Podle nejnovějších odhadů Světové zdravotnické organizace (World Health Organization, WHO) umírá ročně na následky špatné kvality ovzduší až 4,2 milionů lidí. Přímou příčinou smrti bývá nejčastěji rakovina plic či chronická dýchací onemocnění. V tomto článku se podíváme, jaká jsou stanoviska právě WHO v souvislosti s kvalitou ovzduší a proč se touto problematikou zabývat.
Jako klíčový identifikátor kvality ovzduší je WHO brána koncentrace suspendovaných částic PM2,5, tedy částic s aerodynamickým průměrem do 2,5 µm. Tyto částice jsou nebezpečnější než například částice PM10 právě kvůli své menší velikosti a s tím spojeným pronikáním hlouběji do dýchacího systému.
WHO stanovuje doporučenou koncentraci PM2,5 10 µg/m3 jako roční průměr. Bohužel tato hodnota na drtivé většině obydlených míst na Zemi s největší pravděpodobností není dodržována, pokud budeme vycházet z nejnovějších odhadů, pak 91-92 % populace žije v oblastech, kde jsou koncentrace vyšší než doporučené – což bohužel, jak si ukážeme, platí i pro Českou republiku.
Téměř 90 % úmrtí přisuzovaných špatné kvalitě ovzduší jsou zaznamenávána v zemích s nízkým, či středním HDP a až 2/3 se odhadují v zemích Jihovýchodní Asie a oblasti Západního Pacifiku. Existují skupiny osob, které jsou ke znečištění ovzduší náchylnější – především děti, starší osoby a osoby s některými zdravotními obtížemi (astma apod.). Celosvětově jsou podle WHO hlavními antropogenními zdroji doprava, lokální vytápění, spalování odpadu, uhelné elektrárny a průmyslové podniky.
Některá další fakta WHO ohledně dopadů znečištění ovzduší na lidské zdraví říkají, že je toto znečištění zodpovědné za:
- 29 % úmrtí a onemocnění rakovinou plic
- 17 % úmrtí a onemocnění akutní infekcí dýchacího traktu
- 24 % úmrtí na následky infarktu
- 25 % úmrtí a onemocnění ischemickou chorobou srdeční
- 43 % úmrtí a onemocnění chronickou obstrukční plicní nemocí
V České republice jsou nejčastěji překračovány imisní limity suspendovaných částic (především 24h imisní limit pro PM10) a polycyklického aromatického uhlovodíku benzo[a]pyrenu.
Znečištění ovzduší je velmi významným environmentálním rizikem pro zdraví a snížení koncentrací znečišťujících látek v ovzduší může výrazně snížit počet pacientů či dokonce obětí infarktu, kardiovaskulárních chorob, rakovin plic a jak chronických, tak akutních onemocnění dýchací soustavy, včetně astmatu.
Ovzduší není ohraničená entita, proto znečištění v jedné zemi či oblasti má vliv i na okolní oblasti, které jinak můžou mít relativně malý podíl na znečišťování ovzduší. Mělo by proto být v zájmu všech snažit se proti znečišťování ovzduší „bojovat“ všemi dostupnými prostředky. Na znečišťování ovzduší se podílí jak jednotlivci (způsob vytápění, způsob dopravy apod.), tak větší zdroje emisí, například průmyslové podniky.
Suspendované částice (Particulate Matter, PM)
PM ovlivňují zdraví osob více než kterákoliv jiná znečišťující látka (WHO). Skládají se z komplexní směsi pevných a kapalných částic jak organických, tak anorganických látek suspendovaných v ovzduší. Čím menší je velikost částic, tím hlouběji můžou pronikat dýchacím systémem a jsou proto nebezpečnější. Chronická expozice PM přispívá k riziku rozvoje kardiovaskulárních a dýchacích poruch, či dokonce rakovině plic.
Měření PM se většinou udávají jako jejich denní a roční průměr v µg/m3. Dopad na lidské zdraví můžou mít i relativně velmi nízké koncentrace PM v ovzduší. Nebyl identifikován žádný práh (bezpečná spodní hranice), pod kterým by již nebyly koncentrace PM vůbec nebezpečné. Je proto žádoucí snažit se snížit koncentrace PM na co nejmenší hodnotu (zcela nulové hodnoty však docílit nejde, protože i kdyby byly zcela redukovány všechny antropogenní zdroje, což je v praxi nemožné, existují i zdroje přírodní).
