PŘÍLOHA C Stav imisní zátěže NO x, NO, NO 2, O 3 na území Pardubického kraje modelový výpočet.

Krajský program snižování emisí podle přílohy č. 2 odst. 2 k zák. č. 86/2002 Sb. PROGRAM ZLEPŠENÍ KVALITY OVZDUŠÍ PARDUBICKÉHO KRAJE PŘÍLOHA C Stav imisní zátěže NO x, NO, NO 2, O 3 na území Pardubického kraje modelový výpočet. ZHOTOVITEL: RNDR. PAVEL HADAŠ

Obsah OBSAH... 1 1. ÚVOD... 2 2. METODA VÝPOČTU IMISNÍCH KONCENTRACÍ NO X... 2 2.1. BRZDÍCÍ ÚČINEK ZEMSKÉHO POVRCHU A ZOHLEDNĚNÍ RELIÉFU... 5 2.2. KOEFICIENT VLIVU RELIÉFU... 5 3. METODA VÝPOČTU IMISNÍCH KONCENTRACÍ O 3... 5 4. DATOVÉ VSTUPY... 7 4.1 SÍŤ GRIDŮ A REFERENČNÍCH BODŮ... 7 4.2 EMISE NO X V ROCE 2000 A 2001... 9 4.3 SCÉNÁŘ VÝVOJE EMISÍ NO X PRO ČASOVÝ HORIZONT 2010... 12 4.4. ROZPTYLOVÉ POMĚRY V ROCE 2000 A 2001... 14 4.5. ROZPTYLOVÉ POMĚRY PRO ČASOVÝ HORIZONT 2010... 16 4.6. IMISNÍ KONCENTRACE NO X, O 3 A METEORLOGICKÁ DATA PRO ROK 2000 A 2001... 17 5. VÝSLEDKY VÝPOČTŮ...18 5.1. VÝSLEDKY IMISNÍCH KONCENTRACÍ NO X, NO, NO 2 V ROCE 2000 A 2001... 18 5.2. PROGNÓZA IMISNÍCH KONCENTRACÍ NO X, NO 2 V ROCE 2010... 19 5.3. VÝSLEDKY PODÍLU EMISNÍCH ZDROJŮ V ROCE 2000, 2001 A 2010... 20 5.4. PODÍL VYBRANÝCH EMISNÍCH ZDROJŮ NA NO X V ROCE 2001 A 2010... 22 5.5. VÝSLEDKY IMISNÍCH KONCENTRACÍ O 3 V ROCE 2000 A 2001... 23 5.6. ANALÝZA OZÓNOVÝCH KONCENTRACÍ V ROCE 2000... 25 6. ZÁVĚR... 28 7. POUŽITÁ LITERATURA... 30 8. PŘÍLOHY APLIKACE ZPRACOVANÉ V GIS... 31 1

1. Úvod Životní prostředí je vlivem rozvoje průmyslu a technologií neustále vystavováno silnému antropickému tlaku. Specifické postavení zaujímají oblasti mírného pásu, na které působí člověk svoji činností již od historické doby. Toto specifikum je dáno tím, že vedle lesních ekosystémů se postupně zformovaly ve stejné zeměpisné šířce umělé ekosystémy, jejichž součástí jsou urbanizované a industrializované zóny, pro které je charakteristické vysoké znečišťování ovzduší různou škálou cizorodých chemických látek z energetických, hutnických, chemických provozů atd.. Informace o imisním zatížení životního prostředí energetickými, hutnickými a chemickými závody se zjišťují metodou přímého měření. Prováděná měření jsou finančně i organizačně značně nákladná a proto se obvykle omezují jen na několik lokalit. Vzhledem k častému subjektivnímu výběru těchto lokalit, vedou tato měření k nedostatečnému přehledu o prostorovém rozsahu kontaminace prostředí. Dalším nedostatkem monitoringu je to, že je téměř nemožné stanovit konkrétní podíl jednotlivých znečišťovatelů na naměřených hodnotách, poněvadž tyto hodnoty imisních koncentrací již obsahují vliv všech emisních zdrojů studovaného území. Hodnotným nástrojem, pomocí kterého lze tyto problémy úspěšně řešit, je metoda matematického modelování rozptylu znečišťujících látek v ovzduší. Stav imisní zátěže Pardubického kraje oxidy dusíku byl hodnocen na základě rozptylového modelu, který modeluje šíření kouřové vlečky ze zdrojů emisí NO x v trojrozměrném souřadném systému XYZ. Imisní koncentrace O 3 nemají vlastní zdroj emisí, proto nelze použít rozptylový model. K posouzení imisní zátěže Pardubického kraje ozónem byla použita metoda interpolace, která počítá hodnoty imisních koncentrací v síti gridů z imisních koncentrací, měřených v rámci imisního monitoringu. Hodnocení imisní zátěže NO x a O 3 je realizováno v rámci Integrovaného krajského programu snižování emisí a zlepšení kvality ovzduší na území Pardubického kraje. 2. Metoda výpočtu imisních koncentrací NO x Vzhledem k emitovanému množství patří oxidy dusíku (NO x ) v současné době mezi nejvýznamnější sloučeniny nacházející se v ovzduší. V důsledku průmyslové, zemědělské činnosti a dopravy bylo v roce 1990 emitováno z území Evropy celkem 26 mil. tun NO x a 42 mil. tun SO 2. Emisní úlety NO x, které v roce 2000 ovlivňovaly imisní situaci celé Evropy přesahovaly hodnotu 15.1 mil. tun ročně, emise SO 2 dosáhly 15. mil. tun (Vestreng, Klein, 2002). Pokles emisí NO x (o 42 %) není tak výrazný, jak pokles emisí SO 2 (o 64 %). Proto se emise NO x dostávají již na úroveň emisí SO 2. Oxidy dusíku jsou tvořeny bezbarvými plyny, který vznikají spalováním pevných, kapalných i plynných paliv. Největším zdrojem oxidů dusíku jsou plynové kotelny a automobilová doprava. V ovzduší prochází NO x (NO, NO 2 ) celou řadou reakcí. NO se tvoří za teplot nad 1000 C a v ovzduší se oxiduje samovolnou reakcí na oxid dusičitý (NO 2 ). Ten se může zpětně rozkládat fotochemicky na oxid dusnatý a kyslík. V zákoně o ovzduší číslo 86/2002 Sb. ze dne 1.6. 2002 jsou oxidy dusíku řazeny do 5. skupiny anorganických kyslíkatých sloučenin dusíku vyjádřených jako oxid dusičitý (NO 2 ). K posouzení kvality ovzduší a příčin imisních koncentrací NO x na území Pardubického kraje je použit modelový výpočet, jehož základem je metodika určená pro kontrolu emisních a technických parametrů zdrojů (Bubník,1979) a metodický pokyn MŽP ČR odboru ochrany ovzduší výpočtu znečištění ovzduší z bodových a mobilních zdrojů Systém modelování stacionárních zdrojů (dále jako SYMOS 97) (Bubník, Keder, Macoun, Maňák, 1998). Model je dále doplněn o procesy chemické transformace, dálkového 2

