Grafická ročenka

IV. KVALITA OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE

IV.1 SUSPENDOVANÉ ČÁSTICE

Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi frakce PM₁₀ a PM_2,5 zůstává jedním z hlavních problémů, které je třeba řešit v rámci zajištění kvality ovzduší ČR. Překračování imisního limitu PM₁₀ a PM_2,5 se stále významným způsobem podílí na zařazení obcí mezi oblasti s překročenými imisními limity.

IV.1.1 Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi v roce 2013

Suspendované částice PM₁₀

Imisní limit PM₁₀ byl v roce 2013 překročen na 5,7 % území ČR s cca 15,9 % obyvatel v případě 24hodinové koncentrace a na 0,7 % území s cca 4,8 % obyvatel v případě průměrné roční koncentrace (obr. IV.1.1 a IV.1.2).

K překročení 24hodinového imisního limitu PM₁₀ došlo v roce 2013 na téměř třetině stanic (32,6 % tj. 42 stanic z celkového počtu 129). V roce 2012 došlo k překročení denního imisního limitu na 42 % stanic (53 stanic z 147; obr. IV.1.14). Oproti roku 2012 poklesla 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀ na téměř 60 % stanic. Průměrná 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀ byla v roce 2013 (48,9 µg.m^-3) nižší v porovnání s rokem 2012 (51,3 µg.m^-3)¹. Zmenšilo se tak i území, na kterém došlo k překročení denního imisního limitu PM₁₀ z 9,6 % území, kde žila cca třetina obyvatelstva ČR, na již zmíněných 5,7 % s cca 15,9 % obyvatel.

Nejvíce zatíženou souvislou oblastí byla, stejně jako v předešlých letech (obr. IV.1.10 a IV.1.11), aglomerace O/K/F-M, ve které byl denní imisní limit PM₁₀ v roce 2013 překročen na většině stanic. Denní imisní limit PM₁₀ byl však překročen ve všech zónách a aglomeracích alespoň na jedné lokalitě s výjimkou zóny Jihovýchod (obr. IV.1.3, tab. XIII.4). V aglomeracích Praha a Brno a v zóně Severovýchod a Jihozápad bylo v roce 2013 překročení imisního limitu spojeno především s dopravním zatížením; v ostatních zónách však dochází k překročení i na pozaďových městských, předměstských a venkovských stanicích.

Roční imisní limit PM₁₀ byl v roce 2013 překročen na 7,4 % stanic, tj. na 10 z celkového počtu 136 stanic v ČR s dostatečným počtem dat pro hodnocení, a to pouze na stanicích v aglomeraci O/K/F-M (tab. XIII.5, obr. IV.1.12). V roce 2012 došlo k překročení ročního imisního limitu na 10,8 % stanic (15 stanic z 138; obr. IV.1.14). Oproti roku 2012 poklesla roční průměrná koncentrace PM₁₀ na 54 % stanic, přičemž průměrná roční koncentrace byla v roce 2013 (26,8 µg.m^-3) nepatrně nižší v porovnání s rokem 2012 (27,3 µg.m^-3)¹. Území, na kterém došlo k překročení ročního imisního limitu v roce 2013, ze zmenšilo na 0,7 % s cca 4,8 % obyvatel z 0,9 % území s cca 5,2 % obyvatel v roce 2012.

Koncentrace PM₁₀ vykazují zřetelný roční chod s nejvyššími koncentracemi v chladných měsících roku (obr. IV.1.4, IV.1.5, IV.1.6). Vyšší koncentrace PM₁₀ v ovzduší během chladnějšího období roku souvisejí jak s vyššími hodnotami emisí částic ze sezonních tepelných zdrojů (např. lokální topeniště se na emisích PM₁₀ resp. PM_2,5 v ČR podílí téměř 41 % resp. 59 % – obr. IV.1.19 resp. obr. IV.1.20), tak i se zhoršenými rozptylovými podmínkami, které jsou obvykle častější v zimních měsících.

V roce 2013 byly naměřeny nejvyšší koncentrace v měsících leden–březen, a to zejména v důsledku častých nepříznivých rozptylových podmínek. Naopak poslední tři měsíce roku byly z hlediska rozptylových podmínek příznivější a teplotně nadnormální (viz kap. III). To společně s tím spojenou menší intenzitou vytápění vedlo k nižším průměrným měsíčním koncentracím, resp. k jejich poklesu. Sníženou intenzitu vytápění a následný pokles emisí z vytápění od října do prosince lze předpokládat na základě srovnání denostupňů v jednotlivých měsících otopné sezóny (obr. III.4). Podrobnější zdůvodnění výskytu zvýšených koncentrací PM₁₀ v prvních měsících roku 2013 je v kapitole III.

