Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi. Ovzduší

Soubor pracovních listů pro žáky

CZ.1.07/1.1.34/02.0014 Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi

Ovzduší

Ovzduší Soubor pracovních listů pro žáky

2013

Realizátor: Seductus, s.r.o. Vladimíra Majakovského 2092/7 434 01 Most IČ: 25489411

Projekt Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi reg. č. CZ.1.07/1.1.34/02.0014 je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Zhotovitel: IMPOWER ENERGY, s.r.o. Sadová 15 434 01 Most IČ: 25489399

Úvod

Ovzduší

Úvod Předmětem souboru je komplexní příprava vzdělávacího materiálu pro volitelný předmět určený pro 2. stupeň základních škol (7.–8. ročník). Komplexní příprava vzdělávacího materiálu obsahuje následující oblasti: modul „Ovzduší“ modul „Voda“ modul „Alternativní zdroje energie“ Cílem vytvořeného vzdělávacího programu pro žáky 2. stupně základních škol je stimulace ekologického myšlení a jednání žáků a uvědomění si spoluzodpovědnosti člověka za stav životního prostředí a to prostřednictvím interaktivních, tvořivých nebo kooperativních metod. Vytvořený vzdělávací program zahrnuje ekologický, environmentální, biologický a ochranářský prvek.

Podstatným prvkem programu je návaznost a respektování školních výukových osnov, které vedou ke stimulaci zájmů cílových skupin, dále také k rozvoji tvořivosti a podpoře vzájemné spolupráce mezi žáky. Velký důraz je kladen na maximální míru popularizace a srozumitelnosti celého programu. Soubor pracovních listů pro žáky, kromě tematického zaměření z daných oblastí, obsahuje ekonomický aspekt, který upozorní žáky s potřebou dodržování objektivních limitů s ohledem na zabezpečení kvality života budoucích generací. Je žádoucí, aby žáci byli obeznámeni s ekonomickými souvislostmi plynoucími z podnikání v souladu s principy udržitelného rozvoje.

3

Obsah

Ovzduší

Obsah Úvod.......................................................................................................................................................................................................3 Pracovní list 1 – Životní prostředí a jeho složky..............................................................................................................................6 Pracovní list 2 – Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) I........................................................................................................... 10 Pracovní list 3 – Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) II.......................................................................................................... 14 Pracovní list 4 – Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) III........................................................................................................ 16 Pracovní list 5 – Vzduch, význam pro člověka...............................................................................................................................22 Pracovní list 6 – Vzduch, význam pro přírodu...............................................................................................................................28 Pracovní list 7 a 8 – Vzduch a meteorologie I, II............................................................................................................................32 Pracovní list 9 – Vzduch a meteorologie III – Exkurze na Milešovku........................................................................................ 42 Pracovní list 10 – Vzduch a ekologie, globální problémy............................................................................................................ 44 Pracovní list 11 – Vzduch a ekologie, lokální problémy................................................................................................................ 48 Pracovní list 12 – Vzduch a energie.................................................................................................................................................53 Pracovní list 13 a 14 – Vzduch a energie – Exkurze......................................................................................................................56 Pracovní list 15 – Vnější a vnitřní ovzduší..................................................................................................................................... 60 Pracovní list 16 – Vnější ovzduší, imisní monitoring.....................................................................................................................65 Pracovní list 17 – Vnější ovzduší, imisní monitoring – Exkurze....................................................................................................71 Pracovní list 18 – Vnější ovzduší, emisní monitoring.................................................................................................................... 72 Pracovní list 19 – Ochrana ovzduší, svět a EU...............................................................................................................................83 Pracovní list 20 – Ochrana ovzduší, Česká republika.................................................................................................................. 86 Pracovní list 21 – Kvalita ovzduší a zdraví..................................................................................................................................... 91

5

Ovzduší

Životní prostředí a jeho složky

Pracovní list 1


1.1. Úvod Životním prostředím je vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Jeho složkami jsou zejména ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie (dle § 2 zákona č. 17/1992 Sb., o životním prostředí). Kvalita životního prostředí významně ovlivňuje zdraví člověka a celé populace. Podle odhadu Světové zdravotnické organizace způsobuje znečištění životního prostředí v Evropském regionu až 19% onemocnění; pouze v důsledku znečiš-

tění ovzduší polétavým prachem v Evropě zemře předčasně asi 280 tisíc lidí. Pomocí cílených opatření je možné rizika ze životního prostředí snižovat a tak zmírnit či vyloučit zdravotní dopady.

