Česká zemědělská univerzita v Praze Provozně ekonomická fakulta Doktorská vědecká konference 7. února 2011
T T THINK TOGETHER
Think Together 2011 Analýza znečištění ovzduší na základě vícerozměrné statistické analýzy Analysis of air pollution based on multivariate statistical analysis
Petra Bubáková
11
Abstrakt Článek se zabývá analýzou znečištění ovzduší v České republice. Prostřednictvím ex-post analýzy je vyhodnocen vývoj emisí okyselujících látek a emisí prekurzorů ozonu. Situace znečištění ovzduší v jednotlivých krajích je hodnocena na základě metod vícerozměrné statistické analýzy, konkrétně pomocí shlukové analýzy. Dle výsledků ex-post analýzy došlo od roku 1990 ke snížení emisí okyselujících látek o 80 % a emisí prekurzorů ozonu o 57 %. Na začátku 21. století došlo ke zpomalení poklesu emisí. Hlavními zdroji těchto látek je veřejná energetika, doprava a v případě okyselujících látek i zpracování mrvy. Na základě shlukové analýzy provedené na datech z roku 2008 bylo zjištěno, že nejhorší situace znečištění ovzduší je v krajích Hl. město Praha a Moravskoslezský. Na druhém místě je kraj Ústecký, který vytvořil jeden vlastní shluk. Kraje Středočeský, Karlovarský a Pardubický patří na třetí místo z hlediska znečištění ovzduší. Nejméně znečištěné jsou potom zbývající kraje.
Klíčová slova Emise, znečištění ovzduší, okyselující látky, prekurzory ozonu, shluková analýza.
Abstract The paper deals with the analysis of air pollution in the Czech Republic. The development of emissions of acidifying substances and emissions of ozone precursors is evaluated by the ex-post analysis. The situation of the air pollution in regions is evaluated by using methods of multivariate statistical analysis, more precisely, by the cluster analysis. On the base of the ex-post analysis emissions of acidifying substances decreased Think Together 2011
by 80 % and ozone precursors decreased by 57 % in comparison with 1990. At the beginning of the 21st century there has been a slowdown of the reduction of emissions. The main sources of emission are public energy, transport and in case of acidifying substances the processing of manure. According to the cluster analysis performed on data from 2008 the worst situation of the air pollution is in regions Hl. město Praha and Moravskoslezský. The region Ústecký is on the second place and creates one cluster. Regions Středočeský, Karlovarský and Pardubický are on the third place in the air pollution. The other regions are the least polluted.
Key Words Emissions, air pollution, precursors, cluster analysis.
acidifying
substances,
ozone
ÚVOD Nedílnou součástí světa kolem nás je příroda a její složky. S rozmachem vědy, výzkumu a především techniky došlo k mnohonásobnému nárůstu ekonomické výkonnosti a zvýšení materiální kvality života. Ruku v ruce ale roste také vliv lidské civilizace na přírodní procesy. S růstem populace roste spotřeba přírodních zdrojů, změnilo se složení ovzduší, došlo k redukci ozónové vrstvy, snížila se biologická rozmanitost atd. V současnosti se mluví o tak zvaném antropocénu, novém geologickém období, ve kterém se rozhodující přírodní silou stali lidé. Setkáváme se s názory, že si lidé dokázali podmanit planetu. Zásadním způsobem se změnily oproti minulosti vývojové trendy včetně jejich rychlostí. Někteří autoři upozorňují na současný stav a důležitost změn a poukazují, že s využíváním planety a jejích zdrojů vzniká také zodpovědnost chránit planetu a tudíž přírodu a její složky. Existují různé Dostupné z: http://www.thinktogether.cz/
názory na vztah člověka a přírody. Od názorů kde je příroda brána pouze jako nástroj až k přístupu ekocentrickému, kde má příroda vlastní samostatná práva. Ať už se řadíte mezi jakýkoli proud názorů, nelze nijak popírat, že problematika životního prostředí a jeho ochrany je aktuálním tématem řešená nejen na úrovni národní, ale i mezinárodní. V rámci životního prostředí a jeho ochrany je zkoumáno a řešeno mnoho oblastí, jako je např. změna klimatu, znečištění ovzduší, biodiverzita, odpady a další. Tento článek se zabývá znečištěním ovzduší, jelikož se jedná o jednu z problematik aktuálně zkoumaných. Práce se zaměřuje pouze na znečištění ovzduší a jeho kvalitu a ne na téma změny klimatu. Obě témata jsou vzájemně provázaná, jelikož některé z emisí škodlivých látek