kouře a obsahuje zejména oxid siřičitý (SO 2 ), oxidy dusíku a polétavý prach, které jsou typickými produkty spalování uhlí. Losangeleský smog, nebo též fotochemický, oxidační nebo letní naproti tomu neobsahuje mlhu ani kouř. Jeho vznik je typický za horkých letních dnů a má původ především ve výfukových plynech automobilů. Oxidy dusíku z výfukových plynů jsou totiž podrobeny v ovzduší složitým fotochemickým přeměnám, jejichž výsledkem je vznik přízemního ozónu a dalších škodlivin. Zimní smog vzniká převážně na podzim a v zimě v průmyslových aglomeracích nebo v hustě osídlených oblastech z klasických škodlivin a zesilují ho teplotní inverze a bezvětří. Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší definuje v ustanovení 10 odst. 1 smogovou situaci jako stav mimořádně znečištěného ovzduší, kdy úroveň znečištění oxidem siřičitým, oxidem dusičitým, částicemi PM 10 nebo troposférickým ozonem překročí některou z prahových hodnot uvedených v příloze č. 6 k tomuto zákonu za podmínek uvedených v této příloze. Vznik smogové situace a její ukončení vyhlašuje ministerstvo neprodleně ve veřejně přístupném informačním systému a v médiích. Současně neprodleně informuje inspekci a dotčené krajské a obecní úřady a dotčené provozovatele stacionárních zdrojů, kterým byly uloženy zvláštní podmínky provozu podle odstavce 3. Příloha č. 6 zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší Smogové situace a podmínky jejich vzniku a ukončení 1. Informativní prahová hodnota pro oxid siřičitý, oxid dusičitý a částice PM10 Informativní prahová hodnota je považována za překročenou v případě, že alespoň na jedné měřicí lokalitě reprezentativní pro úroveň znečištění v oblasti minimálně 100 km 2 překročila a) hodinová průměrná koncentrace oxidu siřičitého hodnotu 250 µg.m -3 ve třech po sobě následujících hodinách, b) hodinová průměrná koncentrace oxidu dusičitého hodnotu 200 µg.m -3 ve třech po sobě následujících hodinách, nebo c) dvacetičtyřhodinová průměrná koncentrace částic PM10 hodnotu 100 µg.m -3 ve dvou po sobě následujících dnech a zároveň je za posledních 6 hodin alespoň na polovině měřicích stanic reprezentativních pro danou oblast rostoucí trend hodinových koncentrací částic PM10. Trend koncentrací částic PM10 se vyhodnocuje z časové řady klouzavých dvanáctihodinových průměrů hodinových koncentrací. Seznam měřicích lokalit a jejich reprezentativnost pro konkrétní území v rámci zóny nebo aglomerace je stanoven ve Věstníku Ministerstva životního prostředí. 2. Regulační prahové hodnoty pro oxid siřičitý, oxid dusičitý a částice PM10 Regulační prahová hodnota je považována za překročenou v případě, že alespoň na polovině měřicích lokalit reprezentativních pro úroveň znečištění v oblasti minimálně 100 km 2 překročila a) hodinová průměrná koncentrace oxidu siřičitého hodnotu 500 µg.m -3 ve třech po sobě následujících hodinách, b) hodinová průměrná koncentrace oxidu dusičitého hodnotu 400 µg.m -3 ve třech po sobě Strana 7 (celkem 15)
následujících hodinách, nebo c) dvacetičtyřhodinová průměrná koncentrace částic PM10 hodnotu 150 µg.m -3 ve třech po sobě následujících dnech a zároveň je za posledních 6 hodin alespoň na polovině měřicích stanic reprezentativních pro danou oblast rostoucí trend hodinových koncentrací částic PM10. Trend koncentrací částic PM10 se vyhodnocuje z časové řady klouzavých dvanáctihodinových průměrů hodinových koncentrací. Seznam měřicích lokalit a jejich reprezentativnost pro konkrétní území v rámci zóny nebo aglomerace je stanoven ve Věstníku Ministerstva životního prostředí. 