V.2 AGLOMERACE BRNO

Aglomerace Brno leží v centru Jihomoravského kraje, je totožná se správním územím města Brna. Z hlediska kvality ovzduší je Brno jednou ze tří aglomerací a není tak součástí zóny Jihovýchod. Rozloha aglomerace činí 230,22 km² a žije v ní 384 277 obyvatel.

V Brně jsou dlouhodobě překračovány imisní limity stanovené pro ochranu zdraví lidí. Jedná se zejména
o suspendované částice PM₁₀ a PM_2,5, benzo[a]pyren a v dopravou nejzatíženějších částech aglomerace rovněž NO₂. Plocha území aglomerace s překročeným imisním limitem pro denní koncentraci PM₁₀ se může pohybovat v řádu několika procent (2008) či může zabírat téměř celé území aglomerace (2005). Závisí zejména na meteorologických podmínkách v chladné části roku (viz dále). Obdobně variabilní jsou i plochy území s překročením imisního limitu pro benzo[a]pyren, zde však z důvodu velmi nízkého počtu stanic může dojít k nejvyšší nejistotě ve vymezování. V případě průměrných ročních koncentrací PM₁₀ nebyla od roku 2008 ani jednou vymezena oblast s překročením tohoto limitu na území aglomerace Brno. Plochy území s překročením imisního limitu pro průměrnou roční koncentraci NO₂ jsou dlouhodobě konstantní v řádu několika procent, vyskytující se v blízkosti nejzatíženějších dopravních tahů (tab. V.2.1).

Největší podíl na zvýšených koncentracích výše zmíněných škodlivin má především doprava. Brno je z historického hlediska město ležící na křižovatce cest. Rovněž v moderní době se na území Brna protínají významné dopravní tepny (Dálnice D1, D2, rychlostní silnice R52 na Vídeň a R43 na Svitavy). Kvůli nevyřešenému obchvatu Brna z dálnice D1 směrem na Svitavy projíždí denně centrem města Brna velké množství tranzitní dopravy, navyšující již tak značné množství automobilů v Brně. Plynulost tranzitní dopravy pak není zajištěna kvůli nedokončenému velkému městskému okruhu. Všechny uvedené skutečnosti se podílejí na zvyšování emisí škodlivin z dopravy – zejména tuhých znečišťujících látek, oxidů dusíku, oxidu uhelnatého a těkavých organických látek. Všechny uvedené škodliviny jsou na území aglomerace Brno majoritně emitovány z dopravy a významně se podílí na zvyšování imisního zatížení ovlivňujícího zdraví obyvatelstva. Není tedy náhodou, že imisní limity jsou překračovány pro škodliviny, jejichž majoritním zdrojem je doprava, a nejvyšší koncentrace jsou měřeny v lokalitách silně zatížených dopravou.

V.2.1 Kvalita ovzduší v aglomeraci Brno

Suspendované částice PM₁₀ a PM_2,5

V roce 2013 nepřekročila žádná z lokalit na území aglomerace Brno imisní limit pro průměrnou roční koncentraci PM₁₀. Nejvyšší koncentrace byly již tradičně naměřeny na dopravou nejexponovanějších lokalitách Brno-střed a Brno-Svatoplukova, v předchozích letech byl imisní limit několikrát překročen (obr. V.2.1). Oproti roku 2012 došlo ke snížení průměrných ročních koncentrací PM₁₀ na všech městských lokalitách, v případě předměstských stanic Brno-Soběšice a Brno-Tuřany došlo k drobnému zhoršení v řádu desetin. Nejhorší imisní situace byla potvrzena na dopravních stanicích, kde byly v průměru za roky 2005–2013 koncentrace o 6,7 µg.m^-3 vyšší než na pozaďových lokalitách (obr. V.2.1). Městské a předměstské pozaďové stanice velmi dobře kopírují regionální venkovskou pozaďovou stanici Mikulov-Sedlec v letech, kdy se nevyskytovala delší období s nepříznivými rozptylovými podmínkami (2007–2009, 2012). Naopak v letech, kdy se zejména v zimním období vyskytovala údobí s déletrvajícím inverzním charakterem počasí (leden 2006, leden 2010, únor a listopad 2011), je patrný vliv většího nakupení zdrojů (vytápění domácností, doprava, průmysl) a stabilní atmosféry, který se projevuje vyššími koncentracemi městských pozaďových stanic oproti regionální pozaďové stanici. Dlouhodobě (2005–2013) jsou pak koncentrace na městských a předměstských pozaďových lokalitách zhruba o 4 µg.m^-3 vyšší než na regionální pozaďové lokalitě Mikulov-Sedlec.