1.2. Teoretická část 1.2.1. Životní prostředí

Složky životního prostředí

Jak již bylo uvedeno výše, je životní prostředí definováno následovně:

Životní prostředí tvoří jak neživé, tak i živé složky: neživé (anorganické) složky

Životním prostředím je vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Jeho složkami jsou zejména ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie.

voda (hydrosféra) půda (pedosféra) ovzduší (atmosféra) horninové podloží (litosféra)

živé (organické) složky organismy (biosféra, biocenóza)

Jiná definice uvádí, že životní prostředí je:

Soubor všech činitelů, se kterými přijde do styku živý subjekt, a podmínek, kterými je obklopen. Tedy vše, na co subjekt přímo i nepřímo působí. Subjektem může být chápán organismus, populace, člověk i celá lidská společnost. Většinou se pojem životní prostředí chápe ve smyslu životní prostředí člověka.

6

1.2.2. Vztah člověka a životního prostředí Vzájemné působení lidí a jejich životního prostředí je velmi mnohostranné. V průběhu dějin lidského rodu docházelo postupně k oslabování této bezprostřední závislosti. Lidé narušovali okolní prostředí již velmi dávno. Jedna z hypotéz se například zabývala vlivem člověka na vyhynutí velkých pleistocenních savců. K ještě rozsáhlejšímu pozměnění došlo v neolitu, kdy se člověk začal živit činností, která přímo předpokládala udržování umělého životního prostředí – zemědělstvím. Dlouhou dobu pak ovšem stále existovaly oblasti prakticky nedotčené lidskou aktivitou – ekumena zejména v důsledku


nedokonalé dopravy netvořila souvislou oblast jako dnes, ale rozpadala se do mnoha oblastí osídlení, vzájemně značně vzdálených. I v této době existovaly oblasti se značným lidským vlivem – např. na území dnešní České republiky bylo území na konci středověku více odlesněno než dnes. K zásadní změně dochází v době průmyslové revoluce, kdy lidé začali využívat mnoho různých přírodních zdrojů (uhlí, ropa), osídlovat dosud neosídlené oblasti a znečišťovat prostředí cizorodými látkami. To mělo za následek vyhynutí mnoha živočišných i rostlinných druhů a zdravotní problémy lidí, žijících v nejvíce znečištěných oblastech (např. Mostecko v 80. letech 20. století). S rozvojem vědy a techniky se stává stále obtížnějším úkolem předpověď důsledků lidských činností na životní prostředí.

1.2.3. Hodnocení stavu životního prostředí v globálním měřítku Zatím nejkomplexnější hodnocení životního prostředí na Zemi bylo výsledkem projektu Millennium Ecosystem Assessment („Hodnocení ekosystémů na přelomu tisíciletí“) na kterém se podílelo asi 1400 expertů z celého světa. Jeho výsledkem bylo publikování řady studií zaměřených na biodiverzitu, desertifikace, průmysl apod. a souhrnná zpráva „Ekosystémy a lidský blahobyt“. Ta konstatuje, že lidé změnili za posledních 50 let ekosystémy na Zemi více než kdykoli dějinách lidstva a že zvýšení životní úrovně lidí proběhlo na cenu poškození 60 % globálních ekosystémů. Zpráva dále uvádí, že poškozování ekosystémů představuje překážku pro snížení chudoby pro dosažení potravinové bezpečnosti. Životní prostředí v České republice Životní prostředí v České republice tvoří soustava četných přírodních prvků (ovzduší, voda, půda, organismy, ekosystémy a energie) fungující jako komplexní a propojený systém. Téměř všechna odvětví lidské činnosti přicházejí do styku s životním prostředím a vzhledem k vysoké úrovni využití krajiny, průmyslové i jiné výroby, je nezbytné zajistit dodržování určitých norem, které umožní využívání životního prostředí v takové míře, aby nedocházelo k jeho poškozování a udržitelnému rozvoji pro další generace. Nejvyšším orgánem ochrany životního prostředí je v České republice Ministerstvo životního prostředí (MŽP), které prostřednictvím zákonů a prováděcích vyhlášek chrání životní prostředí. Základní dokumentem je zákon č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, ve znění pozdějších předpisů (dále jen zákon) a vyhláška č. 103/2010 Sb., o provedení některých ustanovení zákona o právu na informace o životním prostředí.

