UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA Ústav pro ţivotní prostředí
Ekologie a ochrana prostředí Ochrana ţivotního prostředí
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
Trendy koncentrací přízemního ozonu v Evropě a Severní Americe Trends of ambient ozone in Europe and North America
Zpracovala: Nicole Bučková Školitel: RNDr. Iva Hůnová, CSc.
Červen 2011
PROHLÁŠENÍ
Prohlašuji, ţe jsem celou bakalářskou práci vypracovala sama a všechny citace a prameny vyznačila v textu. Veškerou pouţitou literaturu a podkladové materiály uvádím v přiloţeném seznamu literatury.
Ve Stanovicích dne 5. 4. 2011
PODĚKOVÁNÍ
Chtěla bych především poděkovat své rodině za psychickou a finanční podporu při studiu. A samozřejmě RNDr. Ivě Hůnové, CSc. za odbornou pomoc při vypracování této bakalářské práce.
OBSAH ABSTRAKT ................................................................................................................................................. - 3 ABSTRACT ................................................................................................................................................. - 4 1. ÚVOD .................................................................................................................................................... - 5 2. CHARAKTERISTIKA PŘÍZEMNÍHO OZONU ............................................................................................. - 6 2. 1. VÝSKYT OZONU V ATMOSFÉŘE ..................................................................................................... - 6 2. 2. VZNIK OZONU ............................................................................................................................... - 6 2. 3. VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA VZNIK OZONU .......................................................... - 8 3. VLIV NA LIDSKÉ ZDRAVÍ A VEGETACI .................................................................................................... - 9 3. 1. VLIV NA ČLOVĚKA ......................................................................................................................... - 9 3. 2. VLIV NA VEGETACI ...................................................................................................................... - 11 5. VÝSKYT VE ZVÝŠENÉ MÍŘE .................................................................................................................. - 11 5. 1. PROSTOROVÁ VARIABILITA ........................................................................................................ - 11 5. 2. ČASOVÁ VARIABILITA ................................................................................................................. - 12 5. 3. OZONOVÁ EPIZODA .................................................................................................................... - 14 6. PREKURZORY OZONU ......................................................................................................................... - 14 7. TRENDY OZONU .................................................................................................................................. - 15 8. KONCENTRACE OZONU V EVROPĚ A SEVERNÍ AMERICE.................................................................... - 16 8. 1. JIŽNÍ EVROPA .............................................................................................................................. - 18 8. 1. 1. PYRENEJSKÝ POLOOSTROV ................................................................................................. - 18 8. 1. 1. 1. PORTUGALSKO ............................................................................................................ - 19 8. 1. 1. 2. ŠPANĚLSKO ................................................................................................................. - 19 8. 1. 2. ŘECKO ................................................................................................................................. - 20 8. 1. 3. ITÁLIE .................................................................................................................................. - 21 8. 2. SEVERNÍ EVROPA ........................................................................................................................ - 22 8. 2. 1. SKANDINÁVIE ...................................................................................................................... - 22 8. 2. 1. 1. ŠVÉDSKO ..................................................................................................................... - 22 8. 2. 1. 2. FINSKO ........................................................................................................................ - 22 8. 3. VÝCHODNÍ EVROPA .................................................................................................................... - 23 8. 3. 1. MAĎARSKO ......................................................................................................................... - 23 8. 3. 2. CHORVATSKO...................................................................................................................... - 24 8. 3. 3. LITVA ................................................................................................................................... - 24 8. 3. 4. RUSKO A UKRAJINA ............................................................................................................ - 24 8. 4. ZÁPADNÍ EVROPA ....................................................................................................................... - 25 -1-
8. 4. 1. FRANCIE .............................................................................................................................. - 26 8. 4. 2. VELKÁ BRITÁNIE A IRSKO .................................................................................................... - 26 8. 5. STŘEDNÍ EVROPA ........................................................................................................................ - 27 8. 5. 1. ŠVÝCARSKO ......................................................................................................................... - 27 8. 5. 2. ČESKÁ REPUBLIKA ............................................................................................................... - 27 8. 6. SEVERNÍ AMERIKA ...................................................................................................................... - 30 9. ZÁVĚR ................................................................................................................................................. - 32 SEZNAM OBRÁZKŮ ................................................................................................................................. - 33 LITERATURA ............................................................................................................................................ - 34 -
-2-
ABSTRAKT Vývoj koncentrací přízemního ozonu je v současnosti velmi diskutované téma. Ozon jako takový je vysoce toxický a má silné oxidační účinky. Z čehoţ vyplývá jeho negativní dopad na lidské zdraví, ale i na vegetaci. Kromě toho je jedním z nejdůleţitějších skleníkových plynů, způsobující skleníkový efekt. Jeho stále se zvyšující tendence se Rada Evropy rozhodla omezit vydáním směrnice 2002/3/EC. Limity stanovené touto směrnicí jsou pro všechny členské státy bez výjimky závazné a jejich nedodrţení je právně postiţitelné. Přesto jsou vlivem zvýšené antropogenní činnosti, především zvýšenou spotřebu fosilních paliv a rozvojem industrializace, tyto limity neustále překračovány. A to hlavně v letních měsících, kdy je nejintenzivnější sluneční záření. To napovídá, ţe nejvyšší koncentrace ozonu se objevují na jihu Evropy. Sever je naopak velmi postiţen mezikontinentálními přenosy ozonu. Výskyt a mnoţství ozonu závisí na mnoha skutečnostech - na meteorologických podmínkách, na geografii, ale i z velké míry na vlivu lidské činnosti. Tato práce popisuje vývoj koncentrací přízemního ozonu v jednotlivých regionech Evropy a v Severní Americe. Při jejím vytváření jsem vycházela především ze zahraničních studií, které se touto problematikou zabývají.
Klíčová slova: troposférický ozon, koncentrace, trendy
-3-
ABSTRACT The development of ground-level ozone concentrations is currently hotly debated topic. Ozone itself is highly toxic and has strong oxidizing effects. Ozone has negative impact on human health, but also on vegetation. In addition ozone is one of the most important greenhouse gases causing the greenhouse effect. The Council of Europe decided to limit its increasing tendency by the release of Directive 2002/3/EC. Limits that are set in this Directive are binding for all Member States without exception and breach of these limits is enforceable by law. However as a result of increased anthropogenic activities, particularly increased consumption of fossil fuels and the development of industrialization, those limits are very often breached. Especially in summer when is solar radiation is most intense. This suggests that the highest ozone concentrations are in southern Europe. North Europe has problems with intercontinental transport of ozone. Concentration of ozone is dependent on many factors - the weather conditions, the geography but also the impact from human activity. This paper describes the development of ground-level ozone concentrations in various regions in Europe and North America. In writing this work, I come out mainly from foreign studies that address this topic.
Keywords: ozone, concentration, trends
-4-
1. ÚVOD Přízemní ozon je jednou z nejškodlivějších látek znečisťujících ovzduší v dnešní Evropě. Zvýšené hodnoty mohou způsobovat zdravotní problémy, předčasná úmrtí, sníţené výnosy zemědělských plodin, změny ve sloţení ekosystémů a škody na infrastruktuře a kulturním dědictví (EEA, 2009a). Z klimatických důvodů a kvůli sníţení mnoţství SO2, se tak přízemní ozon stal, především v jiţní Evropě, hlavní znečišťující látkou ovzduší (Screpantia, De Marcob, 2008). Přízemní ozon je plynem, kterým se pro jeho značně škodlivé vlastnosti zabývá stále více odborníků, coţ má samozřejmě vliv na mnoţství a kvalitu monitorovacích stanic umístěných po celém světě. Na druhé straně je nutné si uvědomit, ţe vzhledem k poměrně nízké prostorové variabilitě koncentrací přízemního ozonu, není pro jeho monitorování potřeba tak velkého počtu stanic jako pro měření jiných škodlivin (ČHMÚ, 1998). V této práci se budu zabývat trendy koncentrací přízemního ozonu v Evropě a v Severní Americe. Představím nejen obecné informace o ozonu, ale především se zaměřím na popsání situace v jednotlivých zemích. V počátečních kapitolách uvedu obecné vlastnosti ozonu, především výskyt v atmosféře, vznik a vliv meteorologických podmínek na ozon. Následující kapitoly budou zaměřeny na dopad ozonu na lidské zdraví a vegetaci. Pro lepší pochopení této tématiky je nezbytné definovat jaké vlivy zapříčiňují zvyšování koncentrací ozonu, konkrétně jaké oblasti a jaká časová období nárůst ozonu přímo ovlivňují. Velmi podstatné je ale i popsání významu ozonové epizody. Pro komplexní pohled na celou problematiku v této práci popíši vliv emisí, potaţmo přímo prekurzorů, které dávají vznik ozonu. Poslední obecná část bude věnována charakteristice trendů ozonu, kdy prezentované hypotézy následně rozpracuji v textu zaměřeném na jednotlivé země. V závěrečné a nejdůleţitější části tak popíši působení ozonu v jednotlivých regionech Evropy a v Severní Americe. V evropských regionech ještě dále uvádím minimálně dvě země, na nichţ představuji situaci ozonu v celém regionu.
-5-
2. CHARAKTERISTIKA PŘÍZEMNÍHO OZONU 2. 1. VÝSKYT OZONU V ATMOSFÉŘE Troposférický ozonu je jedním z nejvýznamnějších skleníkových plynů (Mickley et al., 2001), které přispívají ke globálnímu oteplování a změně klimatu (Fishman et al., 2003). Vyskytuje se jak v troposféře, tak i ve stratosféře. V atmosféře setrvává však relativně krátce, v rozmezí týdnů aţ měsíců (Braniš, Hůnová, 2009). Troposféra s nadmořskou výškou v rozmezí sahající od přibliţně 7 km nad polárními oblastmi aţ do 17 km nad rovníkem, obvykle obsahuje jen asi 5 % aţ 15 % z celkového mnoţství ozonu – tzv. troposférického ozonu (Fishman et al., 2003), přičemţ střední percentuelní objemové zastoupení troposférického ozonu v čistém ovzduší je 10-6 – 10-5 % (Stanners, Bourdeau, 1995). Úloha O3 v radiační bilanci atmosféry silně závisí na nadmořské výšce, ve které dochází ke změnám koncentrace. Navíc změny koncentrace jsou značně prostorově proměnlivé (Braniš, Hůnová, 2009). Přízemní ozon je sekundární znečišťující látkou v ovzduší, která nemá vlastní významný emisní zdroj. Vzniká účinkem slunečního záření komplikovanou soustavou fotochemických reakcí zejména mezi oxidy dusíku, těkavými organickými látkami (hlavně uhlovodíky) a dalšími sloţkami atmosféry (ČHMÚ, 2009; EEA, 2009b) Studie troposférického ozonu z hlediska stopového plynu stejně tak jako z hlediska sekundární znečišťující látky (Sebald et al., 2000) je důleţitá pro lepší odhad jeho přímé a nepřímé radiační síly a jeho regionálního a globálního efektu na změnu klima (Kulkarni et. al, 2010). V globálním průměru dosahuje radiační síla produkovaná změnami troposférického ozonu přibliţně 0,35 ± 0,15 W.m2 (Forster et al., 2007), vzhledem k tomu pak v regionálním průměru dosahuje 1 W.m2 (Brasseur et al., 2001).
2. 2. VZNIK OZONU Ozon je sekundární znečišťující látkou v ovzduší, který vzniká z důvodu fotochemických reakcí mezi oxidy dusíku NOX [oxid dusný (NO) a oxid dusičitý (NO2)] a těkavými organickými látkami (VOC) za přítomnosti slunečního záření (Seinfeld, Pandis, 1998).
-6-
Fotolýza NO2 v přítomnosti silného slunečního záření (<424 nm), uvolňuje atomární kyslík, který se pojí s molekulárním kyslíkem (O2), přes řetěz reakcí aţ k vzniku troposférického ozonu (Alvim-Ferraz et al., 2006). NO2 + hν → NO + O O + O2 +M → O2 + M (h je Plancova konstanta rovna 6,6260693(33).10-34 J. s; ν je frekvence záření; M je obvykle molekula O2 nebo N2)
Obrázek 1. Schematický přehled fotochemie ozonu ve stratosféře a troposféře (USEPA, 2006) -7-
Čistá tvorba ozonu vyţaduje sluneční ultrafialové záření, protoţe vysoké teploty zvyšují účinnost fotochemických formací a povrchové sucho redukuje ukládání na zem. Blízko zdroje emisí vzniká NOx, který sniţuje mnoţství ozonu titrací (NO + O3 → NO2 + O2), zatímco čistá forma ozonu se nalézá v určité vzdálenosti po větru od zdroje, v závislosti na teplotě a atmosférickém rozptylu. Ozon se ztrácí z atmosféry suchou depozicí na zemském povrchu (včetně lidského dýchacího ústrojí), absorpcí vegetace a chemickými reakcemi v atmosféře s časovým horizontem v hodinách aţ týdnech. Z důleţitosti meteorologických podmínek pro tvorbu ozonu vyplývá, ţe změny klimatu by mohly vést ke zvýšení hladiny přízemního ozonu v mnoha regionech Evropy (EEA, 2009a). Optimální situace pro vznik ozonu je stav, kdy v atmosféře za slunného dne existuje rovnováţný stav mezi oxidy dusíku a organickými látkami (poměr 4 : 1 aţ 10 : 1). Zdrojem těchto látek ve velkých městských aglomeracích jsou především spalovací procesy a majoritní podíl má doprava (CENIA, 2008a).