3. Informativní a varovná prahová hodnota pro troposférický ozon Informativní prahová hodnota je považována za překročenou v případě, že alespoň na jedné měřicí lokalitě reprezentativní pro úroveň znečištění v oblasti minimálně 100 km 2 překročila hodinová koncentrace troposférického ozonu hodnotu 180 µg.m -3. Varovná prahová hodnota je považována za překročenou v případě, že alespoň na jedné měřicí lokalitě reprezentativní pro úroveň znečištění v oblasti minimálně 100 km 2 překročila hodinová koncentrace troposférického ozonu hodnotu 240 µg.m -3. 4. Ukončení smogové situace Smogová situace je ukončená, pokud na žádné měřicí lokalitě reprezentativní pro úroveň znečištění v oblasti minimálně 100 km 2 není překročena žádná prahová hodnota, přičemž tento stav trvá nepřetržitě alespoň 12 hodin v případě oxidu siřičitého, oxidu dusičitého a troposférického ozonu nebo 24 hodin v případě částic PM10 a na základě meteorologické předpovědi není očekáváno obnovení meteorologických podmínek podmiňujících smogovou situaci v průběhu 48 hodin následujících po poklesu úrovní znečištění pod prahové hodnoty. Časový interval 12 hodin se v případě oxidu siřičitého, oxidu dusičitého a troposférického ozonu zkracuje až na 3 hodiny v případě, že meteorologické podmínky nelze označit jako podmiňující smogovou situaci a podle meteorologické předpovědi je téměř vyloučeno, že v průběhu nejbližších 48 hodin takové podmínky opět nastanou. Co to je teplotní inverze a co je mlha a jejich vztah ke smogové situaci Někdy dochází k záměně nebo nepochopení pojmů inverze a smog. Proto uvádíme vysvětlení pojmu inverze. Za normálních podmínek teplota vzduchu s výškou klesá (cca 0,5 C na každých 100 m výšky). Opačný stav, kdy teplota vzduchu s výškou stoupá, označujeme jako inverzi. Inverze vzniká nejčastěji v zimě, kdy Slunce přes den nestačí ohřát zemský povrch, od kterého by se následně ohřál vzduch při zemi. Studený vzduch, který je těžší než teplý nad ním, nemá důvod, proč by stoupal, kouř a spaliny se nemohou rozptýlit do vyšších vrstev atmosféry. Vzniká tzv. poklička a dochází k nahromadění všech škodlivin v dýchací vrstvě atmosféry. Problém Slezské pánve a Moravské brány jsou při smogových situacích především vysoké hodnoty jemného polétavého prachu (odborně nazývané suspendované částice velikostní frakce pod 10 mikrometrů) a s vysokou koncentrací tohoto polétavého prachu souvisí i vysoké koncentrace persistentních organických polutantů. Nebezpečí spočívá právě v toxicitě těchto škodlivin, které jsou navázány na jemné částečky polétavého prachu. Mlha je pak oblak, který leží bezprostředně nad zemí a výrazně omezuje viditelnost na vzdálenost nižší než 1 km. Vzniká kondenzací vodní páry v přízemní vrstvě vzduchu. Vzniká tehdy, poklesne-li teplota vzduchu pod teplotu rosného bodu. Skládá se z malých vodních kapiček nebo drobných ledových krystalků rozptýlených ve vzduchu. Mlha se od oblaku odlišuje pouze tím, že se dotýká zemského povrchu, zatímco oblak nikoliv. Ochlazování vzduchu nad zemským povrchem, které způsobuje vznik mlhy, může být vyvoláno různými faktory. Inverze i mlha ze své podstaty mohou být faktorem, který zabraňuje rozptýlení škodlivin vznikajících v daném místě, a mohou tedy být jednou z příčin vzniku smogové situace. Na druhou stranu je třeba říci, že ne každá inverze nebo mlha jsou provázeny smogovou situací. Strana 8 (celkem 15)