mají vliv jak na ovzduší tak i na klima. Přesto se ale jedná o rozdílné kapitoly a je tedy zapotřebí k nim přistupovat v některých oblastech odlišným způsobem. Mezi hlavní látky v České republice, které znečišťují ovzduší, patří oxid uhelnatý (CO), oxid siřičitý (SO2), oxidy dusíku (NOx), amoniak (NH3), tuhé znečišťující látky (TZL) a jejich frakce PM10 či PM2,5. Dále také toxický přízemní ozón, sloučeniny rtuti, těkavé organické látky (VOC), perzistentní organické látky, řada těžkých kovů (např. asbest, arsen, chrom či kadmium). Emise SO2, NOx, NH3 se označují jako emise okyselujících látek do ovzduší. NOx spadá dále do kategorie emisí prekurzorů ozonu, kam se řadí i VOC a CO a CH4. Znečišťování ovzduší má negativní dopady na zdraví populace. Faktor je považován za rizikový při vzniku respiračních a cévních onemocnění a při vzniku poruch imunitního systému. Znečištění působí karcinogenně a mutagenně a způsobuje další psychická či fyzická onemocnění. Mezi další nepříznivé vlivy patří poškozování budov, koroze konstrukcí, kulturních a přírodních památek. Znečištění ovzduší poškozuje také ISBN: 978-80-213-2169-4
životní prostředí tím, že způsobuje acidifikaci, eutrofizaci a škody na plodinách. Znečištění ovzduší souvisí následně i s ekonomikou, kdy celková environmentální zátěž je dána součtem čistých ekonomických škod ze znečišťování a čistých nákladů na zamezení znečišťování. V rámci ekonomických škod se jedná např. při zvýšené nemocnosti o následnou ztrátu hrubého domácího produktu. Dalším příkladem jsou náklady na opravy a údržbu poškozených hmotných statků atd. Náklady na zamezení znečišťování představují finanční prostředky vynaložené na pořízení a provoz technologických jednotek, které působí na omezování znečišťování či jako prevence. Z těchto důvodů je tedy důležité provádět analýzu současné situace v ČR pro nastavení adekvátních nástrojů a politik, které povedou k dosažení efektivnosti v dané oblasti.
CÍL PRÁCE A METODIKA Cílem článku je vyhodnotit vývoj znečištění ovzduší v České republice na základě ex-post analýzy a následně zhodnotit situaci znečištění ovzduší v jednotlivých krajích v konkrétním období na základě vícerozměrné statistické analýzy. Data a podklady pro ex-post analýzu byla získána z dostupných publikací o životním prostředí, statistických ročenek životního prostředí ČR, zpráv o životním prostředí ČR a dat poskytnutých organizací CENIA. V rámci této kapitoly je zkoumán vývoj emisí okyselujících látek a emisí prekurzorů ozonu. Metody vícerozměrné statistické analýzy využívají v algoritmu data, která tvoří vícerozměrnou veličinu. Je tedy možné posuzovat více veličin pomocí většího množství kritérií. Z dostupných metod pro zkoumání znečištění v jednotlivých krajích dle více kritérií je využita shluková analýza. Shluková analýza zachycuje podobnost objektů patřících do téže 13
kategorie na jedné straně a nepodobnost objektů patřících do různých kategorií na straně druhé. Vytvoří tedy skupinu shluků, kde si jednotlivé kraje v rámci jednoho shluku budou na základě různých druhů emisí nejpodobnější (Brabenec 2007, Hendl 2006). Pro analýzu je využito hierarchické shlukování pomocí úplného spojení a Euklidovské vzdálenosti. Výsledek následně poskytne prvotní informaci o charakteru shlukování a vhodném počtu shluků. Následně je využito shlukování metodou k-průměrů. Výhodou metody k-průměrů je vygenerování průměrných hodnot jednotlivých ukazatelů (kritérií) pro vytvořené shluky. Tím lze určit, jak se jednotlivé skupiny krajů liší v rámci jednotlivých kritérií. Navíc lze v rámci procesu odhadu aplikovat analýzu rozptylu s testy významnosti jednotlivých ukazatelů a vyloučit kritéria, které nepřispívají ke shlukování. Zkoumanými objekty ve shlukové analýze je 14 krajů České republiky, které jsou hodnoceny na základě měrných emisí hlavních znečišťujících látek v roce 2008. Měrné emise představují emise znečišťujících látek za určité časové období, připadající na jednotku plochy území. Mezi kritéria pro vytváření shluků byly zařazeny hodnoty emisí tuhých znečišťujících látek (TZL), oxidu siřičitého (SO2), oxidů dusíku (NOx) a oxidu uhelnatého (CO). Data byla získána prostřednictvím statistické ročenky životního prostředí České republiky z roku 2009. K výpočtu je použit software Statistica verze 8 od společnosti StatSoft.