Doporučované hodnoty WHO:
PM2,5 (jemná frakce)
- roční průměr: 10 µg/m3
imisní limit v ČR: 25 µg/m3 - 24h průměr: 25 µg/m3
imisní limit v ČR: nestanoven
PM10 (hrubá frakce)
- roční průměr: 20 µg/m3
imisní limit v ČR: 40 µg/m3 - 24h průměr: 50 µg/m3
imisní limit v ČR: 50 µg/m3
WHO odhaduje, že snížení průměrných ročních koncentrací PM2,5 ze 35 na 10 µg/m3 by vedlo ke snížení úmrtnosti v důsledku špatné kvality ovzduší o 15 %. Zároveň odhaduje, že i ve městech EU s koncentracemi splňujícími doporučované hodnoty PM se lidé v průměru dožívají o 8,6 měsíce méně, než v případě nulových antropogenních koncentrací PM.
Přízemní ozon (O3)
O přízemním ozonu jsme již v blogu psali dříve.
Doporučované hodnoty WHO:
- 8h průměr: 100 µg/m3
Přízemní ozon nemá svůj přímý zdroj, vzniká fotochemickými reakcemi oxidů dusíku (NOx) a těkavých organických látek (VOC). Nejvyšší koncentrace přízemního ozonu jsou měřeny za jasných, teplých dní. Vysoké koncentrace můžou způsobovat problémy s dýcháním, způsobovat problémy astmatikům, snižovat funkci plic a způsobovat jejich různá onemocnění.
Oxid dusičitý (NO2)
Doporučené hodnoty WHO:
- roční průměr: 40 µg/m3
imisní limit v ČR: 40 µg/m3 - hodinový průměr: 200 µg/m3
imisní limit v ČR: 200 µg/m3
Hlavními antropogenními zdroji NO2 v ovzduší jsou jednoznačně spalovací procesy (doprava, vytápění, získávání energie). Ve vyšších koncentracích se jedná o toxický plyn způsobující významné záněty dýchacích cest. Při dlouhodobé expozici můžou vysoké koncentrace vyvolávat symptomy bronchitidy a astmatu.
Oxid siřičitý (SO2)
Doporučené koncentrace WHO:
- 24h průměr: 20 µg/m3
imisní limit v ČR: 125 µg/m3 - 10minutový průměr: 500 µg/m3
imisní limit v ČR: nestanoven
Vysoké koncentrace můžou způsobovat dýchací obtíže již po přibližně 10minutové expozici. Potenciálně nebezpečné koncentrace se ukázaly být ještě nižší, než se v minulosti předpokládalo. Tento bezbarvý a štiplavě zapáchající plyn vzniká při spalování fosilních paliv a tavení rud obsahujících síru. Hlavním antropogenním zdrojem je spalování fosilních paliv obsahujících síru. Kromě poruch dýchacího systému dráždí SO2 sliznice. Při spojení s vodou pak vytváří kyselinu sírovou – hlavní součást tzv. kyselých dešťů, které poškozují ekosystémy.
Česká republika
Na začátku článku jsme si řekli, že se podíváme i na to, jak si v porovnání s doporučeními WHO vede Česká republika. Vycházet budeme z nejnovějších dostupných dat, tedy za rok 2017.
Suspendované částice PM10
Imisní limit pro roční průměr v ČR má hodnotu 40 µg/m3. Ten byl překročen na dvou stanicích (Ostrava-Radvanice ZÚ a Věřňovice), obě v Moravskoslezském kraji (1,4 % stanic s dostupnými daty). Doporučení WHO je však hodnota 20 µg/m3. Pokud bychom se podívali na data z dostupných 146 stanic, pak koncentrace pouze 39 z nich by tento limit splnily (26,7 %).
Imisní limit pro 24h koncentraci má hodnotu 50 µg/m3 a smí být překročen maximálně 35x za rok. Ze 143 stanic s dostupnými daty byly koncentrace více než ve 35 případech vyšší než imisní limit na celkem 50 stanicích (35,0 % stanic).