Jak se chovat v období smogové situace Všichni, kteří žijí a podnikají v lokalitě, kde nastala smogová situace, by měli svým jednáním minimalizovat množství vypouštěných škodlivin do ovzduší. Velké průmyslové a energetické zdroje musejí v těchto dnech být provozovány podle schválených regulačních řádů. Občané by měli být více ohleduplní ke svému okolí a zejména ve dnech zvýšeného znečištění používat ve svých domácích topeništích ekologická paliva (např. zemní plyn oproti tuhých palivům) a při cestách přednostně využívat služeb městské hromadné dopravy. Při již nastalé smogové situaci je vhodné: omezit pobyt venku, zvláště v době v ranních hodin až do 10.00 hod a od 16.00 do večerních hodin omezit větší fyzickou aktivitu venku (sport, práce) především v dobách maximálních hodnot omezit větrání místností (větrat krátce a intenzivně) omezit vlastní produkci škodlivin v interiéru uvnitř (kouření, práce s těkavými látkami jako jsou barvy, laky, rozpouštědla, lepidla apod.) zvýšit a posílit obranyschopnost - imunitu vlastního organismu: racionální výživou, zvýšeným přívodem vitamínů C, E, A, zvýšením denní dávky tekutin, dostatkem spánku, minimem stresů, vhodnou kompenzací psychické a fyzické zátěže, vyloučením toxikománií (kouření, alkoholu a jiných drog), otužováním, očkováním proti chřipce včasně a účinně léčit první příznaky onemocnění dýchacího ústrojí omezit vlastní produkci škodlivin v exteriéru venku (nerozdělávat ohně, nespalovat odpadky a nekvalitní uhlí a dříví v domácích topeništích, nezvyšovat prašnost vzduchu, nepoužívat osobní automobilovou dopravu) informovat se o smogové situaci (u Českého hydrometeorologického ústavu) nebo z hromadných sdělovacích prostředků Veřejně přístupné internetové adresy ČHMÚ pro všechny informace Systému integrované výstražné služby (dále jen SIVS ): http://www.chmi.cz - informace SIVS jsou přímo na titulní straně Negativní vlivy Smog může způsobit záněty dýchacích cest, větší počet astmatických záchvatů a respiračních potíží, dráždění očí až záněty spojivek, při častém opakování snížení délky života. Smog dále pak způsobuje snížení viditelnosti a dohlednosti. Ohrožené skupiny Smogem jsou ohroženy především malé děti a starší lidé; těhotné ženy; alergici, astmatici; cukrovkáři, kardiaci, revmatici, alkoholici, toxikomani; lidé se sníženou imunitou. Vývoj znečištění K vývoji znečištění ovzduší je třeba říci, že ve městě Opava se trendy imisního zatížení významně neliší od situace jiných měst Moravskoslezského kraje. Na základě údajů naměřených v celé ČR na lokalitách s dlouhodobým sledováním koncentrací lze vysledovat hlavní imisní trendy v posledních desetiletích. Existují tři významná období ve vývoji koncentrací: a) Velmi vysoké koncentrace v 70. a 80. letech 20. století. b) Výrazné zlepšení kvality ovzduší v 90. letech 20. století. V té době v České republice bylo investováno mnoho finančních prostředků do snížení emisí (zejména z velkých elektráren) a používání šetrnějších technologií, což souviselo se zavedením nové právní Strana 9 (celkem 15)
úpravy ochrany ovzduší. Dále postupně docházelo k plošné plynofikaci, ale také k restrukturalizaci průmyslu. Na základě těchto opatření došlo k výraznému zlepšení kvality ovzduší, která v některých regionech do té doby patřila k nejhorším na světě. c) Mírné zhoršení ovzduší po roce 1998. Rozvoj průmyslu a nárůst dopravy po roce 1998 způsobily, že se kvalita ovzduší začala opět mírně zhoršovat. V současnosti lze s odstupem let hovořit spíše o stagnaci, protože imisní hodnoty v posledních letech poměrně výrazně kolísají. K jednotlivým měřeným škodlivinám na území města Opavy lze uvést následující: Oxid siřičitý (SO 2 ) Z uvedených měření je zřejmé, že v případě oxidu siřičitého došlo k významnému snížení imisní zátěže hluboko pod imisní limit a v dnešní době již tato škodlivina nepředstavuje významné riziko. Oxid