transportu emisí s využitím trajektoriového modelu a o zařazení větrných růžic (směru a rychlosti větru) charakterizující místní a regionální rozptyl emisí. Hlavní předpoklad Gaussova rozptylového modelu je ten, že kouřová vlečka, obsahující škodlivinu, vystupuje kontinuálně z bodového zdroje a je transportována jak ve směru větru, totožném s osou x, tak ve vertikálním (osa z) i horizontálním směru (osa y). Dále se vychází z předpokladu, že transport škodliviny ve směru osy x převládá nad difusí v osách y a z. Celková koncentrace imisí je získána superpozicí každého bodového zdroje k referenčním bodům. Model pracuje v trojrozměrném kartézském souřadném systému XYZ. Souřadná soustava X,Y,Z je orientovaná tak, aby se posunutý počátek nacházel v místě bodového zdroje, a aby kladný směr osy X byl totožný se směrem větru. Osa Z je orientována ve vertikálním směru. Prostorové schéma šíření kouřové vlečky vystupující z bodového zdroje je uvedeno na obrázku 1. Na základě údajů o emisní produkci a technických parametrech komínů energetických, hutnických, chemických a průmyslových podniků a závodů, tepláren a domácích kotelen, o fyzikálním stavu ovzduší a prostorových souřadnic komínů a referenčních bodů je počítáno v nerovném terénu přízemní pole koncentrací imisí. Obrázek č. 1. Prostorové schéma průběhu rozptylu a rozložení koncentrací v kouřové vlečce c (x,y,z,), maximální koncentrace c max, c 0.1, c 0.61 vystupující z bodového zdroje počítané ve vzdálenosti x od paty komína. Model rozptylu emisí umožňuje výpočet kumulovaného znečištění od většího počtu zdrojů, a tím je možné určit podíl každého použitého zdroje. Udává charakteristiky znečištění v referenční síti bodů, čehož se dá využít pro názornou kartografickou interpretaci. V modelovém výpočtu se bere v úvahu směr a rychlost větru a zvrstvení ovzduší. Vypočítané koncentrace z jednotlivých zdrojů byly integrovány přes čas, po který se vyskytoval příslušný směr a rychlost větru a zvrstvení ovzduší. Při výpočtu koncentrací imisí v nerovném terénu v bodě o souřadnicích x, y, z se vyšlo ze základního vztahu c (x,y,z) = [10 6 Q/ (2π σ y σ z u)] exp(-y 2 2 / 2σ y ) [exp-((z 1 -h e ) 2 2 / 2σ z )+(1-η) exp-((z 2 +h e ) 2 2 / 2σ z )+η exp - ((z 3 -h e ) 2 2 / 2σ z )] exp (-ku (x /u)) τ. (1) 3

Proměnná Q představuje váhovou vydatnost škodliviny z jednotlivých zdrojů v g s -1, h e je efektivní výška komína v m, u je rychlost větru ve stavební výšce komína v m s-1, y je příčná, x je podélná a z vertikální souřadnice referenčního bodu v souřadném systému X,Y,Z v m, σ y a σ z jsou parametry rozptylu ve směru y-ové nebo z-ové souřadnice v m ve vzdálenosti x od zdroje. Hodnoty parametrů rozptylu závisí na třídě stability atmosféry. Parametr η je koeficient charakterizující reliéf, parametr k u vyjadřuje odstraňování imisí přes suchou a mokrou depozici a chemické transformace, koeficient τ umožňuje kalibrovat model na imisní monitoring, parametry z 1, z 2, z 3 představují korigování souřadnic referenčního bodu v členu pro přímý rozptyl, pro odraz v dolním odhadu a pro odraz v horním odhadu. Počítané hodnoty koncentrací c jsou v µg m -3. Při výpočtu rozptylu emisí z plošných zdrojů je používán opět základní vztah (1) s příslušnou opravou příčných horizontálních a vertikálních rozptylových parametrů σ y, σ z o počáteční rozptylové parametry σ y = σ y + σ y0, σ z =σ z +σ z0. Při výpočtu rozptylu emisí z mobilních zdrojů se používá rovněž vztah (1) i s příslušnou opravou příčných horizontálních a vertikálních rozptylových parametrů σ y a σ z. Liší pouze parametr Q, který vyjadřuje emisi liniového zdroje. Liniový zdroj rozdělíme na dostatečný počet délkových elementů. Koncentraci v dílčím referenčním bodu vypočítáme od každého z nich a pak sečteme. Původní Gaussův rozptylový model předpokládá inertnost škodlivin k okolnímu ovzduší. Tento předpoklad však není v souladu s fyzikálními a chemickými procesy, které probíhají v atmosféře (např. vyplavování imisí srážkami atd.). Aby se modelová simulace přiblížila více skutečnosti, byl výpočet doplněn o procesy, které ovlivňují změny imisních koncentrací. Při řešení tohoto úkolu se vyšlo z předpokladu, že chemické reakce v atmosféře mají charakter nelineární funkce (Chadwick, Hutton, 1990). Korekce na chemické reakce imisí, je založena na teorii zákona rozpadu. Pro zjednodušení se vychází z toho, že chemické reakce v atmosféře jsou reakce prvního řádu. Tyto reakce jsou charakteristické tím, že reakční rychlost je přímo úměrná koncentraci. Koncentrace reagující látky tedy klesá exponenciálně s časem (řídí se rovnicí stejného typu jako radioaktivní přeměna). Jestliže čas t vyjádříme podílem vzdálenosti zdroje od referenčního bodu x t a rychlostí proudění vzduchu u, po úpravě plyne výraz pro poločas reakce prvního řádu τ = ln 2 (x t /u)/k, (2) pro k, což je rychlostní konstanta, byla použita hodnota 3600 s -1, ln (1/2) (respektive ln 0.5) = -0.693. Pro výpočet průměrných ročních koncentrací imisí je použit vztah c t =c (xp,yp,zp)exp[-τ], (3) který definoval zmenšování koncentrací v atmosféře s rostoucí vzdáleností od zdroje znečišťování. Vztah (1) je používán jen pro zdroj, jehož vzdálenost od referenčního bodu je menší nebo rovna 100 km. U emisních zdrojů se vzdáleností nad 100 km je rozptyl emisí v ovzduší řešen na základě modelování přenosu znečišťujících látek v územním měřítku střední Evropy. Jedná se tedy o emisní zdroje, které se od referenčního bodu (resp. gridu) nacházejí ve vzdálenosti větší než 100 km, a jde převážně o zdroje ze zahraničí. Pro tyto zdroje se aplikuje trajektoriový model, jehož metodický základ představuje model Matematicko-fyzikální fakulty University Karlovy (dále jako MFF UK) (Baťka, Bednář, Brechler, Kopáček, 1984). K výpočtu koncentrací imisí byl použit vztah 4

c t =[ Q/ (2π σ u)0.5 ] exp(-y 2 / 2σ 2 ) f (z,r/u) A (t) B (t), (4) Během výpočtu jsou uvažovány aproximaci fyzikálně-chemických procesů, probíhající při rozptylu a transportu škodlivých látek v ovzduší. Funkce f popisuje suché ukládání imise na zemském povrchu, funkce A (t) popisuje vliv chemické transformace, B (t) charakterizuje vymývání srážkami. Pro vymývání srážek je použita hodnota průměrné intenzity srážek během roku, která byla odvozena ze srážkového úhrnu řešeného období každého referenčního bodu. 2.1. BRZDÍCÍ ÚČINEK ZEMSKÉHO POVRCHU A ZOHLEDNĚNÍ RELIÉFU. V modelovém výpočtu je zohledněn vliv brzdícího účinku zemského povrchu a vliv vnitřního tření v atmosféře, které vzniká v důsledku rozdílných rychlostí vzduchových částic. Teorie vychází s tzv. Eckmanovy spirály, která popisuje závislost změny směru větru s výškou (tzn. trajektorii částic vzduchu) v důsledku změny turbulence a drsnosti zemského povrchu. Obecně platí, že na severní polokouli se směr větru s růstem výšky nad zemským povrchem stáčí vpravo. Stáčení větru s výškou se neuplatňuje u dálkového transportu emisí. Rozdílný charakter rozptylu z komínů emisních zdrojů je v rozptylovém modelu zohledňován jak ve směru, tak v rychlosti větru. U rychlosti větru se vychází z logaritmického profilu, který definuje závislost vzrůstu rychlosti větru s výškou nad zemským povrchem. V určení rychlosti větru je přijata podmínka minimální výchozí rychlosti větru 1.5 m s -1. Výpočet vertikálních souřadnic a rozptylových parametrů plošných zdrojů je prováděn ve vztahu (1) podle metodického pokynu odboru ochrany ovzduší MŽP ČR dle Věstníku MŽP ročník 1998 z 15.4.1998 str. 22-57: Systém modelování stacionárních zdrojů (SYMOS 97). 2.2. KOEFICIENT VLIVU RELIÉFU Koeficient vlivu terénu η pro charakterizování reliéfu mezi emisním zdrojem a referenčním bodem byl určen podobně jak v metodice SYMOS 97 z profilového řezu terénu. V referenčním bodu byly vypočítány po 10 o profily reliéfu do vzdálenosti 100 km (tzn., že referenční bod byl ve středu kružnice s poloměrem 100 km). Na základě podílu integrálu plochy řezu reliéfu a plochy obdélníka (stany obdélníka jsou určeny vzdáleností bod-zdroj a výškou 0-2000 m) byla vytvořena pro každý referenční bod a každý směr větru po 10 o matice koeficientů η. Hodnota koeficientů η se pohybuje od 0-1, hodnota 0 charakterizuje maximálně zvlněný hornatý terén, hodnota 1 charakterizuje absolutně plochý rovinný terén. Je zřejmé, že teoreticky se mohou pohybovat v intervalu 0-1, reálné hodnoty se pohybují v intervalu 0.2-0.9. 3. Metoda výpočtu imisních koncentrací O 3 Ozón je označován za sekundární znečišťující látku v ovzduší. Nemá vlastní zdroj emisí, ale vzniká celou řadou chemických reakcí z tzv. prekursorů, kterými jsou oxidy dusíku a těkavé organické látky (dále jako VOC) za účinků slunečního ultrafialového záření a spolupůsobením O 2. Měřením byla rovněž potvrzena oxidace oxidu dusičitého NO 2 ozónem. Maximální koncentrace ozónu, která může být ve znečištěném ovzduší dosažena, závisí na poměru absolutních koncentracích oxidů dusíku (NO, NO 2 ), organických látek (např. uhlovodíků, aldehydů) a rovněž na meteorologických podmínkách. Protože poměry 5