Ovzduší

Zákon vedle definice základních pojmů z oblasti životního prostředí, jak např. ekosystém, ekologická stabilita, únosné zatížení území, trvale udržitelný rozvoj, ekologická újma, stanovuje zásady ochrany životního prostředí a povinnosti při jeho ochraně, dále pak definuje odpovědnost (sankce) za porušení této povinnosti a ekonomické nástroje (za znečišťování životního prostředí, případně jeho složek a za hospodářské využívání přírodních zdrojů platí fyzické nebo právnické osoby daně, poplatky, odvody a další platby). Právo na informace Každý občan České republiky má od 1. července 1998 právo na informace o životním prostředí a to na základě zákona č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí. O rok později přibyl k tomuto zákona ještě zákon č. 106/1999 Sb., o svobodném přístupu k informacím, který ukládá povinnost poskytovat informace subjektům, které mají podle tohoto zákona povinnost poskytovat informace vztahující se k jejich působnosti, tj. státní orgány, územní samosprávné celky a jejich orgány a veřejné instituce. Zpráva o životní prostředí České republiky Zpráva o životním prostředí České republiky je komplexní hodnotící dokument, který shrnuje aktuální poznatky o stavu a vývoji jednotlivých složek životního prostředí, vlivu hospodářských sektorů na životní prostředí, nástrojích politiky životního prostředí, dopadech současného stavu životního prostředí na lidské zdraví a ekosystémy a o stavu životního prostředí v mezinárodním kontextu. Cílem je rovněž posoudit naplňování Státní politiky životního prostředí a identifikovat nové prioritní oblasti, které by měly být v rámci politiky řešeny. Zpráva o životním prostředí České republiky je v gesci Ministerstva životního prostředí vytvářena a předkládána vládě každoročně, a to již od roku 1993. Po schválení vládou ČR je v souladu se zákonem č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí, zveřejněna, a to na internetových stránkách Ministerstva životního prostředí. Zpráva za rok 2011 je k dispozici zde: www.mzp.cz/cz/zprava_o_zivotnim_prostredi_2011 Státní fond životního prostředí Státní fond životního prostředí České republiky (SFŽP) je specificky zaměřenou institucí, která je významným finančním zdrojem při ochraně a zlepšování stavu životního prostředí. Je jedním ze základních ekonomických nástrojů pro plnění: a) závazků vyplývajících z mezinárodních úmluv o ochraně životního prostředí b) závazků vyplývajících ze členství v Evropské unie c) Státní politiky životního prostředí

7

Ovzduší


Fond byl zřízen a jeho činnost je legislativně upravena zákonem č. 388/1991 Sb., na který navazují prováděcí předpisy – Statut Fondu, Jednací řád Rady Fondu, Směrnice Ministerstva životního prostředí o poskytování finančních prostředků z Fondu a Přílohy Směrnice, které upravují podmínky pro poskytování podpory pro příslušné období. Příjmy Fondu jsou tvořeny především z plateb za znečišťování nebo poškozování jednotlivých složek životního prostředí (poplatky za vypouštění odpadních vod, odvody za odnětí půdy, poplatky za znečištění ovzduší, poplatky za ukládání odpadů) a s tím spojených splátek poskytnutých půjček a jejich úroků. O použití finančních prostředků z Fondu rozhoduje ze zákona ministr životního prostředí na základě doporučení poradního orgánu - Rady Fondu. Tyto příjmy netvoří součást státního rozpočtu České republiky. Posuzování vlivů na životní prostředí Od 1. ledna 2002 vstoupil v České republice v platnost zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí), na základě kterého se může veřejnost vyjadřovat k záměrům a koncepcím, které by mohly mít vliv na životní prostředí v rámci tzv. veřejného projednání. Dle tohoto zákona podléhají posuzování vlivů na životní prostředí v tomto zákoně vymezené záměry a koncepce, jejichž provedení by mohlo závažně ovlivnit životní prostředí. Posuzují se vlivy na veřejné zdraví a vlivy na životní prostředí, zahrnující vlivy na živočichy a rostliny, ekosystémy, půdu, horninové prostředí, vodu, ovzduší, klima a krajinu, přírodní zdroje, hmotný majetek a kulturní památky, vymezené zvláštními právními předpisy a na jejich vzájemné působení a souvislosti.

Záměry a koncepce jsou vyjmenované v Příloze č. 1 k tomuto zákonu a jedná se např. o trvalé odlesnění, odběr vody nebo převod vody mezi povodími, čerpání podzemní vody, přehrady, nádrže a jiná zařízení určená k zadržování nebo k akumulaci vody, chov hospodářských zvířat, těžba ropy, těžba ostatních nerostných surovin, zařízení ke spalování paliv o jmenovitém tepelném výkonu od 50 do 200 MW, větrné elektrárny s celkovým instalovaným výkonem vyšším než 500 kWe nebo s výškou stojanu přesahující 35 metrů, vodní elektrárny s celkovým instalovaným výkonem výrobny nad 50 MWe, zařízení ke zpracování a skladování radioaktivního odpadu, produktovody k přepravě plynu, ropy, páry, vody a dalších látek o délce větší než 5 km a průměru 300 - 800 mm, zásobníky zemního plynu a jiných hořlavých plynů s kapacitou nad 10 000 m3. Ekologie Každý živý organismus je ovlivněn svým okolím a také dalšími rostlinami a zvířaty ve své blízkosti. Faktory prostředí, jako je teplota, světlo, voda, počasí, složení vzduchu a půdy, působí na život zvířat a rostlin a stejně tak se navzájem ovlivňují i živé bytosti. Věda o těchto spojitostech se nazývá ekologie. Jako první tak nazval a definoval tento vědní obor Ernst Haeckel v roce 1866. Environmentalistika Environmentalistika je obor, který využívá poznatků různých vědních oborů ekologie, geografie, chemie, fyziky, ekonomie a zkoumá vzájemné působení člověka a ekosystémů, zabývá se tedy i prevencí znečišťování životního prostředí, nápravou vzniklých škod a nežádoucích zásahů. Environmentalistika zahrnuje také ochranu přírody, monitoring složek životního prostředí, využívání přírodních zdrojů, nakládání s energiemi, péče o zdraví lidské populace apod.