dusičitý (NO 2 ) V případě oxidu dusičitého došlo také ke snížení a v současné době je úroveň imisní zátěže NO 2 pod 50 %-ní hranici imisního limitu, jak je zřejmé z měření. Na druhou stranu modelováním situace v celém městě, jak vyplývá z rozptylové studie Korekce výsledků modelování s využitím imisního monitoringu ve městě Opavě, nelze vyloučit překračování ročního imisního limitu vlivem dopravy v bezprostřední blízkosti nejfrekventovanějších komunikací v centru města. V případě oxidu dusičitého nelze očekávat významnou změnu, neboť si je třeba uvědomit, že při jakémkoliv spalování dochází k oxidaci dusíku, který je součástí vzduchu a zákonitě tedy musí vznikat oxidy dusíku. Největší vliv na výši celkových imisí NO 2 má na území města Opavy automobilová doprava. V místech s nejvyššími hodnotami dlouhodobých koncentrací NO 2 se automobilová doprava podílí na celkové imisní situaci z více než 60 %. Koncentrace NO 2 dosahují svého maxima v centru města, kde negativně kromě morfologie terénu imisní situaci ovlivňují také emise z lokálních topenišť, které se na celkové imisní situaci znečištění NO 2 podílejí přibližně 15 20 %. Mimo vlastní centrum města, v místech bez intenzivní automobilové dopravy, nad místními zdroji převažuje vliv vzdálených zdrojů znečišťování ovzduší. Suspendované částice PM 10. Suspendované částice PM 10 jsou v Opavě zásadním problémem. Od roku 1998 došlo třikrát k překročení hodnoty imisního limitu za kalendářní rok, a to v letech 2003, 2005, 2006, a to i přes historicky nejnižší emise TZL (viz níže uvedená tabulka). V letech 2007 a 2008 se situace zlepšila a to zejména vlivem příznivých rozptylových a meteorologických podmínek, přestože oproti předchozím letům nedošlo ke snížení emisí TZL, ale naopak k jejich mírnému zvýšení. Pro změnu maximální tolerovaný počet překročení za kalendářní rok (35 x) nebyl překročen od roku 1995 pouze v roce 1998. Imisní situace v lednu 2010 znovu ukázala, že déle trvající nepříznivé podmínky pro rozptyl znečišťujících látek v ovzduší způsobí zvýšení koncentrací suspendovaných částic PM 10 až na násobky imisního limitu, a to nejen v oblasti průmyslového Ostravsko-Karvinska, ale i na střední Moravě a dokonce tentokráte i ve městě Jeseníku. Pro srovnání v následujícím grafu uvádíme vývoj emisí znečišťujících látek ze stacionárních zdrojů v letech 1994-2008 v rámci celého Moravskoslezského kraje. Strana 10 (celkem 15)
Množství emisí znečišťujících látek ze stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší v Moravskoslezském kraji 100 M N O Ž S T V Í E M I S í 90 80 70 60 50 40 30 TZL SO2 NOx kt/ rok 20 10 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 rok Pro posuzování vlivu nepříznivých meteorologických podmínek na imisní situaci je důležité zhodnocení mimořádných situací. Ze Zprávy Českého hydrometeorologického ústavu, pobočka Ostrava Nepříznivá imisní situace v Moravskoslezském a Olomouckém kraji v lednu 2010 vyplývá, že v lednu 2010 došlo k překročení 24hodinového zvláštního imisního limitu PM 10 pro vydání signálu upozorněni i signálu regulace v Moravskoslezském i Olomouckém kraji, byly splněny i podmínky rostoucího trendu koncentrací a předpoklad trvání nepříznivé situace a ve smyslu platné legislativy tedy došlo ke smogové situaci. Úroveň znečištění ovzduší suspendovanými částicemi PM 10 byla v lednu 2010 vyšší než během obdobných situací v únoru 2005 a v lednu 2006. Pro zajímavost uvádíme situaci ve městě Jeseníku, kde byly naměřeny podstatně vyšší koncentrace PM 10 v lednu 2010 oproti lednu 2006, kdy ani nedošlo k překročení hodnoty denního imisního limitu. Naopak v lednu 2010 došlo k 11 překročením, což je více, než za celý rok v letech 2004 2009 a navíc hodnota 158 µg.m-3 (více než trojnásobně překročený denní imisní limit) ze dne 26. 1. 2010 je nejvyšší naměřená průměrná denní koncentrace PM 10 v Jeseníku od začátku měření v říjnu 1995. Potěšitelné je však to, že ani během velmi nepříznivé epizody v poslední dekádě ledna 2010 nebyly v rámci Moravskoslezského kraje překročeny hodnoty 1hodinového imisního limitu pro Strana 11 (celkem 15)