koncentrací organických látek ke koncentracím oxidů dusíku v ovzduší hustě osídleného a industrializovaného území České republiky se obvykle příliš nemění, jsou meteorologické podmínky hlavním faktorem, který určuje rychlost fotochemických procesů. Nejdůležitějším faktorem je intenzita přímé sluneční radiace a teplota vzduchu. Intenzivní přímé sluneční záření vyvolává fotochemické reakce, v důsledku čehož se tvoří ozón (Šiška, 1980). K definování plošného rozložení koncentrací O 3 jsou využity stanice měřící O 3 jak na území ČR, tak v okolních státech (Polsko, Rakousko, Německo). Celkem bylo použitou 79 stanic. Tyto stanice reprezentují velkorozměrnou informaci. Existuje několik metod, jak přenést tuto velkorozměrnou informaci do menších měřítek, do sítě gridů.. Souhrnně se tyto postupy označují jako downscaling, tzn. že jde o metodu zmenšování prostorového měřítka měřených prvků. Základním předpokladem použité metodiky je to, že řady měřených prvků jsou značně ovlivněny charakterem zemského povrchu v okolí měření. Pro aplikaci v regionální měřítku přírodních lesních oblastí je nezbytné s charakterem reliéfu při hodnocení možného vlivu klimatu na změnu zdravotního stavu počítat. Proto je metodika postavena tak, aby vliv reliéfu na prostorové rozložení koncentrací O 3 byl uplatněn. Uplatnění vlivu reliéfu na měřené prvky je docíleno tak, že síť 4810 bodů (gridů) území Pardubického kraje oblasti, ve kterých se provádí vyhodnocení koncentrací O 3, je pravidelně rozmístněna, tak aby reprezentovala hlavní tvary reliéfu území náhorní plošiny, vrcholové polohy, svahy a význačná údolí. Síť gridů je definována v systému XYZ (X a Y horizontální souřadné osy, Z vertikální osa představující nadmořskou výšku). Metoda výpočtu spočívá v tom, že prostorové změny měřených parametrů (např. průměrné denní koncentrace O 3 ) na stanicích imisního monitoringu byly pomocí orografické interpolace převedeny do sítě referenčních bodů, reprezentující reliéf studovaného území. Orografická interpolace je založena na aplikaci vícenásobné lineární regrese, parametry regresních funkcí jsou odvozeny podle metody nejmenších čtverců. Pomocí systému vícenásobných lineárních funkcí se provádí vertikální prostorová interpolace, tzn. že jde o vyjádření závislosti měřeného parametru na nadmořské výšce. Vícenásobná lineární regresní funkce má obecný tvar O 3 = a XS + b YS + c ZS + d, (5) kde XS,YS,ZS jsou prostorové souřadnice stanic monitoringu, a,b,c,d, jsou koeficienty regresních funkcí. Je zřejmé, že regresní funkce aproximují sledovanou závislost vždy z určitou odchylkou residua. Pro zvýšení přesnosti jsou v druhém kroku prostorově odvozené residua hodnot klimatických parametrů stanic interpolovány do souřadnic sítě bodů. Interpolace residuí zvýšila nebo snížila vypočítanou hodnotu příslušného parametru podle funkce (5) v příslušném referenčním bodu. Interpolace residuí byla provedena pomocí interpolační metody inverze vzdáleností (horizontální interpolace) podle vztahu ±RES (x,y,z) = [ RES i (1/d 2 i ) ]/ [ (1/d 2 i ) ] (6) kde je suma pro i=1 až N stanic, RES i je residuum mezi dvěma sousedními stanicemi, d i je prostorová vzdálenost mezi těmito stanicemi a N je počet stanic. Rovnici (5) můžeme nyní vyjádřit jako T, S = a XS + b YS + c ZS + d ±RES (x,y,z). (7) Orografické interpolace představuje v rámci downscaling vertikální interpolaci a interpolaci residuí, lze označit jako horizontální interpolaci. Na základě uvedené interpolační metody byly odvozeny průměrné roční koncentrace O 3, průměrné koncentrace O 3 vegetačního období a nejvyšší denní průměr O 3 pro rok 2000 a 2001. Výsledky jsou graficky zpracovány ve formě mapových příloh. 6

Vertikální interpolace imisních koncentrací O 3 v roce 2000 byla provedena na základě 366 lineárních funkcí (dle vztahu 5), v roce 2001 na základě 365 lineárních funkcí, tzn. že pro každý den roku 2000 i 2001 byla odvozena samostatná funkce. Na obrázku 2 jsou znázorněny koeficienty korelace všech 366 funkcí pro rok 2000. Hodnota koeficientu korelace poskytuje informaci o tom s jakou přesností byla koncentrace ozónu ve vertikálním směru interpolována. Čím je hodnota koeficientu vyšší tím je interpolace přesnější a tím jsou i odchylky residua menší. 1 0.9 Hodnota koeficientu korelace 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 1.1 15.1 29.1 12.2 26.2 12.3 26.3 9.4 23.4 7.5 21.5 4.6 18.6 2.7 16.7 30.7 13.8 27.8 10.9 24.9 8.10 22.10 5.11 19.11 3.12 17.12 31.12 Datum Obrázek č. 2. Hodnoty koeficientů korelace 366 regresních funkcí orografické interpolace. Kritická hodnota R na hladině významnosti 99% je rovna 0.2350. To znamená, že korelace regresních funkcí jsou ve všech dnech roku 2000 statisticky průkazné. Počet použitých stanic n=79. 4. Datové vstupy Hodnocení imisní zátěže NO x a O 3 bylo provedeno pro roky 2000 a 2001. Pro časový horizont 2010 byla provedena prognóza stavu imisní zátěže NO x. K provedení modelových výpočtů bylo nutné připravit několik souborů vstupních dat pro aplikaci počítačových programů. 4.1 SÍŤ GRIDŮ A REFERENČNÍCH BODŮ První datový soubor obsahuje v souladu s použitým souřadným systémem údaje o souřadnicích referenčních bodů (gridů) x,y,z, ve kterých se počítají imisní koncentrace. Území Pardubického kraje je definováno sítí 4810 gridů. Zeměpisná délka dosahuje minimální hodnoty 15.36923, maximální 16.87874, minimum u zeměpisné šířky má hodnotu 49.57223, maximum 50.20971. Vertikální souřadnice Z reprezentuje nadmořskou výšku gridu. Nejvyšší nadmořská výška dosahuje hodnoty 1416 m n. m., nejnižší grid leží ve výšce 202 m n. m.. Prostorové rozložení koncentrací NO x (imisní zátěž NO x v jednotlivých 7