2. 3. VLIV METEOROLOGICKÝCH PODMÍNEK NA VZNIK OZONU Vyšší teploty, (častější) vlny veder, změny mnoţství dešťových sráţek a sníţení oblačnosti můţe urychlit produkci přízemního ozonu v atmosféře (v závislosti na reţimu NOx). To vše vede k vyšší koncentraci ozonu v oblastech s vysokým výskytem NOx, dále dochází k zvýšení emisí NO (oxid dusnatý) z půdy a CH4 (methan) z mokřadů, vyčerpání půdní vody a tím sníţení ukládání ozonu na povrchu rostlin (uzavření průduchů kvůli vodnímu stresu). Měnící se klimatické podmínky mohou mít vliv na mezikontinentální přenos, vést ke zvýšenému pohybu vzduchových hmot s vysokým obsahem emisí ozonových prekurzorů. Kromě toho, změny v cirkulaci a větší teplotní rozdíly mezi troposférou a stratosférou můţou zapříčinit zvýšení přísunu ozonu ze stratosféry do troposféry (EEA, 2009a). Meziroční výkyvy jsou hlavně determinovány meteorologickými faktory jako je oblačnost, teplota a stabilita, coţ ovlivňuje produkci ozonu a dobu zdrţení v mezní vrstvě. Kromě toho se na mnoha místech odběrů ozonu a volného troposférického vzduchu měřený ozon zvýšil ve všech sezónách, ale nejvíce v zimě a na jaře (Jonson et al., 2006). Sekundární znečišťující látky jako je ozon a částice PM jsou ovlivňovány emisemi a meteorologií. Existuje několik procesů zodpovědných za tento stav. Zvyšování teploty urychluje většinu chemických reakcí v atmosféře produkující ozon, vysoký tlak můţe způsobit
-8-
sucho a tím sníţit povrchové depozice ozonu, vysoká teplota můţe zvýšit biogenní emise, které vedou k vyšší produkci ozonu (Solberg et al., 2008). Sníţení absolutní vlhkosti (během vysokého tlaku) můţe sníţit utváření ozonu kvůli menšímu mnoţství OH radikálů účastnících se oxidací VOC, ale zároveň zvýšit střední délku ţivota NOx a tím vést k větší tvorbě ozonu (EEA, 2009a).
3. VLIV NA LIDSKÉ ZDRAVÍ A VEGETACI K hodnocení vlivu znečištění ozonu na lidské zdraví a vegetaci se pouţívají ozonové indikátory SOMO35 a AOT40. Nicméně nejsou nutně nejvhodnějšími ukazately pro posuzování dlouhodobých trendů. Je dobře známo, ţe tyto statistiky jsou citlivé na celkovou úroveň ozonu a ţe i malá anomálie můţe způsobit velké rozdíly v hodnocení AOT40 (Jonson et al., 2006). SOMO35 (Sum of Ozone Means Over 35 ppb) se pouţívá pro určení dopadů na lidské zdraví. Znamená sumu rozdílů mezi maximálními 8hodinovými koncentracemi, větších neţ 70 µg.m-3 coţ se rovná 35 ppb. AOT40 (Accumulated exposure Over a Threshold of 40 ppb) se pouţívá pro určení dopadu na vegetaci. Znamená součet rozdílů mezi hodinovými koncentracemi většími neţ 80 µg.m-3 a to je rovno 40 ppb (EIONET, 2011). Převod mezi jednotkami ppb (parts per billion), coţ jsou jednotky objemové koncentrace plynu a µg.m-3, v nichţ se měří hmotnostní koncentrace plynu, je stanoven pro ozon přibliţně 1 ppb = 2.00 µg.m-3. Směrnice EU 2002/3/ES stanovuje prahové hodnoty pro sníţení znečištění přízemním ozonem za účelem ochrany lidského zdraví a ţivotního prostředí: varovnou prahovou (240 µg.m-3) a informativní prahovou hodnotu (180 µg.m-3). Členské státy musí hlásit překročení obou prahových hodnot Evropské komisi a Evropské agentuře pro ţivotní prostředí. Stejně jako v předchozích letech, byl dlouhodobý imisní cíl Směrnice na ochranu lidského zdraví (maximální koncentrace ozonu 120 µg.m-3 po dobu 8 hodin) překročen ve všech členských státech EU a dalších evropských zemích (EEA, 2009c).
3. 1. VLIV NA ČLOVĚKA Podle výsledků z projektu hygienické sluţby – monitoringu zdravotního stavu obyvatelstva – se dlouhodobě měřené koncentrace v letním období (v závislosti na typu lokality) pohybují mezi 60 aţ 120 µg.m-3, při vhodné meteorologické situaci mohou maximální -9-
(hodinové) hodnoty dosáhnout a přesáhnout 180 µg.m-3 (hodnota platného 8hodinového imisního limitu). V zimním období se dlouhodobě měřené hodnoty ozonu pohybují okolo 30 aţ 60 µg.m-3 (CENIA, 2008a, EEA, 2009a). Podle Světové zdravotnické organizace - WHO se první příznaky obtíţí (sníţení plicních funkcí) mohou objevit uţ při překročení průměrné hodinové koncentrace 160 µg.m-3. Ozon patří mezi dráţdivé látky. Jeho účinky mizí z 50 % do několika hodin a druhých 50 % účinků postupně odeznívá v horizontu týdne. Reakce organizmu je různá - závisí na predispozicích, úrovni aktuální fyzické aktivity a samozřejmě na době působení – expozici (USEPA, 2006). Ozon je velmi účinným oxidantem. Poškozuje převáţně dýchací soustavu, způsobuje podráţdění, morfologické, biochemické a funkční změny a sniţuje obranyschopnost organizmu. Je prokazatelně toxický i pro vegetaci (ČHMÚ, 2009; EEA, 2009a). Mezi odezvy lidí vystavených vnějším koncentracím ozonu patří: sníţení dýchací kapacity plic, mírná bronchokonstrikce (zúţení průdušek - stav vznikající v důsledku přecitlivělosti k některým cizorodým látkám), rychlé a mělké dýchání při cvičení, příznaky kašle a bolest při hlubokém nádechu. Reflex inhibice vdechování vede ke sníţení vitální kapacity plic. Kromě fyziologických plicních reakcí a příznaků plicních obtíţí má ozon také vliv na dýchací cesty, záněty, aktivaci imunitního systému a poranění epitelu (USEPA, 2006). Velmi citlivé jsou tzv. ciliární buňky, které čistí dýchací cesty od vdechnutých částeček. U postiţených osob dochází k dráţdění hrtanu, pocitu sucha v krku, k poruchám dýchání, bolestem pod hrudní kostí, vyšší produkci hlenu, ke kašli, sípání, tlaku na hrudi, dráţdění očních spojivek, bolesti hlavy, k únavě, malátnosti, nespavosti, nevolnosti atd. (CENIA, 2008b; EEA, 2009a). Při opakovaném vystavení ozonu po několik dní, se funkční stav plic a jeho reakce oslabují, to je ale zvratitelné asi po týdnu bez expozice (USEPA, 2006). Holmen et al. (1997) dokonce prokázali souvislost mezi vlivem ozonu na dětský organismus a následné astma v dospělosti. Výsledky z nedávných studií potvrzují, ţe krátkodobá expozice ozonu je spojena s akutním sníţením funkčnosti plic a zvýšením respiračním potíţí, především u dětí a astmatiků. Dokonce se odhaduje i vliv na rychlost tlukotu srdce, komorovou arytmii a výskyt infarktu myokardu. Většina studií poukazuje na zvýšenou úmrtnost spojenou s akutní expozicí ozonu, zejména v létě nebo teplém období, kdy jsou koncentrace ozonu obvykle nejvyšší. Nepotvrzené zprávy naznačují, ţe více stráveného času venku při vysoké námaze, s čímţ souvisí nárůst expozice ozonu, můţe zvyšovat riziko respiračních problémů. Navíc pro děti a astmatiky, ale - 10 -
i pro dospělé, kteří pracují venku, můţe být dopad ozonu na lidské zdraví zvláště silný (USEPA, 2006).
3. 2. VLIV NA VEGETACI Evropská hospodářská komise na zasedání v Ţenevě roku 1994 definovala dlouhodobou kritickou úroveň pro ozon jako kumulativní expozici nad prahovou koncentrací 40 ppb. Tento expoziční index se označuje zkratkou AOT40 a spočte se jako suma diferencí mezi hodinovými koncentracemi v ppb a 40 ppb pro kaţdou hodinu, kdy koncentrace překročí hodnotu 40 ppb. Index AOT40 se pouţívá pro odhad vlivu ozonu na zemědělské plodiny a lesní ekosystémy při ročním hodnocení (ČHMÚ, 1998). V současné době je přízemní ozon povaţován za hlavní znečišťující látku ovzduší, která škodí rostlinám. V České republice je přízemní ozon limitován Nařízením vlády č. 597/2006 Sb. (sbírkou 42/2011 Sb., se toto nařízení vlády mění - nabylo účinnost dne 15. 3. 2011), o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší a je ustanoven imisní limit pro ochranu ekosystémů a vegetace. Limit AOT40 je kaţdoročně překračován na významném procentu rozlohy území České republiky. Vystavení působení ozonu můţe mít za následek viditelné poškození listů (chlorózy, nekrózy), předčasný opad listů a jehličí, opad plodů nebo předčasný úhyn rostlin. Známé jsou i případy poškození zemědělských plodin, např. v jiţní Evropě nebo v USA. Jejich poškození můţe mít za následek sníţení výnosů (CENIA, 2008c). Aktuální koncentrace na mnoha místech světa je dostačující k tomu, aby poškodila růst mnoha ekonomicky hodnotných rostlin a dřevin. Účinky se mohou objevit i při jen několika hodinové koncentraci vyšší neţ 80 ppb. Reakce rostlin na ozon závisí na kumulativním charakteru okolní expozice. Biotické a abiotické faktory (např. hmyz, voda, dostatek ţivin a teplota) mají však také vliv na celkový dopad ozonu na rostliny a stromy. Výzkumů zabývajících se touto problematikou je ţalostně málo a proto zůstává mnoho neznámých v otázce schopnosti posoudit dopad ozonu na ekosystém (USEPA, 2006).
5. VÝSKYT VE ZVÝŠENÉ MÍŘE 5. 1. PROSTOROVÁ VARIABILITA Více ozonu se vyskytuje ve venkovských a horských oblastech, kde však nedochází k lokálním výrazným nárůstům koncentrací - ozon zde vzniká v průběhu přirozeného
- 11 -
fotochemického cyklu v troposféře, v horských oblastech ve vyšší nadmořské výšce je i vyšší intenzita slunečních paprsků (CENIA, 2008a). Tuto skutečnost potvrzuje i Vautard (2007), který říká, ţe se vysoké koncentrace ozonu vyskytují jak v městských stanicích, tak i na venkovských. Koncentrace ozonu jsou obvykle vyšší ve venkovských místech, neţ v zastavěných oblastech, coţ je způsobeno titrací ozonu čerstvě emitovaného oxidu uhelnatého z dopravy nebo průmyslu. Naopak - ve velkých městských aglomeracích - je ozonu díky probíhajícím reakcím s oxidy dusíku méně. Dlouhodobé průměrné hodnoty jsou niţší, ale při vhodných podmínkách můţe nastat “ozonová epizoda“ s nárůstem ozonu v ovzduší, která můţe mít aţ několikadenní délku a s tím související i úroveň dosahovaných koncentrací ozonu přes 200 µg.m-3 (CENIA, 2008a). Ozon, coby silné oxidační činidlo ochotně reaguje se spoustou sloučenin v ovzduší včetně škodlivin (jako např. NO emitovaný dopravou) a proto v lokalitách, kde jsou nejvyšší koncentrace škodlivin, můţe podstatně více reagovat a sniţovat tak svou koncentraci v ovzduší. Z tohoto důvodu jsou nejniţší koncentrace troposférického ozonu měřeny v dopravních lokalitách a nejvyšší naopak v lokalitách škodlivinami příliš nezatíţených (ČHMÚ, 2009).