SO 2 a NO 2, ani hodnota 8hodinového imisního limitu pro CO. Hodnota 24hodinového imisního limitu pro SO 2 byla překročena pouze jeden den na jedné stanici. Ze studií ČHMÚ vyplývá dominantní vliv meteorologických podmínek na aktuální úroveň znečištění ovzduší. Úroveň znečištění ovzduší PM 10 je výrazně vyšší při anticyklonálních situacích, zejména v chladné polovině roku. V chladné polovině roku je nejvyšší úroveň znečištění ovzduší při anticyklonálních situacích s východní složkou, resp. s jihovýchodní složkou. Nejnižší úroveň znečištění ovzduší souvisí naopak se západní cyklonální a severozápadní cyklonální situací. Potvrdil se pozitivní vliv srážek, především v létě a vliv rychlosti větru. V teplé polovině roku byl, kromě jiného, zjištěn těsný vztah mezi imisními charakteristikami a nočním teplotním gradientem. Dominantní vliv meteorologických podmínek dokumentuje také situace v letech 2005 a 2006, kdy byly emise TZL historicky nejnižší a kvalita ovzduší od roku 1998 nejhorší. Naopak v roce 2007 došlo k mírnému zvýšení emisí TZL a tyto byly paradoxně doprovázeny významným zlepšením kvality ovzduší oproti předcházejícím rokům. Dalším názorným příkladem je významné snížení průmyslové výroby v prvních šesti týdnech roku 2010 v Moravskoslezském kraji doprovázené nižší emisí TZL a současně nejhorší kvalitou ovzduší od počátku měření PM 10 v roce 1994. Doba, kdy jsme se domnívali, že poručíme větru dešti je již, doufejme, nenávratně pryč. Meteorologické podmínky neovlivníme, proto je nutné se zaměřit na to, co ovlivnit můžeme. Mnohé se v souvislosti s novou legislativou podařilo. V současné době jsme však již v případě průmyslových technologií a v případě spalovacích zařízení narazili na limitní hodnoty, které lze prolomit pouze za použití velkých finančních prostředků, ale s malým výsledným efektem. V Rozptylové studii pro město Opava byly zpracovány na základě údajů za rok 2003 souhrnné údaje o emisích z jednotlivých modelovaných skupin zdrojů znečišťování ovzduší v našem městě. Tyto jsou uvedeny v tabulce č.4. K tomu je třeba poznamenat, že rok 2003 můžeme pro naše úvahy vnímat jako reprezentativní, neboť se jedná o třetí nejhorší kalendářní rok od roku 1994 z pohledu imisního znečištění suspendovanými částicemi frakce PM 10, tzn. od doby, kdy se tato frakce v Opavě měří. Tabulka č. 4: Souhrnné emise na území města Opavy podle jednotlivých skupin zdrojů Látka Zvláště velké Střední zdroje Lokální topeniště Doprava Celkem a velké zdroje [t/rok] [%] [t/rok] [%] [t/rok] [%] [t/rok] [%] [t/rok] TZL 19,548 20,653 21,291 22,490 42,997 45,430 10,815 11,430 94,652 NOx 110,950 38,015 47,732 16,350 35,613 12,200 97,566 33,430 291,862 B(a)P 8,028* 0,116 4,706* 0,070 6856,000* 99,390 29,159* 0,420 6897,892* * U B(a)P jsou uváděné hodnoty v [g/rok] Nejvýznamnějšími zdroji znečišťování TZL jsou na území města Opavy lokální topeniště, která produkují více než 45% z celkového množství emisí TZL produkovaných na území města. Dalšími významnými zdroji znečišťování TZL jsou střední a zvlášť velké a velké zdroje znečišťování (více než 22%, resp. více než 20%, z