Nezbytným východiskem pro přijímání opatření zaměřených na zlepšování kvality ovzduší a životního prostředí obecně je odpovídající informační zajištění příslušných rozhodovacích procesů. V oblasti ochrany čistoty ovzduší se pravidelné, celoúzemní hodnocení stavu kvality ovzduší zajišťované na základě systematického sledování a vyhodnocování imisních a depozičních dat a zjišťování emisních údajů stalo součástí standardních státních služeb poskytovaných Českým hydrometeorologickým ústavem. Byla vytvořena a je dále rozvíjena celá soustava nástrojů pro objektivní sledování a hodnocení stavu a vývoje znečištění a znečišťování ovzduší na území státu. Vedle účelově zaměřených a konkrétní potřebou vyvolaných hodnocení, studií, výzkumných zpráv a dalších podkladů tvoří zejména systematicky zajišťovaná soustava nástrojů objektivního hodnocení rozhodující část informačního zabezpečení ochrany ovzduší.

Jedním ze základních článků této soustavy nástrojů sledování a hodnocení kvality ovzduší je Informační systém kvality ovzduší (ISKO) a jedním z pravidelných výsledků každoročního zpracování celoročně shromažďovaných údajů v datových bázích ISKO je souhrnný roční tabelární přehled „Znečištění ovzduší a atmosférická depozice v datech, Česká republika“ (dále jen Tabelární přehled) a Ročenka „Znečištění ovzduší na území České republiky“. Tyto roční přehledy jsou určeny pro práci orgánů a organizací řešících problematiku životního prostředí a ochrany ovzduší v našem státě. Bezplatně jsou poskytovány orgánům státní správy v ochraně ovzduší (MŽP ČR, územním odborům MŽP ČR, referátům životního prostředí okresních úřadů a ČIŽP včetně oblastních inspektorátů), dále všem přispěvatelům do datových bází ISKO včetně okresních a krajských hygienických služeb a dalším subjektům dle rozdělovníku schváleného MŽP ČR. Tabelární přehled i Ročenka jsou každoročně věcně, interpretačně i formálně zdokonalovány na základě vlastních zkušeností i připomínek uživatelů.

Předkládaná Ročenka zhuštěnou formou tabulek, grafů a mapových znázornění podává souhrnný přehled o stavu znečišťování a znečištění ovzduší, včetně hodnocení atmosférické depozice. Zatímco Tabelární přehled, který vydání této publikace předchází, představuje formu objektivní prezentace verifikovaných imisních dat a údajů o chemickém složení atmosférických srážek z jednotlivých měřicích stanic, spočívá těžiště Ročenky zejména v mapových prezentacích charakterizujících zatížení území ze znečišťování ovzduší.

I když rozhodující podíl je při hodnocení stále věnován standardně a dlouhodobě sledovaným znečišťujícím látkám, které představují základní indikátory znečištění ovzduší, v posledních letech se rozšířilo významně spektrum nově sledovaných, hodnocených a prezentovaných látek. Zvláště v případech nákladných, a proto málo rozšířených měření, jako je sledování těžkých kovů v aerosolu, sledování složení atmosférických srážek, sledování těkavých organických látek (VOC), perzistentních organických polutantů (POPs) v ovzduší a dalších, je pro potřeby územního hodnocení žádoucí podchycení zejména systematicky prováděných měření pro patřičné využití nákladně získávaných dat. Od roku 1997 je do Ročenky zahrnuta i kapitola věnovaná problematice sledování perzistentních organických polutantů připravovaná Prof. I. Holoubkem z Masarykovy univerzity Brno.

Na závěr je třeba připomenout, že tato publikace, ale především datová základna, která je jejím východiskem, vzniká zásluhou velkého počtu lidí, pracovníků poboček ústavu, laboratoří úseku ochrany čistoty ovzduší ČHMÚ i spolupracujících organizací. Do imisní databáze ISKO jsou vedle dat ze sítí ČHMÚ a hygienické služby každoročně ukládána i data ze sítí Organizace pro racionalizaci energetických závodů (ORGREZ), Výzkumného ústavu lesního hospodářství a myslivosti (VÚLHM), dále ze stanic okresních a městských úřadů a v neposlední řadě ze sítí institucí a ústavů z oblasti zemědělství, především z Výzkumného ústavu rostlinné výroby (VÚRV) a společnosti Ekotoxa, s.r.o. Opava. Od roku 1996 jsou do imisní databáze ISKO ukládána a prezentována v Tabelárním přehledu i v této Ročence data z německé strany „Černého trojúhelníku“, která poskytuje Landesamt für Umwelt und Geologie, Dresden. Od roku 1997 jsou vyměňována také data s polskou stranou a tato data poskytuje Wojewodski Inspektorat Ochrony Srodowiska, Jelenia Góra.

