Atlas environmentálních témat k výukovému modulu „K4/MPV2 Poznej tajemství geografických souvislostí“ byl vytvořena v rámci projektu „Poznej tajemství vědy“. Projekt s reg. č. CZ.1.07/2.3.00/45.0019 je financován z operačního programu vzdělávání pro konkurenceschopnost a státního rozpočtu České republiky. Atlas znázorňující environmentální témata pro potřeby středoškolské výuky představuje nástroj pro vzdělávání cílové skupiny (zájemci o vědu) ve specifickém tématu v rámci přírodních a technických věd. Témata jsou v atlasu znázorněné formou mapových výstupů s doprovodným textem a také grafy, tabulkami, případně doplňujícími kartogramy a schématy. V atlasu jsou zpracovaná témata fyzickogeografických charakteristik, neživé přírody, půdních podmínek a lesů, přírody a krajiny, vodního režimu včetně povodní a znečištění ovzduší, vod a půdy, lokalizace starých zátěží v území.
Materiál vytvořil expertní tým Ústavu geoniky Akademie věd ČR, v. v. i. Studentská 1768, 708 00 Ostrava – Poruba, Česká republika Telefon: +420 596 979 111, Fax: +420 596 919 452 Web: http://www.ugn.cas.cz E-mail:
[email protected] Hlavní náplní činnosti Ústavu geoniky Akademie věd České republiky v Ostravě Porubě je studium materiálů jak přírodních, tak uměle vytvořených a výzkum procesů probíhajících v zemské kůře, především procesů vyvolaných lidskou činností a jejich účinků na životní prostředí. Na Ústavu geoniky jsou tak rozvíjeny vědní obory jako je geologie, geomechanika, báňský výzkum, fyzika, geofyzika, geochemie, aplikovaná matematika a environmentální a sociální geografie.
Garant: Mgr. Stanislav Martinát Ph.D. Autor: Mgr. Petr Dvořák Ph.D.
© Ústav geoniky Akademie věd ČR, v. v. i., 2015
2
LIDÉ A ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ V MSK Jedním z nejpalčivějších problémů Moravskoslezského kraje, a zřejmě i tím největším, je stav ovzduší a jeho znečištění. Hlavním zdrojem znečištění jsou lidské aktivity, které do ovzduší vypouští tuny plynných a tuhých škodlivin, které zpětně velmi negativně ovlivňují zdraví a kvalitu života celé populace. Hlavní zdroje znečišťování ovzduší lze obecně shrnout do čtyř následně uvedených skupin: 1. Velké průmyslové zdroje znečišťování: Moravskoslezský kraj je tradičním centrem průmyslu (těžba uhlí, hutnictví železa a ocelárny, výroba koksu, těžká chemie, strojírenství) s téměř dvě století trvající tradicí, který je navíc koncentrován v prostorově omezeném území s reliéfem vhodným pro tvorbu inverzí. Za nejvýznamnější průmyslové znečišťovatele lze označit v Moravskoslezském regionu průmysl a energetiku. Jde hlavně o hutnictví (ArcelorMittal v Ostravě Kunčicích, Třinecké železárny), strojírenství a výrobu energií (elektrárna Dětmarovice a teplárny). 2. Lokální topeniště: jsou významným zdrojem znečištění, jejich význam je dán, zejména charakterem osídlení, kterému dominuje tzv. slezská zástavba, které spojuje velkou koncentraci obyvatel a současně rozptýlenou zástavbu. Znečištění vzniká díky spalování tuhých paliv i vlivem nedovoleného spalování odpadů. 3. Doprava: sehrává čím dál větší vliv, díky zvyšující se hustotě dopravy a poloze regionu na evropsky významném tranzitním koridoru. Intenzita dopravy se neustále zvyšuje, rostou i emise škodlivin a to i přes technologický pokrok, který snižuje spotřebu pohonných hmot a omezuje škodliviny zavedením povinných katalyzátorů. Dopravně nejzatíženější jsou centra aglomerací, v případě Moravskoslezského kraje je to město Ostrava. V menších sídlech intenzita dopravy také roste, u nich se ale jako problematičtější jeví neexistence obchvatů. Celkově doprava emituje asi 30 % prachových částic. 