5. 2. ČASOVÁ VARIABILITA Koncentrace ozonu během dne vzrůstá z důvodu promíchávání spodních vrstev vzduchu s vrstvami leţícími výše, ve kterých jsou vyšší koncentrace ozonu, a v důsledku vzniku ozonu fotochemickými reakcemi. Denní chody jsou výraznější na městských stanicích neţ na stanicích venkovských. Tento rozdíl je způsoben zčásti rychlejší destrukcí ozonu v městském ovzduší během večerních a nočních hodin, ke které dochází vlivem vyšších koncentrací oxidů dusíku. Koncentrace ozonu ve venkovských oblastech poloţených ve vyšší nadmořské výšce nevykazují tak výrazný denní chod s velkými rozdíly mezi denními a nočními hodnotami a vysoké koncentrace O3 mohou přetrvávat i během noci (ČHMÚ, 1998). Největší koncentrace ozonu v ovzduší jsou v poledních a odpoledních hodinách ve velkých městech a v průmyslových aglomeracích, např. v Německu se jedná o velký problém (CENIA, 2008b). Co se týče výskytu přízemního ozonu v jednotlivých ročních obdobích, je situace téměř všude stejná, tj. s maximem v létě (na jaře) a minimem v zimě. Ve všech ročních obdobích kromě léta, ozon málo reaguje s NO2 coţ způsobuje zničení ozonu kvůli reakci s NO, jakoţto důleţitého ztrátového mechanismu pro ozon v mezní vrstvě. Pouze v létě se vztah s NO2 změní nevýznamně pozitivně. To poukazuje na to, ţe pouze v létě - 12 -
mezní vrstva produkce čistého fotochemického ozonu je spojena s regionálními antropogenními emisemi, v ostatních obdobích mají antropogenní emise tendenci potlačit okolní ozon (Gilge et al., 2010). Naopak, fotochemický ozon produkovaný v létě, hlavně v mezní vrstvě, můţe přispět ke sníţení vertikálního gradientu letního ozonu (Jenkin, 2002). V zimě se uplatňuje titrační efekt ozonu a produkce O3 v létě je pozorována na všech monitorovacích stanicích, s menšími dopady na výše poloţená místa z důvodu slábnoucího vlivu emisí. Během týdne můţeme pak pozorovat niţší koncentrace ozonu během pracovních dní a dosaţení maxima o víkendu (Gilge et al., 2010). Můţeme spekulovat, do jaké míry mohou mít změny ve stratosférické ozonové vrstvě vliv na sníţení vstupu ozonu do troposféry (Jonson et al., 2006). Fusco, Logan (2003) říkají, ţe stratosférický tok ozonu do troposféry můţe být sníţen o 30 % v důsledku poklesu stratosférického ozonu.
Obrázek 2. Maximální denní koncentrace ozonu v létě (EEA, 2010)
- 13 -
5. 3. OZONOVÁ EPIZODA Ozonová epizoda je termín pouţívaný pro situace, kdy koncentrace přízemního ozonu překročí určitou úroveň a je předpoklad trvání vhodných meteorologických podmínek (bezvětří a slunečno). Podle směrnic EU pokud by byla překročena hranice 180 µg.m-3 hodinového průměru musí být obyvatelstvo o této situaci informováno a při překročení 240 µg.m-3 musí být obyvatelstvo varováno - v denním tisku i v televizi se uţ tyto informace objevují (CENIA, 2008a). Příčiny ozonových epizod jsou komplexní a závisí na různých faktorech včetně emisí, meteorologických parametrech, topografii, atmosférických chemických procesech a slunečním záření. Příslušný význam uvedených faktorů je závislý na klimatických podmínkách, topografických rysech, a dočasných denních, sezónních a ročních změnách (Tong et al., 2010).
6. PREKURZORY OZONU Výkyvy počasí v jednotlivých letech mají významný dopad na roční hodnoty ozonu. Rozeznat vliv sníţení prekurzorů ozonu proto vyţaduje dlouhé časové řady dat ze stabilní monitorovací sítě. Bohuţel, dlouhé časové řady nejsou obvykle k dispozici a to zejména v jiţní Evropě, kde je znečištění ozonem hlavním problémem. Významné nejistoty existují, co se týče mnoţství mezikontinentálního přenosu ozonu a jeho prekurzorů. Je dokázáno, ţe emise z prekurzorů ozonu a určité úrovně ozonu ve skutečnosti klesají v celé Evropě. Nicméně tento celkový obraz skrývá významné regionální rozdíly (EEA, 2009a). Ozon je skleníkový plyn sám o sobě, nicméně, také je silně spojený s poměrem NO/NO2 a oxidační schopností, která je prokázána v mnoha fotochemických reakcích. Proto jsou dopady na klima rozmanité a poměrně sloţité. Pochopení vyţaduje vysoce kvalitní dlouhodobé pozorování těchto reaktivních druhů (Gilge et al., 2010). Z výše uvedeného vyplývá, ţe sníţení emisí má za následek odpovídající sníţení naměřených koncentrací ozonových prekurzorů (Derwent et al., 2003). Monitorovací stanice musí být schopny postihnout velkou oblast (např. Střední Evropu), emise z příslušných oblastí, nesmí být ovlivněny lokálně, protoţe by to vedlo k nadhodnocení příslušného stopového plynu (Gilge et al., 2010). V městských oblastech je výskyt všech sloučenin VOC a CO zásadní pro tvorbu ozonu. V místech vzdálených od měst hraje důleţitou roli biogenní VOC, který je emitován z vegetace. V troposféře jsou hlavními prekurzory obsahující zdroj uhlíku CO a CH4, podstatné pro vznik - 14 -
ozonu. CO můţe také hrát významnou roli ve tvorbě ozonu v městských oblastech. Oxidace VOC je iniciována především reakcí s OH radikály (USEPA, 2006). Emise z různých odvětví mají i různé sezónní cykly. Emise z dopravy jsou obecně nejvyšší v létě, zatímco emise z výroby elektřiny mají svá maxima v zimě. Asi 40 % emisí NOx je získáno ze silniční dopravy (EEA, 2009a). Vozidla poháněná vznětovým motorem produkují více emisí NO2/NOx neţ vozidla jezdící na benzín (Carslaw, Beevers, 2005). To je způsobeno z části filtry, jeţ skutečně zvyšují koncentrace NO2 během procesu odstraňování zplodin ve výfukovém potrubí z výfukových plynů, čímţ se zvýší přímo emise NO2. Pronikání vozidel s dieselovými filtry do evropských automobilek roste. Dá se tedy předpokládat nárůst celkového poměru emisí NO2/NOx v Evropě, coţ bude mít vliv na tvorbu ozonu (EEA, 2009a).
7. TRENDY OZONU Přízemní ozon je problémem nejen Severní polokoule, ale v souvislosti se znečištěním ovzduší a změnami klimatu se stal i problémem globálním. Podle měření na stanicích (např. v Irsku), pozaďová koncentrace ozonu vzrostla přibliţně o 6 % za dekádu od roku 1980 a očekává se, ţe dále poroste. Pozaďová koncentrace na Severní polokouli naměřena v roce 2009 byla 35 – 40 ppb. Sníţení koncentrace ozonu by se mělo začlenit do lokálních, regionálních i globálních strategií, které současně řeší emise látek znečišťujících ovzduší a skleníkové plyny (EEA, 2009a). Předpokládá se, ţe se koncentrace ozonu ve spodní atmosféře (troposféře) bude nadále zvyšovat v důsledku lidské činnosti, coţ bude mít silný dopad na volně rostoucí a pěstované rostliny. O3 ovlivňuje fotosyntézu a způsobuje rozvoj viditelných listových poškození, které jsou následkem geneticky řízené buněčné smrti (Pinto et al., 2010). Jak na globální, tak na regionální úrovni se potenciál k produkci ozonu výrazně změnil po nástupu industrializace. Úroveň ozonu v tomto období velmi vzrostla (Vestreng et al., 2004). Tuto hypotézu potvrzuje i IPCC (2007a), kdyţ říká, ţe se od preindustriální doby atmosférická koncentrace ozonu zvýšila. V globálním průměru to představuje 30 % nárůst. Znepokojující je fakt, ţe úsilí v boji proti evropskému ozonu dosahuje jen omezeného úspěchu. Přestoţe v posledních desetiletích se v Evropě neustále sniţují emise znečišťujících látek v ovzduší vedoucí k tvorbě ozonu, v mnoha zemích úrovně ozonu zůstávají ve velké míře nezměněny. Plyny z emisí ozonových prekurzorů byly dokonce sníţeny o 37 % ve 32 státech
- 15 -
během let 1990-2006, přesto ozonová expozice obyvatelstva neklesla na hodnotu stanovenou v legislativě EU pro ochranu lidského zdraví (EEA, 2009a). Nedostatečné sníţení ozonových koncentrací není pouze problémem Evropy. Podle průzkumů agentury pro ochranu ţivotního prostředí ve Spojených státech Amerických v roce 2004, nedošlo ve Spojených státech k ţádné změně v mnoţství koncentrace ozonu, i přes 12 % pokles NOx a 25 % sníţení emisí VOC v předchozím desetiletí. Zvýšené koncentrace pozadí ozonu a zvýšení emisí z biogenních VOC jsou pokládány za důvod, pro více či méně nezměněné koncentrace ozonu (USEPA, 2006).
8. KONCENTRACE OZONU V EVROPĚ A SEVERNÍ AMERICE Celková koncentrace ozonu v Evropě je tvořena součtem pozaďové koncentrace a ozonovými prekurzory. Nicméně hlavním faktem zůstává, ţe jen část ozonových koncentrací v Evropě, je tvořeno evropskými prekurzory emisí. Významně přispívají zdroje ze Severní Ameriky, Asie a stratosférický ozon. V létě, kdy jsou pozorovány nejsilnější ozonové epizody, vliv emisí z Evropy převaţuje. Obecně jsou mezi jednotlivými státy obrovské rozdíly, některé země jako třeba Řecko a Portugalsko nemají prakticky ţádné změny v mnoţství emisí. Kdeţto například Francie, Německo, Itálie, Švýcarsko a Velká Británie mají značně sníţené emise. Nárůst emisí NOx byl zaznamenán v Rakousku a Španělsku. Citlivostní analýza ukazuje, ţe ozon šířený do Evropy mezikontinentálně, představuje 10 – 30 % úrovně přízemního ozonu v západní Evropě a ve skandinávských zemích a méně neţ 10 % ve střední Evropě. Nejistoty v mnoţství a distribuci tohoto šíření mohou proto být důleţitým faktorem při modelování koncentrací ozonu v oblastech vystaveným Atlantickému proudění vzduchu (EEA, 2009a). V jednotlivých zemích byly změny emisí dosaţeny prostřednictvím různých odvětví. Obecně dominantní emisní odvětví mají jasné sezónní výkyvy se zimním maximem a letním minimem. Nicméně, silniční doprava, strojní zařízení a ostatní mobilní zdroje mají malé sezónní výkyvy s maximem v létě. Ve většině zemí se zvýšil procentní podíl příspěvku ze silniční dopravy a ostatních mobilních zdrojů a strojních zařízení a v závislosti na tom se sníţení emisí projevilo více v zimě neţ v létě. Velká Británie je jedno z mála zemí, kde se procentuální podíl z dopravy sníţil (Jonson et al., 2006).
- 16 -
Koncentrace přízemního ozonu se v letech 1991-2000 zvýšily o 7 – 8 ppb v severozápadní části Atlantiku, kolem 3 – 4 ppb nad Velkou Británií a západní Skandinávií
(Katragkou et al, 2010). Naměřené hodnoty ozonu během léta 2009 v Evropě se zařadily mezi nejniţší od roku 1997, kdy se začalo s podrobným sledováním stavu ozonu. Přesto v tomto roce osmnáct členských zemí EU oznámilo překročení tzv. informativní prahové hodnoty (koncentrace ozonu větší neţ 180 µg.m-3), přičemţ Belgie, Řecko, Itálie a Portugalsko dosáhly nejvyšší počet překročení. Stejně jako ve většině předchozích let ţádná měřící stanice v severní Evropě nezaznamenala překročení této koncentrace (EEA, 2009b).
Obrázek 3. Nejvyšší hodnoty maximálního denního 8hod. klouzavého průměru koncentrací přízemního ozonu, 2007 (ČHMÚ, 2009)
Směrnice 2002/3/EC týkající se ozonu ve vnějším ovzduší Směrnice vstoupila v platnost zveřejněním v Úředním věstníku ES (OJ L 67/02) 9. 3. 2002. Zrušuje se směrnice 92/72/EC o znečištění ovzduší ozonem. Směrnice se stala \"dceřinou\" směrnicí k \"Rámcové směrnici o ovzduší\" (Směrnice Rady 96/62/EC k posuzování a řízení kvality vnějšího ovzduší). Návrh poněkud mění dosavadní přístup k ochraně ovzduší před - 17 -
znečištěním troposférickým ozonem. Zaměřuje se více na cílové hodnoty (dlouhodobé imisní cíle) neţ na limitní imisní hodnoty s ohledem na skutečnost, ţe troposférický ozon vzniká jako sekundární polutant chemickými reakcemi primárních polutantů (především SO2, NOx, NH3 a VOC) a je proto obtíţnější jej přímo kontrolovat. Návrh stanovuje imisní cílovou hodnotu k roku 2010, a to osmihodinový průměr 120 µg.m-3 překračovaný nejvýše 25 dní v roce výjimkou případů, kdy je tohoto cíle nemoţné dosáhnout přiměřeným opatřením. Legislativně nezávaznými cíli by se mělo zajistit, aby koncentrace ozonu ve vnějším ovzduší klesla do roku 2020 na úroveň, u které se nepředpokládají škodlivé účinky. Byly stanoveny dvě mezní hodnoty jednohodinového průměru (informační - 180 µg.m-3 a výstraţný - 240 µg.m-3) a detaily, které musí být oznámeny veřejnosti při překročení těchto limitů. Tyto informace obsahují místo a oblast překročení; mezní hodnota, která byla překročena; počátek a doba trvání překročené hodnoty; nejvyšší a průměrná hodinová hodnota. Členské státy musí zajistit, ţe informace o koncentraci ozonu budou veřejně dostupné a stanovit pokuty za porušení směrnice.