VÝSLEDKY Ex-post analýza situace znečištění ovzduší v ČR 1. Emise okyselujících látek Graf č. 1 zobrazuje vývoj celkových emisí okyselujících látek, tedy oxidu siřičitého (SO2), oxidů dusíku (NOx) a amoniaku (NH3). Vývoj je za období let 1990 až 2008 v České republice, kde je jako index brán rok 1990. Jedná se o ekvivalentní okyselení. Indexy jsou spočteny na základě emisí vyjádřených v jednotkách kt v potenciálu acidifikace. Faktory potenciálu acidifikace jsou pro uvedené znečišťující látky následující: pro NOx=0,02174, pro SO2=0,03125 a pro NH3=0,05882. Graf č. 1: Celkové emise okyselujících látek v ČR, 1990 – 2008, index 1990=100
Z hlediska okyselujících látek do ovzduší emise stále klesají.
Oproti roku 1990 došlo v roce 2008 ke snížení celkových Think Together 2011
Dostupné z: http://www.thinktogether.cz/
emisí o 80 %. Největší pokles byl zaznamenán v 90. letech.
Snížení emisí okyselujících látek celkem v porovnání s rokem 1990 je výsledkem zejména poklesu SO2 , kdy došlo k poklesu oproti roku 1990 o 90,4 %. Emise ostatních jednotlivých okyselujících látek také poklesly, ale v menším rozsahu (NOx o 54 % a NH3 o 50 %). Snížení je výsledkem restrukturalizace národní ekonomiky, zpřísnění právních předpisů a následných realizací opatření na ochranu ovzduší (odsiřování, denitrifikace a odprášení hlavních zdrojů, záměna paliv). Následující graf č. 2 zobrazuje vývoj celkových emisí okyselujících látek v České republice v období let 2000 až 2008, jedná se o ekvivalentní okyselení, základním indexem je rok 2000. Graf č. 2: Celkové emise okyselujících látek v ČR, 2000 – 2008, index 2000=100
Z hlediska srovnání kratšího období, tedy let 2000 až 2008 došlo také ke snížení celkových emisí okyselujících látek, ovšem pokles produkce emisí na začátku 21. století zpomalil. Tento trend je i přes zpomalení obecně vnímán jako pozitivní při uvážení faktu, že ve sledovaném období došlo k poměrně ISBN: 978-80-213-2169-4
výraznému růstu ekonomiky hodnoceného dle meziročního nárůstu HDP. První meziroční výraznější pokles od roku 2000 byl zaznamenán v roce 2008, kdy došlo ve srovnání s výchozím rokem k redukci celkových emisí o 11,3 %. Pokles emisí okyselujících látek ve sledovaném období je výsledkem poklesu výroby elektrické energie v parních elektrárnách, poklesem průmyslové produkce a pokračující obnovou vozového parku. Zatímco v porovnání s rokem 1990 měl na vývoj celkových emisí největší význam pokles SO2, ve srovnání se situací v rámci kratšího období došlo k růstu významu také NOx a NH3 na celkových emisích agregovaných okyselujících látek. V grafu je patrný výrazný nárůst NH3 z roku 2007 do roku 2008. Tento růst je způsoben změnou v metodice emisní bilance oproti předchozím letům, kdy jsou nově započítávány emise z aplikace dusíkatých hnojiv. Hodnoty emisí okyselujících látek v roce 2008 jsou pod úrovněmi národních emisních stropů. Pro rok 2010 jsou stanoveny emisní stropy pro SO2 265 kt za rok, NOx 286 kt za rok a NH3 80 kt za rok. Odborníci předpokládají dodržení stanovených stropů. Z hlediska podílu emisí jednotlivých látek na celkových emisích v ČR jsou podíly SO2 a NOx v posledních letech vyrovnané. NH3 má na celkové emisi okyselujících látek menší podíl než zmíněné látky, ovšem v roce 2008 došlo k nárůstu podílu amoniaku. Tento jev je ale způsoben, jak již bylo uvedeno, započítáváním dusíkatých hnojiv. Z hlediska posledních let se v roce 2007 oxid siřičitý podílí 40,7 %, oxidy dusíku 36,9 % a amoniak 22,4 %. V roce 2008 klesl podíl oxidu siřičitého na 34,6 % a vzrostl podíl amoniaku na 29,4 %. Graf č. 3 zobrazuje hlavní zdroje emisí okyselujících látek v ČR v % za poslední dostupný rok 2007, členěné dle jednotlivých látek. 15