1.3. Praktická část 1. Definujte životní prostředí a jeho složky. 2. Vysvětlete, co pro Vás v praxi znamená platnost zákona o svobodném přístupu k informacím a zákona o právu na informace o životním prostředí.

5. Můžete se vyjádřit k záměrům, které mají vliv na životní prostředí? Pokud ano, na základě kterého zákona a jakým způsobem? 6. Kde se nejvíce dozvíte o stavu životního prostředí České republiky?

3. Vysvětlete, co je to ekologie. 4. Kdo je nejvyšším orgánem ochrany životního prostředí v České republice

8

7. Co je příjmem Státního fondu životního prostředí České republiky?


Vysvětlivky Pleistocén Pleistocén (starším názvem diluvium) je starší oddělení čtvrtohor. Počátek pleistocénu je kladen 1,806 milionu let do minulosti. Pleistocén se dělí na spodní, střední a svrchní.

Ovzduší

Zdroje Webové stránky Ministerstva životního prostředí: platná legislativa Životní prostředí všeobecně

Slovo pleistocén je odvozeno z řeckého pleiston (nejvíce) a ceno (společenství). Označení pleistocén použil roku 1839 britský právník a geolog Charles Lyell (14. listopad 1797 – 22. únor 1875). Ekumena V geografii znamená ekumena souhrn území trvale osídlených a hospodářsky využívaných lidmi. Možnosti osídlení území limitují nejen rozloha, ale i další přírodní činitelé. Podstatný význam má možnost provozovat zemědělství.

Posuzování vlivů na životní prostředí www.mzp.cz/__C1256E7000424AC6.nsf/Categories?OpenView Webové stránky Státního zdravotního ústavu Praha: www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi cs.wikipedia.org

Biodiverzita Biologická diverzita (též biodiverzita; angl. Biological diversity) představuje rozrůzněnost života. Existuje mnoho definicí biodiverzity, neboť se jedná o složitý několika úrovňový jev. Světový fond ochrany přírody definoval v roce 1989 biodiverzitu jako „bohatství života na Zemi, miliony rostlin, živočichů a mikroorganismů, včetně genů, které obsahují, a složité ekosystémy, které vytvářejí životní prostředí“

Terry Jennings, Ekologie, edice Věda a technika, 2003 Ludmila Halkovová, Životní prostředí pro život, MŽP, 2011

Dezertifikace Dezertifikace je proces degradace území na pouště a polopouště. Způsobena může být různými globálními klimatickými jevy, přirozenými i člověkem vyvolanými, jakož i přímou lidskou činností v dané oblasti či v oblastech těsně sousedících, například: spásáním dobytkem a zvěří, kácením zeleně v dané oblasti, nadměrným odběrem vody pro závlahu zemědělské půdy zásahem do přírodních procesů probíhajících v dané oblasti Společným prvkem je přetěžování míry, do které se spodní vody, půda a zeleň dokáží obnovovat. Příkladem dezertifikace může být rozšiřování Sahary nebo vysychání Aralského jezera.

9

Ovzduší

Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) I

Pracovní list 2


2.1. Úvod Celou naši zeměkouli obklopuje vzdušný obal, odborně nazývaný atmosféra. Slovo atmosféra pochází z řečtiny (atmos – pára, sphaira – koule). Jedná se tedy o plynný obal tělesa v kosmickém prostoru. Atmosféra je směsicí různých plynů, vodní páry, pevných a kapalných částic. Plyny, z nichž se atmosféra skládá, se nazývají vzduch, ty navzájem nereagují. Zemská atmosféra se účastní zemské rotace a okolo Země se udržuje jen díky gravitační síle. Dnešní složení je zdánlivě stálé – oproti prvotní atmosféře v geologické minulosti. (Vývoj atmosféry trval 3–4 miliardy roků). Zemská atmosféra tvoří plynný obal Země, jedná se o směs plynů, tekutých a tuhých částic. Ve vzduchu je neustále asi 2,5 % objemu vodních par.

S okamžitým stavem atmosféry spojujeme počasí a dlouhodobý stav atmosféry vytváří podnebí (klima). Podnebí je utvářeno pomocí dalších složek (hydrosféra, biosféra, …), vliv má ale i lidská činnost. Celkově tvoří úplný klimatický systém. Atmosféra je členěna na vrstvy, jako je např. troposféra, stratosféra či ozonosféra. Každá má svou funkci. Přítomnost ozónu ve stratosféře je nesmírně důležité pro život na Zemi. Jedním z problémů úplného klimatického systému je jeho celkové oteplování.