8. 1. JIŽNÍ EVROPA 8. 1. 1. PYRENEJSKÝ POLOOSTROV
Na Pyrenejském poloostrově je s rostoucími emisemi prekurzorů ozonu z dopravy (Saito et al., 2002), průmyslu a lesních poţárů, velký potenciál k zvýšení produkce ozonu (Ghude et al., 2006). Vzhledem k rostoucímu rozvoji ve městech jako je Madrid, Barcelona, Valencie, Seville a Bilbao ve Španělsku, a Lisabon a Porto v Portugalsku, lze očekávat zvýšení antropogenní činnosti, především zvýšenou spotřebu fosilních paliv, a ve velkém měřítku industrializaci. To bude mít za následek další znečištění troposféry, coţ můţe vést k zvýšení koncentrace troposférického ozonu nad celým Pyrenejským poloostrovem (Ferm et al., 2006). Topografie Pyrenejského poloostrova má významný dopad na dynamiku atmosféry a tím i na klimatologii, výrobu a transport ozonu v této oblasti. Z výzkumů
v letech
1997-2005
vyplývá,
ţe
maxima
troposférického
ozonu
je dosahováno v měsících červnu a červenci, kdeţto minima v měsících prosinci a lednu na celém území Pyrenejského poloostrova. Pyrenejský poloostrov jako celek ukazuje téměř stejná přechodová období mezi koncentracemi troposférického ozonu, z minima na maximum v měsících od února do května, a z maxima do minima v měsíci srpnu aţ do listopadu. Nejvyšší hodnoty jsou pozorovány během léta, konkrétně v červenci. Frekvence ozonu ukazuje na systematické zvyšování počtu měsíců s vyššími hodnotami během let 1997-2005 v porovnání s výzkumem v letech 1979-1993. Tento celkový nárůst lze přičíst zvýšení antropogenních emisí z prekurzorových plynů, které posilují fotochemické - 18 -
produkce troposférického ozonu, dálkový přenos ozonových prekurzorů v troposféře v závislosti na topografii, klimatologii a hustotě obyvatelstva (Kulkarni et al, 2010). Data z monitorovacích stanic ukazují vysoké hodnoty ozonu ve Středomoří (Lelieveld et al. 2002). V Řecku, Itálii a Španělsku se letní průměrné hodnoty ozonu pohybovaly v rozmezí 60 – 70 ppb, coţ je výrazně více neţ v severní a západní Evropě (Paoletti, 2006).
8. 1. 1. 1. PORTUGALSKO
Na stanici Lamas de Olo, která se nachází na severovýchodě Portugalska, je v kaţdém letním období velmi vysoká úroveň ozonu. V průměru aţ 30 % z celkově přesaţených varovných prahových limitů v Portugalsku je naměřeno právě tady. Původcem je pravděpodobně velmi silný vítr přicházející ze severu Portugalska a Galacie ve Španělsku, který s sebou přináší znečišťující látky (Carvalhoa, 2010). Přítomnost azorských anticyklón, během léta, procházející přes Azorské ostrovy, táhnoucí se aţ k Britským ostrovům a k západní a střední Evropě, s sebou nese kontinentální znečištění přes Atlantický oceán. Tato tlaková výše je příčinou suchého vzduchu, bezmračna s vysokými hodnotami slunečního záření a mnoţstvím ozonových prekurzorů (Louka et al., 2003), coţ z Pyrenejského poloostrova činí ideální místo pro fotochemické produkce troposférického ozonu (Kulkarni et al, 2010).
8. 1. 1. 2. ŠPANĚLSKO
Měření, které probíhalo od února 2000 do prosince 2005 na venkovské stanici v severním Španělsku zjistilo pozitivní vývoj ve zlepšování kvality ovzduší. Maximální koncentrace přízemního ozonu jsou získány v odpoledních hodinách, průměrná hodnota je 88 µg.m-3, s extrémními hodnotami minima 59 µg.m-3 v lednu a maxima 113 µg.m-3 v červenci. Jarní a letní maxima ozonu jsou od dubna do srpna. Vzestupný trend v létě byl 6,2 ± 1,7 µg.m-3, coţ bylo způsobeno lokální produkcí ozonu, hlavním faktorem byla teplota vzduchu. Co se týče ozonových maxim na jaře, nejsou výzkumy uţ tak jasné (Sánchez, 2008). Další studie probíhala v letech 2000-2005 v oblasti Huelva na jihovýchodu Španělska. Současně zde probíhalo měření na 4 stanicích (El Arenosillo a Cartaya - obě na pobřeţí, Huelva - stanice uprostřed města a Valverde - vnitrostátní stanice, 50 km od pobřeţí). Analýzy ukazují, ţe ozonové koncentrace se v období zima - podzim řídí pohybem synoptických povětrnostních systémů, stejně tak však i v období jaro - léto. Průměrné hodinové hodnoty byly v rozmezí od 78,5 ± 0,1 µg.m-3 (na Valverde) do 57,8 ± 0,2 µg.m-3 (v Huelvě). Nejvyšší koncentrace ozonu byly v letních měsících a nejniţší v zimě. Prahová hodnota pro ochranu - 19 -
lidského zdraví byla překročena v průběhu jarních a letních měsíců nejvíce na stanicích El Arenosillo a Valverde. Prahová hodnota pro ochranu vegetace byla často překračována, celkově 131 dnů na Cartaye a 266 dnů na Valverde. Toto území je charakteristické cirkulací kontinentálního a mořského vánku, který denně transportuje emise z městských a průmyslových míst po celém poloostrově. Ze získaných výsledků vyplývá, ţe průmyslové a městské emise spolu s meteorologickými podmínkami na jaře a v létě, způsobují vysoké koncentrace ozonu, které překračují doporučené mezní hodnoty pro ochranu lidského zdraví a vegetace (Carnero, 2009).
8. 1. 2. ŘECKO
Velice zajímavá studie byla provedena v Řecku, kde byly zkoumány změny koncentrace přízemního ozonu, slunečního ultrafialového záření a meteorologických parametrů na povrchu země před, po a během zatmění slunce dne 29. 3. 2006. Tato analýza byla zaloţena na měření na čtyřech stanicích nacházejících se poblíţ největšího athénského povodí (Patision, Smyrni, Geoponiki a Zografou). Experimentální data ukazují, ţe zatmění slunce má vliv na koncentrace přízemního ozonu, stejně jako teplota, relativní vlhkost a rychlost větru blízko země. Pokles koncentrace přízemního ozonu byl zaznamenán krátce po zatmění, které trvalo 2 hodiny, pravděpodobně v důsledku sníţení účinnosti fotochemické tvorby ozonu. Přičemţ teplota vzduchu klesla aţ o 0,7 ºC, relativní vlhkost se zvýšila, rychlost větru se sníţila a sluneční ultrafialové záření se sníţilo aţ o 97 % (Tzanis, 2008). Nedávné studie ukazují, ţe hladiny přízemního ozonu na venkovských lokalitách v Řecku jsou obecně velmi vysoké v porovnání se severními Evropskými lokalitami. Pokud jde o koncentrace přízemního ozonu, jihovýchod Evropy, včetně Řecka není téměř monitorován. Pozorování na třech stanicích Řecka, ukazuje obvyklé sezónní změny troposférického ozonu na venkově. Nejniţší hodnoty byly během zimního odpoledne asi 50 µg.m-3 v období prosinec - leden a nejvyšší letní hodnoty byly během odpoledne asi 120 µg.m-3 v období červenec - srpen (Kalabokas, 2004). Vysoká úroveň slunečního záření ve Středomoří, v kombinaci s antropogenními emisemi a biogenními ozonovými prekurzory napomáhá fotochemickým reakcím za vzniku ozonu. Vysoké hodnoty přízemního ozonu byly jiţ dokázány v Itálii a Španělsku (Bonasoni et al., 2000). Pokud jde o Řecko i zde byly zaznamenány vysoké hladiny přízemního ozonu (Roelofs et al., 2003). Z několikaleté analýzy vyplývá, ţe ozon z venkova v okolí Athén je výrazně vyšší neţ jsou hodnoty v severní Evropě a v okolí Atlantického oceánu (Kalabokas, 2001). - 20 -
Je překvapující, ţe i 10-12 km od husté městské oblasti Athén, navíc pod silným slunečním zářením a velkým mnoţstvím emisí ozonových prekurzorů, roste přízemní ozon pouze 40 % na pozadí, coţ znamená, ţe venkovské koncentrace ozonu jsou v průměru větší přispívatelé ozonu v celém Řecku. Skutečnost, ţe letní maximum na venkovských lokalitách je silnější neţ jarní maximum (velmi časté na většině míst severní Evropy) mluví ve prospěch hypotézy, ţe největším zdrojem znečištění je vliv dálkového mezikontinentálního přenosu (Kalabokas, 2004). Výzkumy na ostrovech Gozo (Malta), Kréta a Kypr (Řecko) ukazují také vysoké hodnoty ozonu. Měsíční průměrné hodnoty na ostrově Gozo patří mezi nejvyšší na celém světě v nízkých nadmořských výškách (Nolle et al., 2002).
8. 1. 3. ITÁLIE
Troposférický ozon je rostoucí ţivotní hrozbou jak pro Itálii, tak pro celou oblast Středozemního moře. Zdůrazňuje se nutnost biomonitoringu ke zjištění mnoţství troposférického ozonu. Jako biologické indikátory se pouţívají zejména rostliny citlivé a rezistentní, například rostlina tabáku (Nicotiana), bílý jetel (Trifolium repens) a chrpa luční (Centaurea jacea), (Nali et al., 2006). Měření úrovně ozonu kolem velkých měst jako je Miláno, Florencie a Bari prokázalo, ţe průměrné hodnoty AOT40 jsou aţ 2,6 x vyšší neţ ve městech. A proto není s podivem překročení evropských kritérií ozonu na ochranu zdraví lesů, přestoţe normy pro ochranu lidí byly dodrţeny (Paolettia, 2008). V Miláně v lednu roku 2004 poskytla probíhající dopravní stávka jedinečnou příleţitost, prozkoumat vliv veřejné dopravy na kvalitu ovzduší. Kaţdou hodinu ve dnech 2., 7. a 9. ledna byl v okolí města odebrán vzorek vzduchu. Den 2. leden měl nejmenší naměřené koncentrace přízemního ozonu, v důsledku prázdnin. Leden 9. měl nejvyšší hodnoty NMHC (nemethanové uhlovodíky), vlivem zvýšené automobilové dopravy v důsledku stávky veřejné dopravy. Pomocí počítačové simulace bylo moţné změřit produkci ozonu během stávky v lednu 2004 a stávky v červenci 2005. Tato měření a simulace jasně potvrzují, ţe existence městské dopravy výrazně sniţuje mnoţství emisí VOC, coţ sniţuje mnoţství ozonu aţ o 11 – 33 %, v letních měsících (Meinardia at al., 2008). Podrobná analýza zpětné trajektorie původu vzduchových mas s vysokou koncentrací ozonu byla provedena v zálivu města Janov a mezi Neapolí a Palermem. Hlavním důvodem vysokých úrovní ozonu v Janově byl přenos z oblasti údolí řeky Pád, zatímco pro oblast Neapole a Palerma je to přenos z Říma (Velchev et al., 2011). - 21 -
8. 2. SEVERNÍ EVROPA 8. 2. 1. SKANDINÁVIE
Současná situace byla modelována podle nejlepších odhadů antropogenních emisí a koncentrace pozaďového ozonu. K vyhodnocení změn ozonových koncentrací v důsledku změny klimatu, byl pouţit regionální model. K posouzení změny ozonu v důsledku změn emisí bylo pouţito mnoho různých prekurzorů. Výsledky ukazují, ţe změna klimatu bude mít malý přímý dopad na koncentrace ozonu v severských zemích. Ale změny pozaďové koncentrace ozonu a změny prekurzorů emisí v Evropě budou mít velký efekt na ozon v severní Evropě (Engardt et al., 2009).
8. 2. 1. 1. ŠVÉDSKO
Vliv synoptické cirkulace na koncentrace přízemního ozonu byl zkoumán na třech stanicích v jiţním Švédsku od dubna do května a od června do srpna, v letech 1990-2005. Analýzy ukázaly, ţe anticyklóny přicházející z východu a jihovýchodu a z jihu a jihozápadu, jsou spojeny s vysokými úrovněmi ozonu. Cyklóny, západní vítr a severní vítr byly naopak spojeny s nízkou úrovní ozonu. Analýza také zjistila nárůst koncentrace v jarních měsících a během léta. Z toho jasně vyplývá velký vliv synoptických cirkulací na přízemní ozon v jiţním Švédsku (Tang et al., 2009). I kdyţ je na koncentrace přízemního ozonu obvykle hleděno jako na regionální problém, můţe se jeho koncentrace měnit na velmi krátkých vzdálenostech. Horské oblasti mají obvykle výrazně vyšší koncentrace ozonu neţ místa s nízkou nadmořskou výškou. Silné chlazení povrchu během noci je spojené se stabilizací planetární mezní vrstvy a s tím spojené vertikální míchání vzduchu, coţ vede k omezení vertikální dopravy ozonu v mezní vrstvě. V kombinaci s depozicemi na vegetaci toto vede k nízkým či velmi nízkým koncentracím v blízkosti země. Studie se zabývala i hypotézou, ţe lokální rozdíly ozonu lze vysvětlit kovariancí s denním kolísáním teplot. Lokální klima má dopad na dynamiku ozonu, coţ ovlivňuje monitoring (Piikki et al., 2008).
