V magazínu EKO Česko máme příležitost vyzpovídat kolektiv oddělení informačních systémů kvality ovzduší ČHMÚ a udělat obecnou osvětu o kvalitě ovzduší v České republice.
ČHMÚ je zkratka Český hydrometeorologický ústav, který je ústřední státní orgán České republiky pro obory kvality ovzduší, meteorologie, klimatologie a hydrologie. Mimo jiné je zodpovědný za provoz výstražné služby včetně Smogového varovného a regulačního systému.
Obecný úvod
Jaká je současná kvalita ovzduší v České republice?
Většina imisních charakteristik látek znečišťujících ovzduší vykazuje za hodnocené období 2009–2020 klesající vývoj. Znečištění venkovního ovzduší benzo[a]pyrenem, suspendovanými částicemi frakce PM10 a PM2,5 a přízemním ozonem představuje hlavní problémy kvality ovzduší České republiky. Koncentrace výše zmíněných znečišťujících látek se závažnými dopady na lidské zdraví každoročně překračují své imisní limity na řadě lokalit České republiky. Úroveň znečištění ovzduší závisí v daném roce na množství emisí a převažujících meteorologických a rozptylových podmínkách. Některé meziroční výkyvy jsou dány meteorologickými a rozptylovými podmínkami. Na poklesu imisních koncentraci se podílí i snižování emisí díky realizovaným opatřením pro zlepšení kvality ovzduší, tj. výměnám kotlů, postupující obnově vozového parku a technickým realizacím pro snižování emisí na velkých zdrojích.
Vysvětlení základních pojmů
Co je imisní limit, který zmiňujete v odpovědi na první otázku?
Imisní limit je nejvýše přípustná úroveň znečištění stanovená na základě vědeckých poznatků za účelem zabránění nebo předcházení škodlivým účinkům na lidské zdraví nebo na životní prostředí jako celek nebo jejich snížení, které má být dosaženo ve stanovené lhůtě a která poté již nesmí být překročena. Imisním limitem se tedy rozumí nejvýše přípustná úroveň znečištění stanovená zákonem 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, v platném znění. Imisní limity jsou stanoveny pro řadu látek: suspendované částice PM10 a PM2,5, benzo[a]pyren, oxid dusičitý a oxidy dusíku, oxid siřičitý, oxid uhelnatý, těžké kovy (arsen, kadmium, nikl, olovo), benzen a přízemní ozon.
Hodnoty imisních limitů vycházejí z doporučených (směrných) hodnot Světové zdravotnické organizace (WHO), kterou byly určeny na základě řady epidemiologických studií nebo v případě bezprahově působících látek ze stanovených hodnot karcinogenního rizika. V zájmu ochrany veřejného zdraví doporučuje WHO zachování úrovně znečišťujících látek v ovzduší dokonce na nižší úrovni, než pro kterou byly nepříznivé dopady na zdraví zdokumentovány. Nicméně tyto hodnoty vycházejí ze závěrů souvisejících se zdravotními dopady znečištění ovzduší a neberou v potaz otázky týkající se technické a ekonomické proveditelnosti a další politické a sociální faktory. Z tohoto důvodu mohou být hodnoty imisních limitů stanovených legislativou vyšší, ale proces směřující ke splnění směrných hodnot WHO musí být všeobecně podporován
A co se rozumí pod pojmem emise a imise a jaký je mezi nimi rozdíl?
Pojem znečišťování ovzduší (emise) zahrnuje celou řadu procesů, při nichž dochází ke vnášení znečišťujících látek do ovzduší. Zdroje znečišťování ovzduší jsou přírodního nebo antropogenního původu, přičemž hranice mezi těmito typy není vždy úplně jednoznačná. Mezi zdroje přírodního původu se řadí sopečná činnost, požáry lesů, látky produkované rostlinami a podobně. Antropogenními zdroji jsou lidské aktivity (vytápění domácností, výroba tepla a elektřiny, doprava, průmysl, zemědělství atd.). Jednoduše řečeno, emisí se rozumí znečišťování ovzduší neboli proces vnášení znečišťujících látek do ovzduší.
Imise vzniká po fyzikálně-chemické přeměně emise v ovzduší. Imise jsou koncentrace škodlivých látek v ovzduší. Jednoduše řečeno, imisí se rozumí znečištění ovzduší (obsah látky v ovzduší, tedy její koncentrace). Znečišťující látka obsažená v ovzduší se dostává do styku s příjemcem (člověk, rostlina, zvíře, materiál) a negativně na něj působí. Imisní koncentrace v ČR jsou nejčastěji uváděny v µg∙m–3 popř. ng∙m–3, v zahraničí se často setkáváme i s uváděním imisních koncentrací v jednotkách ppb nebo ppm.