2.2. Teoretická část 2.2.1. Co je to vzduch Vzduch je směs plynů tvořící plynný obal Země – atmosféru – sahající až do výše asi 10 000 km. Atmosféra nemá přesnou hranici, plynule přechází ve vesmír.

Vertikální členění atmosféry Atmosféru je možné dělit z několika hledisek a to dle: průběhu tepoty vzduchu s nadmořskou výškou

Vznik atmosféry

chemického složení vzduchu

Původní složení atmosféry vzniklé po zformování planety obsahovalo směs sopečných plynů, které se uvolnily z odplynění magmatu, které se rozprostíralo v ohromném magmatickém oceánu po většině povrchu planety. Tato atmosféra byla pro život v dnešní podobě toxická.

koncentrace atmosférických iontů a volných elektronů

S rozvojem života, rozšíření zelených řas v oceánech nastal proces změny složení atmosféry. Během fotosyntézy se začal jako odpadní plyn dostávat toxický a pro většinu tehdejších životních forem jedovatý kyslík. Jeho procentuální zastoupení postupně narůstalo, až dosáhlo dnešní hodnoty okolo 21 %.

ovlivnění zemským povrchem Dle průběhu teploty vzduchu s nadmořskou výškou se rozlišuje: Troposféra (0–18km) je v polárních oblastech vlivem zemské rotace zploštělá. Obsahuje prakticky všechnu atmosférickou vodu a probíhá v ní většina námi pozorovatelných povětrnostních procesů a dějů – počasí (vítr, srážky, oblaka). Teplota s výškou klesá (o 0,6 °C na 100 m) −> na její horní hranici je teplota až –60 °C. Výjimkou jsou teplotní inverze, kdy teplota s výškou roste (horská údolí, města). Obsahuje většinu vzduchové hmoty atmosféry:

10


Ovzduší

78 % dusíku 21 % kyslíku 1 % vodní páry, vzácné plyny, oxid uhličitý, ... Současný problém: zvyšování exhalací −> skleníkový efekt Stratosféra (18–50km) – teplota se s výškou krom horní části, kde stoupá, prakticky nemění, ve spodní vrstvě je teplota stále stejná (–60 °C ). Pohlcuje UV záření −> teplota stoupá až na +90 °C . Obsahuje ozonovou vrstvu, kdy ve výšce 25–30 km jsou rozptýleny molekuly ozonu.

Současný problém: ubývání ozonu (ozonová díra) −> zvýšený výskyt rakoviny Mezosféra (50–80km) se vyznačuje silným poklesem teploty vzduchu s přibývající výškou – v horní části dosahuje teplota až –100°C. Termosféra (80–450km) – teplota vlivem pohlcování slunečního záření atomy a molekulami plynů dosahuje až stovek °C −> název této vrstvy. Vzhledem k nepatrné hustotě vzduchu však tuto teplotu nelze měřit běžnými metodami. Létají v ní umělé družice. Částice (ionty) v termosféře odráží rádiové vlny přicházející od Země zpět k Zemi => lze poslouchat rádio Exosféra (od 450km) – vnější vrstva atmosféry, ze které lehké plyny unikají do okolního meziplanetárního prostoru. Přechod mezi exosférou a meziplanetárním prostorem je velice plynulý, proto se neurčuje vrchní hranice: vědci se přou, v jaké výšce končí (20 000 – 70 000 km)

Dle chemického složení vzduchu se atmosféra dělí na: Homosféru – vrstva atmosféry, v níž se složení vzduchu v důsledku jeho intenzivního vertikálního promíchávání s přibývající výškou prakticky nemění. Sahá do cca 80 km výšky. Heterosféru – intenzita vertikálního promíchávání vzduchu slábne a s přibývající výškou ubývá těžších plynů. Dle koncentrace atmosférických iontů a volných elektronů se: Neutrosféra (0–65km) je vrstva s minimálním výskytem iontů a volných elektronů. Ionosféra je množství atmosférických vrstev a velkou koncentrací iontů a volných elektronů, které se projevují odrážením některých frekvencí rádiových vln.

velice řídký vzduch Dle ovlivnění spodních vrstev atmosféry zemským povrchem: některé molekuly vzduchu odvanuty do meziplanetárního prostoru Hranice mezi těmito vrstvami jsou nazývány tropopauza, stratopauza, mezopauza a termopauza.

Mezní vrstvu atmosféry (do výšky 0,1–2 km), zde je průběh meteorologických prvků ovlivněn třením proudícího vzduchu o zemský povrch. Volnou atmosféru – vliv tření o zemský povrch je zanedbatelný.

