II.4.2.1 Kvalita ovzduší vzhledem k imisním limitům pro ochranu zdraví

II.4.2.1.1 Oxid siřičitý

Hlavním antropogenním zdrojem oxidu siřičitého (SO₂) je spalování fosilních paliv (uhlí a těžkých olejů) a tavení rud s obsahem síry. V atmosféře je SO₂ oxidován na sírany a kyselinu sírovou vytvářející aerosol jak ve formě kapiček, tak i pevných částic širokého rozsahu velikostí. SO₂ a látky z něj vznikající jsou z atmosféry odstraňovány mokrou a suchou depozicí. SO₂ má dráždivé účinky, při vysokých koncentracích může způsobit zhoršení plicních funkcí a změnu plicní kapacity [22].

Situaci znečištění SO₂ v roce 2012 ve vztahu k imisním limitům stanoveným legislativou dokumentují tab. II.4.2.1 a II.4.2.2 a obr. II.4.2.1–II.4.2.4. Pro názornost je zařazena i tabulka ročních průměrných koncentrací SO₂ (tab. II.4.2.3).

V roce 2012 nebyly v České republice překročeny imisní limity pro SO₂ pro hodinovou ani pro 24hodinovou koncentraci na žádné měřicí stanici. K překročení hodnoty pro 24hodinový limit (125 μg.m^-3) došlo v povoleném počtu (méně než nebo rovno třem) pouze na stanici Pardubice-Dukla. V případě hodinových koncentrací došlo k překročení hodnoty pro imisní limit (350 μg.m^-3) v povoleném počtu (méně než nebo rovno 24), a to nejvíce na lokalitách v Pardubickém a Ústeckém kraji (Pardubice-Dukla 7krát, Lom 5krát). Méně než tři překročení byly zaznamenány na lokalitách v Plzni-město, Chomutově, Sokolově, Mostu a Přerově.

Z obr. II.4.2.1 je patrný vývoj 4. nejvyšší 24hodinové a 25. nejvyšší hodinové koncentrace SO₂ na vybraných lokalitách. V roce 2012 došlo v porovnání s rokem 2011 k nárůstu průměrných ročních koncentrací SO₂ na 52 % lokalit. Oproti roku 2011 byl také zaznamenán nárůst 25. nejvyšší hodinové koncentrace (na 52 % lokalit), a 4. nejvyšší 24hodinové koncentrace (na 65 % lokalit). Vyšší koncentrace v roce 2012 byly dány zejména výskytem nepříznivých meteorologických a rozptylových podmínek v zimním období (především v lednu a únoru).

Územní rozložení 4. nejvyšší 24hodinové koncentrace SO₂ je patrné na obr. II.4.2.2, z něhož je zřejmé, že pouze na cca 1,73 % území ČR přesahovaly koncentrace SO₂ dolní mez pro posuzování.
Grafické znázornění chodů hodinových a 24hodinových koncentrací SO₂ na vybraných stanicích v roce 2012 ukazují obr. II.4.2.3 a II.4.2.4.

Tab. II.4.2.1 Stanice s nejvyššími hodnotami 25. a maximální hodinové koncentrace oxidu siřičitého

Tab. II.4.2.2 Stanice s nejvyššími počty překročení 24hod. limitu oxidu siřičitého

Tab. II.4.2.3 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací oxidu siřičitého

Obr. II.4.2.1 4. nejvyšší 24hod. koncentrace a 25. nejvyšší hodinová koncentrace oxidu siřičitého v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.2 Pole 4. nejvyšší 24hod. koncentrace oxidu siřičitého v roce 2012

Obr. II.4.2.3 Stanice s nejvyššími hodinovými koncentracemi oxidu siřičitého v roce 2012

Obr. II.4.2.4 Stanice s nejvyššími 24hod. koncentracemi oxidu siřičitého v roce 2012

II.4.2.1.2 Suspendované částice frakce PM₁₀ a PM_2,5

Částice obsažené ve vzduchu lze rozdělit na primární a sekundární. Primární částice jsou emitovány přímo do atmosféry, ať již z přírodních (např. sopečná činnost, pyl nebo mořský aerosol) nebo z antropogenních zdrojů (např. spalování fosilních paliv ve stacionárních i mobilních zdrojích, otěry pneumatik, brzd a vozovek). Sekundární částice vznikají v atmosféře ze svých plynných prekurzorů SO₂, NO_x, NH₃ a VOC procesem nazvaným konverze plyn-částice. Hlavními zdroji celkových emisí částic, tj. primárních částic a prekurzorů sekundárních částic je v České republice veřejná energetika (výroba elektrické a tepelné energie), doprava a sektor služeb, domácností (včetně vytápění domácností) a zemědělství. Z důvodu různorodosti emisních zdrojů mají suspendované částice různé chemické složení a různou velikost. Suspendované částice PM₁₀ mají významné zdravotní důsledky, které se projevují již při velmi nízkých koncentrací bez zřejmé spodní hranice bezpečné koncentrace.

Zdravotní rizika částic ovlivňuje jejich koncentrace, velikost, tvar a chemické složení. Při akutním působení částic může dojít k podráždění sliznic dýchací soustavy, zvýšené produkci hlenu apod. Tyto změny mohou způsobit snížení imunity a zvýšení náchylnosti k onemocnění dýchací soustavy. Opakující se onemocnění mohou vést ke vzniku chronické bronchitidy a kardiovaskulárním potížím. Při akutním působení částic může dojít k zvýraznění symptomů u astmatiků a navýšení celkové nemocnosti a úmrtnosti populace. Dlouhodobé vystavení působení částic může vést ke vzniku onemocnění respiračního a kardiovaskulárního systému. Míra zdravotních důsledků je ovlivněna řadou faktorů, jako je například aktuální zdravotní stav jedince, alergická dispozice nebo kouření. Citlivou skupinou jsou děti, starší lidé a lidé trpící onemocněním dýchací a oběhové soustavy [22]. V poslední době se ukazuje, že nejzávažnější zdravotní dopady, tj. kardiovaskulární a respirační účinky a navýšení úmrtnosti, mají jemné a ultrajemné částice [23]. Dle WHO dochází ve městech s vysokou mírou znečištění ovzduší k navýšení úmrtnosti o 15 až 20 % ve srovnání s úmrtností ve městech s relativně čistým ovzduším [24].

Znečištění ovzduší suspendovanými částicemi frakce PM₁₀, zůstává jedním z hlavních problémů zajištění kvality ovzduší. Téměř na všech lokalitách České republiky je od roku 2001 do roku 2003 patrný vzestupný trend ve znečištění ovzduší PM₁₀. Po zakolísání v roce 2004 byl v roce 2005 vzestupný trend obnoven téměř na všech lokalitách. V roce 2006 tento trend pokračoval na většině lokalit u ročních průměrů. V roce 2007 došlo naopak k poklesu koncentrací PM₁₀. V roce 2008 klesající trend ve znečištění PM₁₀ pokračoval na většině lokalit zejména v denních koncentracích. V roce 2009 převažoval mírný vzestup, více patrný v aglomeraci Moravskoslezský kraj. V roce 2010 došlo k nárůstu koncentrací PM₁₀, a to v denních i ročních imisních charakteristikách. 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. Nárůst koncentrací PM₁₀ byl v roce 2010 pravděpodobně způsoben i nejchladnější topnou sezónou za posledních 10 let. V roce 2011 byl zaznamenán nepatrný pokles 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀ (v průměru pro všechny typy stanic). V roce 2012 byl opět naměřen meziroční pokles 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀, a to o více než 5 μg.m^-3 (v průměru pro všechny typy stanic, na kterých byla 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀ měřena v letech 2011 i 2012). V roce 2012 byl zaznamenán i pokles průměrné roční koncentrace na většině měřicích stanic (obr. II.4.2.5 a II.4.2.6). V meziročním srovnání lze konstatovat i pokles maximálních průměrných denních koncentrací PM₁₀ a zmenšení území, kde došlo k překročení denního imisního limitu.

Na základě dat z lokalit, kde alespoň jednou došlo k překročení ročního imisního limitu za posledních 5 let (2008–2012), jasně vyplývá, že nejzatíženější oblastí je Ostravsko-Karvinsko, aglomerace (Praha a Brno) a Kladensko. Z dat dále vyplývá, že největší imisní zatížení PM₁₀ bylo zaznamenáno v roce 2010, pokud hodnotíme posledních 5 let (obr. II.4.2.12, tab. II.4.2.6).

