groc2004 kap3 cz

	ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY V ROCE 2004 Český hydrometeorologický ústav - Úsek ochrany čistoty ovzduší

3. ATMOSFÉRICKÁ DEPOZICE NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY

Chemické složení atmosférických srážek a atmosférická depozice se sledují na území České republiky dlouhodobě na relativně značném počtu stanic. Sítě stanic organizací ČHMÚ, ČGS, VÚV TGM, VÚLHM a HBÚ AV ČR, ze kterých byla v roce 2004 zpracována data o kvalitě srážek a atmosférické depozici, jsou vyneseny na obr. 3.1. Údaje o jednotlivých stanicích a typech odběru jsou uvedeny v tab. 3.4. Na týdenní interval odběru vzorků čistých srážek v souladu s mezinárodní metodikou EMEP přešla většina stanic ČHMÚ během roku 1996. Od roku 1997 byl na těchto stanicích zaveden speciální týdenní odběr „bulk“ na analýzu těžkých kovů.

Průměrné hodnoty chemického složení atmosférických srážek a hodnoty roční mokré depozice za rok 2004 jsou uvedeny v tab. 3.5 a 3.6.

Mapy mokré depozice jsou vytvořeny pro vybrané ionty z celkových chemických analýz odebraných vzorků srážek, a to konkrétně pro SO₄^2-- S, NO₃^-- N, NH₄⁺ - N, H⁺ (pH), F , Cl^-, Pb²⁺, Cd²⁺ a Ni²⁺.

Pro znázornění depozičních polí byly vybrány výše zmíněné ionty v souvislosti se závažností jejich působení na složky životního prostředí. Mapy mokré depozice jednotlivých iontů byly konstruovány z pole koncentrací iontů ve srážkách (na základě průměrných ročních koncentrací vážených srážkovým úhrnem vypočtených z naměřených údajů) a z pole ročních srážkových úhrnů, které bylo vytvořeno na základě údajů ze 750 srážkoměrných stanic se zohledněním vlivu nadmořské výšky na množství srážek. Při konstrukci polí mokré depozice se na jednotlivých stanicích dává přednost výsledkům analýz čistých srážek před odběry „bulk“, týdennímu intervalu odběru před měsíčním odběrem. Data ze sítí stanic ČGS, VÚV a VÚLHM, založených na měsíčních odběrech „bulk“ (srážky s prašným spadem, viz tab. 3.4), jsou pro konstrukci map mokré depozice upravena empiricky získanými koeficienty vyjadřujícími poměr jednotlivých iontů ve vzorcích srážek typu „bulk“ a „wet-only“ (hodnoty pro jednotlivé ionty v rozmezí 0,94 až 1,35).

Pro síru, dusík a vodíkové ionty jsou uvedeny kromě map mokré depozice také mapy suché a celkové depozice. Suchá depozice síry a dusíku byla spočtena na základě polí průměrných ročních koncentrací SO₂ a NO_x pro ČR a depozičních rychlostí plynů pro oxid siřičitý 0,7 cm.s^-1/0,35 cm.s^-1 a oxidy dusíku 0,4 cm.s^-1/0,1 cm.s^-1 pro území s lesními porosty/území bezlesé [21]. Sečtením map mokré a suché depozice síry a dusíku byly vytvořeny mapy depozice celkové. Mapa mokré depozice vodíkových iontů byla sestrojena na základě naměřených hodnot pH ve srážkách. Mapa suché depozice vodíkových iontů odpovídá depozici plynů SO₂ a NO_x na základě stechiometrie za předpokladu jejich kyselé reakce v prostředí. Mapa celkové depozice vodíkových iontů vznikla součtem map depozice mokré a suché.

Průměrné hodnoty depozičních toků S, N a H jsou uvedeny v tabulce 3.1.