Graf č. 3: Zdroje emisí jednotlivých okyselujících látek v ČR, rok 2007
znečišťující látky následující: pro VOC=1, pro NOx=1,22, pro CO=0,11 a pro CH4=0,014. Graf č. 4: Celkové emise prekurzorů ozonu v ČR, 1990 – 2008, index 1990=100
Hlavním zdrojem emisí SO2 (68 %) a NOx (37,5 %) je veřejná energetika. V rámci emisí NOx má také důležitý podíl doprava (32 %). Na emisi NH3 má největší vliv zpracování mrvy (94,6%). Celkově největším zdrojem emisí okyselujících látek je veřejná energetika, která činí 41,5 %, dále zpracování mrvy s 21,2 %. Doprava se podílí 13 %, výrobní procesy se spalováním 11,7 % a služby v domácnosti a zemědělství 11,5 %. Nejmenší podíl mají výrobní procesy bez spalování s pouhými 1,1 %. 2. Emise prekurzorů ozonu Graf č. 4 zobrazuje vývoj celkových emisí prekurzorů ozonu, kam patří těkavé organické látky (VOC), oxidy dusíku (NOx), oxid uhelnatý (CO) a methan (CH4). Vývoj je za období let 1990 až 2008 v České republice, za index je brán rok 1990. Emise jsou v jednotkách kt v potenciálu tvorby přízemního ozonu, neboli také TOPF (Tropospheric Ozone Formativ Potentials). Faktory potenciálu tvorby troposférického ozonu jsou pro uvedené Think Together 2011
V letech 1990 až 2008 došlo ke snížení agregovaných emisí prekurzorů ozonu o 57 %. Daný pokles byl způsoben obdobně jako u emisí okyselujících látek restrukturalizací národní ekonomiky, zpřísněním právních předpisů, modernizací vozového parku a realizací opatření na ochranu ovzduší. Největší vliv na pokles celkových emisí má pokles VOC a CO, které poklesly zhruba o 60 %. Nejmenší pokles je pak zaznamenán u CH4. Následující graf č. 5 zobrazuje vývoj celkových emisí prekurzorů ozonu v České republice v období let 2000 až 2008, jedná se opět o potenciál tvorby přízemního ozonu, základním indexem je rok 2000.
Dostupné z: http://www.thinktogether.cz/
Graf č. 5: Celkové emise prekurzorů ozonu v ČR, 2000 – 2008, index 2000 = 100
Graf č. 6: Zdroje jednotlivých látek emisí prekurzorů ozonu v ČR, rok 2007
Pokles produkce emisí od roku 2000 se zpomalil. Největší pokles je zaznamenán u těkavých organických látek, které v posledním sledovaném roce oproti roku 2000 poklesly o 17 %. U oxidu uhelnatého byl zaznamenán výraznější pokles až v roce 2008, kdy emise oproti předchozímu roku poklesly o 12 %. Následně celkový pokles emisí prekurzorů ozonu v roce 2008 činí 13 %. Pokud budeme zkoumat podíl znečišťujících látek v posledních pěti letech, zjistíme, že největší podíl na znečištění mají oxidy dusíku, které se podílejí na celkových emisích prekurzorů ozonu od 58 % do 60 %. Těkavé organické látky se podílejí zhruba 30 %. Oxid uhelnatý zastupuje v celkových emisích 9 % a methan pouze 1 %. Graf č. 6 zobrazuje hlavní zdroje emisí prekurzorů ozonu v ČR v % členěné dle jednotlivých látek. Data jsou za poslední dostupný rok 2007.