Překročení denního imisního limitu pro PM₁₀ bylo v roce 2012 alespoň na jedné lokalitě zaznamenáno ve všech zónách a aglomeracích (obr. II.4.2.11). V porovnání s rokem 2011 nejvyšší 36. průměrná 24hodinová koncentrace klesla na 81 % stanic (hodnotíme stejný soubor stanic s měřením v roce 2011 i 2012). Nejvíce zatíženou souvislou oblastí v roce 2012 byla, stejně jako v předešlých letech, aglomerace Ostrava/Frýdek-Místek/Karviná. Imisní limit 24hodinové koncentrace PM₁₀ byl v roce 2012 překročen na všech lokalitách v aglomeraci Ostrava/Frýdek-Místek/Karviná, v zóně Moravskoslezsko. V zóně Střední Morava byl denní imisní limit překročen na třech čtvrtinách měřicích stanic, v aglomeraci Brno došlo k překročení na polovině stanic. Ve zbývajících oblastech bylo překročení zaznamenáno na cca 11 % stanic (zóna Jihovýchod, Jihozápad a Severovýchod), 22 % (zóna Střední Čechy), 28 % (zóna Severozápad) až 38 % stanic (aglomerace Praha). Z celkového počtu 120 lokalit s dostatečným počtem dat pro hodnocení došlo na 50 lokalitách (42 % stanic) k překročení 24hodinového imisního limitu PM₁₀. Oproti roku 2011, kdy došlo k překročení denního imisního limitu na 63 % stanic, lze tedy konstatovat zlepšení situace (obr. II.4.2.15).

Překračování imisního limitu PM₁₀ se stále významným způsobem podílí na zařazení obcí mezi oblasti s překročenými imisními limity. Zejména ve městech, kde se provádí měření PM₁₀, jsou 24hodinové průměrné koncentrace nadlimitní. Není však vyloučeno, že i v dalších větších i menších sídlech, kde není měření PM₁₀, mohou být koncentrace této látky vysoké, případně nadlimitní. Plošná zobrazení koncentrací PM₁₀ ukazují, že imisní limit 24hodinové průměrné koncentrace pro PM₁₀ byly v roce 2012 překročeny na 9,6 % plochy České republiky (obr. II.4.2.7), kde žije přibližně 30,93 % obyvatel (v roce 2011 se jednalo o 21,8 % území ČR a cca 50,8 % obyvatel).

Na obr. II.4.2.9 a obr. II.4.2.10 jsou graficky znázorněny chody 24hodinových koncentrací PM₁₀ v roce 2012 na lokalitách, kde došlo k překročení imisního limitu pro roční průměr a pro 24hodinový průměr. Koncentrace PM₁₀ vykazují jasný chod s nejvyššími koncentracemi v chladných měsících roku. Vyšší koncentrace PM₁₀ v ovzduší během chladnějšího období roku mohou souviset jak s vyššími emisemi částic do ovzduší ze sezonních zdrojů (např. lokální topeniště se na emisích PM₁₀ podílí 35 %), tak i se zhoršenými rozptylovými podmínkami. V roce 2012 se jednalo zejména o období leden–březen a říjen–prosinec. Maximální koncentrace v únoru korespondují se špatnými rozptylovými podmínkami v tomto měsíci. Únor byl zároveň nejchladnějším měsícem roku 2012 (podrobněji viz kapitola II.5), což mohlo přispět i k vyšší spotřebě paliv. Koncentrace překračující 36. nejvyšší 24hodinovou koncentraci se v únoru vyskytovaly na všech typech lokalit (obr. II.4.2.50).

Roční imisní limit PM₁₀ byl v roce 2012 překročen na 15 lokalitách z celkového počtu 127 lokalit s dostatečným počtem dat pro hodnocení (v roce 2011 na 15 z 136 – obr. II.4.2.15), nejvyšší roční průměry byly zaznamenány na lokalitě Petrovice u Karviné OÚ (58,7 μg.m^-3), Věřňovice (56,7 μg.m^-3) a Bohumín (52,8 μg.m^-3). K překročení ročního limitu došlo v roce 2012 pouze na lokalitách na Ostravsko-Karvinsku (tab. II.4.2.5). Průměrné roční koncentrace PM₁₀ poklesly na 79 % stanic (opět hodnotíme stejný soubor stanic pro roky 2011 a 2012); imisní limit byl překročen na 0,9 % území ČR, kde žije 5,21 % obyvatel (v roce 2011 byl roční imisní limit překročen na 0,7 % území ČR).

Od roku 2004 se v České republice měří jemnější frakce suspendovaných částic PM_2,5. Výsledky měření dokládají značné znečištění částicemi frakce PM_2,5 zejména v aglomeraci Ostrava/Karviná/Frýdek-Místek. Srovnáme-li výsledky s ročním imisním limitem (25 μg.m^-3), je zřejmé, že celkem na 10 lokalitách z celkového počtu 43 s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení byl tento imisní limit překročen (v roce 2011 došlo k překročení imisního limitu na 13 lokalitách z 40; obr. II.4.2.15). Roční průměrné koncentrace PM_2,5 na jednotlivých lokalitách v období 2004–2012 ukazuje obr. II.4.2.13. V meziročním srovnání (hodnotíme opět stejný soubor stanic, na kterých se měřilo v roce 2011 i 2012) došlo k poklesu průměrné roční koncentrace na 65 % stanic. Odhadovaná část území ČR, kde byl překročen imisní limit, je 2,4 % (obr. II.4.2.14). Oproti roku 2011, kdy byl imisní limit pro PM_2,5 překročen na 2,6 % území, se nejedná o výrazné zlepšení.

Podle ročního chodu koncentrací PM_2,5 ve vztahu k překročení ročního imisního limitu (obr. II.4.2.17) lze konstatovat, že znečištění ovzduší touto látkou se vyskytuje zejména v chladném období roku. Vyšší koncentrace této látky v chladném období roku jsou důsledkem emisí z vytápění a horších rozptylových podmínek.

Výsledky měření indikují, že poměr frakce PM_2,5 a PM₁₀ není konstantní, ale vykazuje určitý sezónní průběh a zároveň je závislý na umístění lokality (obr. II.4.2.16). V roce 2011se tento poměr pohyboval v průměru z 31 lokalit v ČR, kde se současně měří PM_2,5 a PM₁₀ a lokality mají dostatečný počet hodnot, v rozmezí 0,67 (září) až 0,80 (prosinec) s nižšími hodnotami v letním období. V Praze, kde je roční chod ovlivněn velkým podílem dopravních lokalit, byl tento poměr v rozmezí 0,54 (květen a červen) až 0,70 (únor), v Brně 0,62 (květen) až 0,77 (listopad) a v Moravskoslezském kraji 0,68 (květen) až 0,84 (únor). Při porovnání poměru podle klasifikace lokalit je poměr u lokalit venkovských 0,65 (červenec) až 0,84 (únor), městských 0,67 (září) až 0,78 (prosinec), předměstských 0,66 (září) až 0,82 (únor), dopravních 0,60 (duben a květen) až 0,76 (prosinec) a průmyslových 0,68 (květen) až 0,88 (únor).

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) [25]. 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. II.4.2.16). 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 [26].

Tab. II.4.2.4 Stanice s nejvyššími počty překročení 24hod. limitu PM₁₀

Tab. II.4.2.5 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací PM₁₀

Tab. II.4.2.6 Přehled lokalit, kde byl v letech 2008–2012 překročen imisní limit pro roční průměrnou koncentraci PM₁₀

Tab. II.4.2.7 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací PM_2,5

Obr. II.4.2.5 36. nejvyšší 24hod. koncentrace a roční průměrné koncentrace PM₁₀ v letech 2002–2012 na vybraných stanicích s klasifikací UB, SUB, I a T

Obr. II.4.2.6 36. nejvyšší 24hod. koncentrace a roční průměrné koncentrace PM₁₀ v letech 2002–2012 na vybraných venkovských (R) stanicích

Obr. II.4.2.7 Pole 36. nejvyšší 24hod. koncentrace PM₁₀ v roce 2012

Obr. II.4.2.8 Pole roční průměrné koncentrace PM₁₀ v roce 2012

Obr. II.4.2.9 Stanice s nejvyšším překročením LV pro 24hod. koncentrace PM₁₀ v roce 2012

Obr. II.4.2.10 Stanice s nejvyšším překročením LV pro roční koncentrace PM₁₀ v roce 2012

Obr. II.4.2.11 Počty překročení hodnoty imisního limitu pro 24hod. koncentrace PM₁₀ v roce 2012

Obr. II.4.2.12 Roční průměrné koncentrace PM₁₀ v letech 2008–2012 na stanicích, kde byl překročen imisní limit

Obr. II.4.2.13 Roční průměrné koncentrace PM_2,5 v ovzduší v letech 2004–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.14 Pole roční průměrné koncentrace PM_2,5 v roce 2012

Obr. II.4.2.15 Podíl lokalit, kde došlo k překročení imisního limitu pro průměrnou 24hod. a roční koncentraci PM₁₀ a pro cílový imisní limit pro roční průměrnou koncentraci PM_2,5, 2000–2012

Obr. II.4.2.16 Průměrné měsíční poměry PM_2,5/PM₁₀ v roce 2012

Obr. II.4.2.17 Stanice s nejvyšším překročením LV pro roční koncentrace PM_2,5 v roce 2012

II.4.2.1.3 Oxid dusičitý

Při sledování a hodnocení kvality venkovního ovzduší se pod termínem oxidy dusíku (NO_x) rozumí směs oxidu dusnatého (NO) a oxidu dusičitého (NO₂). Imisní limit pro ochranu zdraví lidí je stanoven pro NO₂, limit pro ochranu ekosystémů a vegetace je stanoven pro NO_x.