4. Znečištění ze zahraničí: na znečištění Moravskoslezského kraje se podílí i zdroje v Polské republice. Přenos znečistění je dán průmyslovou exponovaností i sídelním systémem Dolního Slezska, který je podobný jako v ČR. V období smogových situací (tedy extrémně zvýšených hodnot znečištění ovzduší) pochází až 2/3 právě z Polska. Ovzduší v Moravskoslezském kraji, zejména v Ostravsko- karvinské aglomeraci patří mezi nejvíce znečištěné v celé České republice i v Evropě. Největší problém v současnosti představuje nadlimitní zatížení tuhými znečišťujícími látkami (jde o polétavý prach – částice označované jako PM10 a PM2,5). Nebezpečnost vysoké koncentrace těchto částic v ovzduší spočívá v jejich schopnosti snadno pronikat hluboko do dýchacího ústrojí a je umocněná i tím, že na jejich povrch jsou často navázány různé toxické látky (např. těžké kovy). Vysoké koncentrace prachu v ovzduší Moravskoslezského kraje jsou způsobeny především kombinací významných průmyslových zdrojů (46,1% emisí prachových částic), automobilové dopravy (30,7% emisí prachových částic) a lokálních topenišť (23,2% emisí prachových částic). Nejvýznamnějšími zdroji prachových části jsou tedy průmyslové zdroje, což jsou hutní provozy, teplárny, elektrárny a těžební aktivity, které se však bohužel nalézají v oblastech s nejvyšší hustotou obyvatelstva. Do těchto oblastí se soustřeďuje i většina automobilové dopravy, která je druhým nejvýznamnějším původcem znečištění prachem 3
Mapa 1: Nejvýznamnější producenti prachových částic PM 10 v Moravskoslezském kraji v roce 2012
Tabulka 1: Celkové emise v Moravskoslezském kraji za rok 2010 (dle velikostních druhů znečišťovatelů) Kategorie zdrojů
Zvláště velké a velké zdroje Střední zdroje Malé zdroje (lokální topeniště) stacionární zdroje Celkem Mobilní zdroje CELKEM
Prachové částice
SO2
NOx
CO
Těkavé organické látky
kt/rok
%
kt/rok
%
kt/rok
%
kt/rok
%
kt/rok
%
2,8 0,248
42,4 3,7
19,976 0,351
90,0 1,6
19,301 0,469
69,7 1,7
128,885 0,403
86,8 0,3
2,053 0,573
13,0 3,6
1,557
23,2
1,790
8,1
0,631
2,3
6,305
4,2
10,376
65,6
4,645 2,056 6,701
69,3 30,7 100
22,117 0,077 22,194
99,7 0,3 100
20,401 7,297 27,698
73,7 26,3 100
135,593 12,953 148,546
91,3 8,7 100
13,003 2,812 15,815
82,2 17,8 100
Zdroj. Situační zpráva k Programu snižování emisí a imisí znečišťujících látek do ovzduší Moravskoslezského kraje 2010
4
NEŽIVÁ PŘÍRODA A EKOLOGICKÉ ZÁTĚŽE ZPŮSOBENÉ TĚŽBOU NEROSTŮ Prvohory jsou geologickým obdobím, trvajícím v období zhruba před 541 mil. lety až 252 mil lety. V moravskoslezské oblasti se vyskytují prvohorní horniny, patřící k jednotce Českého masívu. Horniny usazené v tomto období ovlivnilo, zejména v devonu a karbonu, variské vrásnění. Prvohorní útvary v moravskoslezské oblasti jsou tvořeny horninami zejména z období karbonu. Nejstaršími usazeninami jsou spodnokarbonské horniny označované jako „kulm“. Jsou tvořeny rytmicky se střídajícími klastickými sedimenty, především drobami, prachovci a jílovitými břidlicemi. Tyto sedimenty se nacházejí v oblasti Nízkého Jeseníku. Nejvýznamnější horniny z hlediska průmyslového využití jsou droby, využívané zejména jako drcené kamenivo, které se dnes těží například v lomu JAKUBČOVICE a jílovce, které jsou díky výrazné břidličnaté odlučnosti těženy jako tzv. pokrývačské břidlice na výrobu střešní krytiny. Těžba těchto hornin probíhala a probíhá především v otevřených lomech a lůmcích, ale částečně jsou břidlice těženy také hlubinným způsobem, například u VÍTKOVA. V období svrchního karbonu pokračovala sedimentace především v hornoslezské pánvi. Sedimentační prostředí bylo v tomto období různé - mořské, přechodné i kontinentální. Hornoslezská pánev je naší nejvýznamnějších černouhelnou pánví, ve které je černé uhlí dodnes těženo v oblasti tzv. Ostravsko – karvinského revíru hlubinným způsobem. Přesto, že se většina slojí i v historii dobývala hlubinou těžbou, vychází několik uhelných slojí ostravského souvrství na povrch na lokalitě LANDEK. Černé uhlí je využíváno v tepelných elektrárnách, kvalitní koksovatelné černé uhlí se tradičně používá pro výrobu koksu. Druhohorní usazeniny vznikaly asi před 252 mil. lety až 66 mil. lety. V moravskoslezské oblasti nalezneme druhohorní horniny v oblasti vnějších karpatských příkrovů, které se ukládaly ve sníženinách při postupném vrásnění Karpat. Tyto horniny tvoří dnešní Moravskoslezské Beskydy. V období útvarů jura a křída nastala mocná sedimentace klastických hornin. Z hlediska průmyslového využití mají klíčový význam pískovce. Ty se v oblasti Beskyd těžily a těží v lomech jako stavební kámen, případně jako kamenivo. Godulský pískovec, těžený