ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ Znečištění atmosféry atmosféra popis, členění znečištění atmosféry: zdroje znečištění smog + inverze hodnocení znečištění - limity skleníkový efekt ozón, ozónová díra
Atmosféra je: plynný obal zeměkoule do výšky? vzduch vně i uvnitř obytných prostor (atmosféra přirozená x umělá) Čistý vzduch: - ideální pojem! neustálé přirozené procesy Problémy lokální x globální Lokální místní zdroj Globální atmosféra nezná hranice, přenos na značné vzdálenosti
Skladba atmosféry: Troposféra s rostoucí výškou klesá teplota (gradient cca 6,6 C/1000 m) Tropopauza plocha, kde se zastavuje pokles teploty s výškou (cca 10 km, -50ºC), nad se rovněž neprojevují změny počasí OZONOSFÉRA Stratosféra s výškou roste teplota (v 50 km teploty kolem 0 C) Stratopauza omezující plocha stratosféry Mezosféra pokles teploty s výškou (80 90 km, teplota cca -90 C) Termosféra s rostoucí výškou opět roste teplota, tlak menší než 1 Pa vakuum, do výšky cca 500 km Ionosféra na rozhraní termo- a exo- sféry. Zvýšená koncentrace elektronů => s částicemi tvoří elektricky neutrální vodivé pásmo Exosféra průměrná volná dráha částic se mění, - unikají do kosmu
Emise látky vnášené zdroji znečištění do prostředí (SO 2 ) [kg.h -1 ] Imise emise, které působí (někdy po reakci) v prostředí (H 2 SO 4 ) (SO 2 + H 2 O H 2 SO 3... 2 H 2 SO 3 + O 2 2 H 2 SO 4 ) [kg.m -3 ]
Znečištění atmosféry: pevné částice PM 10 (polétavý prach < 10µm, váže další látky) PAU (spalování nekvalitního uhlí, odpadu a PHM, vázány na PM 10 rakovina, cévní choroby... ) SO 2 (hlavní zdroj acidity, lokální spalování uhlí) NO x (významný zdroj acidity, doprava, spalování plynu) CO 2 (skleníkový plyn, rozklad biomasy, spalování) : Látky přímo či po reakci nepříznivě ovlivňující životní prostředí: ohrožují či poškozují organizmus člověka, zvířat, rostlin... poškozují složky prostředí (stavby, lesnictví, zemědělství ) obtěžují okolí zhoršením pohody prostředí (zápach, viditelnost )
Zdroje znečištění atmosféry: Přirozené (vulkanická činnost, požáry ) Antropogenní (spalování fosilních paliv, odpadu a PHM, vázány na PM 10 rakovina, cévní choroby... ) Omezení emisí do atmosféry 1) Snižování produkce polutantů (antropogenní zdroje) 2) Odlučování znečišťujících látek u zdroje = v komíně mechanické + chemické Samočištění ovzduší Vymývání pohlcování kondenzačních jader při tvorbě mraků, zachycování částic Brownovým pohybem a gradientem napětí vodních par Vypršení vymývání aerosolových částic padajícími kapkami pod oblaky. Účinné pro znečišťující částice o průměru 2 4 µm.
SMOG smoke & fog - situace atmosféry, kdy vstupují do reakce emise, imise a další látky Typ Londýn redukční; vysoká vlhkost, inverze, T kolem 0 C, saze, SO 2 emise z průmyslu Typ Los Angeles fotochemický; slunce, NO x,ch x, přízemní ozón emise z dopravy Typ Ústí nad Labem fotochemický; SO 2, organické látky, chlor, fytoncidy Globální zatemňování smog nad průmyslovými centry a obytnými aglomeracemi snížení prostupnosti atmosféry pro sluneční záření (během 2.½ 20.stol o 10%) vliv na růst biomasy, vypařování a změnu klimatu
INVERZE negativní meteorologická situace studený vzduch pod teplým inverzní průběh teplotního gradientu při malém proudění (horizontálním i vertikálním) emise se koncentrují v přízemní vrstvě závisí na morfologii a geografii terénu charakteristická pro smog typu Londýn rovněž přirozená inverze
Vliv meteorologické situace na emise stacionárních zdrojů
Sledování kvality ovzduší AIM Automatický Imisní Monitoring V České republice celkem 230 stanic AIM provozovaných ČHMÚ. + výsledky měření na stanicích dalších organizací. Co měříme? oxid siřičitý [SO 2 ] oxid dusnatý [NO] oxid dusičitý [NO 2 ] prašný aerosol [PM 10 ] přízemní ozón [O 3 ] :
Výsledky monitoringu NO X (Praha 28. 10. 2003) Regulace Upozornění Zvláštní imisní limity [µg.m -3 ] Zneč. látka Průměrovací období Upozornění Regulace oxid siřičitý (SO 2 ) 3 hod 250 400 oxidy dusíku (NO x ) 3 hod 200 350 oxid uhelnatý (CO) 3 hod 10000 15000 ozon (O 3 ) *) 1 hod 180 360 *) pro ozon jsou signály definovány jako informace a varování