Více než 90 % z celkových oxidů dusíku ve venkovním ovzduší je emitováno ve formě NO. NO₂ vzniká relativně rychle reakcí NO s přízemním ozonem nebo s radikály typu HO₂, popř. RO₂. Řadou chemických reakcí se část NO_x přemění na HNO₃/NO₃^-, které jsou z atmosféry odstraňovány suchou a mokrou atmosférickou depozicí. Pozornost je věnována NO₂ z důvodu jeho negativního vlivu na lidské zdraví. Hraje také klíčovou roli při tvorbě fotochemických oxidantů.

V Evropě vznikají emise NO_x převážně z antropogenních spalovacích procesů, kde NO vzniká reakcí mezi dusíkem a kyslíkem ve spalovaném vzduchu a částečně i oxidací dusíku z paliva. Hlavní antropogenní zdroje představuje především silniční doprava (významný podíl má ovšem i doprava letecká a vodní) a dále spalovací procesy ve stacionárních zdrojích. Méně než 10 % celkových emisí NO_x vzniká ze spalování přímo ve formě NO₂. Přírodní emise NO_x vznikají převážně z půdy, vulkanickou činností a při vzniku blesků. Jsou poměrně významné z globálního pohledu, z pohledu Evropy však představují méně než 10 % celkových emisí [27]. Expozice zvýšeným koncentracím NO₂ ovlivňuje plicní funkce a způsobuje snížení imunity [28].

K překročení ročního imisního limitu NO₂ dochází pouze na omezeném počtu stanic, a to na dopravně exponovaných lokalitách aglomerací a velkých měst. Z celkového počtu 112 lokalit, kde byl v roce 2012 monitorován oxid dusičitý, došlo na 5 stanicích k překročení ročního imisního limitu (tab. II.4.2.9). Všech pět stanic je klasifikováno jako dopravní městské. Lze předpokládat, že k překročení imisních limitů může docházet i na dalších dopravně exponovaných místech, kde není prováděno měření.

Na žádné stanici nebylo v roce 2012 zaznamenáno překročení imisního limitu pro hodinovou koncentraci NO₂. K překročení hodnoty tohoto imisního limitu (200 μg.m^-3) došlo pouze na 3 stanicích v Praze, ale ani v jednom případě nedosáhl počet těchto překročení 18 dní v roce (Praha 10-Vršovice 4krát, Praha 5-Smíchov 2krát a Praha 2-Legerova hot spot 2krát).

Na obr. II.4.2.18 je patrný vývoj 19. nejvyšší hodinové koncentrace a roční průměrné koncentrace NO₂ v letech 2002–2012 na vybraných lokalitách. V roce 2002 byl oproti předchozím letům klesající trend koncentrací NO₂ zastaven a v roce 2003 došlo na většině lokalit k mírnému zvýšení znečištění NO₂. Po zakolísání v roce 2004 byl v roce 2005 vzestupný trend koncentrací NO₂ obnoven a pokračoval v roce 2006. V roce 2007 došlo k výraznému poklesu koncentrací NO₂ vlivem příznivějších meteorologických a rozptylových podmínek, stejně jako v roce 2008; v dalším roce došlo naopak k mírnému vzestupu koncentrací NO₂ na většině stanic. V roce 2010 byl zaznamenán mírný nárůst roční průměrné koncentrace oproti roku 2009 na více než 70 % lokalit. V roce 2011 došlo v porovnání s rokem 2010 naopak k poklesu koncentrace NO₂ na většině lokalit. Jak v případě 19. nejvyšší hodinové koncentrace, tak i v případě ročního průměru, došlo k poklesu koncentrace přibližně na 80 % lokalit. V roce 2012 tento klesající trend pokračoval. Průměrná roční koncentrace NO₂ klesla na 71 % lokalit a 19. nejvyšší hodinová koncentrace na 62 % lokalit.

Na mapě pole roční průměrné koncentrace NO₂ (obr. II.4.2.19) je patrné znečištění měst, které je způsobeno převážně dopravou.

Na obr. II.4.2.20 a II.4.2.21 jsou graficky znázorněny chody denních a hodinových koncentrací v roce 2012, kde je názorně vidět překročení imisního limitu na vybraných lokalitách.

Při konstrukci mapy na obr. II.4.2.19 se přihlíželo i k aktuálním datům emisí z mobilních zdrojů v České republice. Vyšší koncentrace této látky mohou být i v blízkosti místních komunikací v obcích s intenzivní dopravou a hustou místní dopravní sítí.

Tab. II.4.2.8 Stanice s nejvyššími hodnotami 19. a maximální hodinové koncentrace NO₂

Tab. II.4.2.9 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací NO₂

Obr. II.4.2.18 19. nejvyšší hodinové koncentrace a roční průměrné koncentrace NO₂ v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.19 Pole roční průměrné koncentrace NO₂ v roce 2012

Obr. II.4.2.20 Stanice s nejvyššími hodinovými koncentracemi NO₂ v roce 2012

Obr. II.4.2.21 Stanice s nejvyšším překročením LV pro roční koncentrace NO₂ v roce 2012

 

II.4.2.1.4 Oxid uhelnatý

Antropogenním zdrojem znečištění ovzduší oxidem uhelnatým (CO) jsou procesy, při kterých dochází k nedokonalému spalování fosilních paliv. Je to především doprava a dále stacionární zdroje, zejména domácí topeniště.

Zvýšené koncentrace mohou způsobovat bolesti hlavy, zhoršují koordinaci a snižují pozornost. Oxid uhelnatý se váže na hemoglobin, zvýšené koncentrace vzniklého karboxyhemoglobinu omezují kapacitu krve pro přenos kyslíku.

V roce 2012 se oxid uhelnatý měřil celkem na 28 lokalitách, většinou klasifikovaných jako dopravní, kde se dají očekávat nejvyšší naměřené koncentrace. Na žádné z nich maximální denní 8hodinové klouzavé průměry nepřesáhly, podobně jako v předchozích letech, imisní limit (10 mg.m^-3) (tab. II.4.2.10). Nejvyšší denní osmihodinový průměr byl naměřen na lokalitě Ostrava-Přívoz (3971,1 μg.m^-3).

Průběhy maximálních denních 8hodinových klouzavých průměrů prezentuje pro vybrané lokality obr. II.4.2.23.

Tab. II.4.2.10 Stanice s nejvyššími hodnotami maximálních 8hod. klouzavých průměrných koncentrací oxidu uhelnatého

Obr. II.4.2.22 Maximální denní 8hod. klouzavé průměrné koncentrace oxidu uhelnatého v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.23 Stanice s nejvyššími hodnotami maximálních denních 8hod. klouzavých průměrných koncentrací oxidu uhelnatého v roce 2012

II.4.2.1.5 Benzen

Antropogenní zdroje produkují více než 90 % celkových emisí do atmosféry. Hlavním emisním zdrojem jsou spalovací procesy, především mobilní zdroje, které představují cca 85 % celkových antropogenních emisí aromatických uhlovodíků, přičemž převládající část připadá na emise z výfukových plynů. Odhaduje se, že zbývajících 15 % emisí pochází ze stacionárních zdrojů. Rozhodující podíl připadá na procesy produkující aromatické uhlovodíky a procesy, kde se tyto sloučeniny používají k výrobě dalších chemikálií. Dalším významným zdrojem emisí jsou ztráty vypařováním při manipulaci, skladování a distribuci benzinů.