Největší podíl na emisích oxidů dusíku NOx má veřejná energetika s 37,5 % a doprava s 32 %. Doprava má dále nejvyšší podíl na emisích oxidu uhelnatého (40,29 %) a také se podílí z 22,6 % na tvorbě VOC. Dalším zdrojem emisí CO jsou výrobní procesy se spalováním, na které připadá 34,4 %. Organické těkavé látky jsou nejvíce produkovány v zemědělství, kde podíl na emisích VOC činí 55,4 %. Emise methanu je nejvyšší v rámci fugitivních emisí z těžby a distribuce paliv, kde zahrnuje 45 % a dále potom v zemědělství s 24,5 % a odpadech s 25 %.
ISBN: 978-80-213-2169-4
Analýza znečištění ovzduší krajů ČR v roce 2008 Analýza je provedena s použitím metody shlukové analýzy. Výsledek hierarchického shlukování dle pravidla úplného spojení a Euklidovské vzdálenosti pro 14 krajů a 4 kritéria zobrazuje graf č. 7.
17
Graf č. 7: Výstup hierarchického shlukování, 14 krajů, 4 kritéria
Graf č. 8: Graf vzdáleností spojení podél kroků, 14 krajů, 4 kritéria Graf vzdáleností spojení podél kroků Euklid. vzdálenosti
Str. diagram pro 14 případů Úplné spojení
50
Euklid. v zdálenosti
45
PHA
40
MSK
35
STC JHM
30
KVK
25
PAK
20
JHC PLK
Vzdálenost spojení
15
ZLK
10
LBK HKK VY S OLK ULK
5 0 -5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Vzdálenost spoje
Dle grafu je patrný proces shlukování krajů do skupin. Jako první se spojí kraj Plzeňský a Zlínský kraj. V druhém kroku shluk vytvoří Vysočina a Olomoucký kraj. Postupně se vytvářejí další shluky. Teprve v pátém stupni shlukování dochází k propojení již vytvořeného shluku Plzeňského a Zlínského se shlukem obsahujícím Liberecký a Královéhradecký kraj. Zatímco v prvních krocích je překonávána velmi malá vzdálenost spojení, při shlukování v posledních třech fází dochází k překonávání mnohem větší vzdálenosti. O nutném překonání vzdálenosti lépe informuje graf č. 8.
Think Together 2011
0
2
4
6
8 Krok
10
12
14
Spojení Vzdálen.
Z grafu je patrné, že největší vzdálenost byla překonána v úplně posledním kroku, kdy došlo k vytvoření jednoho celkového shluku. Další významnější vzdálenost musela být překonána v jedenáctém kroku shlukové analýzy, kdy následně došlo po spojení k vytvoření tří shluků. Na základě těchto informací se jeví vhodné zvolit množství shluků rovno čtyřem. Nyní přistoupíme ke shlukování pomocí k-průměrů. Na základě předchozí analýzy je zvoleno vytvoření čtyř shluků pro 14 krajů na základě 4 kritérií, které reprezentují míru znečištění ovzduší v daném kraji pro rok 2008. Výčet členů jednotlivých shluků uvádí tabulka č. 1.