Sběr a verifikaci údajů pro zajištění emisní inventury velkých zdrojů v rámci agendy REZZO 1 zajišťuje Česká inspekce životního prostředí. Sběr údajů o emisích ze zdrojů kategorie REZZO 2, představující jednu z nejobtížněji zajistitelných agend, zajišťují v rámci své působnosti příslušné okresní a městské úřady. Základní topografická data v digitalizované podobě poskytl ČHMÚ Vojenský topografický ústav, Dobruška. Významné údaje jsou poskytovány Českým statistickým úřadem, Terplánem a.s. a dalšími institucemi.

Vlastní příprava Ročenky je výsledkem společné práce autorského kolektivu pracovníků úseku ochrany ovzduší ČHMÚ, zejména oddělení informačního systému kvality ovzduší, oddělení emisí a zdrojů, oddělení modelování a expertíz, oddělení imisních limitů a pracovníků společnosti IDEA-ENVI, spol. s r.o.

Praha, červenec 2001

Ing. Ivan Obrusník, DrSc.
ředitel ústavu

Datová základna ročního zpracování a Informační systém kvality ovzduší

Předkládaná publikace je výsledkem ročního zpracování zejména systematicky shromažďovaných imisních, emisních a depozičních dat ukládaných do příslušných bází Informačního systému kvality ovzduší (ISKO), který je od roku 1992 rozvíjen a provozován s využitím současných informačních technologií jako integrovaná soustava pro celoúzemní komplexní hodnocení stavu a vývoje znečištění ovzduší. Systém zahrnuje sběr, archivaci a režimové zpracování dat z imisních automatizovaných i manuálních měřicích sítí České republiky a rovněž ukládání a zpracování dat o emisích a zdrojích znečišťování ovzduší. Jeho integrální součástí se stal jak dřívější Imisní informační systém (IIS), tak i ostatní informační agendy kvality ovzduší, především systém inventarizace emisí z velkých zdrojů (REZZO 1) i agenda kvality srážkových vod. O agendu středních jednotlivě sledovaných zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO 2) byla emisní databáze rozšířena v roce 1993.

Informační systém kvality ovzduší soustřeďuje a všeobecně zpřístupňuje naměřená data z významných sítí monitorujících látky znečišťující ovzduší. Umožňuje tak efektivnější všeobecné využití nákladně získávaných dat. Zejména souhrnné územní hodnocení imisního zatížení a analýza časového vývoje stavu znečištění ovzduší na území státu jsou nemyslitelné bez soustředění a systematické archivace všech dostupných údajů o imisích. Soustavná potřeba objektivizace těchto hodnocení navíc vyžaduje i současný přístup k emisním, meteorologickým a klimatickým datům a geografickým údajům o rozmístění zdrojů znečišťování, rozsahu a lokalizaci lesních porostů, sídelních jednotek, vedení komunikací a podobně. Při tvorbě mapových podkladů imisního a depozičního zatížení území ze znečišťování ovzduší jsou při odhadech polí imisních a depozičních charakteristik na podkladě staničních měření využívány geostatistické postupy a nástroje mapové algebry geografického informačního systému. Je to především metoda IDW (interpolace pomocí váženého průměru hodnot naměřených v okolí interpolovaného bodu, kde váhy jsou funkcí inverzní vzdálenosti mezi interpolovaným bodem a bodem měření) a interpolační metoda kriging (interpolace pomocí váženého průměru hodnot naměřených v okolí interpolovaného bodu, kde váhy jsou funkcí statistické struktury pole imisních nebo depozičních charakteristik). Obě tyto interpolační metody umožňují provádět objektivní analýzu uvažovaného pole, tj. umožňují odhadnout hodnotu sledované charakteristiky v libovolném místě pole. Za předpokladu, že vyšetřované pole je statisticky homogenní [1], je odhad získaný metodou kriging optimální v tom smyslu, že je nestranný a jeho střední kvadratická chyba je minimální. Programové vybavení geografického informačního systému umožňuje při aplikaci interpolační metody kriging vypočítat chyby odhadu interpolovaných hodnot. Hodnoty těchto chyb ukazují mimo jiné na účelnost zahuštění staniční sítě a naopak.

Do imisní databáze přispívá dlouhodobě celá řada dříve uvedených institucí. Údaje o koncentracích oxidu siřičitého a prašného aerosolu ze staničních sítí ČHMÚ v severních Čechách a v Praze jsou archivovány již od roku 1971. Za rok 2000 byla uložena a zpracována data z 385 měřicích míst na území České republiky, 14 stanic na německé a 10 stanic na polské straně tzv. Černého trojúhelníka.