Benzen obsažený ve výfukových plynech je především nespálený benzen z paliva. Dalším příspěvkem k emisím benzenu z výfukových plynů je benzen vzniklý z nebenzenových aromatických uhlovodíků, popř. z nearomatických uhlovodíků obsažených v palivu. Mezi nejvýznamnější škodlivé efekty expozice benzenu patří poškození krvetvorby a dále jeho karcinogenní účinky [29].

V roce 2012 byly koncentrace benzenu měřeny celkem na 23 lokalitách s platným ročním průměrem. Imisní limit je definován jako roční průměrná koncentrace 5 μg.m^-3. Hodnota imisního limitu byla, podobně jako v předchozích letech, překročena na lokalitě Ostrava-Přívoz (5,6 μg.m^-3). Vyšší koncentrace souvisejí v této oblasti s průmyslovou činností (především s výrobou koksu). Přibližně na třech čtvrtinách lokalit došlo v porovnání s rokem 2011 k poklesu roční průměrné koncentrace, na čtvrtině lokalit potom zůstaly tyto koncentrace obdobné. Chody ročních průměrných koncentrací jsou na vybraných lokalitách patrné na obr. II.4.2.24. Obr. II.4.2.26 prezentuje roční chod 24hodinových průměrů na vybraných lokalitách.

Tab. II.4.2.11 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací benzenu.

Obr. II.4.2.24 Roční průměrné koncentrace benzenu v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.25 Pole roční průměrné koncentrace benzenu v ovzduší v roce 2012

Obr. II.4.2.26 24hod. koncentrace na stanicích s nejvyššími ročními koncentracemi benzenu v roce 2012

II.4.2.1.6 Přízemní ozon

Přízemní ozon je sekundární znečišťující látkou v ovzduší, která nemá vlastní významný emisní zdroj. Vzniká za účinku slunečního záření komplikovanou soustavou fotochemických reakcí zejména mezi oxidy dusíku (NO_x), těkavými organickými látkami (VOC) a dalšími složkami atmosféry. Ozon je velmi účinným oxidantem. Poškozuje převážně dýchací soustavu, způsobuje podráždění, morfologické, biochemické a funkční změny a snižuje obranyschopnost organismu. Je prokazatelně toxický i pro vegetaci.

Zákon o ochraně ovzduší č. 201/2012 Sb., požaduje hodnocení koncentrace ozonu ve vztahu k ochraně lidského zdraví provádět jako průměr za poslední tři roky. Pokud nejsou tři roky k dispozici, je brán průměr za dva roky, popř. jeden rok.

V roce 2012 byl ozon měřen na 67 lokalitách, z nichž na 12 (17,9 %) došlo k překročení imisního limitu za tříleté období 2010–2012, popř. kratší. V porovnání s předchozím tříletým obdobím 2009–2011 došlo k poklesu počtu překročení hodnoty imisního limitu 120 μg.m^-3 na 30 % lokalitách, na 58 % došlo k nárůstu a na 12 % nebyl zaznamenán rozdíl.

Situace se tedy oproti předchozímu tříletému období 2009–2011 do určité míry změnila, jak dokládá i obr. II.4.2.29. Ve srovnávání tříletých hodnocených období hrají roli především meteorologické podmínky, resp. hodnoty slunečního svitu, teploty a výskyt srážek v období od dubna do září, kdy jsou obvykle měřeny nejvyšší koncentrace ozonu. Porovnáme-li meteorologické podmínky roku 2009, který se již do tříletého hodnocení nezahrnoval, a roku 2012, byly v roce 2012 během období duben–září naměřeny mírně vyšší teploty (v průměru o 0,3 °C). Přibližně na 96 % lokalit, které sledují dané meteorologické parametry, došlo k nárůstu maximálních teplot a na 82 % lokalit došlo k nárůstu hodnot sum denních průměrů globálního slunečního záření. Dle [30] jsou při současné úrovni koncentrace prekurzorů přízemního ozonu meziroční rozdíly v koncentracích ozonu dány především výše uvedenými meteorologickými podmínkami a vliv koncentrací prekurzorů není tak významný. Srovnáme-li koncentrace prekurzorů přízemního ozonu v roce 2009 a 2012, došlo asi u dvou třetin látek řazených do skupiny VOC, detailně sledovaných v Košeticích a na Libuši, k mírnému nárůstu koncentrací. Roční koncentrace NO₂ v porovnání s rokem 2009 naopak spíše mírně poklesly (na 55 % lokalit). Vzhledem ke značně komplikované atmosférické chemii vzniku a zániku ozonu, jeho závislosti na absolutním množství i relativním zastoupení jeho prekurzorů v ovzduší, související i s dálkovým přenosem, a dále i na meteorologických podmínkách, je obtížné meziroční změny blíže komentovat.

Lokality s uvedeným počtem překročení hodnoty imisního limitu (120 μg.m^-3) jsou uvedeny v tab. II.4.2.12. Nejméně zatížené jsou dopravní lokality ve městech, kde je ozon odbouráván chemickou reakcí s NO, jak je patrné i z obr. II.4.2.50. Lze předpokládat, že koncentrace ozonu se nacházejí pod imisním limitem i v dalších dopravně zatíženějších městech, kde však z důvodu absence měření nelze pomocí stávající metodiky konstrukce map toto pravděpodobné snížení dokumentovat. Naopak nejvyšší koncentrace jsou měřeny na venkovských pozaďových lokalitách z důvodu nižších koncentrací látek odbourávajících ozon (NO).

Obr. II.4.2.27 znázorňuje 26. nejvyšší hodnotu maximálního 8hodinového klouzavého průměru koncentrací ozonu (v průměru za 3 roky) pro období 2002–2012.

Tab. II.4.2.12 uvádí přehled stanic s nejvyššími hodnotami maximálních denních 8hodinových klouzavých průměrných koncentrací ozonu v průměru za 3 roky. Obr. II.4.2.29 graficky znázorňuje počty překročení hodnoty imisního limitu pro přízemní ozon a obr. II.4.2.30 prezentuje roční chody maximálních denních 8hodinových klouzavých průměrů na nejzatíženějších lokalitách.

Tab. II.4.2.13 prezentuje počty hodin překročení zvláštního imisního limitu pro ozon 180 μg.m^-3 za období měření 1995–2012 na vybraných stanicích AIM.

Z obr. II.4.2.50, jež charakterizuje měsíční trendy ozonu (maximální 8hodinový klouzavý průměr za daný měsíc), je patrný nárůst koncentrací v jarních a letních měsících z důvodu příznivých podmínek pro vznik ozonu, jako je vysoká intenzita slunečního záření, vysoké teploty a nízká vlhkost vzduchu. Je zřejmé, že nejvyšší maximální 8hodinové klouzavé průměry jsou zaznamenávány na venkovských lokalitách, naopak nejnižší na lokalitách dopravních. V porovnání s předcházejícím rokem byly v roce 2012 zaznamenány poněkud vyšší hodnoty maximálních 8hodinových klouzavých průměrů přesahujících na většině typů lokalit hodnotu 140 μg.m^-3.

Tab. II.4.2.12 Stanice s nejvyššími hodnotami maximálních denních 8hod. klouzavých průměrných koncentrací ozonu

Tab. II.4.2.13 Počty hodin překročení zvláštního imisního limitu pro ozon (180 μg.m^-3) za rok na vybraných stanicích AIM, 2000–2012

Obr. II.4.2.27 26. nejvyšší hodnoty maximálního denního 8hod. klouzavého průměru koncentrací přízemního ozonu v průměru za 3 roky v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.28 Pole 26. nejvyššího maximálního denního 8hod. klouzavého průměru koncentrace přízemního ozonu v průměru za 3 roky, 2010–2012

Obr. II.4.2.29 Počty překročení hodnoty cílového imisního limitu pro maximální denní 8hod. klouzavý průměr koncentrace přízemního ozonu v průměru za 3 roky, 2010–2012

Obr. II.4.2.30 Stanice s nejvyššími hodnotami maximálních denních 8hod. klouzavých průměrných koncentrací přízemního ozonu v období 2010–2012

II.4.2.1.7 Těžké kovy

Olovo

Většina olova obsaženého v atmosféře pochází z antropogenních emisí, mezi které jsou řazeny vysokoteplotní procesy, především spalování fosilních paliv, výroba železa a oceli a metalurgie neželezných kovů. Z přirozených zdrojů je významné zvětrávání hornin a vulkanická činnost [31].

Olovo se v ovzduší vyskytuje ve formě jemných částic s četnostním rozdělením velikosti charakterizovaným středním aerodynamickým průměrem menším než 1 μm.