Suspendované částice PM2,5
Imisní limit pro roční průměr v ČR má hodnotu 25 µg/m3. V roce 2020 dojde ke snížení na 20 µg/m3. WHO pak doporučuje hodnotu ještě výrazně nižší – 10 µg/m3. V roce 2017 byla hodnota 25 µg/m3 překročena na 10 stanicích, všechny v Moravskoslezském kraji, v čele s Věřňovicemi (32,1 µg/m3, jediná stanice s ročním průměrem koncentrací nad 30 µg/m3). Imisní limit byl tedy v roce 2017 překročen na 12,7 % stanic. Pokud by již platil imisní limit pro rok 2020, překročily by ho koncentrace na 26 stanicích (32,9 %). WHO doporučovaný limit 10 µg/m3jako roční průměr by ze 79 stanic s dostupnými daty splnily koncentrace pouze tři (Svratouch, Bílý Kříž a Churáňov), tedy 3,8 % stanic s dostupnými daty za rok 2017.
Oxid dusičitý
Imisní limit pro roční průměr má hodnotu shodnou s doporučovanou hodnotou WHO, tedy 40 µg/m3. Tento limit překročily koncentrace na čtyřech výhradně dopravních stanicích v Praze a Brně (Praha 2-Legerova (hot spot), Brno-Úvoz (hot spot), Praha 5-Smíchov a Brno-Svatoplukova).
Oxid siřičitý
Imisní limit pro 24h koncentraci má v České republice hodnotu 125 µg/m3a může být překročen maximálně 3x za rok. V roce 2017 nebyl tento limit překročen na žádné ze 61 stanic s dostupnými daty. Nejvyšší naměřená 24h koncentrace byla naměřena na stanici Petrovice u Karviné (109,3 µg/m3). WHO uvádí maximální 24h doporučenou hodnotu jako 20 µg/m3. Takto nízká hodnota nebyla ani jednou překročena pouze na 15 stanicích (24,6 % stanic).
Pro doplnění uveďme ještě několik údajů k překročení imisních limitů v roce 2017. Ze čtyř těžkých kovů s platným imisním limitem (arsen, nikl, kadmium a olovo) byl imisní limit pro roční průměr překročen pouze u arsenu a to pouze na jedné stanici (Kladno-Švermov), kde byla koncentrace přesně rovna imisnímu limitu (6,0 ng/m3).
Kromě PM je velmi problematickou látkou po stránce znečišťování ovzduší v České republice také polycyklický aromatický uhlovodík benzo[a]pyren, jehož koncentrace byly v roce 2017 překročeny na 25 stanic ze 38 s dostupnými daty, tedy více než na polovině stanic (65,8 %). Hlavní zdroj vysokých koncentrací benzo[a]pyrenu představuje v České republice zcela jednoznačně lokální vytápění. Na některých stanicích jsou navíc koncentrace několikanásobně vyšší, než jaké stanovuje imisní limit. Ten má pro roční průměr hodnotu 1,0 ng/m3. Vůbec nejvyšší roční průměrná koncentrace benzo[a]pyrenu byla v roce 2017 naměřena na stanici Ostrava-Radvanice (ZÚ) (9,6 ng/m3), dále Ostrava-Radvanice OZO (4,5 ng/m3) a Český Těšín – autobusové nádraží (4,4 ng/m3). Naopak nejnižší roční průměrná koncentrace byla v roce 2017 zaznamenána na stanici Bílý Kříž (0,5 ng/m3) a na observatoři v Košeticích (0,5 ng/m3).
Ač se tedy koncentrace znečišťujících látek především koncem 90. let a začátkem tisícíletí v České republice výrazně snížily (např. SO2), jsou často stále na řadě stanic vyšší, než jaké doporučuje WHO. Ne vždy pak také tyto doporučované hodnoty reflektují platné české imisní limity.
Rád si ve volném čase hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout.
Jsem autorem řady webových stránek věnovaných životnímu prostředí, například stránek a obsahu stránek infoviz.cz, na které najdete stovky infografik věnovaných tématům z oblasti počasí, klima, vody, kvality ovzduší a životnímu prostředí obecně. Dále jsem vytvořil stránky envidata.cz, kde jsou k dispozici tisíce analýz různých datových sad věnovaných právě počasí, klima, vodě a kvalitě ovzduší, a to jak pro ČR, tak globálně. Vytvořil jsem také tyto stránky enviblog.cz nebo rozcestník o kvalitě ovzduší na ovzdusi.cz.
Pracuji jako vedoucí oddělení kvality ovzduší na ČHMÚ Brno a jsem členem výboru České meteorologické společnosti.