celkového množství emisí TZL produkovaných na území města). Vliv emisí z jednotlivých zdrojů na konkrétní imisní situaci ve městě Opavě posuzovala Rozptylová studie, v níž bylo, mimo jiné, konstatováno: Překračování dlouhodobých imisních limitů PM 10 je způsobeno převážně vlivem lokálních topenišť. V zastavěných oblastech tvoří imise z lokálních topenišť přibližně 40 50%. Ke zhoršené imisní situaci přispívají imise ze vzdálených zdrojů znečišťování ovzduší, které tvoří na většině území města cca 40% z celkových imisí. Negativně rozptylovou situaci ovlivňuje v centru města a podél frekventovaných komunikací automobilová doprava. V těchto místech je doprava původcem až 40% imisí. Místně jsou patrné extrémy koncentrací PM 10 v okolí některých průmyslových zdrojů. Podíl imisí těchto zdrojů může v jejich blízkosti tvořit až 60 %. Mimo tyto oblasti tvoří imise z průmyslových zdrojů přibližně 20% z celkové imisní zátěže. Strana 12 (celkem 15)
U znečišťování oxidy dusíku NOx je na území města Opavy vliv nejvýznamnějších znečišťovatelů zvlášť velkých a velkých zdrojů a dopravy srovnatelný. Produkují více než 38%, resp. více než 33%, celkového množství emisí NOx produkovaných na území města. U znečišťování B(a)P na území města Opavy výrazně převažují nad všemi ostatními zdroji lokální topeniště na pevná paliva (především dřevo). Jejich emise tvoří většinu z více než 99% emisí z celkového množství emisí B(a)P produkovaných na území města. V nezanedbatelné míře k tomu přispívá také neodpovědné chování lidí, kteří k topení v domácnostech používají nekvalitní paliva či dokonce komunální odpad a vypouští tak do ovzduší nebezpečné látky. Vliv těchto škodlivin nelze modelově posoudit pro neexistenci relevantních údajů. Závěr Z výše uvedeného je zřejmé, že při nepříznivých rozptylových a meteorologických podmínkách bude docházet i nadále k situacím s koncentracemi PM 10, které překračují několikanásobně imisní limit. Významné ovlivnění Opavy vzdálenými zdroji město Opava přímo neovlivní. Toto postupně ovlivňuje stát legislativním tlakem (zavádění nejlepších dostupných technologií a postupů, tzv. BAT technik - best available techniques, v případě výstavby nových zdrojů a v případě rekonstrukcí stávajících zdrojů znečišťování ovzduší) a regulací vybraných nejvýznamnějších zdrojů znečišťování ovzduší v období smogových situací prostřednictvím Krajského regulačního řádu Moravskoslezského kraje (Nařízení Moravskoslezského kraje č. 2/2010 ze dne 2. 6. 2010, kterým se vydává Krajský regulační řád Moravskoslezského kraje). Vliv automobilové dopravy není také zanedbatelný, ale jeho ovlivnění je obrovským problémem ve všech městech rozvinutého i rozvojového světa a jeho zásadní řešení v reálném čase přesahuje i možnosti města. Město ovlivňuje řešení dopravy především prostřednictvím územního plánování. Toto je ale běh na dlouhou trať, poněvadž finanční možnosti města jsou omezené, koncepční řešení jsou nákladná a bez účasti státu ve většině případů nerealizovatelná. Průmyslové zdroje v Opavě představují v současné době nejmenší část koláče, která se postupně ukrajuje, a to jak zpřísňováním zákonných emisních limitů, tak i zánikem některých zdrojů. Vliv průmyslových zdrojů je proto v současné době nižší než ve zpracovaných rozptylových studiích. Z uvedeného je zřejmé, že nyní drží trumfy v ruce především obyvatelé rodinných a bytových domů, kteří mohou sami ovlivnit, čím topí a v jakých zařízeních. K potřebným opatřením, která v dnešní době patří, doufejme, již k samozřejmostem, je postupné omezování energetické náročnosti budov (zateplování, výměna oken