Při dlouhodobé expozici lidského organismu se projevují účinky na biosyntézu hemu (nebílkovinná složka krevního hemoglobinu), nervový systém a krevní tlak. Expozice olovu představuje riziko i pro vyvíjecí se plod, může negativně ovlivnit vývoj mozku a následně ovlivnit duševní vývoj [32, 33]. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC – International Agency for Research on Cancer) klasifikuje olovo z hlediska karcinogenity pro člověka do skupiny 2B (tzn. možné karcinogenní účinky) [34].

Na žádné z 51 lokalit, které dodaly dostatek údajů pro výpočet platného ročního průměru pro rok 2012, nedošlo k překročení imisního limitu (500 ng.m^-3). Nejvyšší roční průměr byl zaznamenán na lokalitě Ostrava-Mariánské hory (88,5 ng.m^-3). S výjimkou roku 2011, kdy bylo maximum koncentrace zaznamenáno na lokalitě Příbram I-nemocnice, jsou nejvyšší koncentrace olova opakovaně měřeny v oblasti Ostravsko-Karvinsko.

Koncentrace olova na všech lokalitách leží hluboko pod imisním limitem a nedosahují ani hodnoty dolní meze pro posuzování 250 ng.m^-3 (viz obr. II.4.2.31). Oproti roku 2011 došlo k poklesu koncentrací téměř na třech čtvrtinách lokalit (z celkového počtu 45 stanic, které měřily koncentrace olova v roce 2011 i 2012). Průběhy krátkodobých (24hodinových, případně 14denních koncentrací, podle režimu měření na uvedené stanici) průměrných koncentrací na vybraných lokalitách prezentuje obr. II.4.2.32.

Nejvyšší koncentrace byly naměřeny na stanicích v Ostravě, v zóně Střední Čechy a na jedné stanici v Liberci (v tab. II.4.2.14).

Tab. II.4.2.14 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací olova v ovzduší

Obr. II.4.2.31 Roční průměrné koncentrace olova v ovzduší v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.32 Krátkodobé průměrné koncentrace olova v ovzduší na vybraných stanicích v roce 2012

Kadmium

Antropogenní zdroje kadmia tvoří v globálním pohledu cca 90 % emisí do ovzduší. Převážně se jedná o výrobu železa, oceli, metalurgie neželezných kovů, spalování odpadů a fosilních paliv (hnědé uhlí, černé uhlí a těžké topné oleje) [35]. Méně významným zdrojem emisí je doprava. Zbylých 10 % tvoří přirozené zdroje (především vulkanická činnost).

Kadmium je navázáno převážně na částice jemné frakce (s aerodynamickým průměrem do 2,5 μm), která je spojena s větším rizikem negativního vlivu na lidské zdraví. Téměř veškeré kadmium je vázáno na částice do velikosti 10 μm. V částicích s aerodynamickým průměrem nad 10 μm najdeme minimální množství kadmia.

Dlouhodobá expozice kadmia ovlivňuje funkci ledvin. Může také negativně ovlivnit dýchací soustavu; mezi důsledky vlivu kadmia patří i rakovina plic [28]. Kadmium je prokazatelně karcinogenní pro zvířata i pro člověka [34].

Roční imisní limit (5 ng.m^-3) nebyl v roce 2012 překročen na žádné z 51 lokalit, kde byl naměřen platný roční průměr. Stejně jako v předchozích dvou letech byl nejvyšší roční průměr naměřen na lokalitě Souš (4,9 ng.m^-3). V porovnání s rokem 2011 došlo na více než na 70 % lokalit (z celkového počtu 45 stanic, které měřily koncentrace olova v roce 2011 i 2012) k poklesu průměrné roční koncentrace. Vývoj ročních průměrných koncentrací během let 2002–2012 je patrný z obr. II.4.2.33.

Průběhy krátkodobých (24hodinových, případně 14denních koncentrací, podle režimu měření na uvedené stanici) průměrných koncentrací kadmia během roku 2012 ukazuje pro vybrané lokality obr. II.4.2.35.
Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací jsou uvedeny v tab. II.4.2.15.

Tab. II.4.2.15 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací kadmia v ovzduší

Obr. II.4.2.33 Roční průměrné koncentrace kadmia v ovzduší v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.34 Pole roční průměrné koncentrace kadmia v ovzduší v roce 2012

Obr. II.4.2.35 Krátkodobé průměrné koncentrace kadmia v ovzduší na vybraných stanicích v roce 2012

Arsen

Arsen se vyskytuje v mnoha formách anorganických i organických sloučenin. Antropogenní činnost produkuje asi tři čtvrtiny celkových emisí do ovzduší. Významné jsou hlavně spalovací procesy (hnědé uhlí, černé uhlí a těžké topné oleje), výroba železa a oceli a výroba mědi a zinku. Mezi hlavní přírodní zdroje patří v prvé řadě vulkanická činnost, dále pak požáry lesů, zvětrávání minerálů a činnost mikroorganismů (v mokřinách, močálech a příbřežních oblastech). Arsen se vyskytuje převážně v částicích jemné frakce (s aerodynamickým průměrem do 2,5 μm), která může být transportována na delší vzdálenost a pronikat hlouběji do dýchací soustavy. Téměř veškerý arsen je vázán na částice s aerodynamickým průměrem do velikosti 10 μm [35]. Dle IARC [34] je arsen klasifikován jako prokázaný lidský karcinogen.

Anorganický arsen může vyvolat akutní, subakutní nebo chronické účinky, které mohou být lokální nebo zasáhnout organismus celkově. Kritickým účinkem vdechování arsenu je rakovina plic [29, 35].

Z celkového počtu 51 lokalit, které dodaly dostatek údajů pro výpočet platného ročního průměru pro rok 2012, nebyl imisní limit překročen na žádné z nich. K splnění imisního limitu pro arsen, tedy k nepřekročení hodnoty roční průměrné koncentrace 6 ng.m^-3 na žádné měřicí stanici, došlo v roce 2012 poprvé od roku 1986, kdy bylo měření arsenu v SPM potažmo PM₁₀, zahájeno.

Oproti předchozímu roku 2011 došlo přibližně na více než polovině lokalit k poklesu roční průměrné koncentrace.
Vývoj ročních průměrných koncentrací během let 2002–2012 je patrný z obr. II.4.2.36. Průběhy krátkodobých (24hodinových, případně 14denních koncentrací, podle režimu měření na uvedené stanici) průměrných koncentrací arsenu na obr. II.4.2.38 vykazují sezónní charakter a dokladují významný vnos arsenu do ovzduší ze spalování fosilních paliv.

Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací jsou uvedeny v tab. II.4.2.16.

Tab. II.4.2.16 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací arsenu v ovzduší

Obr. II.4.2.36 Roční průměrné koncentrace arsenu v ovzduší v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.37 Pole roční průměrné koncentrace arsenu v ovzduší v roce 2012

Obr. II.4.2.38 Krátkodobé průměrné koncentrace arsenu v ovzduší na vybraných stanicích v roce 2012

Nikl

Jedná se o pátý nejhojnější prvek zemského jádra, i když v zemské kůře je jeho zastoupení nižší. Mezi hlavní antropogenní zdroje, které v globálu tvoří přes 60 % celkových emisí, lze řadit výrobu kovů, těžbu niklových rud a rafinaci niklu, spalování odpadu a fosilních paliv. Mezi hlavní přírodní zdroje lze řadit kontinentální prach a vulkanickou činnost [35].

Nikl se vyskytuje v atmosférickém aerosolu v několika chemických sloučeninách, které se liší svou toxicitou pro lidské zdraví i ekosystémy. Asi 70 % částic obsahujících nikl tvoří frakci menší než 10 μm, tyto částice mohou být proto transportovány na delší vzdálenosti. Asi ze 30 % se nikl vyskytuje v aerosolu s aerodynamickým průměrem větším nebo rovným 10 μm, který rychle sedimentuje v blízkosti zdroje [35].

Ze zdravotního hlediska způsobuje nikl alergické kožní reakce, může ovlivnit dýchací soustavu a obranyschopnost člověka [28, 32]. Sloučeniny niklu jsou klasifikovány dle IARC jako prokázaný lidský karcinogen, kovový nikl a jeho slitiny jsou klasifikovány jako možný karcinogen [34].