například na lokalitě ŘEKA, se pro svou atraktivní nazelenalou barvu využívá také jako dekorační kámen. Počátek třetihor je kladen do období před 66 mil. lety. A toto geologické období trvalo až do období před 2,58 mil. let. Ve třetihorách pokračuje sedimentace klastických hornin, tedy jílovců, prachovců a pískovců. V oblasti dnešního Opavska probíhá v nejvýchodnější části karpatské předhlubně sedimentace sádrovců. Dnes se sádrovec těží v lomu v KOBEŘICÍCH. Jedná se o jediný činný sádrovcový lom v České republice. Pro kvartér, nejmladší geologické období, je typické střídání chladných období – glaciálů – ledových dob, s obdobími teplejšími, mezi ledovými – interglaciály. V glaciálním prostředí dochází vlivem působení ledovců k mechanickému rozpadu hornin. V suchém období také k eolické činnosti, to je k akumulaci spraší, navátých písků a k ukládání písčitých štěrků v údolích a z nich vzniklých říčních teras. Dnes se kvartérní písky těží zejména jako písek pro stavební účely, výrobu betonů, malt, inženýrské stavby a pozemní komunikace. 5
KOBEŘICE LANDEK
VÍTKOV
ANDEK LANDEK LANDEK
ANDEK JAKUBČOVICE
ŘEKA LANDEK
ANDE K
LOM
HLUBINNÁ TĚŽBA
6
Staré zátěže území - plochy brownfields kolem nás V posledních dvaceti letech zažívá Moravskoslezský kraj i celá Česká republika čilý boom stavebních aktivit. Vznikají nová obchodní centra, průmyslové zóny, dopravní infrastruktura, dynamicky se také rozvíjí výstavba rodinných domů v suburbánních zónách velkých, ale i menších měst. Na druhou stranu prudce roste i počet a rozloha ploch, jež byly dříve ekonomicky využívány, aktuálně jsou však částečně či zcela opuštěné a obtížně hledají své nové využití. Tyto plochy se označují jako brownfieldy. Z jejich definice plyne, že jde o nemovitosti (pozemky, objekty, areály), které jsou nedostatečně využívány, jsou zanedbané a mohou být i kontaminované. Nejčastěji vznikají jako pozůstatek průmyslových, zemědělských, rezidenčních a vojenských aktivit. (Národní strategie regenerace brownfieldů, 2008). Takovýchto ploch bylo v České republice oficiálně nalezeno 2 355 o celkové rozloze 10 326 hektarů, nicméně jako mnohem reálnější bývá uváděn odhad 8 500 až 11 700 takovýchto ploch o celkové rozloze 27 až 38 tisíc hektarů. Brownfieldy v Moravskoslezském kraji Na území Moravskoslezského kraje bylo evidováno 236 ploch brownfieldů přesahující rozlohu 2100 hektarů, což představuje asi 0,4 % rozlohy kraje. Rozmístění brownfieldů, jejichž průměrná rozloha činí 9 hektarů, je však výrazně nevyrovnané. Většina ploch je koncentrována do ekonomického jádra regionu, jímž je ostravsko-karvinská aglomerace. Co do počtu více než třetina všech brownfields a co do rozlohy více než polovina všech brownfieldů je lokalizována v Ostravě. Nejčastější kategorií brownfieldů v Moravskoslezském kraji v závislosti na jeho předchozím využití jsou nejrůznější typy průmyslových brownfieldů (27 % z celkového počtu) a brownfieldy zemědělské (23 %), jejichž vznik úzce souvisí s dramatickými propady rozsahu zemědělských aktivit na území kraje. Velmi významně se na počtu těchto ploch podílí i nejrůznější typy skládek a odvalů (12 %) jako pozůstatek po důlních, hutnických, chemických či jiných průmyslových aktivitách. Tyto plochy společně s plochami po průmyslové výrobě jsou nejčastěji kontaminované a jejich regenerace a znovuvyužití si proto vyžádá velké množství finančních prostředků. V případě Moravskoslezského kraje byla doposud kontaminace zjištěna u 50 brownfieldů (21 %) a předpokládá se u další více než pětiny vymezených ploch brownfields. Z pohledu rozlohy jednotlivých kategorií na celkové ploše brownfieldů v kraji je ještě více zdůrazněn význam průmyslu (35 % rozlohy), skládek a odvalů (24,5 %) a hornictví (14 %), naopak zemědělské brownfieldy mají rozlohy evidentně mnohem nižší. Typem, který z pohledu rozlohy dosahuje významných hodnot, jsou brownfieldy vojenské (pouze 4 plochy, ale na 11 % rozlohy brownfieldů). Z pohledu velikostních kategorií, je zřejmé, že co do počtu nejčastěji nalezneme brownfieldy o velikosti 2-5 hektarů (28 %) a 5-10 hektarů (16 %), ale také plochy o méně než 1 hektaru (20 %).