Dobrý den, líbí se mi váš web zaměřený na kvalitu ovzduší. Články jsou velice pěkně a srozumitelně propsané.
Bohužel je do očí bijící špatná kvalita ovzduší v Brně. Jelikož bydlím ve středu města, tak se o kvalitu ovzduší také zajímám.
Již jsem se snažila dát letos do projektu Dáme na Vás podnět na zlepšení ovzduší v Brně. Šlo o oslovením radnice města Brna aby zajistili větší kontrolu se spoluprací PČR v kontrole automobilů a jejich emisí. Řešení bylo dosti jednoduché a jistě i finančně nenáročné avšak bylo smeteno ze stolu že nelze realizovat. Dále jsem dávala příklad z různých evropských zemí kde mají zakázán vjezd do města auta starší jak 12 let či kde jsou auta označena značkami které určují jak škodí ovzduší a v rizikových dnech mají auta nejvíce škodící zakázán vjezd do města.
Návrhy byly však smeteny ze stolu.
Mám pocit že radnici města Brna tento problém nezajímá jelikož z něj nemá žádný profit avšak nedořešené rezidenční parkování je v obrovské rychlosti zrealizováno…jelikož přináší městu finance.
Chtěla jsem se zeptat zda jsou nějaké nové nápady jak zlepšit kvalitu ovzduší v Brně a zda je možné pro to něco udělat?
Děkuji za odpověď Králová
Vážená paní Králová,
problém kvality ovzduší je velmi komplexní. Ve Vašem dotazu zmiňujete v podstatě výhradně dopravu. Paradoxně však doprava zdaleka není hlavním zdrojem znečištění – s výjimkou NO2, které však na drtivé většině stanic imisní limity nepřekračuje. Hlavním problémem jsou momentálně suspendované částice a benzo(a)pyren, jejichž limity jsou překračovány v celé republice. Pokud se podíváme na zdroje těchto znečišťujících látek, tak: benzo(a)pyren – 98,3 % lokální topeniště, PM10 – 57,2 % lokální topeniště, PM2,5 – 74,1 % lokální topeniště. Zbylá procenta je dohromady veškerý průmysl, doprava atd.
Co se týče například nízkoemisních zon – jejich vliv je sporný. V některých městech pomohly, v některých naopak. Dám příklad – pokud je zona velmi malá, tak se do ní stejně dostávají emise z okolí, ovzduší „nemá hranice“. A může to vést k tomu, že lidé musí zonu objíždět, absolvují tedy delší cestu, spotřebují více paliva, vyloučí více emisí a tady například může být ten negativní vliv takové zony.
Zimní smogové situace v Brně jsou dány prakticky výhradně špatnými rozptylovými podmínkami a tady nepomůže ani redukce dopravy. Znečišťujících látek není více, ale drží se a kumulují u země.
ČHMÚ aktivně spolupracuje s Magistrátem města Brna, který vlastní přibližně polovinu stanic v Brně, proto bych se chtěl zastat MMB, že pro kvalitu ovzduší nic nedělá.
Co by pomohlo co se týče dopravy – a toto je čistě můj subjektivní názor – by bylo především zlepšit plynulost dopravy, například lepším plánováním uzavírek apod. Plynulost dopravy má velmi velký vliv a tady vidím v Brně velký potenciál na zlepšení. Samozřejmě obměna vozového parku také pomáhá. Výfukové emise ale dle různých zdrojů netvoří ani polovinu celkových emisí vozů – zbytek je otěr z pneumatik, brzdových destiček, vozovky, resuspenze apod. Takže v tomto směru nelze zdaleka říci, že by například elektromobily měly nulové emise.
České republice jako celku by momentálně (viz výše) nejvíce pomohla obměna kotlů, šíření informací o správném typu a způsobu topení apod. Velké zdroje (např. průmyslové podniky) se kontrolují a regulují relativně snadno. Malé zdroje, tedy myšleno především domácnosti, se regulují velmi špatně, naráží se tady na zákon o ochraně osobní svobody apod.
Abych Vás nakonec trochu potěšil, v dlouhodobém hledisku se imisní koncentrace v ČR snižují. Stejně tak se ale postupně zpřísňují imisní limity, proto tu stále máme překračování limitů. Jistě je zde ale potenciál nadále ovzduší v ČR zlepšovat.
Během Vánoc bychom zde rádi publikovali několik článků o KO v roce 2018 a obecně o různých zdrojích znečištění.