Z celkového počtu 51 lokalit, které dodaly dostatek údajů pro výpočet platného ročního průměru pro rok 2012, nebyl imisní limit překročen na žádné z nich. Nejvyšší hodnota koncentrace 6,2 ng.m^-3 byla změřena na stanici Ostrava-Mariánské hory. Mírný pokles roční průměrné koncentrace oproti předchozímu roku byl zaznamenán na více než polovině lokalit. Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací jsou uvedeny v tab. II.4.2.17.

Roční chod krátkodobých (14denních) koncentrací niklu je patrný z obr. II.4.2.40.

Tab. II.4.2.17 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací niklu v ovzduší

Obr. II.4.2.39 Roční průměrné koncentrace niklu v ovzduší v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.40 Krátkodobé průměrné koncentrace niklu v ovzduší na vybraných stanicích v roce 2012

4.2.1.8 Benzo(a)pyren

Příčinou vnosu benzo(a)pyrenu do ovzduší, stejně jako ostatních polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH), jejichž je benzo(a)pyren hlavním představitelem, je jednak nedokonalé spalování fosilních paliv jak ve stacionárních, tak i mobilních zdrojích, ale také některé technologie jako výroba koksu a železa. Ze stacionárních zdrojů jsou to především domácí topeniště (spalování uhlí a dřeva), která produkují více než 60 % z celkových emisí benzo(a)pyrenu, a spalování odpadu. Z mobilních zdrojů jsou to zejména vznětové motory spalující naftu. Mobilní zdroje jsou druhým nejvýznamnějším zdrojem emisí benzo(a)pyrenu (více než 20 %) v České republice [32, 36]. Mezi přírodní zdroje benzo(a)pyrenu patří lesní požáry a sopečné erupce, které mohou přispět k lokálním hladinám pozadí benzo(a)pyrenu [37].

Přibližně 80–100 % PAH s pěti a více aromatickými jádry (tedy i benzo(a)pyren) je navázáno především na částice menší než 2,5 μm, tedy na tzv. jemnou frakci atmosférického aerosolu PM_2,5 (sorpce na povrchu částic). Tyto částice přetrvávají v atmosféře poměrně dlouhou dobu (dny až týdny), což umožňuje jejich transport na velké vzdálenosti (stovky až tisíce km). U benzo(a)pyrenu, stejně jako u některých dalších PAH, jsou prokázány karcinogenní účinky na lidský organismus [34, 37].

V roce 2012 překročily roční průměrné koncentrace benzo(a)pyrenu imisní limit na 20 z celkového počtu 29 stanic s dostatečným počtem měření pro hodnocení. V meziročním srovnání nedošlo k významné změně, neboť v roce 2011 došlo k překročení na 23 lokalitách z 30 (s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení). Průměrná koncentrace (zprůměrováno pro všechny typy stanic, které měřily v roce 2011 i 2012) v roce 2012 byla 2,20 ng.m^-3; v roce 2011 se jednalo o hodnotu 2,12 ng.m^-3. Nejvyšší roční průměrná koncentrace v roce 2012 byla, podobně jako v předešlých letech, naměřena na průmyslové lokalitě Ostrava-Radvanice ZÚ (10,8 ng.m^-3), kde byla hodnota imisního limitu překročena téměř jedenáctinásobně. Vysokých nadlimitních koncentrací je však dosahováno i na lokalitách dopravních, ale i na pozaďových městských a předměstských.

Řada měst a obcí byla vyhodnocena, stejně jako v předchozích letech, jako území s překročeným imisním limitem (obr. II.4.2.42). V roce 2012 byl imisní limit překročen na 26,5 % plochy území ČR (v roce 2011 na 16,8 % plochy území ČR). Procento obyvatel, které bylo v roce 2012 vystaveno nadlimitní koncentraci benzo(a)pyrenu, je odhadováno na 66,26 % (v roce 2011 přibližně 60,2 %).

Je třeba mít na zřeteli, že odhad polí ročních průměrných koncentrací benzo(a)pyrenu (obr. II.4.2.42) je zatížen, ve srovnání s ostatními mapovanými látkami, největšími nejistotami plynoucími z nedostatečné hustoty měření. Na nejistotě mapy se podílí i absence měření na venkovských regionálních stanicích. Nejistotu do map však vnáší i absence měření v malých sídlech ČR, která by z hlediska znečištění ovzduší benzo(a)pyrenem reprezentovala zásadní vliv lokálních topenišť.

Průměrné roční koncentrace v porovnání s rokem 2011 mírně vzrostly na 61 % lokalit. Vývoj průměrných ročních koncentrací na jednotlivých lokalitách během let 2002–2012 je patrný z obr. II.4.2.41.

Koncentrace benzo(a)pyrenu vykazují výrazný roční chod s maximy v zimním období (v důsledku sezonních zdrojů, horších rozptylových podmínek a jednodušší konverze plyn-částice) a minimy v letním období (v důsledku konce topné sezony a chemického a fotochemického rozkladu benzo(a)pyrenu).

Nárůsty koncentrací během zimního období (obr. II.4.2.43, obr. II.4.2.44 a obr. II.4.2.50) poukazují na vliv lokálních topenišť. V roce 2012 se jednalo zejména o období leden–březen a říjen–prosinec. Maximální koncentrace v únoru korespondují se špatnými rozptylovými podmínkami v tomto měsíci. Únor byl zároveň nejchladnějším měsícem roku 2012 (podrobněji viz kapitola II.5), což mohlo přispět i k vyšší intenzitě vytápění domácností. Roční chody krátkodobých koncentrací (24hodinových jednou za 3 popř. 6 dní) benzo(a)pyrenu na lokalitách s nejvyššími ročními průměry jsou patrné z obr. II.4.2.44. Fluktuace měsíčních průměrů koncentrací pro jednotlivé typy stanic během let 2004–2012 jsou patrné z obr. II.4.2.43. Na obr. II.4.2.45 jsou znázorněny pro jednotlivé lokality pro roky 2008–2012 koncentrace benzo(a)pyrenu ve vztahu ke koncentracím částic PM₁₀, na jejichž především jemnou frakci (PM_2,5) je benzo(a)pyren navázán.

Tab. II.4.2.18 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací benzo(a)pyrenu v ovzduší

Obr. II.4.2.41 Roční průměrné koncentrace benzo(a)pyrenu v ovzduší v letech 2002–2012 na vybraných stanicích

Obr. II.4.2.42 Pole roční průměrné koncentrace benzo(a)pyrenu v ovzduší v roce 2012

Obr. II.4.2.43 Měsíční průměrné koncentrace benzo(a)pyrenu na různých typech lokalit, 2004–2012

Obr. II.4.2.44 24hod. koncentrace na stanicích s nejvyššími ročními koncentracemi benzo(a)pyrenu v roce 2012

Obr. II.4.2.45 Koncentrace benzo(a)pyrenu a částic PM₁₀ na jednotlivých lokalitách v letech 2008–2012

II.4.2.1.9 Další látky

Rtuť

Mezi hlavní antropogenní zdroje patří převážně spalování fosilních paliv, průmyslová výroba chlóru a hydroxidu sodného, metalurgie, výroba cementu a spalování odpadu. Rtuť a její sloučeniny se používají v barvářství, v bateriích a v řadě měřicích a kontrolních zařízení (teploměry) [38].

Z přírodních zdrojů (tvořících cca 60 % celkových emisí) je významné uvolňování rtuti z vodního prostředí a z vegetace, dále vulkanická činnost a odplyňování geologických materiálů. Dle odhadů je v Evropě emitováno ve formě plynné Hg⁰ asi 60 % antropogenních emisí, 30 % je emitováno jako dvojmocná plynná rtuť a jen 10 % rtuti je navázáno na částice. Většina emisí z přírodních zdrojů je ve formě plynné Hg⁰ [38].
Studie pracovní expozice ukázaly, že při vysokých koncentracích plynné rtuti může docházet k ovlivňování funkce nervové soustavy a ledvin [38]. Reálnějším problémem je fakt, že zvýšená koncentrace rtuti v ovzduší vede ke zvýšení atmosférické depozice na vodní plochy, což má za důsledek zvýšení koncentrace methylrtuti v těle sladkovodních ryb a její kumulace v potravních řetězcích [38, 39].

Ačkoliv v současné době není stanoven imisní limit pro rtuť, doporučuje česká legislativa v souladu s evropskými směrnicemi sledovat imisní koncentrace rtuti a hodnotit je z hlediska ročního aritmetického průměru.

Do databáze ISKO byla za rok 2012 dodána data o koncentraci rtuti v částicích PM₁₀ v ovzduší z lokality Košetice, kde roční průměr dosáhl hodnoty 0,016 ng.m^-3.