Suspendované částice PM_2,5

Úroveň znečištění ovzduší PM_2,5 se v roce 2013 v porovnání s rokem 2012 výrazně nezměnila. Roční imisní limit PM_2,5 byl překročen na 2,4 % území ČR s cca 9,6 % obyvatel (obr. IV.1.7). V roce 2012 byla vyhodnocena stejná plocha území ČR s překročeným imisním limitem s cca 10,2 % obyvatel. K překročení došlo na šesti stanicích v aglomeraci O/K/F-M a po jedné stanici v aglomeraci Praha a v zónách Moravskoslezsko a Střední Morava (tab. XIII.6, obr. IV.1.9) z celkového počtu 46 stanic (překročení tedy na 19,6 % stanic), přičemž v roce 2012 došlo k překročení na devíti stanicích z 45 (obr. IV.1.14). Oproti roku 2012 stoupla průměrná roční koncentrace PM_2,5 na téměř 60 % stanic, nicméně průměrná roční koncentrace PM_2,5 byla v roce 2013 pouze nepatrně vyšší v porovnání s rokem 2012 (20,9 vs. 20,3 µg.m^-3), hodnotíme-li stejný soubor stanic v obou letech.

Znečištění ovzduší PM_2,5 se vyskytuje zejména v chladném období roku (obr. IV.1.9); vyšší koncentrace v chladném období roku jsou podobně jako u PM₁₀ důsledkem emisí z vytápění a výskytu horších rozptylových podmínek.

Poměr suspendovaných částic frakce PM_2,5 a PM₁₀

Poměr frakce PM_2,5 a PM₁₀ není konstantní, vykazuje určitý sezónní průběh, a zároveň je závislý na umístění lokality (obr. IV.1.8). V roce 2013 se tento poměr pohyboval v průměru z 32 lokalit v ČR, kde se současně měří PM_2,5 a PM₁₀ a lokality mají dostatečný počet hodnot, v rozmezí 0,68 (srpen) až 0,82 (leden) s nižšími hodnotami v letním období. V Praze, kde je roční chod ovlivněn velkým podílem dopravních lokalit, byl tento poměr v rozmezí 0,56 (září) až 0,75 (březen), v Brně 0,7 (květen) až 0,85 (listopad) a v Moravskoslezském kraji 0,69 (květen) až 0,85 (leden). Při porovnání poměru podle klasifikace lokalit je poměr u lokalit venkovských 0,78 (červenec) až 0,93 (prosinec), městských 0,7 (srpen a září) až 0,81 (únor a březen), předměstských 0,67 (květen) až 0,84 (prosinec), dopravních 0,61 (září) až 0,75 (leden) a průmyslových 0,63 (červenec) až 0,91 (leden).

Sezónní průběh poměru frakce PM_2,5/PM₁₀ souvisí se sezónním charakterem některých emisních zdrojů. Emise ze spalovacích zdrojů vykazují vyšší zastoupení frakce PM_2,5 než např. emise ze zemědělské činnosti a reemise při suchém a větrném počasí. Vytápění v zimním období roku může být tedy důvodem vyššího podílu frakce PM_2,5 oproti frakci PM₁₀. Pokles během jarního období a začátku léta je v některých pracích vysvětlován také nárůstem množství větších biogenních částic (např. pylů) (Gehrig, Buchmann 2003). Vyšší poměr frakce PM_2,5/PM₁₀ v důsledku spalování je pozorován i na stanicích průmyslových.

Na dopravních lokalitách je poměr PM_2,5/PM₁₀ nejnižší (obr. IV.1.8). Při spalování paliva z dopravy se emitované částice nalézají především ve frakci PM_2,5 a poměr by měl být tudíž u dopravních
lokalit vysoký. To, že tomu tak není, zdůrazňuje význam emisí větších částic z otěrů pneumatik, brzdového obložení a ze silnic. Zastoupení hrubé frakce na dopravních stanicích narůstá i v důsledku resuspenze částic ze zimního posypu. K navýšení koncentrace PM₁₀ může dojít i v důsledku zvýšené abraze silničního povrchu posypem a následnou resuspenzí obroušeného materiálu (EC 2011).