8. 2. 1. 2. FINSKO
Podle scénářů SRES (Zvláštní zpráva o emisních scénářích - prozkoumávající další vývoj ţivotního prostředí v globálním měřítku, s důrazem na produkci skleníkových plynů a emise aerosolových prekurzorů) se bude pozaďová koncentrace ozonu značně zvyšovat aţ do roku - 22 -
2050. Potom se expozice sníţí kvůli novým technologiím a environmentálním aspektům. V širokém měřítku mají změny teploty v troposféře a vodní páry vliv na ozon a ostatní stopové prvky. Na základě měření ozonu, provedeném ve Finsku v letech 1989-2001, byl zjištěn stabilní nebo střední nárůst koncentrace ozonu v měsících květen – červenec. V letních měsících byly z 99 % hodinových dat ozonu zjištěny klesající trendy (statisticky nevýznamné hodnoty). Dokonce nebylo zaznamenáno ani ţádné sníţení hodnot AOT40 (Laurila et al., 2004).
8. 3. VÝCHODNÍ EVROPA Různý ekonomický vývoj ve východní a západní Evropě silně ovlivnil kvalitu ovzduší. Zatímco západní Evropa přispívala k znečištění silniční dopravou, ve východní Evropě byl hlavním zdrojem průmysl. V současné době je vliv průmyslu ve východní Evropě potlačen, ale rozmáhá se silniční znečištění. Obecně lze říci, ţe denní profily koncentrace ozonu jsou hodně rozdílné. Variabilita hodinové koncentrace ozonu naměřena v různých dnech souvisí především s meteorologickými podmínkami a vertikálním mícháním v horských oblastech. Nicméně pronikání stratosférického ozonu můţe vyvolat výkyvy v míchání ozonu a způsobit vysoké denní hodnoty koncentrace přízemního ozonu. Průměrné naměřené denní hodnoty obvykle nepřesahují 50 ppb mezi zářím a únorem a jsou v průměru kolem hodnoty 40 ppb v tomto období. Hodnoty 50 ppb jsou měřeny v období mezi dubnem a srpnem. Je typické, ţe největší koncentrace ozonu najdeme 50-100 km ve vzdálenosti od vysoce znečištěných městských oblastí. Většina zemí východní a centrální Evropy trpí vysokou koncentrací ozonu (Granier et al., 2006).
8. 3. 1. MAĎARSKO
Měření v Maďarsku na stanici K-puszta prokázalo překročení hodinové i 8hodinové prahové hodnoty pro ozon v letech 1996-2005. Pomocí dánského Eulerian Modelu bylo odhadnuto, ţe i kdyby se emise z antropogenních prekurzorů ozonu rovnaly nule, hodnoty AOT40 by byly mezi 77 – 95 % jejich současných hodnot. Důvodem je mezikontinentální přenos prekurzorů, ozonu a ozon ze stratosféry, významně přispívající k vysokým koncentracím ozonu v Maďarsku. Kromě toho prekurzory přírodního původu mají také značný vliv na formaci ozonu (Granier et al., 2006).
- 23 -
8. 3. 2. CHORVATSKO
Na měřící stanici Puntijarka, poblíţ hlavního města Zagreb, se zjistilo, ţe v posledních 3 letech nastalo letní maximum ozonu dříve (uţ v červnu namísto července nebo srpna). Na této stanici je pozorováno, ţe exponenciální nárůst ozonu v Evropě se pomalu ale jistě sniţuje. Nejméně 4 statistické analýzy z let 1990-2002 ukazují buď ţádné zvýšení podílu objemu ozonu či mírný pokles o 3 ppb za deset let. Moţným důvodem by mohl být úbytek ozonu v dolní stratosféře, coţ by sníţilo vstup ozonu ze stratosféry do troposféry, ale více pravděpodobné jsou dramatické změny chorvatského průmyslu a silniční dopravy v posledním desetiletí (Granier et al., 2006). Nejvyšší koncentrace ozonu jsou spojeny s jiho-západním větrným tokem. To ukazuje, ţe případná advekce ozonu nebo jeho prekurzorů je dominantní nad lokální fotochemickou produkcí ozonu (Jelić, Klaić, 2010).
8. 3. 3. LITVA
V Litvě bylo během posledních 5 let moţno pozorovat klesající tendenci koncentrace ozonu. Během let 1982-2005 nebyla překročena 8hodinová maximální koncentrace ozonu více neţ 25 x (coţ je limit pro lidské zdraví). Pouţitím různých indikátorů bylo dokázáno, ţe Litva nedosahuje
ozonových
koncentrací
nebezpečných
pro
lidské
zdraví.
Ale
změny
v environmentálních podmínkách poukazují na moţnost nárůstu ozonu a tím i zvýšení rizika pro lidské zdraví (Granier et al., 2006).
8. 3. 4. RUSKO A UKRAJINA
Přízemní ozon v Moskvě v roce 2010 byl z velké části přítomen kvůli anomálii atmosférických procesů. Maxima ozonu v letních měsících červenci a srpnu překonaly dlouhodobé rekordy (59 a 51 µg.m-3), v září se ozon zase vrátil na svou stálou hodnotu (39 µg.m-3). V období od 19. července do 18. srpna byla v Moskvě a jejím předměstí maximální přípustná koncentrace ozonu překročena 25 x. V Moskvě je vysoká koncentrace ozonu obvykle doprovázena mlhou. V důsledku suchých a teplých horkých dní vzniklo mnoho poţárů, coţ mělo za následek silný fotochemický smog, který v Moskvě trval několik dní. Nejtěţší smog byl zaznamenán ve dnech od 6. do 8. srpna a průměrná hodinová koncentrace ozonu na stanici Dolgoprudny se zvýšila aţ na 344 µg.m-3. V Kyjevě se koncentrace přízemního ozonu zvýšily pouze nevýznamně. Je tedy zřejmé, ţe náhlé rapidní zhoršení kvality ovzduší a zvýšení koncentrace ozonu v Moskvě v létě 2010 bylo způsobeno v důsledku rozsáhlých lesních poţárů (Zvyagintsev et al., 2010). - 24 -
Důleţitost sledování troposférického ozonu je spojena s nutností sledovat kvalitu ovzduší. V teplých obdobích obvykle překračuje přípustné limity pro lidské zdraví (Zvyagintsev, Kuzněcovová, 2002). Sledování troposférického ozonu v Moskvě a Kyjevě ukázalo, ţe ve stejné době jsou v Kyjevě mnohem vyšší koncentrace neţ v Moskvě. Maximální mnoţství ozonu se opět objevuje v létě a na jaře. Letní maximum je pravděpodobně spojeno s fotochemickými procesy. Na jaře je to spíše vliv dálkového mezikontinentálního přenosu. Noční maximum je v Kyjevě méně výrazné, coţ vyplývá z niţší koncentrace antropogenního znečištění. Zdá se, ţe nejdůleţitější proces řídící koncentraci přízemního ozonu v Moskvě a Kyjevě je vertikální míchání. Za nepříznivých povětrnostních podmínek, častých v teplých obdobích, se dominantní stává fotochemická tvorba ozonu. Maximální hodnoty bývají překračovány aţ o 20 µg.m-3. V posledních 12 letech byly takovéto stavy pozorovány 4 x v Kyjevě, z čehoţ se dá vyvodit, ţe ve velkých městských oblastech na jihu Ruska (Volgograd, Rostov-on-Don, atd.) se ozonové epizody vyskytují více neţ v jiných částech Ruska (Zvyagintsev et al., 2009).
8. 4. ZÁPADNÍ EVROPA Je nepochybné, ţe se koncentrace přízemního ozonu na Severní polokouli zvýšily o 10 µg.m-3 za posledních 20-30 let. Za tento nárůst můţou antropogenní emise z průmyslu, dopravy, domácností, ale i zemědělství. Budoucí koncentrace ozonu závisí na mnoţství emisí (DEFRA, 2008). Studie v letech 2001-2004 v západní Evropě, pouţila k měření výhradně horské stanice (nad 2000 m), které jsou nejvzdálenější od antropogenních vlivů (Zellweger et al., 2003). Nicméně hory značně zvyšují atmosférické turbulence a z mnoha důvodů ovlivňují cirkulaci (drsnost, hydraulické podmínky, synoptické zvedání atd.), takţe můţeme jen stěţí konstatovat, ţe jsou tyto stanice bez jakéhokoli vlivu. Je také známo, ţe úroveň ozonu na pozadí roste s výškou, v dolní troposféře. Proto bylo nakonec vybráno 27 stanic (Francie, Itálie, Švýcarsko, Německo, Rakousko a Španělsko) ve výškách v rozmezí 115 aţ 3580 m. Závěrem této studie bylo, ţe s rostoucí nadmořskou výškou se významně zvyšuje koncentrace přízemního ozonu (Chevalier et al., 2007). V Evropě jsou jasně nejvyšší hodnoty ozonu v létě a to 30 – 70 ppb v závislosti na výšce a nejniţší v zimě v rozmezí 10 – 45 ppb (Vingarzan, 2004). AOT40 a SOMO35 jsou silně ovlivněny změnami koncentrací ozonu na pozadí na Severní polokouli, a tak je vliv regionálních změn silně utlumen. Toto tlumení je nejzřetelnější pro Velkou Británii, Irsko, Norsko a Portugalsko, ale i v Německu, kde je vliv - 25 -
koncentrace ozonu na pozadí nejmenší a příspěvek z regionálních koncentrací největší. V městských oblastech by sníţení emisí NOx ze silniční dopravy mohlo vést k vyšším hodnotám SOMO35 (DEFRA, 2008).
8. 4. 1. FRANCIE
K měření koncentrace ozonu na francouzské venkovské monitorovací stanici s názvem MERA byl pouţit statistický test, aby objasnil vývoj kvality ovzduší ve Francii během období 1995-2003. Ve Francii v průměru na 9 stanicích byl mírně rostoucí trend ozonu (+0,6 ± 1,3 % ročně), coţ bylo silně ovlivněno nadmořskou výškou stanic. Ve stanicích pod 1000 m bylo průměrně − 0,48 % ozonu ročně, ve stanicích nad 1000 m byl nárůst ozonu +1,75 % ročně. Tato situace je porovnatelná s ostatními zeměmi Evropy. V Evropě a zvláště ve Francii bylo v letech 1995-2003 zaznamenáno sníţení emisí prekurzorů, ale na straně druhé byl zaznamenán mírný nárůst troposférického ozonu. Moţné vysvětlení tohoto nárůstu je sníţená ozonová titrace kvůli sníţení NOx, meteorologické změny či mezikontinentální dálkový přenos ze severní Ameriky a Asie (Sicard et al., 2009).
8. 4. 2. VELKÁ BRITÁNIE A IRSKO
Budoucí průměrné roční nárůsty ozonu ve Velké Británii jsou odhadovány na 6 µg.m-3 a maximální moţné sníţení v letech 2000-2030 jsou odhadovány na 4 µg.m-3. Trendy ozonu se v jednotlivých regionech liší, protoţe se zde vyskytují různá mnoţství prekurzorů. V posledních letech od roku 2000 zůstávají koncentrace ozonu téměř stálé a máme jen málo důkazů o nárůstu či poklesu. Změna sloţení atmosféry má silný dopad na koncentrace ozonu ve Velké Británii (DEFRA, 2008). Derwent et al. (2007) analyzovali dlouhodobé měření z Mace Head (atmosférická monitorovací stanice) na západním pobřeţí Irska a objevili zvýšení pozaďového ozonu aţ do roku 1990 a stabilizaci či mírný pokles poté. Podle DEFRA (2008) pozorování míchacích poměrů ozonu vzduchových mas na stanici Mace Head v Irsku v roce 1987-2006 prokázalo nárůst ozonu o +0,7 µg.m-3 za rok. Nejvýznamnější nárůsty byly v zimě a na jaře. V severní Americe, byly prokázány podobné trendy, a proto se lze domnívat, ţe za to můţe mezikontinentální šíření ozonu. The AQEG report on Air Quality and Climate Change: A UK Perspective (AQEG, 2007), říká, ţe se objevuje trend zvyšujícího se ozonu v létě vlivem fotochemického smogu, a ţe horká letní vlna roku 2003 (která měla za následky mnoho úmrtí) v Evropě, se do roku 2040 stane normálním typickým jevem (co se týče teploty). I za těchto podmínek je ale nepravděpodobné, - 26 -
ţe by mohlo dojít k intenzivní městské produkci ozonu, typické pro Los Angels. Výzkumy dokazují, ţe v roce 2003 nebyla v Londýně ţádná lokální fotochemická produkce ozonu. Emise z Evropy mají největší efekt na vysoké ozonové epizody ve Velké Británii za anticykloních podmínek. V důsledku toho jsou opatření prováděná ve Velké Británii ke sníţení ozonu méně účinná, neţ například ve střední Evropě. Sníţení ozonové expozice na obyvatele ve Velké Británii znamená zaměřit se na městské a příměstské části, ačkoliv narůstající tendence je zjištěna na venkově. Redukce NOx emisí v městských částech vedlo ke zvýšení ozonových koncentrací. Zvyšující se pozaďové koncentrace kvůli globální změně, jasně naznačují, ţe budoucí kvalita ovzduší bude úzce spjata s klimatickými změnami a emisemi skleníkových plynů (DEFRA, 2008).