nejlépe za okna s trojsklem). Důležité je také postupné zavádění alternativních zdrojů tepla, nejlépe bezemisních (sluneční kolektory, tepelná čerpadla aj.), a to i přesto, že zavádění těchto zdrojů přináší problémy pro přenosovou soustavu. Toto je však výzva pro provozovatele přenosových soustav, aby přijali potřebná opatření. V případě vytápění lokálními plynovými kotli je vhodná instalace kondenzačních plynových kotlů s třídou NO x 5. Z hlediska ochrany ovzduší je nejméně vhodnou alternativou používání kotlů na pevná paliva, ale i zde existují velké rozdíly, např. mezi moderními automatickými kotli, které mají vysokou účinnost a nižší emise PM 10 i benzo(a)pyrenu, ve srovnání s univerzálními kotli na pevná paliva. S tím souvisí používání jen řádně proschlého dřeva, aby se zbytečně nevyužívala část vznikajícího tepla na odpar vody v palivu a aby nedocházelo k dehtování a tím k výrazně vyšší produkci benzo(a)pyrenu a jiných škodlivin. Připomínáme dále povinnost spalovat ve spalovacím zařízení pouze ta paliva, která jsou určena jejich výrobcem. Závěrem musíme dodat, že předmětná řešení nebudou často znamenat zlevnění. V této souvislosti je však třeba také uvést, že zdroje energie nejsou nekonečné a těžbu je nutno provádět ze stále obtížněji dosažitelných ložisek. A to jsou vlivy, které budou tlačit ceny energií nahoru tak jako tak. Lze však očekávat, že masivnější zavádění alternativních zdrojů povede postupně k jejich zlevnění. Strana 13 (celkem 15)
Větší množství těchto zdrojů povede k větší diverzifikaci energetických zdrojů a tím i k vyšší energetické bezpečnosti. Informační prameny: Rozptylová studie II pro město Opava, zpracovatel Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Katedra ochrany životního prostředí v průmyslu, laboratoř GIS, únor 2007 KOREKCE VÝSLEDKŮ MODELOVÁNÍ S VYUŽITÍM IMISNÍHO MONITORINGU, Dodatek č. 2 k Rozptylové studii pro město Opava, zpracovatel Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství, Katedra ochrany životního prostředí v průmyslu, laboratoř GIS, únor 2007 Sborník Českého hydrometeorologického ústavu, Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi v oblasti Ostravsko-Karvinska, Praha 2008 Zpráva Českého hydrometeorologického ústavu, pobočka Ostrava Nepříznivá imisní situace v Moravskoslezském a Olomouckém kraji v lednu 2010 Východiska pro řešení situace v Moravskoslezském kraji, Kurt Dědič, Ostrava, 19. srpna 2010 (prezentace) Zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší Sdělení ZP03/2013 odboru ochrany ovzduší, kterým se stanoví státní síť imisního monitoringu Vyhláška č. 330/2012 Sb., o způsobu posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění, rozsahu informování veřejnosti o úrovni znečištění a při smogových situacích Nařízení vlády č. 597/2006 Sb., o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší http://www.chmi.cz/ http://www.env.cz/ http://cs.wikipedia.org/wiki/mlha Použité zkratky: B(a)P PM 10 TZL SO 2 NO NO 2 NO x CO O 3 AIM AMS, AIMS ISKO ČR Benzo(a)pyren. Suspendované částice PM 10 jsou pevné i kapalné částice o průměru menším než 10 µm Částice bez rozlišení velikosti se označují někdy jako tuhé znečišťující látky oxid siřičitý oxid dusnatý oxid dusičitý oxidy dusíku oxid uhelnatý přízemní ozon automatický imisní monitoring stanice automatického monitoringu, stanice automatického imisního monitoringu (pro účely tohoto článku významově stejné) Informační systém kvality ovzduší Česká republika Strana 14 (celkem 15)
ČHMÚ MSK MŽP Český hydrometeorologický ústav Moravskoslezský kraj Ministerstvo životního prostředí ČR Strana 15 (celkem 15)