IV.1.2 Vývoj koncentrací suspendovaných částic PM₁₀ a PM_2,5

Koncentrace suspendovaných částic PM₁₀, podobně jako dalších látek znečišťující ovzduší, významně poklesly v 90. letech minulého století. Důvodem bylo výrazné snížení emisí TZL a prekurzorů suspendovaných částic (SO₂, NO_x, NH₃ a VOC) mezi lety 1990–2001 v důsledku legislativních změn, restrukturalizace hospodářství a modernizace nebo ukončení provozů zdrojů (podrobněji viz kapitola II., obr. II.1). Po roce 2001 pokles emisí pokračuje již pomaleji (obr. II.2), důsledkem čehož jsou koncentrace znečišťujících látek podmíněny zejména převažujícími meteorologickými a rozptylovými podmínkami v daném roce. Téměř na všech lokalitách ČR byl od roku 2001 do roku 2003 patrný vzestupný trend ve znečištění ovzduší PM₁₀. V roce 2003 byly naměřeny zatím nejvyšší hodnoty koncentrací PM₁₀ v období po roce 2000. Vysoké koncentrace PM₁₀ v roce 2003 byly důsledkem jak nepříznivých rozptylových podmínek v únoru a prosinci, tak i podnormálního množství srážek. Po zakolísání v roce 2004, kdy se začala rutinně sledovat i frakce PM_2,5, byly vysoké koncentrace suspendovaných částic zaznamenány opět v letech 2005 a 2006, a to zejména v důsledku dlouhých epizod s nepříznivými rozptylovými podmínkami. V letech 2007–2009 panovaly naopak příznivější rozptylové podmínky a koncentrace částic v porovnání s lety 2003, 2005 a 2006 výrazně klesly. V roce 2008 byly nižší koncentrace částic pravděpodobně dány i výraznějším poklesem emisí některých prekurzorů částic při přechodném útlumu některých hospodářských odvětví v důsledku ekonomické krize (podrobněji viz kapitola II.). Následný vzestup koncentrací suspendovaných částic v roce 2010 byl dán zejména opakovaným výskytem nepříznivých meteorologických a rozptylovými podmínek v zimním období na začátku i ke konci roku a nejchladnější topnou sezónou od roku 1996 (obr. III.1). Poslední tři roky od roku 2010 koncentrace suspendovaných částic klesají. Roční průměrná koncentrace PM₁₀ se dlouhodobě drží pod hodnotou imisního limitu, naopak roční průměrná koncentrace PM_2,5 a nejvyšší 36. denní koncentrace PM₁₀ kolísá kolem hodnoty imisního limitu (ve všech případech zprůměrováno pro všechny typy lokalit a celou ČR; obr. IV.1.15 a IV.1.16).

IV.1.3 Emise PM₁₀ a PM_2,5

Při spalování paliv a při dalších průmyslových činnostech vznikají emise aerosolů, které mohou být tuhé, kapalné nebo směsné. Souhrnně se tyto emise v české legislativě označují jako tuhé znečišťující látky (TZL), v zahraniční literatuře Total Suspended Particulate Matter (TSP). Z hlediska zdravotního působení TZL na člověka byly definovány velikostní skupiny označované jako PMx (Particulate Matter), které obsahují částice o velikosti menší než x µm (aerodynamický průměr). Nejčastěji se při inventarizaci emisí rozlišuje velikostní frakce PM₁₀ a PM_2,5. Emise TZL mají různé velikostní a chemické složení podle charakteru zdroje a způsobu vzniku. Mohou obsahovat těžké kovy a představují nosné médium pro VOC.

Emisní inventury částic PM₁₀ a PM_2,5 prováděné podle současných metodik zahrnují pouze emise produkované primárními zdroji. Ve srovnání s emisemi jiných znečišťujících látek jsou emise PM vnášeny do ovzduší z velkého počtu skupin zdrojů. Kromě zdrojů, ze kterých jsou tyto látky vypouštěny řízeně, pochází významné množství emisí PM ze zdrojů fugitivních (kamenolomy, skládky prašných materiálů, operace s prašnými materiály apod.). Kvalitu ovzduší mohou ovlivňovat i emise PM vzniklé resuspenzí prachu, které se do standardně prováděných emisních inventur nezahrnují. Podíl jednotlivých skupin zdrojů na emisích PM₁₀ a PM_2,5 v roce 2012 je znázorněn na obr. IV.1.19 a obr. IV.1.20. Mezi hlavní zdroje emisí PM patřil sektor lokální vytápění domácností, který se podílel na znečišťování ovzduší látkami PM₁₀ 40,8 % a PM_2,5 59,2 %. Mezi další významné zdroje emisí PM₁₀ patří polní práce, kde tyto emise vznikají při zpracování půdy, sklizni a čištění zemědělských plodin. Tento sektor představoval 13,1 % emisí PM₁₀. Z hlediska účinku na lidské zdraví mají největší vliv emise PM pocházející z dopravy, především ze spalování paliv ve vznětových motorech, které produkují částice o velikosti jednotek až stovek nm (Vojtíšek 2010). Silniční nákladní doprava nad 3,5 t a osobní automobilová doprava se na emisích PM₁₀ podílela 6,5 % a na emisích PM_2,5 9,6 %.