8. 5. STŘEDNÍ EVROPA 8. 5. 1. ŠVÝCARSKO
V roce 1992-2002 byla ve Švýcarsku provedena studie zabývající se spojením místních meteorologických dat s daty zjištěnými pomocí metody ANCOVA (analýza kovariance). Nebyl nalezen ţádný významný pokles maxima trendů v sezónním mediánu ozonu nebo OX (OX = O3 + NO2). Nicméně pro šest míst v průmyslových oblastech okolo Zurichu bylo zjištěno, výrazné sníţené trendů, z 90 % v létě. Studie říká, ţe nedostatek klesajících trendů na venkovských lokalitách by mohl být způsoben zvýšeným mnoţstvím pozaďového ozonu (Ordóñez et al., 2005). Výzkum, který provedl Ordóñez (2006), zjistil nárůst zhruba o 0,5 ppb za rok na 8 alpských stanicích, mezi lety 1992-2002. Pozaďový ozon se zvýšil ve spodní troposféře o 0,5 – 0,9 ppb za rok ve 13 švýcarských stanicích – některé z nich byly ve výšce nad 1000 m (Brönnimann et al., 2002).
8. 5. 2. ČESKÁ REPUBLIKA
Nařízení vlády č. 597/2006 Sb., poţaduje 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 souladu s poţadavky nařízení vlády. Cílový imisní limit (TV) je definován tak, ţe maximální denní osmihodinový klouzavý průměr nesmí překročit více neţ 25 krát hodnotu 120 µg.m-3 v průměru za 3 roky (ENVIS, 2009).
- 27 -
Podle EEA (2009c) je okolní ozon společně s PM10, s ohledem na rozsah dopadu a frekvenci, se kterou jsou limitní prahové hodnoty překračovány, nejproblematičtější látkou znečišťující ovzduší v ČR a stejně tak v mnoha regionech Evropy. V roce 2009 byl ozon měřen na 73 lokalitách, z nichţ na 20 (27,4 %) došlo k překročení cílového imisního limitu za tříleté období 2007–2009, popř. kratší. Na dvou lokalitách (Teplice, Jeseník) bylo dosaţeno hodnoty cílového imisního limitu, počet překročení hodnoty 120 μg.m -3 se rovnal maximálně povoleným 25 (ČHMÚ, 2009). Coţ byl podstatně lepší výsledek neţ měření v roce 2008, kdy byl ozon měřen na 71 lokalitách, z nichţ na 38 (54 %) došlo k překročení cílového imisního limitu pro zdraví lidí za tříleté období 2006–2008 (Ministerstvo ţivotního prostředí, 2009). Nicméně v případě přízemního ozonu se u České republiky jedná o průměrné znečištění odpovídající naší zeměpisné poloze v rámci Evropy. Ve srovnávání tříletých hodnocených období hrají roli především meteorologické podmínky, resp. hodnoty slunečního svitu, teploty a výskyt sráţek v období od dubna do září, kdy jsou obvykle měřeny nejvyšší koncentrace ozonu. V porovnání s předchozím tříletým obdobím 2006–2008 výrazně klesl na většině lokalit (celkem 64) počet překročení hodnoty cílového imisního limitu 120 μg.m-3. Území, na kterém nebyl cílový imisní limit překročen, stoupl z 6,2 % plochy České republiky (za období 2006–2008) na téměř 53 % plochy (období 2007–2009). V porovnání s předchozími hodnocenými tříletými obdobími se jedná o významný pokles znečištění ozonem (ČHMÚ, 2009).
Obrázek 4. Vyznačení oblastí se zhoršenou kvalitou ovzduší vzhledem k cílovým imisním limitům pro ochranu zdraví se zahrnutím přízemního ozonu (ČHMÚ, 2009) - 28 -
Co se týče vlivu na obyvatelstvo, bylo asi 23 % populace v průměru v hodnoceném období 2007–2009 vystaveno koncentracím přízemního ozonu překračujícím cílové imisní limity pro ochranu zdraví lidí. Ozon však můţe mít mnoho negativních dopadů i na vegetaci. Zatímco škody způsobené ozonem jsou jiţ podrobně popsané, není jistý mechanismus ani pořadí v jakém k tomuto poškození dochází (Loreto, Velikova, 2001). S ohledem na ekosystémy, přízemní ozon představuje významnou hrozbu, i přestoţe byl na většině stanic zjištěn statisticky významný pokles hodnot AOT40 (Hůnová et al., 2004). Podle mnoha studií je ale potvrzeno, ţe koncept AOT40 je poněkud v rozporu s pozorovanými zraněními způsobenými ozonem (Hůnová et al., 2011). Ozon naměřený v českých horských oblastech, představuje nepochybně nebezpečí pro místní lesy. Průměrné koncentrace ozonu během vegetační sezóny byly na venkovských lokalitách v průměru 30 - 45 ppb v letech s nejniţší úrovní ozonu (rok 2001 a 2008) a s nejvyšší úrovní ozonu v rozmezí 35 - 60 ppb (v roce 2003). Časté překračování limitu prahové hodnoty ukazuje na fytotoxický potenciál, dostatečně veliký pro negativní dopad na místní lesy (Hůnová et al., 2010). Dlouhodobá měření přízemního ozonu ve střední Evropě ukazují, ţe koncentrace ve středních a vyšších zeměpisných šířkách během minulého století vzrostly více neţ dvojnásobně (Volz, Kley, 1988). Nejhojnější dřevinou v českých horských lesích je smrk (Picea abies), ten je ale málo citlivý na přítomnost ozonu (Uhlířová, Pasuthová,1993). S ohledem na optimální druhové skladby českých lesů na posuzování dopadu ozonu, by proto měl být přednostně zkoumán Buk lesní (Fagus sylvatica), aby se zachovala ekologická stabilita (Hůnová et al., 2011). Výsledky ukazují, ţe fytotoxický potenciál přízemního ozonu v ČR je značný, a to zejména v relativně „čistých“ oblastech vzdálených od emisních zdrojů, v prostředí horských lesů. Je proto velmi ţádoucí zaměřit se na hlubší studium tohoto problému (Hůnová, Coňková, 2009). Z celkového počtu 36 venkovských a předměstských stanic, pro které je podle legislativy relevantní výpočet expozičního indexu AOT40, došlo podle hodnocení pro rok 2009 (jedná se o průměr za roky 2005–2009) k překročení cílového imisního limitu pro ochranu vegetace pro ozon na 22 lokalitách (ČHMÚ, 2009). Výsledky měření v letech 1994-2001 ukazují, ţe hodnoty AOT40 v České republice překročily kritické hodnoty stanovené pro ozon, téměř po celé zemi, dokonce i při chladném létě s nízkým slunečním zářením (Hůnová et al., 2003). - 29 -
V případě aglomerace Brno se jedná vesměs o 100 % území, kde je překračován cílový imisní limit, k překračování pak dochází zejména v létě, kdy jsou nejpříhodnější podmínky pro fotochemickou tvorbu troposférického ozonu z NO2 a těkavých organických látek (VOC). Tyto fotochemické reakce jsou ovlivněny slunečním zářením nutným pro průběh reakcí. Z rozboru výskytu nejvyšších průměrných hodinových koncentrací troposférického ozonu na území ČR za období od dubna do září 2009 vyplývá, ţe nejvyšší hodnoty 201 - 207 µg.m-3 byly naměřeny v srpnu v Ústeckém kraji. Dále následuje červenec s koncentracemi kolem 170 µg.m-3 ve Zlínském a Moravskoslezském kraji, květen se 169 µg.m-3 v Ústeckém kraji, duben se 153 µg.m-3 v Olomouckém kraji. Ve zbývajících měsících, v červnu v Královéhradeckém kraji a v září v Plzeňském, byly hodnoty 148 µg.m -3. Závěrem lze konstatovat, ţe v roce 2009 nejvyšší a nejčastější koncentrace troposférického ozonu byly zaznamenány v Ústeckém kraji (ČHMÚ, 2009).
8. 6. SEVERNÍ AMERIKA Ve volné troposféře nad USA přispívá ke zvýšení troposférického ozonu silniční doprava aţ 8 % (6 ppb), kdeţto emise z USA samy o sobě přispívají k tomuto zvýšení více neţ 4 % (3 ppb). Ve volné troposféře nad Atlantikem má 4 % - 8 % (2 - 4 ppb) ozonových koncentrací původ právě ze silniční dopravy v USA a kolem 2 % (1 ppb) z Evropy. Ve volné troposféře Evropy, emise z USA přispívají ke zvýšení ozonu aţ 3 % (2 ppb) a evropská silniční doprava přispívá aţ 4 % (2 ppb). Dále na východ jsou příspěvky z USA a Evropy přibliţně stejné a to 2 % (1 ppb). Výsledky ukazují, ţe emise ze silniční dopravy v Evropě a USA můţou představovat aţ 50 % celosvětového příspěvku pro tvorbu troposférického ozonu (Matthes et al., 2007). Ozon jako hlavní součást fotochemického smogu má váţné zdravotní účinky na člověka
(Burnett et al., 1996) a vegetaci (Karlsson et al., 2009). Související náklady na zdravotní péči a obnovu poškozené vegetace byly odhadnuty na milion dolarů ročně jen v Kanadě (Chan, Vet, 2010). The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 2007b) říká, ţe ozon je třetím nejvýznamnějším skleníkovým plynem. S výjimkou oblastí na západě, jsou hladiny ozonu v Kanadě a USA nejvíce ovlivněny regionálními vlivy prekurzorů, ze zdrojů jak přírodních, tak i antropogenních. Na kontinentálním východě USA je nejsilnější vliv fotochemických reakcí za vzniku ozonu, coţ se ukazuje jako velký problém hlavně v létě, kdy jsou zde naměřena maxima ozonu (Chan, Vet, 2010).
- 30 -
Trendy ozonu jsou podrobně prozkoumané a tak máme k dispozici mnoho různých studií, které jasně dokazují, ţe ozon na Severní polokouli významně roste (Cooper et al., 2010). Měření v letech 1997-2006 zjistilo, ţe v kontinentální východní Kanadě byly hodnoty ozonu z desetiletého výzkumu 30 ± 9 ppb. S maximem na jaře 37 ± 7 ppb a minimem na podzim méně neţ 24 ± 7 ppb. Podobné hodnoty byly zjištěny i na kontinentálním východě USA, kde průměrné hodnoty za deset let byly 30 ± 10 ppb. S maximem na jaře 37 ± 9 a minimem na podzim 25 ± 9 ppb. Stejně tak jako na kontinentální západní Kanadě s průměrem 28 ± 10 ppb, s maximem na jaře 36 ± 8 ppb a minimem na podzim 21 ± 7 ppb. Naopak pobřeţní západní Kanada měla nejniţší roční průměry 19 ± 10 ppb a nejniţší sezónní průměry 25 ± 11 ppb a 15 ± 8 ppb. Pobřeţní západní USA a kontinentální západní USA měly výrazně vyšší průměrnou hladinu ozonu neţ ostatní regiony. Roční průměr měly 39 ± 10 ppb a 46 ± 7 ppb. Kontinentální západ USA měl průměrné hodnoty: roční 46 ± 7 ppb, jarní maximum 51 ± 6 ppb, podzimní minimum 41 ±5 ppb, coţ bylo způsobeno pravděpodobně vlivem vysoké nadmořské výšky. Zvýšené trendy ozonu byly naměřeny ve všech ročních obdobích podél pobřeţí Pacifiku v Kanadě a v USA (Chan, Vet, 2010). Chan (2009) s pouţitím modelové techniky časových řad, dokazuje, ţe významné klesající tendence ozonu jsou na jihovýchodu Kanady a USA, ale naopak zvyšující na východním pobřeţí. Výsledky ukazují, ţe úroveň ozonu nemůţe být definována pro celou severní Ameriku, ale ţe se mění v různých regionech v závislosti na mnoha vlivech. V kontinentálních oblastech byl prokázán vliv šíření nízkých koncentrací ozonových prekuzrorů z vysokých nadmořských výšek. Sezónní výkyvy ozonu v těchto oblastech vznikají právě ze zdrojů prekurzorových emisí (nejvíce v Kanadě). Rozdíl mezi sedmi měřícími stanice během 10 let výzkumu se pohybuje od ročního průměru 19 ± 10 ppb (na pobřeţí západní Kanady) aţ do 46 ± 7 ppb (kontinentální západní USA), kde byl velký vliv nadmořské výšky (Chan, Vet, 2010).