Kromě rozptylových podmínek a topné sezóny je vzhledem k zemědělskému charakteru krajiny celého Jihomoravského kraje důležitá větrná eroze. Z pohledu Jihomoravského kraje je větrnou erozí potenciálně ohroženo přes 50 % výměry zemědělské půdy, přičemž přes 13 % výměry spadá do kategorie nejohroženějších půd. Situace je nejhorší v okresech Břeclav, Hodonín a Znojmo, ale i v okolí Brna se vyskytují půdy silně ohrožené větrnou erozí. K větrné erozi dochází zejména v době, kdy půda ještě není nebo již není pokrytá vegetací (duben, květen a září, říjen). Erodovatelnost půdy pak podporují delší epizody beze srážek a dostatečná rychlost proudění větru k odnosu částice ze země. Nejlépe je vliv větrné eroze patrný na venkovské lokalitě Kuchařovice, kdy je dlouhodobě koncentrace PM₁₀ v dubnu totožná jako v březnu (ještě topná sezóna) a v říjnu je vyšší než v listopadu a prosinci (Skeřil et al. 2013; obr. V.2.2). Z dlouhodobých dat pozaďové předměstské stanice BrnoTuřany pak vyplynulo, že během bezesrážkových epizod (alespoň 5 dní beze srážek) jsou průměrné koncentrace PM₁₀ o 6,1 µg.m^-3 vyšší, než je dlouhodobý průměr za toto období (Konozová, Skeřil 2011). V případě částic PM_2,5 měřených na území aglomerace Brno platí, že imisní limit je dlouhodobě překračován pouze na dopravou zatížených lokalitách (obr. V.2.3), v pozaďových lokalitách dochází k překročení, resp. přiblížení se imisnímu limitu pouze v letech s delšími epizodami nepříznivých rozptylových podmínek (2006, 2010).

V roce 2013 překračovaly imisní limit pro 24hodinovou koncentraci PM₁₀ pouze dopravní lokality, ne však všechny – lokality Brno-Výstaviště, Brno-Kroftova a Brno-Úvoz (hot-spot) imisní limit ne-překročily. Pozaďová lokalita Brno-Tuřany imisní limit nepřekračuje v letech, kdy se nevyskytovaly delší epizody s nepříznivými rozptylovými podmínkami (2007–2009, 2012–2013). Obdobně jako v případě průměrných ročních koncentrací došlo oproti předešlému roku 2012 k poklesu koncentrací i počtu dní s koncentracemi vyššími než 50 µg.m^-3 , a to na všech typech lokalit (obr. V.2.4). Výjimkou je dopravou nejzatíženější lokalita Brno-Svatoplukova, kde přestože nebylo dostatečné množství dat pro výpočet ročního průměru, došlo k navýšení dnů s koncentracemi PM₁₀ > 50 µg.m^-3 z 55 na 72. Z uvedeného je patrné, že přestože na ostatních lokalitách došlo k mírnému zlepšení, v některých případech i výraznějšímu (Brno-střed pokles z 66 na 48, Brno-Tuřany pokles z 29 na 20), tak v lokalitě v blízkosti židenických kasáren dochází vlivem silného zatížení dopravou a částečně rovněž vlivem lokálního topeniště (jehož kouřová vlečka v případě inverzí padá rovnou na stanici, přilehlou zastávku a komunikaci) k výraznému zhoršení situace.

Dopravní stanice překračují imisní limit téměř ve všech případech v celém sledovaném období, a potvrzují tak hlavní problém z hlediska kvality ovzduší v aglomeraci Brno – nadměrné zatížení dopravou. Situaci velmi dobře dokumentuje graf na obr. V.2.6, kde je zobrazen trend hodinových koncentrací PM₁₀ v lokalitě Brno-střed za období 2005–2013. Je na ní patrná silná ranní dopravní špička, přičemž koncentrace ve špičce ve všední dny jsou podstatně vyšší než o víkendech. Rozdíl koncentrací mezi všedními dny a víkendy je patrný především mezi 5. hodinou ranní a 8. večerní – v dlouhodobém průměru je rozdíl zhruba 10 µg.m^-3.