Znečišťující látkou je každá látka, která svou přítomností v ovzduší má nebo může mít škodlivé účinky na lidské zdraví nebo životní prostředí anebo obtěžuje zápachem (zákon č. 201/2012Sb., o ochraně ovzduší, v platném znění). Emisní koncentrace je měřena přímo u svého zdroje, imisní koncentrace je měřena v okolí zdroje. Úroveň imisní zátěže se zjišťuje měřením na imisních monitorovacích stanicích.
Více informací k nejproblematičtějším látkám znečišťujících kvalitu ovzduší v česku
Co jsou to suspendované částice?
Jedná se o příměsi v ovzduší pevného nebo kapalného skupenství, které díky své malé velikosti a hmotnosti v ovzduší zůstávají, nesedimentují, vznášejí se – jsou v něm rozptýleny (suspendovány). Pevnou složku suspendovaných částic v zásadě tvoří malé částečky prachu, proto se suspendované částice někdy nesprávně označují jako prachové nebo pevné částice.
Suspendované částice mohou být primárního či sekundárního původu. Primární částice jsou do ovzduší emitovány přímo, sekundární částice v ovzduší vznikají procesem konverze plyn-částice. Velikostní rozsah atmosférického aerosolu zahrnuje pět velikostních řádů – od jednotek nm po stovky µm. Tuto škálu lze na základě podobných vlastností částic rozdělit na částice jemného (částice ≤ 2,5 μm) a hrubého módu (částice ≥2,5 μm). Jemné částice jsou produkty zejména nedokonalého spalování, hrubé částice vznikají mechanicky. Suspendované částice mají široké spektrum účinků na srdečně-cévní a respirační ústrojí. Účinek závisí na jejich velikosti, tvaru a složení.
Co je benzo[a]pyren?
Benzo[a]pyren patří mezi polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH). Benzo[a]pyren, který se v ovzduší vyskytuje převážně navázán na částice, je vhodným markerem znečištění ovzduší PAH. Důvodem je jeho stabilita a relativně konstantní příspěvek ke karcinogenní aktivitě směsi PAH vázaných na částicích. Znečištění ovzduší benzo[a]pyrenem patří k hlavním problémům kvality ovzduší v ČR. Do ovzduší se dostává především z lokálního vytápění domácností, které se na emisích benzo[a]pyrenu podílí v celorepublikovém měřítku okolo 98 %. PAH představují skupinu látek, z nichž řada má toxické, mutagenní či karcinogenní vlastnosti. Samotný benzo[a]pyren je klasifikován jako prokázaný lidský karcinogen.
V souvislosti s letním obdobím častěji slýchávám pojem „přízemní ozon“. Co je přízemní ozon a proč je přízemní ozon problémem hlavně v létě a čím nám škodí?
Přízemní ozon (O3) je sekundární znečišťující látka bez vlastního emisního zdroje, vzniká jako součást letního fotochemického smogu. Vzniká za účinku slunečního záření soustavou reakcí zejména mezi NOx, VOC a kyslíkem. Velký význam však mají také meteorologické podmínky. Obecně platí, že koncentrace přízemního ozonu narůstají se vzrůstající intenzitou slunečního záření a teplotou a naopak klesají se zvyšující se relativní vlhkostí vzduchu. Zvýšené koncentrace přízemního ozonu jsou typické zejména pro letní období (duben─září), mohou se ale objevit i v zimním období. Na vině je nejspíš klimatická změna a paradoxně stále čistější ovzduší – tzn. zejména pokles emisí oxidů dusnatého, který dokáže ozon odbourat. Hlavní účinek ozonu na lidský organizmus je dráždivý. Dráždí oční spojivky, nosní sliznice a průdušky. Podle Evropské agentury pro životní prostředí a Světové zdravotnické organizace krátkodobé studie ukazují, že koncentrace O3 mohou mít nepříznivé účinky na funkci plic vedoucí k jejich zánětu a respiračním problémům. Ve vyšších koncentracích dojde drážděním dýchacích cest k jejich zúžení a ztíženému dýchání. Zvýšeně citlivé vůči ozonu jsou osoby s chronickými obstrukčními onemocněními plic a astmatem. Vyšší koncentrace ozonu jsou spojovány se zvýšením denní úmrtnosti. Vedle škodlivého přízemního ozonu v troposféře atmosféry existuje i stratosférický ozon, který se nachází asi třicet kilometrů nad zemským povrchem (tzv. ozonová vrstva). Díky němu existuje na Zemi život, protože pohlcuje nebezpečné ultrafialové záření a další škodliviny z atmosféry.
Další látky a měření
Které další znečišťující látky v ovzduší ČHMÚ sleduje?