- 31 -
9. ZÁVĚR Cílem této práce bylo, zpracovat koncentrace přízemního ozonu v Evropě a Severní Americe, konkrétně určit jejich nárůst či pokles. Jelikoţ se jedná o geograficky rozsáhlá území rozdělila jsem je na menší celky, aby bylo moţné poukázat na přímé faktory vlivu vzniku přízemního ozonu, jenţ by v celkovém hodnocení výskytu ozonu mohly zaniknout. Pro jednoznačné potvrzení hypotézy nárůstu či poklesu ozonu, bylo dále nutné posoudit současný stav v těchto oblastech nejen z komplexního pohledu, ale také s ohledem na aspekty (vlivy) jenţ ovlivňují míru výskytu přízemního ozonu a v jednotlivých oblastech působí rozdílnou mírou. Mezi největší vlivy na ozon patří jednoznačně klimatické podmínky. To potvrzují například studie provedené Jonson et al., (2006) nebo EEA (2009a), které přímo říkají, ţe výkyvy v mnoţství ozonu ovlivňuje oblačnost, teplota a stabilita. Nesmíme však zapomínat na to, ţe koncentrace ozonu velmi závisí i na nadmořské výšce. V horských oblastech se více uplatňuje cirkulace a atmosférické turbulence. To tvrdí i Chevalier et al. (2007) nebo Piikki et al. (2008) výrokem, ţe je známo, ţe úroveň ozonu na pozadí roste s výškou. Velký podíl na mnoţství přízemního ozonu má ale i dálkový mezikontinentální přenos ozonu. Kdy podle DEFRA (2008) má právě dálkový přenos největší efekt na vysoké ozonové epizody ve Velké Británii. Obecně lze také říci, ţe na místech s častým výskytem slunečních paprsků, jako je jiţní Evropa, jsou koncentrace ozonu podstatně vyšší neţ ve zbytku Evropy. Tento nárůst se tak nejvíce objevuje v letních měsících, kdy ozon dosahuje maxima a často překračuje prahové limity pro lidské zdraví. Pokud se na výskyt ozonu díváme z pohledu ročního období, můţeme tvrdit, ţe v celé Evropě jsou nejvyšší koncentrace zaznamenány právě v létě (na jaře), kdy je dostatek slunečního záření a bezmračno. Letní maximum je pravděpodobně spojeno s fotochemickými procesy. Na jaře je to spíše vliv dálkového mezikontinentálního přenosu. Minimum je naopak zaznamenáno především v zimních měsících. Podle DEFRA (2008) zvyšující se pozaďové koncentrace naznačují, ţe budoucí kvalita ovzduší bude úzce spjata s klimatickými změnami a emisemi skleníkových plynů. Závěrem bych zdůraznila, ţe mnoţství přízemního ozonu je ovlivněno mnoha aspekty s různou mírou vlivu a jednoznačně tak nelze určit nárůst či pokles na území Evropy a Severní Ameriky. Přesto se dá tvrdit, ţe na jednotlivých územích můţeme pozorovat spíše nárůst neţ pokles jeho koncentrací. Budoucí vývoj bude hodně záleţet na lidském faktoru, zda budou lidé schopni omezit antropogenní emise z průmyslu, dopravy i zemědělství či nikoli. - 32 -
SEZNAM OBRÁZKŮ
Obrázek 1. Schematický přehled fotochemie ozonu ve stratosféře a troposféře (USEPA, 2006) ............. - 7 Obrázek 2. Maximální denní koncentrace ozonu v létě (EEA, 2010) ...................................................... - 13 Obrázek 3. Nejvyšší hodnoty maximálního denního 8hod. klouzavého průměru koncentrací přízemního ozonu, 2007 (ČHMÚ, 2009) .................................................................................................................... - 17 Obrázek 4. Vyznačení oblastí se zhoršenou kvalitou ovzduší vzhledem k cílovým imisním limitům pro ochranu zdraví se zahrnutím přízemního ozonu (ČHMÚ, 2009) ............................................................. - 28 -
- 33 -
LITERATURA
Alvim-Ferraz, M. C. M., Sousa, S. I. V., Pereira, M. C., Martins, F. G., 2006: Contribution of anthropogenic pollutants to the increase of tropospheric ozone levels in the Oporto Metropolitan Area, Portugal since the 19th century. Environmental Pollution, 140: pp. 516-524.
Bonasoni, P., Stohl, A., Cristofanelli, P., Calzolari, F., Colombo, T., Evangelisti, F., 2000: Background ozone variations at the Mt.Cimone station. Atmospheric Environment, 34: pp. 5183–5190. Braniš, M., Hůnová, I., et al., 2009: Atmosféra a klima, Aktuální otázky ochrany ovzduší. Karolinum, 2009, pp. 295.
Brasseur, G. P., Muller, J. F., Tie, X. X., Horowitz, L., 2001: Tropospheric ozone and climate: past, present and future. In: Matsuno, T., Kida, H. (Eds.), Present and Future of Modeling Global Environmental Change: Toward Integrated Modeling. TERRAPUB, Tokyo, Japan: pp. 63-75. Brönnimann, S., Buchmann, B., Wanner, H., 2002: Trends in nearsurface ozone concentrations in Switzerland: the 1990s. Atmospheric Environment, 36: pp. 2841–2852.
Burnett, R. T., Brook, J. B., Yung, W. T., Dales, R. E., Krewski, D., 1996: Association between Ozone and Hospitalization for Respiratory Diseases in 16 Canadian Cities. Environmental Research, 72, 1: pp. 24–31, ISSN 0013-9351, doi:10.1006/enrs.1996.3685. Carnero, J. A. A., Bolívar, J. P. and de la Morena, B. A., 2009: Surface ozone measurements in the southwest of the Iberian Peninsula (Huelva, Spain). Environmental Science and Pollution Research, 17: pp. 355-368.
Carslaw, D. C., Beevers, S. D, 2005: Development of an urban inventory for road transport emissions of NO2 and comparison with estimates derived from ambient measurements. Atmospheric Environment, 39: pp. 2049–2059.
- 34 -
Carvalhoa, A., Monteiroa, A., Ribeiroa, I., Tchepela, O., Mirandaa, A. I., Borregoa, C., Saavedrab, S., Soutob, J. A., Casaresb, J. J., 2010: High ozone levels in the northeast of Portugal: Analysis and characterization. Atmospheric Environment, 44: pp. 1020-1031. CENIA (česká informační agentura ţivotního prostředí) 2008a: Multimediální ročenka ţivotního prostředí. http://vitejtenazemi.cenia.cz/archiv/vzduch_cs/ozon.pdf CENIA (česká informační agentura ţivotního prostředí) 2008b: Multimediální ročenka ţivotního prostředí. http://vitejtenazemi.cenia.cz/pro-ucitele/download/vzduch03_zdroje_znecisteni.pdf CENIA (česká informační agentura ţivotního prostředí) 2008c: Multimediální ročenka ţivotního prostředí. http://vitejtenazemi.cenia.cz/vzduch/index.php?article=175 Cooper, O. R., Parrish, D. D., Stohl, A. et al., 2010: Increasing springtime ozone mixing ratios in the free troposphere over western North America. Nature, 463: pp. 344-348. ČHMÚ (Český hydrometeorologický ústav), 1998: Úsek ochrany čistoty ovzduší. Tabelární ročenka 1998. http://frailea.chmi.cz/uoco/isko/groc/gr98cz/kap_0234/kap_0234.htm ČHMÚ (Český hydrometeorologický ústav), 2009: Znečištění ovzduší na území České republiky v roce 2009 http://old.chmi.cz/uoco/isko/groc/gr09cz/datz.html
DEFRA (UK Department for Environment, Food and Rural Affairs), 2008: Consultation on ozone in the United Kingdom. http://uk-air.defra.gov.uk/reports/cat11/0805151550_Ozone_Main_Report.pdf
Derwent, R., Jenkin, M., Saunders, S., Pilling, M., Simmonds, P., Passant, N., Dollard, G., Dumitrean, P., Kent, A., 2003: Photochemical ozone formation in north west Europe and its control. Atmospheric Environment, 37: pp. 1983–1991. - 35 -
EEA (European Environment Agency) 2009a: Assessment of ground-level ozone in EEA member countries, with a focus on long-term trends. EEA Technical report No.7/2009.
EEA (European Environment Agency) 2009b: Air pollution by ozone across Europe during summer 2009. Overview of exceedances of EC ozone threshold values for April-September 2009. EEA Technical report No. 2/2010.
EEA (European Environment Agency) 2009c: Spatial assessment of PM10 and ozone concentrations in Europe (2005). EEA Technical report No. 1/2009.
EEA (European Environment Agency) 2010: Daily summer maximum concentrations of ozone. http://www.eea.europa.eu/publications/92-9167-087-1/page007.html
EIONET (European Topic Centre on Air Pollution and Climate Change Mitigation) 2011: AirBase - the European Air quality dataBase. http://acm.eionet.europa.eu/databases/airbase/aggregation_statistics.html#aot40 . Engardt, M., Bergström, R., Andersson, C., 2009: Climate and emission changes contributing to trends and variability in near surface ozone in the Nordic countries over the coming decades Results from model studies. Royal Swedish Academy of Sciences, Ambio Vol. 38, No. 8. ENVIS (informační servis o ţivotním prostředí v Praze), 2009: Praha, ţivotní prostředí 2009. http://envis.praha-mesto.cz/(dcb2h455kvfinj45s3kdyrjm)/rocenky/Pr09_html/kap_b13.htm#1 Ferm, M., Watt, J., O’Hanlon, S., De Santis, F., Varotsos, C., 2006: Deposition measurement of particulate matter in connection with corrosion studies. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 384: pp. 1320-1330.
Fishman, J., Wozniak, A. E., Creilson, J. K., 2003: Global distribution of tropospheric ozone from satellite measurements using the empirically corrected tropospheric ozone residual technique: Identification of the regional aspects of air pollution. Atmospheric Chemistry and Physics, 3: pp. 893-907.
- 36 -
Forster, P., Ramaswamy, V., Artaxo, P., Berntsen, T., Betts, R., Fahey, D. W., Haywood, J., Lean, J., Lowe, D. C., Myhre, G., Nganga, J., Prinn, R., Raga, G., Schulz, M., Van Dorland, R., 2007: Changes in atmospheric constituents and in radiative forcing, climate change 2007: the physical science basis. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K. B., Tignor, M., Miller, H. L. (Eds.), Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: pp. 129-234.
Fusco, A., Logan, J. A., 2003: Analysis of 1970–1995 trends in tropospheric ozone at Northern Hemisphere midlatitudes with the GEOS-CHEM model. Journal of
Geophysical Research
Atmospheres, 108, 4449, doi:10.1029/2002JD002742.
Ghude, S. D., Jain, S. L., Arya, B. C., Kulkarni, P. S., Kumar, A., Ahammed, N., 2006: Temporal and spatial variability of surface ozone at Delhi and Antarctica. International Journal of Climatology, 26: pp. 1367-1382. Gilge, S., Plass – Duelmer, C., Fricke, W., Kaiser, A., Ries, L., Buchmann, B., Steinbacher, M., 2010: Ozone, carbon monoxide and nitrogen oxides time series at four alpine GAW mountain stations on central Europe. Atmospheric Chemistry and Physics, 10: pp. 12295–12316. Granier, C., Monks, P., Tarasova, O., Tuncel, S. and Borrell, P., 2006: An ACCENT/JRC Expert Workshop. Transport and Transformation of Pollutants (T&TP). Air Quality in Eastern Europe. A Review of Measurement and Modelling Practices and Needs.
Holmen, A., Blomqvist, J., Frindberg, H., Johnelius, Y., Eriksson, N. E., Henricson, K. A., et al. 1997: Frequency of patients with acute asthma in relation to ozone, nitrogen dioxide, other pollutants
of
ambient
air
and
meteorological
observations.
International
Archives
of Occupational and Environmental Health, 69: pp. 317-322.
Hůnová, I., Livorová, H., Ostatnická, J., 2003: Potential ambient ozone impact on ecosystems in the Czech Republic as indicated by exposure index AOT40. Ecological Indicators, 3: pp. 35–47. Hůnová, I., Šantroch, J., Ostatnická, J., 2004: Ambient air quality and deposition trends at rural stations in the Czech Republic during 1993–2001. Atmospheric Environment, 38: pp.887–898. - 37 -
Hůnová, I., Coňková, M., 2009: Fytotoxický potenciál přízemního ozonu pro lesy v České republice. Meteorologické zprávy, 62. Hůnová, I., Novotný, R., Uhlířová, H., Vráblík, T., Horálek, J., Lomský, B., Šrámek, V., 2010: The impact of ambient ozone on mountain spruce forests in the Czech Republic as indicated by malondialdehyde. Environmental Pollution, 158: pp. 2393-2401. Hůnová, I., Matoušková, L., Srněnský, R., Koţelková, K., 2011: Ozone influence on native vegetation in the Jizerske hory Mts. of the Czech Republic: results based on ozone exposure and ozone-induced
visible
symptoms.
Environmental
Monitoring
Assessment.
DOI 10.1007/s10661-011-1935-8.
Chan, E., 2009: Regional ground-level ozone trends in the context of meteorological influences across Canada and the eastern United States from 1997 to 2006. Journal of Geophysical Research, 114: D05301, doi:10.1029/2008JD010090.
Chan, E., Vet, R. J., 2010: Baseline levels and trends of ground level ozone in Canada and the United States. Atmospheric Chemistry and Physics, 10: pp. 8629-8647. Chevalier, A., Gheusi, F., Delmas, R., Ordóñez, C., Sarrat, C., Zbinden, R., Thouret, V., Athier, G., Cousin, J.-M., 2007: Influence of altitude on ozone levels and variability in the lower troposphere: a ground-based study for western Europe over the period 2001–2004. Atmospheric Chemistry and Physics, 7: pp. 4311 – 4326.
IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change) 2007a: Climate change 2007. Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.
IPCC (Intergovernmental Panel of Climate Change) 2007b: Climate Change 2007: The Physical Science Basis, in: Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, edited by: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., et al., Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA.