11

Ovzduší


Změna atmosféry s výškou V důsledku intenzivního vertikálního promíchávání vzduchu se jeho složení do výšky asi 100 km téměř nemění. Výjimku tvoří ozón, oxid uhličitý a vodní pára. Atmosféra samozřejmě není v celé své tloušťce stejná. S rostoucí výškou klesá atmosférický tlak (tlak vzduchu je vlastně váha vzduchového sloupce nad naší hlavou). Asi 5,5 km nad zemí je tlak poloviční. Mění se i teplota vzduchu - nejdříve klesá (to znáte z pobytu na horách), ve vrchních partiích atmosféry pak střídavě klesá a roste podle toho, jak daná vrstva atmosféry absorbuje sluneční energii. Náš život nejvíce ovlivňuje dění v troposféře, tedy nejnižší vrstvě atmosféry. Proč je nebe modré? Modrou barvu nebe považujeme obvykle za samozřejmost a spojujeme ji s přítomností kyslíku. Jaká je její fyzikální podstata? Nebeská modř bývala odedávna chápána jako symbol božských sil. Na Blízkém východě se tradovala představa, že země je obklopena oceánem, za nímž leží smaragdová hora Kaf, sídlo bohů. Hora je člověku nedostupná, můžeme však pozorovat její modravý odraz na nebi. Nebeský bůh Mavu, uctívaný západoafrickým národem Ewe, má modré roucho zdobené občas bílými obláčky. Do modré se oblékal rovněž germánský bůh Wotan. Ve středověku byla modrá barvou Panny Marie a měla symbolizovat její čistotu, podobnou bezoblačnému nebi. Barva nebe v minulosti Plynný obal Země nebyl od počátku stejný jako dnes. Teprve dlouhodobé působení bakterií a zelených rostlin radikálně změnilo původní bezkyslíkovou atmosféru. Až když byl podíl kyslíku již dostatečný a vytvořila se ochranná ozonová vrstva, získalo nebe naší planety svou typickou modrou barvu. Tehdy také mohli živočichové bez obav vystoupit z oceánů a osídlovat kontinenty. Jako první se pokusil o vysvětlení modré barvy nebe dvaadvacetiletý Leonardo da Vinci v roce 1474. Správně postřehl, že vzdálené hory se jeví jako namodralé a sytost jejich modři s odstupem roste. Modrý je tedy vzduch a jeho silná vrstva

působí jako modré sklíčko, přes které se díváme na okolní předměty, tedy i do tmavého vesmíru. Při dalším zkoumání problému zjistil, že podobné modré zbarvení má osvětlený kouř před tmavým pozadím. Atmosféra podle něho tedy obsahuje drobné částečky podobné kouři, které zachycují sluneční světlo a proti tmavému pozadí se jeví jako modré. Tento postřeh je v zásadě správný a má dodnes svou platnost. O dvě stě let později konal Isaac Newton pokusy se spektrálním rozkladem světla a postavil na něm svou fyzikální teorii barev. Thomas Young objevil v roce 1801 vlnovou podstatu světla a pochopil, že barva je dána konkrétní vlnovou délkou. Ultramarínové nebeské modři přísluší vlnová délka 475 miliardtin metru. Moderní fyzika vysvětluje modrou barvu nebe V polovině devatenáctého století experimentoval německý fyzik Brücke s jemnými částicemi pryskyřice. Při určité mikroskopické velikosti se částice rozptýlené rovnoměrně ve vodě jevily jako nebesky modré. Fyzikální podstatu tohoto jevu popsal teprve mladý fyzik John William Strutt, pozdější lord Rayleigh, v roce 1871. Jev nazývaný dnes jako Rayleighův rozptyl světla je způsoben rozkmitáním velmi jemné částice světelným paprskem. Částice přitom přijímá určitou energii a vzápětí ji vyzáří v podobě světelného záření vysílaného rovnoměrně do všech stran. Podle Rayleighových výpočtů je krátkovlnné modré záření rozptylováno desetkrát silněji než červené. Výslednou barvou je právě nebeská ultramarínová modř. V důsledku rozptylu se dvacet procent slunečního záření rozloží pravidelně po nebi a vytváří tím celkový efekt denního světla. Na nebeských tělesech bez atmosféry (například Měsíc) se nebe jeví jako zcela černé. Sluneční světlo se rozptylem oslabuje a z tohoto oslabení lze spočítat počet částic, které se rozptylu účastní. Na úrovni mořské hladiny to představuje 27 trilionů částic v každém kubickém centimetru atmosféry, což přesně odpovídá množství molekul vzduchu. Modrá barva nebe v ohrožení Znamená to tedy, že rozptyl způsobují všechny molekuly vzduchu, nejen kyslík, ale rovněž další složky, především dusík. Pokud by hustota molekul v atmosféře byla nižší, byla by výsledná barva jasnější a tmavší. Při vyšší koncentraci by nebe vybledlo. Správnou koncentraci udržují rostliny, které odebírají oxid uhličitý a vodní páry a dodávají kyslík. Právě tento pochod napomohl v dávných dobách vytvoření dnešního složení atmosféry a tedy i dnešní modré barvě nebe. Modrá barva nebe je však opět ohrožena, a to průmyslovou činností člověka. Obyvatelé velkých aglomerací již sotva vidí nad hlavou něco jiného než smogový povlak. Spalování fosilních paliv narušuje dosaženou rovnováhu a tak spolu s možným skleníkovým efektem nám hrozí i ztráta modrého nebe nad hlavami.