Kromě látek, pro které je stanoven imisní limit (SO2, NO2, CO, benzen, PM10, PM2,5, benzo[a]pyren, Pb, As, Cd, Ni, O3, NOX), je v rámci Státní sítě imisního monitoringu měřeno i mnoho dalších látek důležitých pro ochranu životního prostředí (amoniak, některé ionty, elementární a organický uhlík, skupina aromatických uhlovodíků, těkavé organické látky, persistentní organické látky, plynná rtuť atd.).
Jak vypadá síť měřicích stanic?
Měřicí síť je nejhustší v oblastech s nejvyššími koncentracemi škodlivin, nicméně pokrývá celou ČR. Páteřní sítí monitorovacích stanic je Státní síť imisního monitoringu (SSIM), kterou provozuje ČHMÚ. Její součástí jsou jak stanice automatizovaného imisního monitoringu (AIM), tak i stanice manuálního imisního monitoringu (MIM). Zatímco stanice AIM vyhodnocují koncentrace v on-line režimu a údaje jsou dostupné do 15 minut po naměření, tak ze stanic MIM jsou odebrané vzorky analyzovány v laboratořích ČHMÚ. Státní síť imisního monitoringu je doplněna monitorovacími stanicemi dalších organizací, jejichž měření je rovněž využíváno při hodnocení kvality ovzduší.
Počet imisních monitorovacích stanic základních znečišťujících látek vybraných organizací, jejichž údaje jsou uloženy v ISKO, se od roku 1969 průběžně měnil. Nejvíce stanic bylo v provozu v 80. a 90. letech minulého století.
V roce 2015 došlo k zásadní inovaci Státní sítě imisního monitoringu (SSIM), největší od vybudování celorepublikového automatizovaného imisního monitoringu v první polovině 90. let minulého století. ČHMÚ realizoval v rámci Operačního programu Životní prostředí projekt komplexní obnovy techniky pro sledování a hodnocení kvality ovzduší na celém území ČR. Úspěšná realizace projektu umožnila ČHMÚ i nadále zachovat vysokou úroveň sledování a hodnocení kvality ovzduší v ČR a dále zpřesnit a rozvinout klíčové aktivity v této oblasti. Po roce 2015, kdy došlo k zásadní inovaci rozvoje Státní sítě imisního monitoringu (SSIM), pokračovaly další realizace v obnově a v modernizaci sítě v následujících letech. Veškerá obnovená a nově pořízená technika je v rámci Operačního programu Životního prostředí pravidelně a opakovaně posuzována a je rozhodováno o její další obnově, zachování s rozšiřování.
Smog a informace o kvalitě ovzduší
Kdy dochází nejčastěji ke smogovým situacím?
Rozlišujeme smogové situace letního a zimního typu. Letní smogové situace s vysokými koncentracemi přízemního ozonu se vyskytují za horkého a suchého počasí v teplé polovině roku, nejčastěji od začátku dubna do konce září. Zimní smogové situace, spojené s vysokými koncentracemi zejména suspendovaných částic, se nejčastěji pozorují v chladném období od října do března roku následujícího. Výjimečně se mohou objevit vysoké koncentrace suspendovaných částic i mimo toto období.
Je při zimním smogu vždy mlha?
Výskyt smogu je velmi často provázen mlhou. I samotné slovo „smog“ vzniklo jako složenina anglických slov „smoke“ ─ kouř a „fog“ ─ mlha. Inverze, která v oblastech s výskytem zdrojů znečištění ovzduší způsobuje hromadění škodlivin, bývá spojena s poklesem teploty a kondenzací vodní páry, tedy se vznikem mlhy, a ve vrstvě pod inverzí se hromadí nejen škodliviny, ale i vodní pára. Proto jsou při inverzi dosti často vhodné podmínky jak pro vznik mlhy, tak pro zvyšování koncentrací škodlivin. Avšak i vysoké koncentrace škodlivin mohou podporovat vznik mlhy. Znečištěný vzduch obsahuje značné množství kondenzačních jader, která jsou silně hygroskopická, to znamená, že na nich dochází ke kondenzaci vodní páry i při vlhkosti pod 100 procent. Proto se v oblastech se silným znečištěním ovzduší mlhy vyskytují častěji a jsou hustší než jinde.
To se týká například Londýna a jeho proslulých mlh do zhruba 50. let 20. století nebo severozápadních Čech o něco později. Po výrazném omezení zdrojů znečištění se v obou těchto oblastech četnost i hustota mlh snížila. Souběh mlhy a smogu je tedy častý, ale není nezbytný. V čistých oblastech se samozřejmě vyskytují mlhy bez smogu, ale i v průmyslových oblastech se při vysoké vlhkosti může krátkodobě vyskytnout mlha, při které jsou jen lehce zvýšené koncentrace škodlivin. Naopak při velmi suchém vzduchu i při déletrvající inverzi a vysokých koncentracích škodlivin v ovzduší se nemusí mlha vytvořit, a smog je pak provázen slunečným počasím, jen s poněkud sníženou dohledností. Tato situace je nepříjemná tím, že si člověk při pohledu na slunečné počasí ani neuvědomí, že by mohl být problém s ovzduším.