letech) je na území Pardubického kraje hodnoceno celkem v síti 4810 gridů, podíl dílčích emisních zdrojů resp. skupin emisních zdrojů ve 24 referenčních bodech. Dílčí hodnoty podílů emisních zdrojů nebo skupin emisních zdrojů byly provedeny v referenčních bodech, které zohledňovaly polohu území CHKO, polohu obcí s rozšířenou působností samosprávy, území s překročením imisního limitu NO x (roční aritmetický průměr). Seznam referenčních bodů je uveden v tabulce 1. Tabulka č. 1. Seznam referenčních bodů pro hodnocení podílů emisních zdrojů na průměrné roční koncentraci NO x na území Pardubického kraje v roce 2001 Číslo bodu Název referenčního bodu Geografické souřadnice Délka ( ) Šířka ( ) Nadmořská výška (m) 1 Lázně Bohdaneč 15.684988 50.087131 220 2 Rybitví 15.696911 50.052810 213 3 Pardubice 15.754386 50.042746 218 4 Srch 15.755875 50.080982 228 5 Staré Hradiště 15.783188 50.069384 219 6 Orlické hory 16.558929 50.139752 518 7 Libišany 15.789621 49.975153 250 8 Černá u Bohdanče 16.671208 50.053533 920 9 Ústí nad Orlicí 16.427690 49.968474 370 10 Železné hory 15.735107 49.825380 558 11 Litomyšl 16.313680 49.877344 432 12 Hlinsko 15.912220 49.764179 616 13 Žďárské vrchy 16.043218 49.748800 666 14 Svitavy 16.470150 49.764143 458 15 Přelouč 15.558408 50.037007 222 16 Holice 15.984453 50.065565 266 17 Vysoké Mýto 16.158241 49.953215 288 18 Žamberk 16.462228 50.085639 460 19 Králíky 16.760173 50.080357 576 20 Lanškroun 16.608087 49.910166 390 21 Moravská Třebová 16.656104 49.763343 358 22 Česká Třebová 16.437305 49.904990 420 23 Polička 16.262523 49.711220 564 24 Chrudim 15.795402 49.949996 248 8

4.2 EMISE NO X V ROCE 2000 A 2001 Druhý datový soubor obsahuje údaje o technických a emisních parametrech jednotlivých bodových, plošných a liniových zdrojů, jako je výška komína (resp. průduchu, výfuku), váhová a tepelná vydatnost emise. Poloha každého zdroje je určena definováním paty každého komína (průduchu), středu plochy průmyslové aglomerace nebo sídla, počátku a konce dílčího úseku liniového zdroje (úseku dopravní komunikace) zeměpisnými souřadnicemi. Tento datový soubor sdružuje údaje jednotlivých bodových (komíny elektráren, tepláren atd.), plošných (skupiny zdrojů - např. domácí topeniště, sloučené střední zdroje) a liniových (dálnice, rychlostní komunikace atd.) zdrojů, ze kterých dochází na území ČR ke vnosu emisí NO x. V rámci stacionárních zdrojů (dle Zákona o ovzduší číslo 86/2002 Sb. ze dne 1.6. 2002) byly použity zdroje zvlášť velké, velké, střední a malé. K modelování rozptylu emisí NO x byla vedle polohy zvláště velkých a velkých zdrojů REZZO 1 definována rovněž poloha zdrojů REZZO 2 (střední zdroje znečišťování), topeniště rodinných domků REZZO 3 (malé zdroje znečišťování) a poloha mobilních zdrojů na dálnicích a rychlostních komunikacích REZZO 4 (mobilní zdroje). Databázi REZZO-1,2,3 pro rok 2000 a 2001 poskytl ČHMÚ Praha. Vzhledem k objektivnosti posouzení prostorového pole rozložení imisních koncentrací NO x byly použity také emise NO x ze zahraničních zdrojů, tzn. z území Slovenska, Polska, Německa, Rakouska, Maďarska atd. Údaje o úletu NO x z elektráren, rafinerií a železáren byly čerpány s odborných ročenek a periodik (Kraftwerke und tagebaue beiderseits der Deutch- Polnischen grenze, Umwelt-bericht 1994 - Freistaat Sachsen, ACID NEWS 5/1994, 3/2000, Zpráva o ochraně čistoty ovzduší v Krušných horách vydavatel Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bonn), z oficiální databáze projektu v rámci Evropské hospodářské komise (UN ECE United Nations Economic Commission for Europe ) Konvence k dálkovému přeshraničnímu znečišťování ovzduší (CLRTAP Convention on Long-Range Transboundary Air) v souladu s Evropským monitorovacím a vyhodnocovacím programem (EMEP European Monitoring and Evaluation Programme ), nebo byly stanoveny na základě odborného odhadu s využitím poznatků o poloze a struktuře významných průmyslových oblastí, a podle hodnoty emise sledované škodliviny na obyvatele (Závodský, Pukančíková, 1992) a počtu obyvatel měst nebo průmyslových aglomerací a konurbací (Novotný, 1989). Poloha každého zdroje je určena definováním paty komína nebo středu průmyslové aglomerace (popř. města nebo sídla) zeměpisnými souřadnicemi. Celkové sumy emisí NO x za jednotlivé skupiny nebo státy, které byly použity v modelovém výpočtu imisních koncentrací pro rok 2000 a 2001 jsou uvedeny v tabulce 2. Celková emise NO x použitá v modelovém výpočtu např. v roce 2001 dosahuje 7.013 mil tun. Česká republika byla reprezentována 0.2907 mil. tun NO x, což představuje 4.15 % z celkového množství emisí NO x. Emisní zdroje Pardubického kraje jsou uvedeny v tabulce 3. K modelování rozptylu emisí NO x a depozičních toků dusíku pro období roku 2001 bylo lokalizováno na území ČR v rámci skupiny REZZO 1 (zvláště velké, velké zdroje) celkem 3704 bodových zdrojů. Při výpočtu imisní zátěže byly vyhodnoceny také plošné zdroje lokálního charakteru podle počtu kotlů v rodinných domcích na zemní plyn a tuhá paliva (REZZO 3 malé zdroje znečišťování), které byly přiřazeny k příslušné sídelní jednotce. Jako plošné zdroje byly definovány i emisní zdroje REZZO-2 (střední zdroje znečišťování). Zdroje REZZO 2 z území Pardubického kraje byly definovány jako bodové zdroje. Pro tyto účely bylo lokalizováno celkem 1452 emisních zdrojů. Dále bylo definováno 4669 dílčích liniových úseků (mobilní zdroje), které reprezentují dálniční síť a rychlostní komunikace. Území Pardubického kraje bylo reprezentováno 1677 dílčími liniovými úseky. Mimo území ČR (z území Slovenska, Polska, Německa, Rakouska a Maďarska atd.) bylo definováno 3117 9

bodových a plošných zdrojů emitujících SO 2 a 3117 bodových a plošných zdrojů emitujících NO x. Celkem bylo použito 20168 bodových a plošných a liniových emisních zdrojů NO x. Tabulka č. 2. Celkové sumy NO x použité v rozptylovém modelu NO x (tun rok -1 ) Počet zdrojů Skupina /Stát Rok 2000 Rok 2001 2000 2001 REZZO 1 (ČR) 143555.3 145849.1 3704 3704 REZZO 2, 3 (ČR) 18786.1 18134.0 7226 8678 REZZO 4 (ČR) 110977.6 126684.0 4669 4669 Německo 1532309.5 1593601.9 436 436 Polsko 838178.6 871705.7 308 308 Slovensko 106344.1 110597.9 636 636 Rakousko 183598.1 190942.0 157 157 Maďarsko 187150.4 194636.4 61 61 Ostatní(Ukrajina,Dánsko, Belgie,Itálie,Francie atd.) 3616499.3 3761159.3 1519 1519 Celkem 6737399.0 7013310.3 18716 20168 Tabulka č. 3. Celkové sumy a počet zdrojů NO x Pardubického kraje použité v rozptylovém modelu Skupina zdrojů NO x (tun rok -1 ) Počet zdrojů Rok 2000 Rok 2001 Rok 2000 Rok 2001 REZZO 1 12845.8 13106.1 116 262 REZZO 2 230.6 300.7 1668 1452 REZZO 3 1311.6 915.0 425 462 REZZO 4 7896.3 9099.6 1677 1677 Celkem 22284.2 23421.4 3886 3853 Pardubický kraj se v rámci celkové bilance emisí NO x podílí na celkové emisi NO x (tab. 2) jen 0.33 %. Teoreticky může do ovzduší Pardubického kraje z bezprostředně sousedících krajů ČR a států v současné době vstupovat téměř 99.7 % emisí oxidů dusíku. Avšak skutečná hodnota podílů emisních zdrojů ČR a zahraničních zdrojů, ovlivňujících imisní zátěž NO x na území Pardubického kraje, se bude měnit v závislosti na podmínkách rozptylu emisí, tj. na 10