Dostupné z: http://www.thinktogether.cz/
Tabulka č. 1: Členění krajů dle shlukové analýzy pro 4 shluky
Tabulka č. 2: Analýza rozptylu shlukování pro 4 shluky
Shluk 1
Shluk 2
Shluk 3
Shluk 4
Proměnná
Mezisk. SČ
sv
Vnitřní SČ
sv
F
význam. p-value
Hl.m.Praha
Ústecký
Středočeský
Jihočeský
TZL
9,214
3
4,902
10
6,266
0,011514
Karlovarský
Plzeňský
Pardubický
Liberecký
SO2
96,404
3
1,468
10
218,924
0,000000
NOx
202,607
3
84,097
10
8,031
0,005107
CO
1448,633
3
128,227
10
37,658
0,000009
Kraje:
Moravskoslezský
Královéhradecký Vysočina Jihomoravský Olomoucký Zlínský
Dle tabulky vidíme, že se vytvořily 4 shluky, z nichž jeden shluk obsahuje pouze jeden kraj. Ústecký kraj je oproti ostatním krajům odlišný, tedy nebyl sloučen s ostatními. Ani při tvorbě tří shluků by Ústecký kraj nebyl spojen s některým z vytvořených shluků a zůstal by osamocen. Navíc dle předchozí analýzy z hierarchického shlukování vyplynulo, že by v takovém případě byla překonávána velká vzdálenost a tedy není takový postup ani adekvátní pro tuto analýzu. Oproti kraji Ústeckému a ostatních shluků obsahuje Shluk 4 velké množství krajů. Důležitou informaci poskytuje analýza rozptylu, která informuje o významnosti jednotlivých kritérií v rámci shlukování. Výsledky uvádí tabulka č. 2.
ISBN: 978-80-213-2169-4
Z tabulky je patrné, že všechna kritéria (proměnné) jsou statisticky významná a tedy přispívají k tvorbě shluků. Proměnná TZL je statisticky významná na 5 % hladině významnosti. Ostatní proměnné jsou významné na hladině významnosti α = 0,01. Můžeme tedy přistoupit k vygenerování průměrných hodnot pro vytvořené shluky, viz. tabulka č.3. Tabulka č. 3: Průměry shluků pro 4 shluky Proměnná
Shluk 1
Shluk 2
Shluk 3
Shluk 4
TZL
3,04
0,97
0,8000
0,67875
SO2
3,69
11,16
2,6233
0,97625
NOx
11,325
11,83
3,8667
1,88375
CO
32,835
4,84
4,0833
3,54000
Výsledky jsou zcela adekvátní pro další analýzu, přesto je zde shledán určitý negativní jev. Jedná se o vysoký počet krajů obsažených ve Shluku 4. Z tohoto důvodu je provedena shluková analýza také pro pět shluků. Na základě takového odhadu se poslední shluk rozdělil na dva shluky s vlastními charakteristikami průměrů jednotlivých kritérií pro každý shluk. Výsledky shlukování uvádí tabulky č. 4, 5, 6. 19
Kraje:
Tabulka č. 4: Členění krajů dle shlukové analýzy pro 5 shluků Shluk 1
Shluk 2
Shluk 3
Shluk 4
Shluk 5
Hl.město Praha
Ústecký
Středočeský
Vysočina
Jihočeský
Moravskoslezský
Karlovarský
Pardubický
Jihomoravský Olomoucký
Plzeňský Liberecký Královéhradecký Zlínský
Tabulka č. 5: Analýza rozptylu shlukování pro 5 shluků Mezisk. SČ
sv
Vnitřní SČ
sv
TZL
9,229
4
4,8874
SO2
97,121
4
0,7517
NOx
203,15
4
CO
1449,255
4
Proměnná
F
význam. p-value
9
4,2486
0,033331
9
290,6855
0,000000
83,5544
9
5,4705
0,016311
127,6054
9
25,554
0,000063
Tabulka č. 6: Průměry shluků pro 5 shluků Proměnná
Shluk 1
Shluk 2
Shluk 3
Shluk 4
Shluk 5
TZL
3,04
0,97
0,8
0,733
0,646
SO2
3,69
11,16
2,6233
0,590
1,208
NOx
11,325
11,83
3,8667
2,220
1,682
CO
32,835
4,84
4,0833
3,900
3,324
Pro shlukování jsou všechna kritéria statisticky významná na 5 % hladině významnosti. Navíc druhý odhad Think Together 2011
poskytuje podrobnější informace o jednotlivých krajích. Z tohoto důvodu budou pro následnou analýzu využity výsledky získané prostřednictvím shlukování pomocí k-průměrů pro pět shluků.