Podíl domácností vytápěných pevnými palivy se v období 2007–2012 příliš nemění, proto je trend emisí PM₁₀ a PM_2,5 ovlivněn zejména charakterem topných sezón (obr. IV.1.21 a obr. IV.1.22). K poklesu emisí přispívá především přirozená obnova vozového parku, snížení zemědělské produkce a zavedení emisních stropů TZL pro zdroje LCP od roku 2008.

Vzhledem k tomu, že hlavní zdroj emisí PM₁₀ a PM_2,5 představuje lokální vytápění domácností, je i produkce emisí těchto látek rozložena po celém území ČR s obytnou zástavbou (obr. IV.1.23 a obr. IV.1.24). V území ČR rozděleném do čtverců 5x5 km vynikají lokality, ve kterých jsou provozovány významné energetické výrobny spalující pevná fosilní paliva (především Moravskoslezský a Ústecký kraj). Podíl dopravy se projevuje především ve velkých městech.

Tab. IV.1.1 Přehled lokalit, kde byl v letech 2009–2013 překročen imisní limit pro roční průměrnou koncentraci PM₁₀

Tab. XIII.4 Stanice s nejvyššími počty překročení 24hod. limitu PM₁₀

Tab. XIII.5 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací PM₁₀

Tab. XIII.6 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací PM_2,5

Obr. IV.1.1 Pole 36. nejvyšší 24hod. koncentrace PM₁₀ v roce 2013

Obr. IV.1.2 10 Pole roční průměrné koncentrace PM₁₀ v roce 2013

Obr. IV.1.3 Počty překročení hodnoty imisního limitu pro 24hod. koncentrace PM₁₀ v roce 2013

Obr. IV.I.4 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací PM₁₀ (průměry pro daný typ stanice), 2013

Obr. IV.1.5 Stanice s nejvyšším překročením LV pro 24hod. koncentrace PM₁₀ v roce 2013

Obr. IV.1.6 Stanice s nejvyšším překročením LV pro roční koncentrace PM₁₀ v roce 2013

Obr. IV.1.7 Pole roční průměrné koncentrace PM_2,5 v roce 2013

Obr. IV.1.8 Průměrné měsíční poměry PM_2,5/PM₁₀ v roce 2013

Obr. IV.1.9 Stanice s nejvyšším překročením LV pro roční koncentrace PM_2,5v roce 2013

Obr. IV.1.10 36. nejvyšší 24hod. koncentrace a roční průměrné koncentrace PM₁₀ v letech 2003–2013 na vybraných stanicích s klasifikací UB, SUB, I a T

Obr. IV.1.11 36. nejvyšší 24hod. koncentrace a roční průměrné koncentrace PM₁₀ v letech 2003–2013 na vybraných venkovských (R) stanicích

Obr. IV.1.12 Roční průměrné koncentrace PM₁₀ v letech 2009–2013 na stanicích, kde byl překročen imisní limit

Obr. IV.1.13 Roční průměrné koncentrace PM_2,5 v ovzduší v letech 2004–2013 na vybraných stanicích

Obr. IV. 1.14 Podíl lokalit, kde došlo k překročení imisního limitu pro průměrnou 24hod. a průměrnou roční koncentraci PM₁₀ a PM_2,5, 2000–2013

Obr. IV.1.15 Trendy ročních charakteristik PM₁₀ a PM_2,5 v České republice, 1996–2013

Obr. IV.1.16 Trendy vybraných imisních charakteristik PM₁₀ (index, rok 1996 = 100), 1996–2013; (index, rok 2000 = 100), 2000–2013 a PM_2,5 (index, rok 2004 = 100), 2004–2013