převládajícím směru větru, na rychlosti proudění vzduchové hmoty, na teplotním zvrstvení a bude dále závislá na vzdálenosti emisních zdrojů od území Pardubického kraje. Jak jsou emise NO x ze zdrojů REZZO 1, 2 a 3 prostorově rozloženy na území Pardubického kraje napovídá tabulka 4. V této tabulce jsou uvedeny hodnoty sum emisí NO x okresních měst Pardubického kraje za rok 2001. Suma emisí NO x okresních měst dosahuje téměř 56 % podílu na celkových emisích oxidů dusíku z celého Pardubického kraje. Je zřejmé, že emise těchto měst se budou významným způsobem podílet na formování imisní zátěže oxidy dusíku v Pardubickém kraji. Tabulka č. 4. Celkové sumy emisí NO x dle REZZO 1 z okresních měst Pardubického kraje použité v rozptylovém modelu pro rok 2001 Město NO x ( tun rok -1 ) Chrudim 518.323 Pardubice 11954.858 Svitavy 509.973 Ústí nad Orlicí 122.986 Celkem 13106.140 Množství emisí NO x z mobilních zdrojů bylo odvozeno na základě vývoje dopravních výkonů a výhledových koeficientů k roku 2000 podle Výsledků sčítání dopravy na dálniční a silniční síti v roce 1995 a 2000 a měrných emisí uváděných v práci Stabilizace a postupné snižování zátěže životního prostředí z dopravy v České republice (CDV Brno). Vyšlo se ze základního předpokladu, že na dálnicích a rychlostních komunikacích v roce 2000 a 2001 vytvoří těžká, osobní doprava a motocykly celkem 9720 mil. vozokm/rok, což představuje cca 60 % celkového dopravního výkonu ze všech komunikací. Dálnice a rychlostní komunikace E 50, E 59, E 55, E 462, E 442, E 49, E 65, E 67 a vybrané úseky silnic I. třídy byly definovány v prostoru pomocí 4669 dílčích úseků. Na obrázku 3 je znázorněna silniční síť, která byla použita v modelovém výpočtu imisních koncentrací NO x pro rok 2000 a 2001. Z obrázku 3 vyplývá, že na území Pardubického kraje byla definována nejfrekventovanější úseky stávající silniční sítě. 11

Obrázek č. 3. Silniční síť použitá v modelovém výpočtu imisních koncentrací oxidů dusíku v roce 2000 a 2001. 4.3 SCÉNÁŘ VÝVOJE EMISÍ NO X PRO ČASOVÝ HORIZONT 2010 Modelový výpočet imisní zátěže NO x je vsazen do scénáře vývoje emisí NO x v časovém horizontu 2010. Scénář vývoje emisí NO x ze zahraničních zdrojů pro časový horizont roku 2010 byl převzat z z oficiální databáze projektu v rámci Evropské hospodářské komise (UN ECE United Nations Economic Commission for Europe ) Konvence k dálkovému přeshraničnímu transportu škodlivin (CLRTAP Convention on Long-Range Transboundary Air) v souladu s Evropským monitorovacím a vyhodnocovacím programem (EMEP European Monitoring and Evaluation Programme ). V prognóze vývoje emisí NO x se odráží předpokládaný vývoj ekonomik jednotlivých států Evropy, množství finančních prostředků na zavádění nových výrobních technologií a ekologických opatření na úseku ochrany ovzduší. Prognóza vývoje emisí oxidů dusíku v jednotlivých státech Evropy v časovém horizontu 2010 (Vestreng, Klein, 2002) a stav emisí NO x v roce 2000 je znázorněna na obrázku 4. V roce 2000 dosáhla suma oxidů dusíku hodnoty 12.865 mil tun. V roce 2010 se předpokládá, že bude emise NO x dosahovat 12.756 mil. tun, což je o 0.9 % méně než v roce 2000. Největší zvýšení emisí NO x je soustředěno na východní Evropu - Ukrajinu, Rusko, Bělorusko. Státy střední Evropy (Polsko, Německo, Rakousko, Česká republika, Maďarsko, Slovensko) budou v roce 2010 produkovat cca 2.651 mil tun NO x, což je o téměř 17.5 % méně než v roce 2000. Vývoj emisí NO x na území ČR a na území Pardubického kraje v časovém horizontu 2010 byl odvozen dle prognózy ČHMÚ. Jak se bude měnit množství emisí NO x v ČR a v Pardubickém kraji je uvedeno v tabulce 5 a 6. Emise NO x jednotlivých kategorií pro časový horizont 2010 byly odvozena na základě poměru k roku 2001. Emise NO x ze zahraničí byly stanoveny na základě stavu v roce 2000. 12

3500 3000 Emise NOx (v tis. tun) 2500 2000 1500 1000 500 0 Srbsko Anglie Ukrajina Švýcarsko Švédsko Slovinsko Slovensko Rusko Rumunsko Polsko Norsko Holandsko Litva Lotyšsko Itálie Maďarsko Německo Francie Finsko Estonsko Dánsko Česká republika Chorvatsko Bulharsko Belgie Bělorusko Rakousko Stát Emise NOx-2000 Emise NOx-2010 Obrázek č. 4. Scénář vývoje emisí NO x v časovém horizontu 2010 a stav emisí NO x v roce 2000 v jednotlivých státech Evropy použitých v modelovém výpočtu imisních koncentrací oxidů dusíku (podle EMEP). Tabulka č. 5. Celkové emise oxidů dusíku v České republice (dle ČHMÚ) Kategorie zdrojů NOx - 2001 NOx - 2010 t rok -1 % t rok -1 % Velké zdroje 145 313.8 62.2 138 310.0 48.4% Střední zdroje 4 943.8 1.2 4 780.0 1.7% Malé zdroje 13 280.2 2.7 12 910.0 4.5% Celkem stacion. zdroje 163 537.8 66.1 156 000.0 54.5% Mobilní zdroje 168 282.7 33.9 130 000.0 45.5% Celkem 331 820.5 100.0 286 000.0 100.0% Tabulka č. 6. Celkové emise oxidů dusíku na území Pardubického kraje (dle ČHMÚ) Kategorie zdrojů NOx - 2001 NOx - 2010 t rok -1 % t rok -1 % Velké zdroje 13 181.9 56.1% 11 150.0 57.7% Střední zdroje 300.7 1.3% 290.0 1.5% Malé zdroje 915.0 3.9% 900.0 4.7% Celkem stacion. zdroje 14 397.6 61.3% 12 340.0 63.8% Mobilní zdroje 9 099.6 38.7% 7 000.0 36.2% Celkem 23 497.2 100.0% 19 340.0 100.0% U některých emisních zdrojů Pardubického kraje byly hodnoty emisí NO x v časovém horizontu 2010 stanoveny na základě limitních zákonných hodnot emisních stropů (Elektrárna Opatovice a.s., Elektrárna Chvaletice a.s.) nebo na základě očekávané průměrné emisní 13