7
Tabulka 2: Velikostní kategorie brownfieldů v Moravskoslezském kraji
počet
<1 ha
1-2 ha
2-5 ha
5-10 ha
10-20 ha
20-50 ha
50-100 ha
>100 ha
46
31
66
38
32
16
3
3
Zdroj: Vyhledávací studie brownfieldů České republiky. CzechInvest, 2007.
8
9
Voda, vodní režim a vodní elektrárny Voda je pro krajinu i samotného člověka nepostradatelná. Představuje základní podmínku existence života, jde o podstatu řady biotopů, je to významný činitel utvářející charakter krajiny a podílí se i na stabilizaci klimatu. Pro člověka je to zdroj hospodářského využití jak v primárním sektoru (zemědělství, lesnictví, rybolov), tak v sekundárních průmyslových odvětvích i v terciální sféře např. v turismu. Konec konců bez zdroje pitné vody se neobejde žádné lidské sídlo a v neposlední řadě jde o jeden z nejstarších zdrojů energie, který se člověk naučil využívat. Hydrologickou páteří Moravskoslezského kraje je řeka Odra, do níž se vlévá Opava s Moravicí, Olše a Ostravice. Vodnost řek není velká a tento fakt společně s častými povodněmi a zvýšenou potřebou pitné vody pro rostoucí počet obyvatel ostravsko-karvinské aglomerace i vzrůstajícím nárokům průmyslové výroby a potřebě stabilizace průtoků v řekách vedl ke stavbě řady vodních děl, které ovlivňují přirozený vodní režim v krajině. V Moravskoslezském kraji se větší vodní nádrže budovaly v 50 a 60. letech 20. století, poslední nádrž Slezská Harta byla dokončena v roce 1997. Nejvýznamnější jsou nádrže Šance, Morávka, Kružberk a Slezská Harta, které slouží primárně jako zdroj pitné vody. Nádrže Těrlicko, Olešná, Žermanice a Baška byly primárně určeny pro zásobování průmyslu a rekreaci. Kromě těchto velkých staveb existuje zejména na řekách Moravici, Ostravici a Opavě řada malých vodních elektráren, které vznikaly zejména v první polovině 20. století. Společenský významnou funkcí vodních nádrží, respektive malých vodních elektráren je výroba elektrické energie, která se děje využitím kinetické a potenciální energii vody. V České republice se za malou vodní elektrárnu považuje zdroj s instalovaným výkonem do 10 MW (v podmínkách Moravskoslezského kraje jde o všechny velké vodní nádrže). Malých vodních elektráren je v současnosti na našem území více než 1400, a potenciál těchto zařízení ještě není vyčerpán. Výstavba nových, anebo renovace stávajících malých elektráren však naráží na ekonomickou nevýhodnost projektů a dlouhou návratností vložených financí. (Technicky využitelný potenciál toků, využitelný v MVE, je odhadován na 1400 MWh/rok. Dnes se využívají asi dvě třetiny tohoto potenciálu, doposud nevyužitý potenciál činí asi 500 MWh/rok. V MSK jsou malé vodní elektrárny zejména na řekách Moravice, Ostravice, Opava, Odra a Olše. Celkem je zde 89 elektráren s instalovaným výkonem 16,3 MW. Nejvíce je využívána řeka Moravice s přítoky a to zejména díky vodní nádrži Šance a Kružberk. Většina malých vodních elektráren slouží jako sezónní zdroje, neboť průtoky toků, na kterých jsou zřizovány, jsou kolísavé a silně závislé na počasí a na ročním období.
10
11