- 38 -
Jelić, D., Klaić, Z. B., 2010: Air quality in Rijeka, Croatia. GEOFIZIKA, VOL. 27, NO. 2: pp. 147–167.
Jenkin, M. E., Davies, T. J., Stedman, J. R., 2002: The origin and day-of-week dependence of photochemical ozone episodes in the UK. Atmospheric Environment, 36: pp. 999–1012.
Jonson, J. E., Simpson, D., Fagerli, H., Solberg, S., 2006: Can we explain the trends in European ozone levels? Atmospheric Chemistry and Physics, 6: pp. 51–66.
Kalabokas, P. D., 2001: Surface Ozone Characteristics at the Periphery of the Urban Area of Athens, Greece, in: Proceedings of the 8th European Symposium on Physicochemical Behaviour of atmospheric pollutants. Torino, Italy.
Kalabokas, P. D., and Repapis, C. C., 2004: A climatological study of rural surface ozone in central Greece. Atmospheric Chemistry and Physics, 4: pp. 1139–1147.
Katragkou, E., Zanis, P., Tegoulias, I., Melas, D., Kioutsioukis, I., Krüger, B. C., Huszar, P., Halenka, T., Rauscher, S., 2010: Decadal regional air quality simulations over Europe in present climate: near surface ozone sensitivity to external meteorological forcing. Atmospheric Chemistry and Physics, 10: pp. 11805–11821.
Karlsson, P. E., Pleijel, H., Danielsson, H., Karlsson, G. P., Piikki, K., et al., 2009: Evidence for Impacts of Near-ambient Ozone Concentrations on Vegetation in Southern Sweden, AMBIO: A Journal of the Human Environment, 38(8): pp. 425–432. Kulkarni, P. S., Bortoli, D., Salgado, R., Antón, M., Costa, M. J., Silva, A. M., 2011: Tropospheric ozone variability over the Iberian Peninsula. Atmospheric Environment, 45: pp. 174-182.
Laurila, T., Tuovinen, J., Tarvainen, V. and Simpson, D., 2004: Trends and scenarios of ground level ozone concentrations in Finland. Boreal Environment Research, 9: pp. 167–184.
Lelieveld, J., Berresheim, H., Borrmann, S., Crutzen, P. J., Dentener, F. J., Fischer, H., Feichter, J., Flatau, P. J., Heland, J., Holzinger, R., Korrmann, R., Lawrence, M. G., Levin, Z., Markowicz, K. M., Mihalopoulos, N., Minikin, A., Ramanathan, V., de Reus, M., Roelofs, G. J., - 39 -
Scheeren, H. A., Sciare, J., Schlager, H., Schultz, M., Siegmund, P., Steil, B., Stephanou, E. G., Stier, P., Traub, M., Warneke, C., Williams, J., Ziereis, H., 2002: Global air pollution crossroads over the Mediterranean. Science, 298: pp. 794–799.
Loreto, F., Velikova, V., 2001: Isoprene produced by leaves protects the photosynthetic apparatus against ozone damage, quenches ozone products, and reduces lipid peroxidation of cellular membranes. Plant Physiology, 127: pp. 1781-1787.
Louka, P., Finzi, G., Volta, M., Colbeck, I., 2003: Photochemical smog in South European Cities. In: Moussiopoulos, N. (Ed.), Air Quality in Cities. Springer-Verlag, Berlin, Germany, pp. 185-222.
Matthes, S., Grewe, V., Sausen, R., Roelofs, G.-J., 2007: Global impact of road traffic emissions on tropospheric ozone. Atmospheric Chemistry and Physics, 7: pp. 1707-1718. Meinardia, S., Nissensonb, P., Barlettaa, B., Dabdubb, D., Rowlanda, S., F., Blakea, D. R., 2008: Influence of the public transportation system on the air quality of a major urban center. A case study: Milan, Italy. Atmospheric Environment, 42: pp. 7915–7923.
Mickley, L. J., Murti, P. P., Jacob, D. J., Logan, J. A., Koch, D. M., Rind, D., 2001: Radiative forcing from tropospheric ozone calculated with a unified chemistry-climate model. Journal of Geophysical Research, 104: pp. 30153-30172.
Ministerstvo ţivotního prostředí, 2009: Statistická ročenka ţivotního prostředí České republiky. http://www.cenia.cz/web/www/web-pub2.nsf/$pid/CENMSFYXSS4W/$FILE/rocenka2009.pdf
Nali, C., Francini, A., Lorenzini, G., 2006: Biological monitoring of ozone: the twenty-year Italian experience. Journal of Environmental Monitoring, 8: pp. 25-32. Nařízení č. 597/2006 Sb. o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší. Zákon č. 86/2002 Sb. – o ochraně ovzduší a související předpisy
Nolle, M., Ellul, R., Heinrich, G., Guesten, H., 2002: A long-term study of background ozone concentrations in the central Mediterranean– diurnal and seasonal variations on the island of Gozo. Atmospheric Environment, 36: pp. 1391–1402. - 40 -
Oltmans, S., Lefohn, A., Harris, J., Galbally, I., Scheel, H., Bodeker, G., Brunke, E., Claude, H., Tarasick, D., Johnson, B., Simmonds, P., Shadwick, D., Anlauf, K., Schmidlin, F., Fujimoto, T., Akagi, K., Meyer, C., Nichol, S., Davies, J., Redondas, A., Cuevas, E., 2006: Long-term changes in tropospheric ozone. Atmospheric Environment, 40: pp. 3156–3173. Ordóñez, C., Mathis, H., Furger, M., Henne, S., Hüglin, C., Staehelin, J., Prévôt, A. S. H., 2005: Changes of daily surface ozone maxima in Switzerland in all seasons from 1992 to 2002 and discussion of summer 2003. Atmospheric Chemistry and Physics, 5: pp. 1187–1203. Ordóñez, C., 2006: Trend analysis of ozone and evaluation of nitrogen dioxide satellite data in the troposphere over Europe, Ph.D. thesis, Swiss Federal Institute of Technology Zurich.
Paoletti, E., 2006: Impact of ozone on Mediterranean forests: A Review, Environmental Pollution, 144: pp. 463–474.
Paolettia,
E.,
2008:
Ozone
and
urban
forests
in
Italy.
Environmental
Pollution,
157: pp. 1506-1512.
Piikki, K., Klingberg, J., Karlsson, P. E., Karlsson, P. G., Pleijel H., 2008: Covariation in the diurnal variation of ground-level ozone and temperature-nocturnal temperature inversions as a source of local variation in ozone exposure. IN WORKSHOP REPORT, 2008: Ozone exposure and impacts on vegetation in the Nordic Countries andthe Baltic States. Organized by IVL Swedish Environmental Research Institute and the University of Gothenburg.
Pinto, D. M., Blande, J. D., Souza, S. R., Nerg, A., Holopainen, J. K., 2010: Plant volatile organic compounds (VOCs) in Ozone (O3) polluted atmospheres: The ecological effects. Journal of chemical ecology, 36: pp. 22-34.
Roelofs, G. J., Scheeren, H. A., Heland, J., Ziereis, H., Lelieveld, J., 2003: A model study of ozone in the eastern Mediterranean free troposphere during MINOS. Atmospheric Chemistry and Physics, 3: pp. 1199–1210.
- 41 -
Rodrigo, F. S., Trigo, R. M., 2007: Trends in daily rainfall in the Iberian Peninsula from 1951 to 2002. International Journal of Climatolog, 27: pp. 513-529.
Saito, S., Nagao, I., Tanaka, H., 2002: Relationship of NOx and NMHC to photochemical O3 production in a coastal and metropolitan areas of Japan. Atmospheric Environment, 36: pp. 1277-1286. Sánchez, M. L., García, M. A., Pérez, I. A., de Torre, B., 2008: Evaluation of surface ozone measurements during 2000–2005 at a rural area in the upper Spanish plateau. Journal of Atmospheric Chemistry, 60: pp. 137-152.
Screpantia, A., De Marcob, A., 2008: Corrosion on cultural heritage buildings in Italy: A role for ozone? Environmental Pollution, 157: pp. 1513-1520.
Sebald, L., Treffeisen, R., Reimer, E., Hies, T., 2000: Spectral analysis of air pollutants. Part 2: ozone time series. Atmospheric Environment, 34: pp. 3503-3509.
Seinfeld, J. H., Pandis, S. N., 1998: Atmospheric chemismy and physics. From air pollution to climate change. New York: Wiley.
Sicard, P., Coddeville, P., Galloo, J. C., 2009: Near-surface ozone levels and trends at rural stations in France over the 1995–2003 period. Environmental Monitoring and Assessment, 156: pp. 141-157. Směrnice 2002/3/EC týkající se ozonu ve vnějším ovzduší. http://www.enviweb.cz/clanek/vzduch/37148/smernice-2002-3-ec-tykajici-se-ozonu-ve-vnejsimovzdusi Solberg, S., Hov, Ø., Søvde, A., Isaksen, I. S. A., Coddeville, P., De Backer, H., Forster, C., Orsolini, Y., Uhse, K., 2008: European surface ozone in the extreme summer. Journal of Geophysical Research, 113: D07307, doi:10.1029/2007JD009098. Stanners, D., Bourdeau, P., 1995: Europe´s Environment: The Dobris Assessment. EEA, Copenhagen. - 42 -
Tang, L., Chen, D., Karlsson, P. E., Gu, Y., Ou, T., 2009: Synoptic circulation and its influence on spring and summer surface ozone concentrations in Southern Sweden. Boreal Environment Research, 14: pp. 889-902.
The AQEG report on Air Quality and Climate Change: A UK Perspective (AQEG, 2007). IN DEFRA (UK Department for Environment, Food and Rural Affairs), 2008: Consultation on ozone in the United Kingdom. http://uk-air.defra.gov.uk/reports/cat11/0805151550_Ozone_Main_Report.pdf
Tong, N. Y. O., Leung D. Y. C., Liu Ch. H., 2011: A Review on Ozone Evolution and Its Relationship with Boundary Layer Charakteristics in Urban Environments.Water Air Soil Pollut, 214: pp. 13-36.
Tzanis, C., Varotsos, C., Viras, L. 2008: Impacts of the solar eclipse of 29 March 2006 on the surface ozone concentration, the solar ultraviolet radiation and the meteorological parameters at Athens, Greece. Atmospheric Chemistry and Physics, 8: pp. 425–430. Uhlířová, H., Pasuthová, J., 1993: Diagnostics of latent air pollution damage to tree species. Lesnictví-Forestry 39 (2): pp. 73-79.
USEPA (US Environmental Protection Agency), 2006: Air Quality Criteria for Ozone and Related Photochemical Oxidants. http://cfpub.epa.gov/ncea/cfm/recordisplay.cfm?deid=149923
Vautard, R., Beekmann, M., Desplat, J., Hodzic, A., Morel, S., 2007: Air quality in Europe during the summer of 2003 as a prototype of air quality in a warmer climate. Comptes Rendus Geoscience, 339: pp. 747–763.
Velchev, K., Cavalli, F., Hjorth, J., Marmer, E., Vignati, E., Dentener, F., Raes, F., 2011: Ozone over the Western Mediterranean Sea – results from two years of shipborne measurements. Atmospheric Chemistry and Physics, 11: pp. 675–688.
- 43 -
Vestreng, V., Adams, M., Goodwin, J., 2004: Inventory review 2004: Emission data reported to CLRTAP and under the NEC directive, EMEP/MSC-W status report 1/04, The Norwegian Meteorological Institute, Oslo, Norway.
Vingarzan, R., 2004: A review of surface ozone background levels and trends. Atmospheric Environmental, 38: pp. 3431–3442.
Volz, A., Kley, D., 1988: Evaluation of Montsouris series of ozone measurements made in the nineteenth century.Nature, 332: pp. 240–242.
WMO (World Meteorological Organization) UNEP (United Nations Environment
Programme), 1990: Scientific Assessment of Stratospheric Ozone: 1989. Vol. I. World Meteorological Organization Global Ozone Research and Monitoring Project, Report No. 20, 486, World Meteorological Organization, Geneva.
Zellweger, C., Forrer, J., Hofer, P., Nyeki, S., Schwarzenbach, B., Weingartner, E., Ammann, M., Baltensperger, U., 2003: Partitioning of reactive nitrogen (NOy) and dependence on meteorological conditions in the lower free troposphere, Atmospheric Chemistry and Physics, 3: pp. 779–796.
Zvyagintsev, A. M., Kuznetsova, I. N., 2002: Surface ozone variations in Moscow environs: the results of continuous ten-year observations, Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics (Russia), 38: pp. 431-439.
Zvyagintsev, A. M., Tarasova, O. A, Kuznetsova, I. N., Lezina, E. A., Romaniuk, Y. O., Sosonkin, M. G., 2009: Surface ozone in Russian and Ukrainian big cities and its forecasting. The seventh International Conference on Urban Climate, 29 June – 3 July 2009, Yokohama, Japan. Zvyagintsev, A. M., Ivanova, N. S., Blyum, O. B., Kotel´nikov, S. N., Kruchenitskii, G. M., Kuznetsova, I. N., Lapchenko, V. A., 2010: Ozone Content over the Russian Federation in the Third Quarter of 2010. Russian Meteorology and Hydrology, 35: pp. 785-789.
- 44 -