hodnotě uváděné v investičním záměru (např. zařízení na energetické využívání odpadu EVO Opatovice, výroba kol z lehkých slitin pro osobní automobily - Pardubice Staré Čívice). 4.4. ROZPTYLOVÉ POMĚRY V ROCE 2000 A 2001 Třetí datový soubor obsahuje údaje o fyzikálním stavu atmosféry teplotním zvrstvení, směru a rychlosti proudění vzduchu v roce 2000 a 2001, které jsou hnacím motorem procesů rozptylu imisí. Jedná se o vyhodnocení větrných růžic, tzn. zpracování četností, respektive časového trvání směrů a rychlostí větru pro 5 typů stabilitních tříd zvrstvení atmosféry. Stabilitní třídy byly vyhodnoceny na základě stanovení vertikálního gradientu teploty vzduchu v termínech 7, 14, 21 hod. SEČ mezi dvěma klimatickými stanicemi, které jsou situovány ve dvou rozdílných výškových hladinách. Pro charakterizování směru proudění větru byla větrná růžice rozdělena na 36 směrů s krokem 10 o, resp. na 360 směrů s krokem 1. Z měření směru a rychlosti větru v klimatologických stanicích byly pro konkrétní studované území sestaveny větrné růžice pro lokální a dálkový transport imisí. Větrné růžice pro dálkový transport ze zahraničí byly pro rok 2000 vyhodnoceny ze stanice Svratouch, v roce 2001 z aerologické stanice Praha Libuš. Pro lokální transport byla v roce 2000 použita stanice Pardubice Rosice, v roce 2001 Hradec Králové Nový Hradec. Teplotní pole (teplotní zvrstvení ovzduší) bylo hodnoceno v roce 2001 z aerologického výstupu na stanici Praha-Libuš, v roce 2000 z diferencí měřených teplot vzduchu (7,14,21 hod.) mezi stanicemi Svratouch - Pardubice-Rosice. Stavy ovzduší, kdy se vyskytlo bezvětří, byly rozděleny v příslušné stabilitní třídě (dle vertikálního gradientu teploty) rovnoměrně do všech směrů větru. Vypočítané koncentrace podle (1) resp. (4) z jednotlivých bodových nebo plošných zdrojů byly integrovány přes čas, po který se vyskytoval příslušný směr a rychlost větru a zvrstvení ovzduší dle větrných růžic. Větrné růžice použité pro území Pardubického kraje v roce 2001 jsou znázorněny na obrázku 5. Pole rychlostí větru v roce 2001 je znázorněno na obrázku 6. Větrné růžice použité pro území Pardubického kraje v roce 2000 jsou znázorněny na obrázku 7.. 300 290 280 310 320 360 350 340 330 10 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 300 290 280 310 320 360 350 340 330 10 6 5 4 3 2 1 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 270 260 250 240 230 220 210 200 190 110 120 130 140 150 160 170 180 270 260 250 240 230 220 210 200 190 110 120 130 140 150 160 170 180 a b 14

Obrázek č. 5. Relativní četnosti směrů větru na stanici Praha-Libuš (a) reprezentující dálkový transport a Hradec Králové (b) reprezentující lokální transport emisí v roce 2001. 300 290 280 310 320 360 350 340 330 10 12 10 8 6 4 2 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 300 290 280 310 320 360 350 340 330 10 5 4 3 2 1 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 270 260 250 240 230 220 210 200 a 190 110 120 130 140 150 160 170 180 270 260 250 240 230 220 210 200 b 190 110 120 130 140 150 160 170 180 Obrázek č. 6. Průměrné rychlosti větru (m s -1 ) jednotlivých sektorů směru větru na stanici Praha-Libuš (a) reprezentující dálkový transport a Hradec Králové (b) reprezentující lokální transport emisí v roce 2001. 300 310 320 360 350 340 330 10 600 500 400 300 200 20 30 40 50 60 70 80 300 310 320 360 350 340 330 10 900 800 700 600 500 400 300 20 30 40 50 60 70 80 290 280 100 0 90 100 290 280 200 100 0 90 100 270 110 270 110 260 120 260 120 250 130 250 130 240 230 220 210 200 190 140 150 160 170 180 240 230 220 210 200 190 140 150 160 170 180 a b Obrázek č. 7. Absolutní četnosti směrů větru na stanici Svratouch (a) a Pardubice-Rosice (b) v roce 2000. 15

Z obrázků 5 a 6 vyplývá, že rozložení směrů a rychlostí proudění vzduchu výrazným způsobem modifikuje úroveň imisních koncentrací. Z relativních četností směrů větru v roce 2001 vyplývá, že u dálkového transportu je nejvyšší četnost dosahována v sektoru 260 až 320, nejnižší u sektoru 60 až 120. U lokálního transportu je nejvyšší četnost dosažena v sektoru 250, 260, 40 a 140, nejnižší u sektorů směru 350 až 360. Z rozložení rychlostí proudění vzduchu vyplývá, že v dálkovém transportu jsou dosahovány nejvyšší rychlosti v sektorech 250 až 310, nejnižší u směru 190. V lokálním transportu je nejvyšší rychlost větru dosahována v sektorech směrů 260 až 290, nejnižší ze sektoru směrů 340 až 360. Větrná růžice pro dálkový transport (krok po 10 ) je použita pro emisní zdroje, jejichž vzdálenost od gridů resp. referenčních bodů je větší než 100 km. Větrná růžice pro lokální transport (krok po 1 ) je použita pro emisní zdroje, jejichž vzdálenost od gridů resp. referenčních bodů je menší nebo rovna 100 km. 4.5. ROZPTYLOVÉ POMĚRY PRO ČASOVÝ HORIZONT 2010 Souběžně s prognózou vývoje emisí je uvažována i prognóza vývoje klimatických parametrů, které ovlivňují rozptyl, přenos a chemické transformace imisí v ovzduší teplota vzduchu, atmosférické srážky, rychlost větru, globální záření. Scénář vývoje klimatických parametrů byl realizován na základě výstupů z globálních cirkulačních modelů klimatu (Kalvová, 1995) obdobně jako scénář vývoje emisí pro časový horizont 2010. Očekávané změny teploty vzduchu a srážek na území Pardubického kraje v časovém horizontu 2010 byly řešeny pomocí modelu GISS (Goddard Institute for Space Studies), globální záření a rychlost větru pomocí modelu HadCM2 (UK Hadley Centre for Climate Prediction and Research Coupled model (Johns et al., 1997; Mitchell and Johns, 1997, in Kalvová, 2000). Očekávané klimatické podmínky časového horizontu 2010 se v případě teplot získávají přičtením měsíčních hodnot teplotních změn uvedených v tabulce 7 k měsíčním hodnotám teploty vzduchu roku 2001, u srážkových úhrnů je nutno příslušné údaje měsíčních hodnot roku 2001 násobit uvedenými měsíčními změnami v tabulce 7, změny globálního záření a rychlost větru jsou získány na základě měsíční procentické změny roku 2001. Z měsíčních hodnot v tabulce 7 vyplývá, že u ročních srážkových úhrnů lze očekávat v průměru zvýšení o 4.48 %, u globálního záření roční zvýšení dosahuje hodnoty 0.65 %, u rychlosti větru má roční zvýšení hodnotu 0.16 % a u teploty vzduchu lze očekávat roční zvýšení o 0.98 C. 16