12


Ovzduší

2.3. Praktická část 1. Proč potřebuje naše Země vzdušný obal? 2. Proč je nebe modré?

2.3.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek Viz Pracovní list č. 4

3. Vysvětlete pojem atmosférický tlak. Zdroje 4. Klesá či stoupá atmosférický tlak s rostoucí výškou? Vysvětlete.

www.metoffice.gov.uk/education/teachers/in-depth/understanding

5. Mění se složení vzduchu s výškou? Odůvodněte vaše stanovisko. 6. Kdy a proč nastal proces změny složení atmosféry? 7. Proč můžeme poslouchat rádio? 8. V jaké části atmosféry můžeme pozorovat povětrnostní procesy a děje?

13

Ovzduší

Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) II

Pracovní list 3


3.1. Úvod Bez vzduchu – atmosféry – by Země byla jenom kus kamene bez jakéhokoliv života. Rostliny ani živočichové by neexistovali, protože by neměli co dýchat. Změny teplot mezi dnem a nocí by dosahovaly řádu stovek stupňů. Zemský povrch by byl ozařován tvrdým ultrafialovým zářením. V zemské atmosféře se většina UV záření pohltí, což snižuje jeho intenzitu na úroveň slučitelnou se životem.

3.2. Teoretická část 3.2.1. Složení atmosféry Hlavními atmosférickými plyny jsou dusík a kyslík, další plynné složky jsou zastoupeny v daleko menší míře. Patří mezi ně ale významné skleníkové plyny, jako jsou oxid uhličitý nebo metan. Malé zastoupení, ale velký význam má také vodní pára. Dále se v atmosféře vyskytují pevné nebo kapalné částice, takzvané aerosoly, které se do ní dostávají buď přirozenou cestou (mořská sůl), nebo díky činnosti člověka (prach, průmyslové produkty). Složení suché atmosféry při Zemi: Dusík

78 %

Kyslík

21 %

Argon

1 %

Oxid uhličitý, Neon, Helium, Metan, Krypton, Vodík < 1 % Dusík v atmosféře – je nezbytný pro život a účastní se látkového oběhu sloužícího ke stavbě živých organismů. Kyslík – nezbytný k dýchání, biologického původu, produkci kyslíku v biosféře může člověk ohrozit (kácení deštných pralesů, znečišťování oceánů, …), spalovací procesy spotřebovávají kyslík, (člověk za 1 h spotřebuje 3 moly, automobil při rychlosti 70 km/h 94 molů, tryskové letadlo 450 000 molů, působí také jak izolační vrstva a filtr proti některým druhům záření. Argon – objeven koncem 19. st., technické využití

14

Oxid uhličitý – fotosyntetická asimilace, je znám hlavně v souvislosti se skleníkovým efektem, dostává se do vzduchu dýcháním organismů, spalováním fosilních paliv, organických látek a biochemickými procesy (kvašení, tlení, …). Jeho zastoupení v atmosféře narůstá. Voda – nachází se zde ve všech třech skupenstvích V atmosféře jsou dále přítomny vodní kapičky, ledové krystalky a různé znečišťující příměsi původu přírodního (prachové částečky, pylová zrna) i antropogenního (produkty člověka). Množství vodních par ve vzduchu se označuje jako vlhkost vzduchu. Vodní páry se do vzduchu dostávají vypařováním vodní hladiny a z půdy. Vodní páry obsažené ve vzduchu jsou podmínkou pro vznik oblačnosti a srážek. Mírou nasycení vzduchu vodní parou je relativní vlhkost. Je to poměr mezi skutečným obsahem vodních par a maximálním možným obsahem par při dané teplotě. Relativní vlhkost je udávaná v %. 100% relativní vlhkost znamená nasycení vzduchu vodní parou. Interakce atmosféry s dalšími sférami Země Zemská atmosféra je samozřejmě v přímém kontaktu se zemským povrchem a povrchem oceánů. Dochází mezi nimi jednak k přenosu tepla - zatímco atmosféra je pro sluneční záření malá překážka, zemský povrch je slunečními paprsky zahříván a následně předává teplo spodním vrstvám vzduchu a také k výměně plynů a pevných částic. Ze země se do vzduchu dostávají například prachové částice, z povrchu moře s vodou i sůl, která pak působí na tvorbu oblačnosti a srážek. Atmosféra pak předává zemskému povrchu plyny, které se účastní geochemických cyklů.