Obecně však platí, že hodnoty koncentrací jsou velmi závislé na meteorologických resp. rozptylových podmínkách v zimním období. Negativní vliv nepříznivých rozptylových podmínek v zimním období spolu s topnou sezónou (lokální vytápění domácností) se projevil i na distribuci dnů s koncentrací PM₁₀ vyšší než 50 µg.m^-3 , kdy se tyto dny vyskytují především v chladném období roku. V roce 2013 pak naprosto dominovaly leden a únor, závěr roku díky nadprůměrně teplé zimě 2013/2014 zdaleka tolik překročení nepřinesl (obr. V.2.5). V ostatních měsících je překročení koncentrace 50 µg.m^-3 spíše výjimkou vyskytující se pouze na dopravních stanicích. Nejvíce překročení koncentrace PM₁₀ v kalendářním roce 2013 zaznamenala dopravní lokalita Brno-Svatoplukova (72 dní), nejméně pak předměstská pozaďová lokalita Brno-Soběšice (12 dní).

Vývoj koncentrací od roku 1996 ukazuje, že aglomerace Brno se téměř neliší od aglomerace Praha či zóny Severozápad. Trendy mají v případě průměrných ročních koncentrací téměř totožný průběh a velmi podobné koncentrace, což naznačuje jednak nadregionální vliv meteorologických podmínek a jednak obdobné ovlivnění. Liší se pouze Moravskoslezský kraj vlivem odlišného typu zatížení. Obdobně se chová i trend 36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM₁₀ či průměrné roční koncentrace PM_2,5. V obou případech jsou koncentrace v aglomeraci Brno vyšší než v aglomeraci Praha, což může být způsobeno jednak celkově vyšším pozadím koncentrací suspendovaných částic na Moravě a rovněž vyšším podílem zastoupení dopravních stanic v Brně.

Oxid dusičitý (NO₂)

Na území aglomerace Brno je překračován imisní limit pro průměrnou roční koncentraci NO₂, a to pouze na dopravou nejzatíženějších lokalitách. Imisní limit pro hodinovou koncentraci NO₂ naopak překračován není. V roce 2013 byl imisní limit překročen v lokalitách Brno-Úvoz (hot-spot) a Brno-Svatoplukova stejně jako v předešlém roce, koncentrace navíc zhruba o 1 µg.m^-3 vzrostly. Všechny ostatní lokality zaznamenaly oproti roku 2012 pokles. Lokalita Brno-střed, která pravidelně překračovala imisní limit v předchozích letech (2005–2011), v roce 2012 ani 2013 imisní limit nepřekročila, avšak koncentrace se hodnotě limitu velmi těsně přiblížila (39,1, resp. 38,9 µg.m^-3). Dlouhodobé pozaďové koncentrace, měřené v lokalitě BrnoTuřany, se pohybují okolo 20 µg.m^-3, v posledních letech mají sestupnou tendenci, průměrná roční koncentrace v roce 2013 činila 17,4 µg.m^-3 (obr. V.2.7).

Trend koncentrací je na všech stanicích ve sledovaném období poměrně vyrovnaný, na rozdíl od částic nejsou hodnoty tolik ovlivněny meteorologickými podmínkami. Roli hraje pouze intenzita dopravy. Pro tu je však mnohem charakterističtější oxid dusnatý NO, který však nemá imisní limit. Graf na obr. V.2.6 zobrazuje dlouhodobou situaci (2005–2013) hodinových koncentrací NO v lokalitě Brno-střed. Trendy velmi dobře korespondují s koncentracemi částic PM₁₀ v této lokalitě. Rozdíl mezi pracovními dny a víkendy je zde ještě patrnější. Lze tedy konstatovat, že za vysokými koncentracemi PM₁₀ i NO a NO₂ v lokalitě Brno-střed je především doprava. Obdobnou situaci lze očekávat i v případě lokality Brno-Svatoplukova.

Přestože je na vybraných lokalitách v aglomeraci Brno překračován imisní limit pro průměrnou roční koncentraci NO₂, celkově si na tom aglomerace stojí velmi dobře, v průměru dosahuje přibližně stejných hodnot jako celorepublikový průměr. Z uvedených aglomerací je na tom Brno dlouhodobě nejlépe. V případě hodinových koncentrací dochází v některých letech k výraznému nárůstu (2006, 2010) – jedná se zejména o roky, kdy došlo k výraznému zhoršení kvality ovzduší v chladné části roku vlivem nepříznivých rozptylových podmínek (2006) či velmi dlouhé topné sezóny (2010). I tak jsou koncentrace v aglomeraci Brno opět dlouhodobě nejnižší.