Tabulka č. 7. Výstupy teplotních a srážkových změn v měsíčním časovém kroku z klimatického modelu GISS a výstupy změn globálního záření a rychlosti větru z modelu HadCM2 použité pro odvození klimatických poměrů v časovém horizontu 2010. Časový horizont 2010 Měsíce Teploty ( o C) Srážky (%) Globální záření ( %) Rychlost (%) I. 1.45 1.042 0.0-0.8 II. 1.35 1.094-0.6-2.4 III. 1.15 1.047 0.0-1.0 IV. 0.95 1.096 0.0-0.9 V. 0.75 1.047-1.4 1.2 VI. 0.65 1.010 0.8-0.1 VII. 0.60 1.024 2.6 0.7 VIII. 0.65 1.021 3.6-0.3 IX. 0.75 1.050 4.4 0.4 X. 0.95 1.044 0.7 1.8 XI. 1.20 1.044-0.6 1.8 XII. 1.35 1.019-1.7 1.6 4.6. IMISNÍ KONCENTRACE NO X, O 3 A METEORLOGICKÁ DATA PRO ROK 2000 A 2001 V zákoně o ovzduší číslo 86/2002 Sb. ze dne 1.6. 2002 jsou oxidy dusíku řazeny do 5. skupiny anorganických kyslíkatých sloučenin dusíku vyjádřených jako oxid dusičitý NO 2. Modelový výpočet imisních koncentrací vychází z emisí NO x. Pro odvození imisních koncentrací NO 2 z NO x byl využit imisní monitoring. Výpočet průměrných ročních imisních koncentrací NO 2 byl proveden na základě výpočtu složky NO a NO x podle imisního monitoringu prováděného na území ČR. Z porovnání imisních koncentrací NO 2 a NO ve složce NO x u každé monitorovací stanice pak byly odvozeny průměrné denní a roční poměry mezi NO, NO 2 a NO x. V roce 2000 byl zjištěn pro území Pardubického kraje průměrný poměr NO/NO 2 0.2692/0.7308 v NO x, v roce 2001 dosahuje průměrná hodnota poměru v NO x 0.248 pro NO a 0.752 pro NO 2. Pro chemickou redukci bylo dále nutné v síti gridů a referenčních bodů odvodit srážkové úhrny a globální radiaci. Pro potřeby kalibrace imisních koncentrací NO x a interpolace O 3 do sítě 4810 gridů byly dále z imisního monitoringu použity průměrné denní koncentrace výše uváděných imisí. Data koncentrací NO, NO 2, NO x, aerologická, imisní a meteorologická data byla použita z databází přístupných na internetu (www.chmi.cz/uoco/isko/) a vztahovala se k roku 2000 resp. 2001. 17

5. Výsledky výpočtů Emise NO x vnesené do ovzduší v průmyslových oblastech (z elektráren, tepláren, atd.), jsou transportovány na značné vzdálenosti i do oblastí, ve kterých se zdroje NO x nenachází (horské oblasti). Proto bylo cílem rozptylové studie v rámci posuzování kvality ovzduší Pardubického kraje, vedle odvození průměrných ročních koncentrací NO x, NO, NO 2, maximálních denních (24 hodinových) průměrů NO x pro rok 2000, 2001 a 2010, rovněž podat vysvětlení dosahované úrovně imisní zátěže NO x. To znamená, že jedním z výstupů modelového výpočtu budou hodnoty podílů dílčích kategorií emisních zdrojů (REZZO 1,2,3,4, zahraničních zdrojů atd.) na průměrné roční koncentraci NO x v roce 2001 a v časovém horizontu 2010, hodnoty podílu největších emisních zdrojů Pardubického kraje jako je Elektrárna Opatovice a.s., ČEZ a.s. Elektrárna Chvaletice, Synthesia a.s., HOLCIM a.s. závod Prachovice, atd, hodnoty podílů všech emisních zdrojů okresních měst Pardubice, Chrudim, Svitavy, Ústí nad Orlicí na průměrné roční koncentraci NO x v roce 2001. Ve vybraných 24 referenčních bodech je proveden výpočet podílu (v %) všech použitých emisních zdrojů, jejichž podíl na průměrné roční koncentraci NO x v roce 2001 je větší nebo roven 0.1 %. Pro prognózu v časovém horizontu 2010 je vyhodnocen podíl plánované spalovny EVO Opatovice. Samostatnou kapitolu studie tvoří hodnocení zátěže území Pardubického kraje O 3, jak během roku, tak během vegetačního období v letech 2000 a 2001. Vedle plošného rozložení koncentrací O 3 je provedena analýza závislosti dosažené koncentrace ozónu na fyzikálním stavu ovzduší a na imisních koncentracích NO x, NO, NO 2 a na směru větru. Výsledky modelových výpočtů imisních koncentrací NO x, O 3, podílů emisních zdrojů v síti 4810 gridů jsou zpracovány ve formě mapových příloh. V mapových přílohách jsou dodrženy základní kartografické zásady (legenda, měřítko, srozumitelné popisky). Hodnoty imisních koncentrací NO x resp. NO 2 byly posuzovány vzhledem k platným imisním limitům nebo mezím tolerance. Pro ochranu vegetace (ekosystémů) je použita kritická hodnota aritmetického ročního průměru 30 µg m -3 NO x. Pro ochranu zdraví lidí je použit imisní limit ročního průměru 40 µg m -3 NO 2 zvýšený o mez tolerance 12 µg m -3 NO 2 (v roce 2003) a imisní limit hodinového průměru 200 µg m -3 NO 2 zvýšený o mez tolerance 70 µg m -3 NO 2 (v roce 2003). V roce 2010 budou platit imisní limity pro NO 2 bez mezí tolerance. Hodnoty dílčích podílů emisních zdrojů REZZO 1 na průměrné roční koncentraci NO x v roce 2001 ve vybraných referenčních bodech (24 bodů) jsou uvedeny v samostatných přílohách pro každý referenční bod. Každý dílčí emisní zdroj REZZO 1 je charakterizován identifikačním číslem a zkráceným názvem. Identifikační číslo zdroje je převzato z REZZO 1 a skládá se s čísla oblasti (kraje), okresu a pořadí zdroje v okresu. 5.1. VÝSLEDKY IMISNÍCH KONCENTRACÍ NO X, NO, NO 2 V ROCE 2000 A 2001 Průměrné roční koncentrace NO x na území Pardubického kraje v síti 4810 gridů pro rok 2000 jsou graficky zpracovány ve formě mapové přílohy č. 1. Z plošného rozložení vyplývá, že nejvyšší koncentrace přesahující 30 µg m -3 (kritická hodnota z hlediska ochrany vegetace) se vyskytují západně od města Pardubice (max. téměř 36 µg m -3 ) a v izolovaných lokalitách měst Choceň, Holice. Nejnižší koncentrace pod 5 µg m -3 se vyskytují v údolí horní pramenné části řeky Moravy (min. 3 µg m -3 ). Obecně lze konstatovat, že imisní koncentrace NO x s rostoucí nadmořskou výškou klesají. Vzhledem k tomu, že NO x jsou tvořeny oxidem dusnatým NO a oxidem dusičitým NO 2, které významným způsobem ovlivňují koncentrace O 3, byl rovněž proveden výpočet prostorového rozložení NO a NO 2 na území Pardubického 18