Diskuze Na základě shlukové analýzy bylo zjištěno, že v rámci roku 2008 je na tom relativně nejhůře z hlediska znečištění ovzduší kraje Moravskoslezský a Hlavní město Praha. Tyto dva kraje mají v průměru 3,04 t.rok–1.km–2 t.p.a.km2 tuhých znečišťujících látek. Tato hodnota je nejvyšší ze všech dosažených průměrů. Nejvyšší hodnoty tyto kraje také dosáhly v měrných emisích oxidu uhelnatého, který v průměru činí 32,835 t.rok–1.km–2 t.p.a.km2. Průměr oxidu siřičitého činí 3,69 a průměr oxidů dusíku je roven 11,325. Pro obě emise se jedná o druhé nejvyšší hodnoty znečištění v rámci provedených shluků. Ve znečištění emisemi oxidu siřičitého (průměr = 11,16) a oxidů dusíku (průměr = 11,83) vede kraj Ústecký. Průměrná hodnota 0,97 měrných emisí tuhých znečišťujících látek a 4,87 měrných emisí oxidu uhelnatého Ústeckého kraje obsazují z hlediska shluků druhé místo znečištění ovzduší. Hodnoty znečištění jsou ale sumárně o něco nižší v porovnání s prvním shlukem. Ústecký kraj tedy můžeme řadit na druhé místo negativně znečištěného ovzduší. Kraje Středočeský, Karlovarský a Pardubický patří zcela jednoznačně na třetí místo z hlediska znečištění ovzduší. Průměrné hodnoty činí u tuhých znečišťujících látek 0,8, oxidu siřičitého 2,6233, oxidů dusíku 3,8667 a oxidu uhelnatého 4,0833, vše v jednotkách t.rok–1.km–2 t.p.a.km2. Nejméně znečištěné oblasti emisemi jsou kraje obsažené ve Shluku 4 a Shluku 5. Jak víme, z prvotní analýzy k-průměrů pro čtyři shluky, byly také tyto kraje spojeny do jednoho Dostupné z: http://www.thinktogether.cz/
shluku. Pokud tedy ale chceme vyhodnotit rozdíly mezi těmito dvěma skupinami, poté kraje ze Shluku 4: Vysočina, Jihomoravský a Olomoucký mají vyšší znečištění TZL, NOx a CO oproti krajům ze Shluku 5: Jihočeský, Plzeňský, Liberecký, Královéhradecký a Zlínský. Celkově se jedná o navýšení měrných emisí oproti pátému shluku v průměru o 1,201 t.rok–1. km–2 t.p.a.km2. Shluk 5 má oproti srovnávanému čtvrtému shluku vyšší hodnotu oxidu siřičitého o 0,618 t.rok–1.km–2 t.p.a.km2, tedy se kraje tohoto shluku řadí mezi nejčistší oblasti v rámci České republiky v roce 2008. Pro přehlednost je možné zakreslit výsledky do jednoho obrázku prostřednictvím mapy krajů ČR, uvedeno v obrázku č. 1.
ISBN: 978-80-213-2169-4
Obrázek č. 1: Výsledky shlukové analýzy prostřednictvím mapy krajů ČR
21
ZÁVĚR Z hlediska emise okyselujících látek lze považovat vývojový trend za pozitivní, jelikož došlo ke snížení celkových emisí s porovnání s rokem 1990 o 80 %. Na začátku 21. století došlo ke zpomalení poklesu emisí, přesto ale emise poklesly oproti roku 2000 o dalších 10 %. Hodnocení vývoje amoniaku ztěžuje změna metodiky v roce 2008, každopádně do roku 2007 docházelo také k úbytku této nežádoucí veličiny, tedy vyšší hodnota v roce 2008 nemusí být brána jako zcela negativní jev. Pokles emisí je přičítán změnám v ekonomice a právních předpisech našeho státu. Podíl oxidu siřičitého, oxidů dusíku a amoniaku na celkových emisích je v posledních letech vyrovnaný. Jednotlivé látky se podílí zhruba třetinou, s tím, že největší podíl má oxid siřičitý, ale jen o pár procent. Největším zdrojem oxidu siřičitého a oxidů dusíku je veřejná energetika a doprava. Hlavním zdrojem amoniaku je zpracování mrvy. Z hlediska emisí prekurzorů ozonu také došlo k poklesu, ale tak velkému jako je tomu u emisí okyselujících látek. Od roku 1990 se podařilo snížit emise o 57 %. V