Benzo[a]pyren

Zástupcem polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH) v legislativě je benzo[a]pyren – karcinogenní látka vznikající při spalování pevných i kapalných paliv. PAH jsou na území aglomerace Brno měřeny na dvou lokalitách – v dopravou zatíženém centru města (Brno-Masná) a v rezidenčním pozadí na sídlišti (Brno-Líšeň). Zatímco dopravní lokalita Brno-Masná v období 2008–2012 každý rok překročila hodnotu imisního limitu, koncentrace v lokalitě Brno-Líšeň ji nepřekročily ani jednou. V roce 2013 dramaticky poklesla koncentrace v lokalitě Brno-Masná na úroveň 70 % koncentrace z roku 2012, koncentrace jsou dokonce nižší než v pozaďové lokalitě Brno-Líšeň. Vzhledem k významnému ovlivnění dopravou v centru Brna a koncentracím v letech minulých lze tuto koncentraci považovat za nedůvěryhodnou a podezřelou (obr. V.2.8). Z denních dat lze vyčíst, že zejména v prvním kvartále byly koncentrace v lokalitě Brno-Masná poloviční až třetinové, v teplé části roku byly koncentrace srovnatelné a v posledním kvartále byly již koncentrace v lokalitě Brno-Masná vyšší tak jako v předešlých letech. Z hlediska průměrných měsíčních koncentrací jsou opět velmi důležité zimní měsíce – zatímco v létě jsou koncentrace prakticky nulové, v zimě se pohybují v průměru až kolem 5 ng.m^-3 . To je způsobeno meteorologickými podmínkami a dále také vyššími hodnotami regionálního pozadí. Vytápění domácností je v provozu prakticky pouze v topné sezóně a zároveň je v rámci Jihomoravského kraje po dopravě druhým nejvýznamnějším zdrojem částic, na které jsou PAH vázány. Vytápění domácností pak během chladné části roku plošně zvednou pozaďové koncentrace v celém kraji. Dopravní lokality pak měří ještě vyšší koncentrace způsobené emisemi z dopravy.

Z hlediska dlouhodobého vývoje koncentrací se aglomerace Brno, podobně jako Praha či zóna Severozápad pohybuje v těsné blízkosti imisního limitu. Obecně v Brně dlouhodobě platí, že pozaďové lokality se pohybují pod hodnotou imisního limitu, dopravou zatížené centrum pak mírně nad imisním limitem.

Troposférický ozon (O₃)

Monitoring troposférického O₃ je na území aglomerace Brno prováděn ve dvou lokalitách – pozaďové koncentrace jsou měřeny stanicí BrnoTuřany, a dále je O₃ měřen v dopravou zatíženém centru města na stanici Brno-Zvonařka. Ozon je velmi reaktivní molekula, která ochotně reaguje s většinou látek v ovzduší. Proto jsou nejvyšší koncentrace troposférického O₃ měřeny v čistých lokalitách s nízkými koncentracemi ostatních látek znečišťujících ovzduší. Naopak nejzatíženější (dopravní) lokality měří nejnižší koncentrace troposférického ozonu. Reaktivita O₃ se odrazila i v naměřených koncentracích na území aglomerace Brno. V roce 2013 ani jedna lokalita nepřesáhla hranici 120 µg.m^-3 . Lokalita BrnoZvonařka naměřila 26. nejvyšší 8hodinový klouzavý průměr 102,5 µg.m^-3, koncentrace v lokalitě Brno-Tuřany dosáhly v rámci 26. nejvyššího 8hodinového klouzavého průměru hodnoty 116,4 µg.m^-3).

Dlouhodobý vývoj koncentrací troposférického O₃ je závislý na meteorologických podmínkách zejména v létě, kdy jsou dosahovány maximální koncentrace. Nejinak je tomu i v Brně. Městské lokality dosahují nižších koncentrací než venkovské, což se projevuje i na dvou výše zmíněných lokalitách. Přestože Brno-Tuřany není venkovská lokalita, jsou zde koncentrace dlouhodobě vyšší než v centru města v blízkosti Zvonařky.

V.2.2 Emise v aglomeraci Brno

V současné době je na území aglomerace Brno individuálně evidováno cca 660 provozoven zdrojů znečišťování ovzduší, zařazených do databáze REZZO 1 a 2. Na celkových emisích se jich významněji podílí pouze několik desítek. Jedná se především o teplárenské zdroje, spalovnu komunálního odpadu a malou část provozoven dříve velmi rozvinutého strojírenského odvětví (především slévárny). U vytápění domácností i komunální sféry převládají centrální zdroje tepla (cca 54 % bytů) a plynové kotelny a lokální plynové kotle (cca 37 % bytů). Pouze v malé části bytového fondu, především v okrajových částech města, je využíváno jako palivo uhlí, dřevo, popř. koks.