Tab. II.4.2.19 přináší přehled stanic měřících rtuť v ovzduší s uvedenými ročními průměrnými a maximálními 24hodinovými koncentracemi.

Tab. II.4.2.19 Stanice měřící rtuť v ovzduší s uvedenými ročními průměrnými a maximálními koncentracemi
 

Amoniak

Většina amoniaku emitovaného do ovzduší vzniká rozkladem dusíkatých organických materiálů z chovu domácích zvířat. Zbylá část amoniaku je emitována při spalovacích procesech nebo průmyslové výrobě umělých zemědělských hnojiv. Ukazuje se, že k atmosférickým emisím amoniaku přispívá také automobilová doprava (vznik amoniaku v katalyzátorech). Amoniak má dráždivé účinky na oči, kůži a dýchací cesty. Chronická expozice zvýšeným koncentracím může způsobovat bolesti hlavy a zvracení [39]. Amoniak se významně podílí na obtěžování obyvatelstva zápachem.

Stejně jako v případě rtuti, imisní limit pro amoniak není v současnosti definován v evropské ani v české legislativě. Monitoring amoniaku byl v roce 2012 provozován na 2 lokalitách. Oproti roku 2011 došlo ke snížení počtu lokalit monitorujících amoniak ze 3 na 2). Ukončeno bylo měření NH₃ na lokalitě Mikulov-Sedlec. Nejvyšší roční průměrná koncentrace byla naměřena podobně jako v roce 2011 na stanici Pardubice Dukla (5,1 μg.m^-3). Tato hodnota ovšem v porovnání s předchozím rokem mírně vzrostla (ze 4,4 μg.m^-3).

Tab. II.4.2.20 přináší přehled stanic měřících amoniak v ovzduší s uvedenými ročními průměrnými a maximálními 24hodinovými koncentracemi.

Tab. II.4.2.20 Stanice měřící amoniak v ovzduší s uvedenými ročními průměrnými a maximálními 24hod. koncentracemi

 

Elementární a organický uhlík v částicích frakce PM_2,5

Je známým faktem, že uhlík představuje významnou součást částic frakce PM_2,5 i PM₁₀ [40, 41]. Dle výsledků [41, 42] tvoří v Evropě uhlík v průměru 20–40 % frakce PM₁₀ a 25–50 % frakce PM_2,5.

Uhlík v aerosolu je rozlišován na uhlík organický (OC, z angl. Organic Carbon) a elementární (EC, z angl. Elemental Carbon). Díky svým rozličným fyzikálním a chemickým vlastnostem mají EC i OC významný vliv na klima a lidské zdraví [43, 44].

EC vzniká zejména při nedokonalém spalování fosilních paliv, a to především z dopravy ve městě. Mezi další zdroje lze řadit pálení biomasy. Tento zdroj je však mnohem méně významný a uplatňuje se především během zimy ve venkovských obydlených oblastech nebo během požárů [45]. OC může být emitován také přímo v pevné fázi, anebo vzniká sekundárně přeměnou plynu na pevné částice v atmosféře [46]. Primární OC vzniká také při spalování fosilních paliv, při spalování biomasy nebo se jedná o částice biologické povahy (např. rostlinné zbytky). Z poměru EC/OC lze usuzovat na podíl emisních zdrojů.

Uhlík ve formě EC i OC je od roku 2009 sledován ve frakci PM_2,5 na lokalitě Košetice. Výsledky měření za rok 2012 ukazuje tab. II.4.2.21. Roční průměr EC ve frakci PM_2,5 byl 0,5 μg.m^-3, roční průměr OC ve frakci PM_2,5 dosáhl v roce 2012 hodnoty 3,6 μg.m^-3.

Tab. II.4.2.21  Stanice měřicí elementární (EC) a organický (OC) uhlík v ovzduší s uvedenými ročními průměrnými a maximálními koncentracemi

II.4.2.1.10 Trendy ročních imisních charakteristik SO₂, PM₁₀, PM_2,5, NO₂, NO_x, O₃
a benzo(a)pyrenu za období 1996–2011

Trendy ročních imisních charakteristik SO₂, PM₁₀, NO₂, NO_x a O₃ v České republice za období 1996–2012, dále benzo(a)pyrenu a PM_2,5 za období 2004–2011 jsou uvedeny na obr. II.4.2.46 a II.4.2.47. Výsledné koncentrace znečišťujících látek v České republice i v aglomeracích, vztažené k jednotlivým rokům, představují průměrné hodnoty ze stanic, které měřily po celé sledované období.

V průběhu 90. let je v celé ČR patrný klesající trend ve znečištění ovzduší SO₂, PM₁₀, NO₂ a NO_x, a to zejména v důsledku výrazného poklesu emisí znečišťujících látek. V letech 1996–2000 došlo k výraznému poklesu koncentrací SO₂ (o cca 70–80 % v závislosti na imisní charakteristice) a PM₁₀ (o cca 50–60 %) – obr. II.4.2.48¹. Vývoj trendů koncentrací jednotlivých znečišťujících látek je ovlivněn poklesem emisí, změnou skladby průmyslové výroby a dopravního parku a používaných paliv, na druhou stranu velký vliv mají meteorologické a rozptylové podmínky.

Od roku 2001 byl původní klesající trend zastaven a naopak v porovnání s rokem 2000 dochází ke stagnaci až k navýšení koncentrací látek znečišťujících ovzduší (obr. II.4.2.49). Pokles emisí po roce 2000 nebyl již tak strmý jako v 90. letech 20. století (obr. I.1.1) a lze předpokládat, že kvalita ovzduší je nyní ovlivňována zejména meteorologickými a rozptylovými podmínkami během roku.

V letech 2001–2003 koncentrace SO₂, PM₁₀, NO₂ a NO_x stoupají a v roce 2003 dosahují svých maximálních úrovní, pokud hodnotíme vývoj posledních 10 let. Vysoké koncentrace znečišťujících látek v roce 2003 byly důsledkem jak nepříznivých rozptylových podmínek v únoru a prosinci, tak i podnormálního množství srážek.

V roce 2004 byl tento vzestupný trend ve znečištění PM₁₀, NO₂ a NO_x zastaven a došlo naopak k určitému poklesu koncentrací těchto látek téměř na úroveň roku 2001. V roce 2005 byl obnoven vzestupný trend ve znečištění ovzduší PM₁₀ a NO₂, v případě PM₁₀ šlo o strmější vzestup přesahující úroveň roku 2002, zvýšení koncentrací je patrné i u PM_2,5. Tento vzestupný trend byl v roce 2006 potvrzen u NO₂ a ročních koncentrací PM₁₀ (na stanicích ve městech), přičemž výraznější vzestup byl zaznamenán v případě hodinových koncentrací NO₂, a to téměř na úroveň roku 1997. 24hodinové koncentrace PM₁₀ naopak mírně poklesly. V ročních průměrech koncentrací PM_2,5 byla zaznamenána stagnace. Od roku 2003 do roku 2005 je patrný mírný pokles koncentrací SO₂. Vzestup některých imisních charakteristik v letech 2005 a 2006 byl dán zejména zhoršenými rozptylovými podmínkami.

V roce 2007 byl dosavadní kolísavý trend v úrovni koncentrací uvedených látek zastaven a došlo k výraznému snížení znečištění ovzduší SO₂, PM₁₀ (ve městech i na venkově), PM_2,5, NO₂ i NO_x ve všech sledovaných imisních charakteristikách. Nejstrmější pokles je patrný, po předchozím vzestupu, u hodinových koncentrací NO₂. Pokles koncentrací znečišťujících látek byl v roce 2007 dán příznivějšími meteorologickými a rozptylovými podmínkami, zejména v lednu a únoru. V roce 2008 pokračoval klesající trend ve znečištění ovzduší SO₂ a PM₁₀, v případě PM_2,5 se projevila spíše stagnace. Pokud se týká NO₂, v této látce se projevil mírný pokles v denních koncentracích, u NO_x mírný pokles v ročních průměrech na venkovských stanicích.

V roce 2009 byl naopak patrný vzestup znečištění ovzduší SO₂, PM₁₀, NO₂ a NO_x zhruba na úroveň roku 2007 ve všech uvedených znečišťujících látkách (kromě PM_2,5). Vzestup koncentrací uvedených znečišťujících látek v ovzduší byl dán méně příznivými meteorologickými a rozptylovými podmínkami zejména v lednu, únoru a v prosinci 2009 oproti roku 2008.