Kde najdu informace o stavu znečištění ovzduší?
Aktuální informace jsou na portálu ČHMÚ, záložka Ovzduší, odkaz Aktuální hod. přehled. Na portálu ČHMÚ lze najít i měsíční a roční vyhodnocení kvality ovzduší na území České republiky, informace o příslušné legislativě a o imisních limitech, o kvalitě ovzduší v regionech, o rozptylových podmínkách a mnoho dalšího.
Co je index kvality ovzduší a k čemu slouží?
Index kvality ovzduší představuje souhrnnou informaci o kvalitě ovzduší na konkrétní měřicí lokalitě. Index kvality ovzduší je jednoduchý a srozumitelný ukazatel, který komplexně charakterizuje kvalitu ovzduší s ohledem na zdravotně podložená doporučení Světové zdravotnické organizace. Výpočet indexu je nově založen na současném vyhodnocení tříhodinových klouzavých koncentrací oxidu siřičitého (SO2), oxidu dusičitého (NO2) a suspendovaných částic (PM10). V letním období (1. 4.–30. 9.) se navíc hodnotí i 3hodinové klouzavé koncentrace přízemního ozonu (O3). 3hodinový klouzavý průměr dle doporučení Státního zdravotního ústavu lépe vystihuje potenciální dopad znečištěného ovzduší na zdraví obyvatel. Index shrnuje stav ovzduší do jednoho čísla, které lze jednoduše interpretovat. Výhodou indexu kvality ovzduší je jeho jednoduchost a přehlednost. Základní dělení je trojstupňové a odpovídá barvám semaforu
Zelená barva představuje velmi dobrou až dobrou kvalitu ovzduší a jedná se o ideální podmínky pro pobyt venku. Oranžová barva odpovídá přijatelné kvalitě ovzduší, kdy je již doporučeno omezení venkovních aktivit, zatímco červená barva označuje zhoršenou až špatnou kvalitu ovzduší a venkovní aktivita se nedoporučuje. Každý stupeň barevně rozlišuje další dva podstupně v závislosti na dopadu na citlivé skupiny obyvatel. Pro každý stupeň, resp. podstupeň, jsou pak uvedeny i konkrétní rady a doporučení SZÚ k zajištění ochrany lidského zdraví.
Jak chránit své zdraví v případě, že IKO ukazuje na přijatelnou až zhoršenou kvalitu ovzduší?
Doporučení SZÚ ke snížení expozice znečišťujícím látkám a ochraně zdraví zní následovně:
Pro citlivé a ohrožené skupiny obyvatelstva může přijatelná kvalita ovzduší (stupeň 2A) představovat nepatrné riziko vzniku obtíží pro velmi malý počet lidí, kteří jsou mimořádně citliví na znečištění ovzduší. Není třeba měnit své obvyklé venkovní aktivity, pokud nezaznamenáte příznaky, jako je kašel a dráždění krku. Obecná populace nemusí své venkovní aktivity omezovat. Při přijatelné kvalitě ovzduší (stupeň 2B) by citlivé a ohrožené skupiny obyvatelstva měli zvážit snížení nebo odložení/přesunutí namáhavých činností venku, zejména pokud se zhorší jejich zdravotní stav nebo se objeví příznaky, jako je kašel a dráždění v krku. Obecná populace nemusí měnit své obvyklé aktivity venku.
Při zhoršené kvalitě ovzduší by citlivé a ohrožené skupiny obyvatelstva měli omezit namáhavé činnosti zejména ve venkovním prostředí, zvláště pokud se zhorší jejich zdravotní stav nebo se objeví příznaky jako je kašel a podráždění krku. Astmatici a lidé s chronickým onemocněním mohou mít potřebu častějšího použití úlevového léku. Všichni starší lidé a děti by měli omezit fyzickou aktivitu. Ostatní populace by měla zvážit snížení nebo odložení/přesunutí namáhavé činnosti venku, pokud se objeví příznaky, jako je kašel a podráždění krku
Při špatné kvalitě ovzduší by citlivé a ohrožené skupiny obyvatelstva měli zkrátit pobyt venku a vyhnout se při tom fyzické námaze. Astmatici a lidé s chronickým onemocněním mohou mít potřebu častějšího použití úlevového léku. Ostatní populace by měla omezit nebo odložit namáhavé činnosti venku, zvláště když zaznamená jakékoliv nepříjemné pocity a příznaky, jako je dráždění v krku, pálení očí kašel apod.