Mapové zobrazení podkorunové depozice síry bylo vytvořeno pro místa s porosty z pole koncentrací síry v podkorunových srážkách (throughfall) a z verifikovaného pole srážek procentuálně modifikovaného množstvím srážek naměřeným pod porosty na jednotlivých stanicích (v rozsahu 47–92 % srážkového úhrnu pro rok 2004). Podkorunová depozice obecně zahrnuje mokrou vertikální a horizontální depozici a suchou depozici částic a plynů v porostech a pro síru, pro kterou je vnitřní koloběh porosty zanedbatelný, by měla být podkorunová depozice dobrým odhadem depozice celkové.

Mapy mokré depozice těžkých kovů Pb, Cd a Ni byly konstruovány na základě koncentrací těchto kovů ve srážkách „bulk“ na jednotlivých stanicích. Pole suché depozice olova a kadmia obsažených v aerosolu byla připravena z polí koncentrací těchto kovů v ovzduší (viz kap. 2.2). Pro hodnotu depozičních rychlostí pro kadmium obsažené v aerosolu byly použity hodnoty 0,27 cm.s^-1 pro les a 0,1 cm.s^-1 pro bezlesý terén, pro olovo 0,25 cm.s^-1 pro les a 0,08 cm.s^-1 pro bezlesý terén [21].

Ke kontrole dat o kvalitě srážek se rutinně v ČHMÚ používá výpočet látkové bilance iontů (rozdíl sumy kationů a sumy anionů ve vzorku by měl splňovat povolená kritéria, která se mírně liší u jednotlivých organizací).

Dále se používá kontrola porovnáním vypočítané a naměřené vodivosti, které také musí splňovat povolená kritéria.

Provádí se i kontrola analýzou slepých laboratorních vzorků a dále se průběžně sledují a vyhodnocují slepé stanovištní vzorky, které umožňují kontrolu práce při odběrech a kontrolu probíhajících změn vlivem transportu, manipulace, skladování a úpravy vzorků před vlastní chemickou analýzou.