roce 2008 byl zaznamenán v porovnání s rokem 2000 pokles emisí o 13 %. Důvody poklesu jsou přičítány stejným faktorům jako u emisí okyselujících látek, tedy restrukturalizaci ekonomiky, změně právních předpisů vedoucí k opatření na ochranu ovzduší, modernizaci a dalším. Na celkových emisích mají největší podíl oxidy dusíku, které zastupují 60 % celkových emisí a jsou produkovány zejména veřejnou energetikou a dopravou. Druhou významnou položkou jsou těkavé organické látky podílející se zhruba 30 %, jejichž hlavním zdrojem je zemědělství, následně pak doprava. Zbytek tvoří oxid uhelnatý produkovaný zejména dopravou a výrobními procesy se spalováním. Methan se na emisích podílí pouhým 1 % vlivu. Jednotlivé podíly jsou v posledních pěti letech stabilní. Think Together 2011
Na základě shlukové analýzy bylo zjištěno, že nejpodobnější jsou si z hlediska znečištění v roce 2008 kraje Hl. města Prahy a Moravskoslezský, které vytvořily jeden shluk. Tyto kraje mají nejvyšší hodnoty emisí tuhých znečišťujících látek a oxidu uhelnatého. Průměrná hodnota oxidu uhelnatého oproti ostatním shlukům je prakticky osminásobná. Průměrná hodnota TZL je poté také přibližně tří až pěti násobná. Tedy rozdíl oproti jiným shlukům je výrazný. Zároveň má tento shluk druhé nejvyšší hodnoty u oxidů dusíku a oxidu siřičitého. V těchto krajích je tedy hodnota znečištění nejhorší, což koresponduje také se zprávou o kvalitě ovzduší v roce 2008 zveřejněnou Ministerstvem životního prostředí, kde jsou uvedeny problémy s překračováním limitů v těchto oblastech. Ústecký kraj vytvořil vlastní shluk. Největším problémem tohoto kraje jsou emise oxidu siřičitého a oxidy dusíků. Obdobně má vyšší hodnoty u TZL a oxidu uhelnatého, ale hodnoty již nejsou tak výrazně odlišné od ostatních shluků s nižšími průměry emisí jednotlivých látek. Kraje Středočeský, Karlovarský a Pardubický patří na třetí místo z hlediska znečištění ovzduší. Nejméně znečištěné jsou potom zbývající kraje, ve kterých kraje Vysočina, Jihomoravský a Olomoucký mají vyšší znečištění TZL, NOx a CO oproti krajům Jihočeský, Plzeňský, Liberecký, Královéhradecký a Zlínský.
Dostupné z: http://www.thinktogether.cz/
LITERATURA BRABENEC, V., ŠAŘECOVÁ P. Statistické metody v marketingu a obchodu, vybrané přednášky a příklady. 1. vyd. PEF ČZU Praha, 2007. 134 s. ISBN 978-80-213-0747-6. HENDL, J. Přehled statistických metod zpracování dat. 2. vyd. Praha: Portál, 2006. 583 s. ISBN 80-7367-123-9. MOLDAN, B. Podmaněná planeta. 1. vyd. Praha: Karolinum, 2009. 419 s. ISBN 978-80-246-1580-6. ŠAUER, P. Kapitoly z environmentální ekonomie a politiky i pro neekonomy. 1. vyd. Praha: Univerzita Karlova v Praze, COŽP, 2007. 163 s. ISBN: 978-80-87076-06-4. ŠAUER, P. Základy ekonomiky životního prostředí II – materiály ke cvičení. Praha: Oeconomica, 2008. 70 s. ISBN 978-80-245-1461-1. Klíčové indikátory životního prostředí České republiky: Znečišťování a kvalita ovzduší [online]. [cit. 2010-12-03]. Dostupné z: http://issar.cenia.cz/issar/page. php?id=1511. Statistická ročenka životního prostředí České republiky 2009 [online]. [cit. 2010-11-05]. Dostupné z: http://www.cenia.cz/. Zpráva o životním prostředí České republiky v roce 2008 [online]. [cit. 2010-11-05]. Dostupné z: http://www.cenia.cz/. Znečištění ovzduší [online]. [cit. 2010-11-05]. Dostupné z: http://www.eea.europa.eu/cs/themes/air/about-air-pollution.
ISBN: 978-80-213-2169-4
23