V souladu s platnou legislativou zajišťují jednotlivé oblastní inspektoráty ČIŽP a referáty životního prostředí OkÚ sběr údajů provozní evidence podle vyhlášky MŽP ČR č. 117/1997 Sb. Provozní evidence je základním zdrojem údajů pro zpracování databází REZZO 1 a REZZO 2.

Metodický rozvoj a technické zajištění každoročního celorepublikového zpracování a vedení archivu databází REZZO 1 a REZZO 2 provádí ČHMÚ. V rámci emisní části ISKO je od r. 1993 zajišťována archivace ročních vykazovaných emisních údajů a doprovodných technických údajů cca z 2200 velkých zdrojů a technické zajištění datového servisu, včetně předtisku do formulářů provozní evidence. V rámci databáze REZZO 2 je prováděna archivace vykazovaných emisních a doprovodných technických údajů z více než 30 000 středních zdrojů, včetně datového servisu.

Pro potřeby bilance malých zdrojů (domácí topeniště) byla v r. 1997 dokončena metodika zpracování údajů ze Sčítání lidu, domů a bytů (SLDB) provedeného v r. 1991, jejímž výstupem jsou údaje o spotřebě základních druhů paliv spalovaných v domácnostech. Tyto údaje jsou každoročně aktualizovány ve spolupráci s regionálními dodavateli paliv a energií. Konečným výstupem databáze REZZO 3 jsou údaje o emisích znečišťujících látek a palivové skladbě domácích topenišť na úrovni jednotlivých obcí. Celková bilance malých zdrojů nezahrnuje údaje o emisích z drobných provozoven, zpoplatňovaných obecními a městskými úřady. Údaje o emisích znečišťujících látek ze zdrojů REZZO 4 zahrnují silniční, železniční, vodní a leteckou dopravu podle zpracování Centrem dopravního výzkumu (CDV) Brno. Od r. 1996 zahrnuje databáze REZZO 4 také údaje o emisích ze zemědělských a lesních strojů zpracované Výzkumným ústavem zemědělské techniky (VÚZT) Praha. Na základě údajů o celkové spotřebě pohonných hmot jsou od r. 1997 dopočítávány emise z provozu dalších mobilních prostředků (stavební stroje, vnitropodniková doprava a vozidla armády).

Od roku 1994 začalo vytváření základních geografických a tematických vrstev ve standardizované projekci (konformní Gauss-Krügerovo zobrazení). Z podkladů digitálních vrstev DMÚ 200, DMR-2 byly vytvořeny základní vrstvy pro geografický informační systém: orografie, nejvýznamnější vodní toky a vodní plochy, sídla, hranice okresů – správní zřízení, silniční síť a rostlinný kryt.

Na obr. -1 jsou schematicky znázorněny vazby ISKO na zdroje dat a kooperující systémy. Schéma vystihuje především propojení monitorovacích sítí kvality ovzduší, zdrojů vykazovaných dat se složkovou zpracovatelskou a informační vrstvou představovanou Informačním systémem kvality ovzduší a vazby na vyšší vrstvu – průřezové informační systémy. Faktické propojení je realizováno jednak výměnou dat elektronickou poštou, na magnetických médiích, dále po komutovaných linkách a v případě dat ze sítí automatizovaného imisního monitoringu (AIM) především s využitím radiového přenosu.

Od roku 1993 jsou jak Tabelární přehled, tak Ročenka kompletně připravovány s rozsáhlým využitím nově koncipovaného výpočetního systému. Je jím počítačová síť s databázovým serverem (od roku 1999 SUN ENTERPRISE 450) s instalovaným mnohauživatelským relačním databázovým systémem Ingres II pod operačním systémem Unix. Údajové jádro informačního systému je realizováno pod RDBMS s dominantním využitím architektury klient – server. Pojetí systému se opírá o koncepci distribuce zpracování v lokální síti na pracovních stanicích Sun a osobních počítačích s přímým přístupem zpracovatelských a analytických programů, jako je geografický informační systém ARC/INFO na Sun Blade 1000, statistické programy SPSS, Systat, tabulkové a grafické programy – Excel a Harvard Graphics a další, k údajům v centrální databázi se zajištěným nepřetržitým a zálohovaným provozem.

Český hydrometeorologický ústav má v každém bývalém krajském městě svoje pobočky, které především provádějí měření a zajišťují sběr údajů a jejich základní zpracování v rámci regionu. Pobočky jsou propojeny s centrálním systémem v Praze privátní datovou sítí ČHMÚ typu WAN využívající protokol TCP/IP. Uvedená organizační struktura ústavu, současné technické vybavení i rostoucí potřeba zajistit na pobočkách i u spolupracujících organizací odpovídající rozsah zpracování a využití dat za příslušný region vedou k postupnému přechodu k jisté formě distribuovaného pojetí celého Informačního systému kvality ovzduší.