V roce 2010 růst koncentrací pokračoval, a to u všech látek ve všech imisních charakteristikách.
36. nejvyšší 24hodinové koncentrace PM₁₀ v průměru za městské a všechny stanice dosáhly nadlimitní úrovně, podobně jako roční průměrná koncentrace PM_2,5 (pro všechny stanice). Vyšší koncentrace ve srovnání s rokem 2009 byly zaznamenány i u SO₂ a NO₂, nicméně v celorepublikovém průměru zůstávají jejich úrovně hluboko pod hodnotou příslušného imisního limitu. Vzestup koncentrací znečišťujících látek v roce 2010 byl dán opakovaným výskytem nepříznivých meteorologických a rozptylovými podmínek v zimním období na začátku (leden a únor) i ke konci roku (říjen až prosinec).

V roce 2011 došlo k poklesu hodnot téměř všech imisních charakteristik. Výjimkou je 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀, která meziročně nepatrně stoupla na městských stanicích. Při podrobnější analýze je jasné, že růst na městských stanicích byl způsoben nárůstem koncentrací na stanicích městských dopravních, a to o přibližně 8 % (4 μg.m^-3) v porovnání s rokem 2011. Průměrná koncentrace na venkovských stanicích klesla pod hodnotu denního imisního limitu, koncentrace na ostatních typech lokalit zůstávají nadlimitní. Průměrná roční koncentrace PM₁₀ poklesla na městských i venkovských stanicích. Podobně průměrné roční koncentrace PM_2,5 poklesly, a to na všech typech stanicích, a dosáhly podlimitní úrovně. Koncentrace ostatních znečišťujících látek (SO₂, NO₂, NO_x) poklesly, a to ve všech imisních charakteristikách a na všech typech lokalit. Největší meziroční pokles byl zaznamenán u 4. nejvyšší 24hodinové koncentrace SO₂ a 19. nejvyšší hodinové koncentrace NO₂.

Pokles hodnot většiny imisních charakteristik pokračoval i v roce 2012. Výjimkou jsou koncentrace SO₂, u kterého byl zaznamenán nárůst 4. nejvyšší 24hodinové koncentrace, a to o necelých 9 %. Nicméně hodnota 4. nejvyšší 24hodinové koncentrace SO₂ stále leží hluboko pod imisním limitem. U ostatních imisních charakteristik a látek lze konstatovat stagnaci nebo pokles jejich trendu. Nepatrný pokles (2–3 %) byl zaznamenán u 19. nejvyšší hodinové koncentrace a roční koncentrace NO₂. Průměrná roční koncentrace PM₁₀, 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀ a průměrná roční koncentrace PM_2,5 poklesla na všech typech stanic, přičemž patrnější je pokles na stanicích dopravních. 36. nejvyšší koncentrace PM₁₀ v celorepublikovém průměru zůstává těsně pod hodnotou denního imisního limitu. Koncentrace ostatních znečišťujících látek (PM_2,5, SO₂, NO₂, NO_x) zůstávají pod hodnotou příslušného imisního limitu. Nicméně k překračování imisních limitů dochází nadále, zejména v hustě osídlených oblastech. Pravděpodobně dochází k jejich překračování i v místech, kde chybí monitoring látek znečišťujících ovzduší (malá sídla). Kolísání trendů jednotlivých znečišťujících látek je způsobeno jednak poklesem emisí, změnou skladby průmyslové výroby a používaných paliv, na druhou stranu velký vliv mají meteorologické a rozptylové podmínky.

Úrovně benzo(a)pyrenu, na rozdíl od ostatních látek, jsou v celorepublikovém průměru dlouhodobě nadlimitní, a to více než dvojnásobně. Pro koncentrace benzo(a)pyrenu je stanoven imisní limit (1 ng.m^-3). Trend koncentrací této znečišťující látky lze hodnotit od roku 2005. Nejvyšší koncentrace benzo(a)pyrenu byly naměřeny v roce 2006 (více než trojnásobné překročení hodnoty imisního limitu) v důsledku zhoršených meteorologických a rozptylových podmínek. Druhá nejvyšší koncentrace byla zaznamenána v roce 2009. Od roku 2007 koncentrace benzo(a)pyrenu kolísají; v roce 2012 v meziročním srovnání průměrná roční koncentrace opět mírně stoupla, a to o téměř 4 %. Jedná se tak o třetí nejvyšší hodnotu koncentrace za hodnocené období 2005–2012.

Přízemní ozon je znečišťující látka odlišného charakteru než výše hodnocené polutanty. Jedná se o tzv. sekundární znečišťující látku dosahující nejvyšších koncentrací v teplém období roku. V období 1996–2006 nelze u koncentrací ozonu konstatovat jasný trend – imisní charakteristiky vykazují značné výkyvy. V roce 2003 je patrný vzestup koncentrací této látky z důvodu dlouhotrvajících velmi vysokých teplot a vysokých hodnot slunečního záření. V roce 2004 koncentrace mírně poklesly pod úroveň z let 1997–2002, v roce 2005 se koncentrace dostaly naopak mírně nad hodnoty z období 1997–2002.

Naopak od roku 2006 imise ozonu klesaly kontinuálně až do roku 2009. V roce 2006 byl zaznamenán mírný nárůst koncentrací. V roce 2007 mírně poklesl průměr z 26. nejvyšších hodnot maximálních 8hodinových klouzavých průměrů. Naproti tomu však mírně stouply 76. nejvyšší hodnoty maximálních 8hodinových klouzavých průměrů za poslední 3 roky, a to především z toho důvodu, že rok 2007 byl v období duben–září teplejší (v průměru pro celou ČR o 1,2 °C) než rok 2004, který byl zahrnut do předchozího tříletého období a z hodnoceného období 2005–2007 již vypadl. V období 2006–2008 došlo k poklesu 76. nejvyšší hodnoty maximálních 8hodinových klouzavých průměrů, pravděpodobně díky poklesu koncentrace prekurzorů (NO_x i VOC). Tento pokles je patrný z grafu trendů na všech typech lokalit, patrný je pokles koncentrací i pro samotný rok 2008.

Pokles koncentrací ozonu následoval i v období 2007–2009, kdy na většině lokalit výrazně klesl počet překročení hodnoty imisního limitu 120 μg.m^-3, a také, jak je z grafu patrné, v průměru poklesla i 26. nejvyšší hodnota maximálního 8hodinového klouzavého průměru pro samotný rok 2009, stejně jako v průměru za 3 roky. Z grafu trendů jsou také patrné vyšší koncentrace na venkovských lokalitách oproti koncentracím z městských a předměstských lokalit, kde je ozon odbouráván převážně emisemi z dopravy. V roce 2010 na venkovských stanicích mírně stoupla 26. nejvyšší hodnota maximálního 8hodinového klouzavého průměru, hodnoty 3letých průměrů koncentrací opět klesly. V roce 2011 se situace zopakovala – 26. nejvyšší hodnota maximálního 8hodinového klouzavého průměru pro všechny typy stanic opět stoupla; nárůst byl zapříčiněn vzrůstem koncentrací na venkovských stanicích. Pokračuje ale klesající trend 26. nejvyšší hodnoty maximálního 8hodinového klouzavého průměru koncentrací ozonu na stanicích dopravních a koncentrací ozonu v průměru za tři roky. V roce 2012 byl naměřen nepatrný nárůst 76. nejvyšší hodnoty maximálního 8hodinového průměru přízemního ozonu; 26. nejvyšší hodnota maximálního 8hodinového klouzavého průměru v meziročním srovnání mírně poklesla na venkovských stanicích.

Obr. II.4.2.46 Trendy ročních charakteristik SO₂, NO₂, NO_x a O₃ v České republice, 1996–2012

Obr. II.4.2.47 Trendy ročních charakteristik PM₁₀, PM_2,5 a benzo(a)pyrenu v České republice, 1996–2012

Obr. II.4.2.48 Trendy vybraných imisních charakteristik SO₂, PM₁₀, NO₂ a O₃ (index, rok 1996 = 100), 1996–2012

Obr. II.4.2.49 Trendy vybraných imisních charakteristik SO₂, PM₁₀, NO₂ a O₃ (index, rok 2000 = 100) a PM_2,5 (index, rok 2004=100), 2000–2012

Obr. II.4.2.50 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací PM₁₀, NO₂, benzo(a)pyrenu a max. 8hod. klouzavý průměr O₃ v měsíci (průměry a jednotlivé stanice reprezentativní pro daný typ stanice), 2012

¹Trend vybraných imisních charakteristik je vyjádřen formou indexu, tzn. že úroveň znečištění ovzduší příslušnou látkou v letech 1996–2010 je vztažena k úrovni látky (koncentraci) v roce 1996 (ev. v roce 2000).