V období let 2002 až 2012 došlo u výše uvedených významnějších zdrojů k poklesu všech sledovaných emisí. U emisí TZL souvisí tento pokles s modernizací, popř. ukončením provozu některých technologických výrob, především sléváren (např. Slévárna Zetor nebo Šmeral, a. s.). Jediným významnějším zdrojem emisí TZL je podle aktuálních údajů souhrnné provozní evidence Eligo, a. s., specializovaný na výrobu sušených mléčných produktů. Následují slévárenské provozy (především Královopolská slévárna), u nichž lze vedle vykázaných emisí TZL očekávat také určitý podíl obtížně stanovitelných fugitivních emisí.

U emisí SO₂ má rozhodující podíl (cca 33 t.rok^-1) spalovna komunálního odpadu SAKO Brno, a. s. K výraznému snížení emisí teplárenských zdrojů došlo nejprve omezováním spalování vysokosirných topných olejů a následným přechodem na výhradní využití zemního plynu.

Na poklesu emisí NO_x se vedle postupné modernizace teplárenských zdrojů podílí rovněž odstavení jednotky TEDOM provozovny ERDING, a. s. Brno-plynová kotelna Kolejní, která produkovala ještě v roce 2002 více než 200 t.rok^-1 emisí.

V.2.3 Shrnutí

Aglomerace Brno má z hlediska kvality ovzduší zásadní problém s dopravou, resp. se škodlivinami, za jejichž přítomnost v ovzduší je doprava majoritně zodpovědná. Vzhledem k poloze Brna, coby dálniční křižovatky včetně vysokého procenta tranzitní dopravy projíždějící centrem města, nebude tento problém zřejmě v dohledné době vyřešen. Podobně jako v případě Prahy bude nutné nejprve investovat do obchvatů (vymístění emisí z centra města a jejich značné snížení díky zvýšení plynulosti provozu) a následně provést další dopravněorganizační opatření, než se situace zlepší. Mimo centrum města je situace o poznání lepší, k překračování imisních limitů na pozaďových lokalitách jako je Brno-Líšeň, Brno-Soběšice či Brno-Tuřany dochází pouze v letech s delšími obdobími s ne-příznivými rozptylovými podmínkami.

Aglomerace Brno neplní imisní limity v případě suspendovaných částic (PM₁₀ i PM_2,5), NO₂ a benzo[a]pyrenu. Všechny tyto škodliviny v aglomeraci Brno úzce souvisí s dopravou.

Pro ostatní škodliviny, uvedené v legislativě, se daří plnit imisní limity. V případě oxidu siřičitého (denní i hodinový imisní limit), oxidu uhelnatého, olova, arsenu, kadmia a niklu se dokonce koncentrace dlouhodobě pohybují pod dolní mezí pro posuzování. Koncentrace benzenu se pohybují těsně nad dolní mezí pro posuzování.

 

Tab. V.2.1 Plocha aglomerace Brno s překročenými imisními limity jednotlivých škodlivin
 

Obr. V.2.1 Průměrné roční koncentrace PM₁₀ na vybraných lokalitách a na jednotlivých typech stanic, aglomerace Brno, 2006–2013
 

Obr. V.2.2 Průměrné měsíční koncentrace PM₁₀, Kuchařovice, 2005–2013
 

Obr. V.2.3 Průměrné roční koncentrace PM_2,5, aglomerace Brno, 2004–2013
 

Obr. V.2.4 Počet překročení 24hod. hodnoty imisního limitu PM₁₀ na vybraných lokalitách a 36. nejvyšší 24h koncentrace PM₁₀ na jednotlivých typech stanic, aglomerace Brno, 2006–2013
 

Obr. V.2.5 Počet dní s koncentracemi PM₁₀ > 50 μg.m^-3 v jednotlivých měsících včetně celkového počtu překročení, aglomerace Brno, 2013
 

Obr. V.2.6 Trend hodinových koncentrací PM₁₀ a NO v lokalitě Brno-střed, rozdělení na pracovní dny a víkend, průměry za roky 2005–2013
 

Obr. V.2.7 Průměrné roční koncentrace NO₂ na vybraných lokalitách a na jednotlivých typech stanic, aglomerace Brno, 2006–2013
 

Obr. V.2.8 Průměrné roční koncentrace benzo[a]pyrenu, aglomerace Brno, 2006–2013
 

Obr. V.2.9 Pole roční koncentrace NO₂, aglomerace Brno, 2013
 

Obr. V.2.10 Pole 36. nejvyšší 24hod. koncentrace PM₁₀, aglomerace Brno, 2013