Výsledky

Srážkový úhrn v roce 2004 v průměru pro území republiky tvořil 101 % dlouhodobého normálu. V porovnání s rokem 2003, který byl srážkově výrazně podnormální (77 % dlouhodobého normálu), srážkový úhrn ve výpočtu mokré depozice tedy její velikost oproti roku 2003 zvyšuje.
Mokrá depozice síry poklesla po roce 1997 pod hodnotu 50 000 t a dále klesala až do roku 1999. Od roku 2000 výrazný pokles nepokračoval, hodnoty zůstaly víceméně na úrovni roku 1999. V roce 2004 došlo k mírnému nárůstu mokré depozice síry oproti předchozímu roku (viz obr. 3.22). Nárůst způsobil vyšší srážkový úhrn v roce 2004, neboť při porovnání koncentrací síranů ve srážkách na jednotlivých stanicích převládá počet stanic s mírným poklesem oproti hodnotám z předcházejícího roku. Nejvyšších hodnot mokré depozice síry bylo dosaženo v Jizerských horách a na Českomoravské vrchovině.
Suchá depozice síry, jejíž nejvýraznější pokles byl zaznamenán v roce 1998 (hodnota poklesla o 45 % v porovnání s průměrem za roky 1995–1997), dále klesala mezi lety 1999 a 2000. V letech 2000–2004 již projevila stagnaci a to v souladu s úrovní koncentrace oxidu siřičitého v přízemní atmosféře. Pole celkové depozice síry je součtem mokré a suché depozice síry a vykazuje celkovou úroveň depozice síry odpovídající hodnotě 69 353 t síry na plochu ČR pro rok 2004 (viz tab. 3.2). Po předchozím poklesu z hodnot výrazně vyšších než 100 000 t síry, depozice v letech 2000–2004 setrvávala v rozsahu cca 70 000–75 000 t síry ročně s výjimkou roku 2003, který byl výrazně srážkově podnormální (viz obr. 3.21). Depozice síry vykazuje maxima v Krušných horách, v Železných horách a v Krkonoších.
Pole podkorunové depozice síry dosahuje v některých horských oblastech (Krušné hory, Orlické hory) vyšších hodnot než celková depozice síry stanovená součtem mokré a suché depozice. Nárůst lze přičíst příspěvku horizontální depozice, která není vzhledem k neurčitostem do celkové depozice zahrnuta. Námrazy a mlhy bývají vysoce koncentrované a v horských polohách mohou významně přispívat k depozici síry i jiných prvků. Problém je v místně značně proměnlivém charakteru této depozice, kdy při extrapolaci na větší území může docházet k nepřesnostem. Mapové zobrazení podkorunové depozice lze v takovém případě považovat za dokreslení, jakých hodnot může celková depozice síry (včetně horizontální depozice) dosahovat, neboť pro síru na rozdíl od jiných polutantů je vnitřní koloběh porosty zanedbatelný. V tab. 3.3 jsou uvedeny hodnoty celkové a podkorunové depozice na zalesněné území ČR od roku 1997. Vyšší hodnoty podkorunové depozice potvrzují její význam při zjišťování celkové depozice síry.
Mapy mokré i suché depozice dusíku mají podobný vzhled jako v předchozích letech. Oproti roku 2003 došlo k mírnému poklesu mokré depozice v oblasti Hrubého Jeseníku (převážně poklesem N/NH₄) a naopak k mírnému nárůstu v západních a jižních Čechách. Suchá depozice oxidovaných forem dusíku nejvýrazněji poklesla v roce 1998 (cca o 20 % v porovnání s průměrem za roky 1995–1997) a poté dále klesala až do roku 2002. Mírný nárůst byl zaznamenán v posledních dvou letech. Mokrá depozice měla ve zmíněném období víceméně stálou úroveň (viz obr. 3.22). V roce 2004 byla celková depozice dusíku 80 077 t N(ox + red).rok^-1 na plochu republiky (viz tab. 3.2), což je srovnatelné s hodnotami v letech 1999–2002, kdy velikost celkové depozice dusíku ležela v intervalu 77 000–85 000 t N.rok^-1 (rok 2003 byl výjimkou, neboť byl, jak bylo již několikrát uvedeno, srážkově výrazně podnormální). Nejvyšších hodnot celková depozice dusíku dosahovala na území Krušných hor, Jizerských hor a Orlických hor.
Rozdíly mapových zobrazení mokré i suché depozice vodíkových iontů jsou během let 2000–2004 relativně minimální, nicméně mírný nárůst v roce 2004 zaznamenán byl. Je patrný z mapy celkové depozice vodíkových iontů (obr. 3.13). V druhé polovině 90. let minulého století došlo ke snížení mokré i suché depozice vodíkových iontů depozice vodíkových iontů odpovídalo snížení suché depozice SO₂-S a NO_x-N.
Po roce 2000, kdy byl ukončen prodej olovnatých benzínů, zůstává pole mokré depozice olovnatých iontů na výrazně nižší úrovni. Pole mokré depozice v roce 2004 má podobný vzhled jako v letech 2001–2003. Mírný nárůst byl stejně jako v loňském roce pozorován v oblasti Jizerských hor a Krkonoš, i když již ne tak významný. Podobně jako v minulých letech v této oblasti byly zaznamenány i nejvyšší hodnoty mokré depozice kademnatých iontů.
Vzhled mapy mokré roční depozice nikelnatých iontů potvrdil v roce 2004 pokles depozice zaznamenaný v roce 2003.
Vývoj roční mokré depozice hlavních složek na vybraných stanicích České republiky (obr. 3.21) vykazuje po poklesu mokré depozice některých složek (převážně síranů, vodíkových iontů a olovnatých iontů) ve 2. polovině 90. let nyní spíše stagnující stav. Pokles depozice síranů byl výrazný nejen na exponovaných stanicích Ústí nad Labem, Praha-Libuš a Hradec Králové, ale byl zřejmý i na pozaďových stanicích Košetice a Svratouch. Podstatný byl pokles na stanici Ústí nad Labem, kde mokrá depozice síranů po roce 1995 poklesla o 60 % a současně se projevil i pokles dalších látek (NO₃, NH₄, Pb). S vývojem depozice síry a dusíku lze sledovat vývoj vzájemného poměru těchto prvků v atmosférických srážkách. Od 2. poloviny 90. let lze na některých stanicích pozorovat mírný nárůst poměru dusíku a síry.