kraje v roce 2000. Hodnoty koncentrací NO 2 jsou znázorněny v mapové příloze č. 2. Průměrná koncentrace NO dosahuje hodnotu 5.32 µg m -3, průměrná koncentrace NO 2 14.44 µg m -3. Maximální koncentrace NO nad 10 µg m -3 se formují západně až severně od Pardubic, minimální koncentrace NO pod 1 µg m -3 se vyskytují v oblasti Králíků. Maximální koncentrace NO 2 nad 25 µg m -3 se formují západně od Pardubic (s max. 25.4 µg m -3 ), minimální koncentrace NO 2 pod 2 µg m -3 se vyskytují v oblasti horního toku řeky Moravy s minimem 1.1 µg m -3. Průměrné roční koncentrace NO x v roce 2001 na území Pardubického kraje v síti 4810 gridů jsou graficky zpracovány v mapové příloze č. 3. Z plošného rozložení vyplývá, že nejvyšší koncentrace přesahující 30 µg m -3 (kritická hodnota z hlediska ochrany vegetace) se vyskytují v údolí kolem řeky Labe. V tomto prostoru se izolovaně vyskytují koncentrace přesahující i 50 µg m -3. Průměrné roční koncentrace přesahující 30 µg m -3 se dále vyskytují v izolovaných lokalitách měst Chrudim, Vysoké Mýto, Svitavy a podél hlavního silničního tahu mezi Hradcem Králové-Olomouc. Nejnižší koncentrace pod 5 µg m -3 se vyskytují v údolí horní pramenné části řeky Moravy v masívu Kralického Sněžníku. Obecně lze konstatovat, že imisní koncentrace NO x s rostoucí nadmořskou výškou klesají. Hodnota ročního průměru NO x celého území Pardubického kraje dosahuje 12.92 µg m -3. V porovnání s rokem 2000 se roční průměr NO x snížil o 34.6 % (o cca 6.8 µg m -3 ). Na 5.6 % území Pardubického kraje je překročen imisní limit pro roční průměr 30 µg m -3 NO x. Vzhledem k tomu, že NO x jsou tvořeny oxidem dusnatým NO a oxidem dusičitým NO 2, které významným způsobem ovlivňují koncentrace O 3, byl i v roce 2001 proveden výpočet prostorového rozložení NO a NO 2 na území Pardubického kraje. V mapové příloze č. 4 jsou znázorněny prostorové změny ročních průměrných koncentrací NO 2. Průměrná imisní koncentrace NO celého území Pardubického kraje dosahuje 3.43 µg m -3, průměrná koncentrace NO 2 9.68 µg m -3. U obou koncentrací došlo plošně rovněž ke snížení zátěže ve srovnání s rokem 2000, u NO o 35.5 %, u NO 2 o 33 %. Maximální koncentrace NO nad 10 µg m -3 se formují v údolí řeky Labe u Přelouč a severně od Pardubic, minimální koncentrace NO pod 1 µg m -3 se vyskytují v při hranicích s Olomouckým a Jihomoravským krajem. Maximální koncentrace NO 2 nad 30 µg m -3 se formují opět v údolí řeky Labe, kolem Pardubic a severně od Pardubic, u Přelouče, minimální koncentrace NO 2 pod 5 µg m -3 se vyskytují v oblasti horního toku řeky Moravy a podél hranice s Olomouckým krajem. Ve srovnání s rokem 2000 se celková zátěž Pardubického kraje snížila cca o více jak 30 %, avšak zvýšila se maxima přesahující 50 µg m -3. Na 0.7 % území Pardubického kraje je překročen imisní limit s mezí tolerance ročního průměru 52 µg m -3 NO 2. V příloze č. 5 jsou kartograficky znázorněny maximální hodnoty hodinového průměru NO 2. Maximální hodinové průměry koncentrací NO 2 nad 100 µg m -3 se formují v údolí řeky Labe, od Pardubic severně po Hradec Králové, mezi Chvaleticemi a Přeloučí, v okolí Hlinska a Vysokého Mýta. Minimální hodinový průměr koncentrace NO 2 pod 10 µg m -3 se vyskytuj v oblasti horního toku řeky Moravy v masívu Kralického Sněžníku. Při poměru imisí NO 2 v NO x (0.741), lze očekávat na 0.62 % území Pardubického kraje překročení imisního limitu maximálního hodinového průměru NO 2 pro ochranu zdraví lidí s mezí tolerance 270 µg m -3. 5.2. PROGNÓZA IMISNÍCH KONCENTRACÍ NO X, NO 2 V ROCE 2010 Prognóza průměrné roční koncentrace NO x v roce 2010 je kartograficky znázorněna v mapové příloze 6. Z plošného rozložení vyplývá, že nejvyšší koncentrace přesahující 30 µg m -3 (kritická hodnota z hlediska ochrany vegetace) se vyskytují kolem Pardubic, Přelouče, Opatovic, Hlinska, Vysokého Mýta, Svitav a izolovaně a podél hlavního silničního tahu mezi 19

Hradcem Králové-Olomouc, Pardubic Chlumec n. Cidl.. V některých uváděných lokalitách se izolovaně vyskytují koncentrace přesahující i 50 µg m -3 (v okolí Pardubic a podél hlavního silničního tahu). Nejnižší koncentrace pod 5 µg m -3 NO x se vyskytují v údolí horní pramenné části řeky Moravy v masívu Kralického Sněžníku, v podhůří Orlických hor, Žďárských vrchů a při hranicích s Olomouckým krajem. Průměrná roční koncentrace celého území Pardubického kraje bude dosahovat 9.5 µg m -3 NO x, což je o 27.6 % (o 3.6 µg m -3 ) méně, než v roce 2001. Průměrná roční koncentrace NO 2 celého Pardubického kraje bude dosahovat 7 µg m -3, což je o 27.4 % (o 2.7 µg m -3 ) méně ve srovnání s rokem 2001 Na 3 % území Pardubického kraje bude i v časovém horizontu 2010 docházet k překročení imisního limitu pro průměrnou roční koncentraci NO x (30 µg m -3 ) z hlediska ochrany vegetace a na 0.8 % území bude docházet k překročení imisního limitu pro průměrnou roční koncentraci NO 2 (40 µg m - 3) z hlediska ochrany zdraví lidí. Prognóza maximální průměrné hodinové koncentrace NO x v roce 2010 je kartograficky znázorněna v mapové příloze 7. Při předpokladu, že imisní koncentrace NO x obsahuje v průměru 74.1 % imisní koncentrace NO 2, lze očekávat v časovém horizontu 2010 na 0.25 % území Pardubického kraje hodinové koncentrace NO 2 vyšší než 200 µg m -3. 5.3. VÝSLEDKY PODÍLU EMISNÍCH ZDROJŮ V ROCE 2000, 2001 A 2010 V síti 962 gridů byl proveden výpočet podílu emisních zdrojů REZZO 1,2,3,4 a zahraničních zdrojů. Průměrná hodnota podílu dílčích skupin emisních zdrojů na roční koncentraci NO x 19.76 µg m -3 celého území Pardubického kraje je uvedena na obrázku 8. Zahraniční zdroje 11% Chyba výpočtu 10% REZZO 1 18% REZZO 4 29% REZZO 2+3 32% Obrázek č. 8. Průměrný podíl dílčích skupin emisních zdrojů na průměrné roční koncentraci 19.76 µg m -3 NO x na území Pardubického kraje v roce 2000 odvozený na základě modelového výpočtu. Z obrázku 8 vyplývá, že nejvyšší podíl na průměrné roční koncentraci NO x dosahují zdroje REZZO 2+3 32 % a REZZO 4 29 %.. Průměrný podíl zahraničních zdrojů se pohybuje 20

kolem 11 %. Z obrázku rovněž vyplývá, ve které skupině emisních zdrojů je možné hledat prostor pro případné snížení imisních koncentrací NO x. Pro rok 2001 a 2010 byl v síti 4810 gridů proveden výpočet podílu emisních zdrojů REZZO 1,2,3,4 a zahraničních zdrojů. Průměrná hodnota podílu dílčích skupin emisních zdrojů v roce 2001 na roční koncentraci NO x 12.92 µg m -3 celého území Pardubického kraje je uvedena na obrázku 9. Z obrázku 9 vyplývá, že nejvyšší podíl na průměrné roční koncentraci NO x dosahují zdroje REZZO 1 42 %, REZZO 2+3 8 % a REZZO 4 16 %. Průměrný podíl zahraničních zdrojů se pohybuje kolem 18 %. Z obrázku rovněž vyplývá, ve které skupině emisních zdrojů je možné hledat prostor pro případné snížení imisních koncentrací NO x např. kategorie REZZO 1, dosahuje více jak 42 % vliv na průměrnou roční koncentraci NO x. Je zřejmé, že dosažené hodnoty podílů se mezi rokem 2001 a 2000 liší. Je to dáno tím, že v roce 2000 byl podíl hodnocen pouze v síti 962 gridů. Chyba výpočtu 5% Ostatní ČR 11% REZZO 1 42% Zahraniční zdroje 18% REZZO 4 16% REZZO 2+3 8% Obrázek č. 9. Průměrný podíl dílčích skupin emisních zdrojů na průměrné roční koncentraci 12.92 µg m -3 NO x na území Pardubického kraje v roce 2001 odvozený na základě modelového výpočtu. Prognóza průměrné hodnoty podílu dílčích skupin emisních zdrojů v roce 2010 na roční koncentraci NO x 9.49 µg m -3 celého území Pardubického kraje je uvedena na obrázku 10. Z obrázku 10 vyplývá, že nejvyšší podíl na průměrné roční koncentraci NO x dosahují zdroje REZZO 1 35 %, REZZO 2+3 8 % a REZZO 4 20 %. Průměrný podíl zahraničních zdrojů se pohybuje kolem 10 %. Z obrázku rovněž vyplývá, ve srovnání s rokem 2001 došlo k poklesu vlivu pozadí o 8 %, které je tvořeno převážně emisemi ze zahraničních zdrojů a dále k poklesu vlivu REZZO 1 o 7 %. Mírné zvýšení můžeme pozorovat u mobilních zdrojů o 4 % a zejména u ostatní zdrojů z České republiky (REZZO 1,2,3) o 11 %. 21