Imisní limity Hodnocení stavu znečištění ovzduší liší se podle délky expozice!!! z nařízení vládyč. 350/2002 Sb. (k zákonu o ovzduší) Znečišťující příměs SO 2 Doby průměrování Limitní hodnota Maximální tolerovaný počet překročení za kalendářní rok kalendářní rok 50 µg m -3 0 24 hodin 125 µg m -3 3 1 hodina 350 µg m -3 24 NO 2 kalendářní rok 40 µg m -3 0 1 hodina 200 µg m -3 18 PM 10 kalendářní rok 40 µg m -3 0 24 hodin 50 µg m -3 35 O 3 Max denní 8hod.klouz 120 µg m -3 25/ 3 roky NH 3 24 hodin 100 µg m -3 0 Spad - Σ měsíc 12.5 g m -2 0
Vývoj znečištění v ČR Zdroj: ČSÚ Nekvalitní vzduch dýchá více než 60% obyvatel ČR, nejhorší je situace na Ostravsku a v Praze (Zpráva o ŽP v ČR)
vyjádřeno číselně? Tuhé emise Oxid siřičitý Oxidy dusíku Rok SO2 NOx Solids Sulphur dioxide Nitrogen oxides Year R E Z Z O R E Z Z O R E Z Z O 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 2001 27 11 44 18 77 3 17 3 44 1 4 51 2002 25 10 48 17 82 2 13 3 46 2 4 48 2003 18 12 37 33 79 5 14 2 43 3 4 50 2004 18 6 38 38 81 2 15 2 45 1 4 50 2005 20 8 25 47 84 2 13 1 50 2 4 44 REZZO 1 velké zdroje znečišťování, zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu > 5 MW REZZO 2 stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu od 0,2 do 5 MW REZZO 3 malé zdroje znečišťování zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu <0,2 MW, REZZO 4 mobilní zdroje znečišťování pohyblivá zařízení se spalovacími nebo jinými motory
Evropský monitoring (NO 2 ) - http://www.knmi.nl/omi Znečištěné ovzduší (svět) zabíjí předčasně 2M lidí ročně (WHO 2007) Nejvíce (Svět i ČR) PM 10 = znečištění z továren a aut (spalování fosilních paliv) astma a rakovina plic
Syndrom nezdravých budov suchý vzduch, chemikálie z umělých hmot, ionizující záření, prach (uvnitř budovy je až 10x prašnější než venkovní vzduch), baktérie... 23 m 3.d -1 vzduchu = civilizační onemocnění start nebo zhoršení alergií astma, opakované záněty dýchacích cest bolest hlavy, podráždění očí zvýšený krevní tlak, cholesterol kardiovaskulární choroby deprese, neuróza, snížená imunita Řešení? čističky a pračky vzduchu, ionizátory, zelené rostliny...
SKLENÍKOVÝ EFEKT je přirozeným jevem podmiňujícím život na Zemi (přirozené skleníkové plyny zejm. H 2 O) je způsoben obsahem skleníkových plynů v atmosféře (antropogenní znečištění především CO 2, NH x, sloučeniny F) v atmosféře vzniká vrstva, která umožní průchod infračerveného záření k zemi, ale ne jeho odchod (po změně vlnové délky) zesílení efektu = příčina globálního oteplování změny klimatu
PRINCIP SKLENÍKOVÉHO EFEKTU Cca 30% slunečního záření je odráženo (oblačnost, ledovce, vodní hladina) Vesmír Odraz části tepla ohřívání atmosféry Většina záření je povrchem pohlceno ohřívání povrchu Vyzařování dlouhovlnného (tepelného) záření Atmosféra Odlesňování, spalování fos. paliv zesil. vrstvy skleníkových plynů Země
OZÓN ozón O 3 vznik přirozený i antropog., velmi nestabilní, bezbarvý s ostrým zápachem, silný oxydant = velmi silně toxický (biocidní) ozón troposférický (přízemní) zdraví nebezpečný doprava, letní měsíce, (sucho-teplo-slunce) malé děti a přízemní fauna stratosférický (výška 15 45km, max 25 30km) těžiště ozonosféry cca v 27 km, koncentrace 4.10-10 kg.m -3 ochrana Země před kosmickým UV zářením! vzniká el. výbojem, UV + el.mg. zářením, při spalování PHM propouští jen minimum UV záření (λ 220 320 nm pohlcuje zcela), které způsobuje ztrátu imunity a rakovinu kůže koncentrace O 3 se mění podle sluneční aktivity, natočení Země
OZÓNOVÁ DÍRA ozonová díra = snižování koncentrace O 3 nad určitými místy vlivem antropogenních procesů pod 60%; projev cca od r.1980 vznik primárně nad póly menší tloušťka vrstvy vlivem rotace, soustředění freonů (1998 2,5x > plocha Evropy!) omezení emisí plynů poškozujících ozón Montrealský protokol 2003 se začal proces zpomalovat (? do roku 2050 obnova?) ozon rozkládán chloro-fluorovanými uhlovodíky (freony), brání jeho vzniku (obnově) ve stratosféře Freony velmi stabilní (stovky let), účinek cca 10 let setrvačnost Metylbromid z umělých hnojiv 60x účinnější než freony! :
Závěr: Atmosféra znečištění je místní problém inverze, smog regionální problém poškozování lesů globální problém skleníkový efekt, ozónová díra vliv na organizmy, stavby, zemědělství Opatření snižování emisí JE EFEKTIVNÍ! jen omezeně čištění spalin (řešíme jen následky!)