Cirkulace v atmosféře Ovzduší je v neustálém pohybu. Ovlivňuje ho řada faktorů. Především je to Slunce, které dodává Zemi energii. A protože ohřívá povrch nerovnoměrně, dochází k výstupným a sestupným pohybům a k velkoprostorové cirkulaci vzduchu v pásech rovnoběžných s rovníkem. Dalším faktorem je rotace Země, díky které se vytvářejí oblasti s rozdílným tlakem (tlakové výše a níže), které přinášejí typický ráz počasí. Cirkulace probíhá i v malých měřítkách, jako jsou horská údolí, pobřeží moře nebo městské aglomerace. V poslední době se zdá, že cirkulaci atmosféry začínají ovlivňovat i lidé.

3.2.2. Význam vzduchu pro život na Zemi Bez vzduchu - atmosféry - by Země byla jenom kus kamene bez jakéhokoliv života. Rostliny ani živočichové by neexistovali, protože by neměli co dýchat. Změny teplot mezi dnem a nocí by dosahovaly řádu stovek stupňů. Zemský povrch by byl ozařován tvrdým ultrafialovým zářením. Ultrafialové záření (UV) je elektromagnetické vlnění za fialovým – krátkovlným okrajem viditelného spektra. Přirozeným zdrojem UV záření je Slunce. V zemské atmosféře

Ovzduší

se většina UV záření pohltí, což snižuje jeho intenzitu na úroveň slučitelnou se životem. Většina tvrdého UV záření je rozptýlena již v ionosféře; další část potom pohlcena v ostatních vrstvách atmosféry: exosféře, termosféře, mezosféře, stratosféře a troposféře. Největší vliv na průchod UV záření má stratosféra, která obsahuje ozón a dostala tak název ozónová vrstva. Stratosferický ozon je nezbytný k ochraně života na Zemi, neboť dokáže pohltit většinu slunečního UV záření vlnových délek 240–290 nm. Množství UV záření pronikající atmosférou výrazně ovlivňuje i aktuální stav nízkých vrstev atmosféry – počasí. Vzduch má vliv na všechny chemické proměny jak v neživé přírodě, tak i v živých organismech. Prakticky všechny živé organismy (živá příroda) by bez kyslíku z ovzduší nemohly vůbec existovat, protože by neměli co dýchat Vzduch má i své významné fyzikálně chemické vlastnosti, jedná se zejména o transport vody neboli koloběh vody v ovzduší. Kromě toho tepelná kapacita vzduchu udržuje na Zemi teplotu přijatelnou pro život, jinak by na noční straně naší planety byl mráz několika desítek stupňů, kdežto na denní straně by bylo více než stostupňové horko. Změny teplot mezi dnem a nocí by tak dosahovaly řádu stovek stupňů.

3.3. Praktická část 1. Jaké složky je v atmosféře nejvíce? 2. Vysvětlete význam jednotlivých plynů v atmosféře pro život na Zemi.

3.3.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek Viz Pracovní list č. 4

3. Jakým způsobem je atmosféra v kontaktu se zemským povrchem a s povrchem oceánů a co se děje při tomto kontaktu? 4. Proč je vzduch v neustálém pohybu? Mohou tento pohyb ovlivňovat i lidé? 5. Která vrstva atmosféry má největší vliv na průchod UV záření a proč?

15

Ovzduší

Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) III

Pracovní list 4

Vzduch, plynný obal Země (atmosféra) III (Tento Pracovní list navazuje na Pracovní listy 2 a 3)

4.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek 4.1.1. Závislost barometrického tlaku na nadmořské výšce

tlaku vzduchu při mořské hladině na 45° s. š. při teplotě 15 °C a tíhovém zrychlení gn = 9,80665 ms-2.

Cíl: s využitím senzorů pro měření atmosférického tlaku a senzoru GPS měřením barometrického tlaku a nadmořské výšky zjistit:

pn = 101325 Pa = 1013,25 hPa = 760 torr

a) jak se mění atmosférický tlak s nadmořskou výškou b) o kolik metrů se v naší zeměpisné šířce změní nadmořská výška, změní-li se tlak o 1 hPa c) vytvořit graf závislosti barometrického tlaku na nadmořské výšce Teorie Atmosférický tlak dosahuje nejvyšších hodnot při hladině moře (popř. povrchu planety) a s rostoucí výškou klesá. Barometrický tlak není stálý, ale kolísá na určitém místě zemského povrchu kolem určité hodnoty. Tlak menší než barometrický tlak se nazývá podtlak, tlak větší než barometrický tlak se nazývá přetlak. Prostor s takřka nulovým tlakem se nazývá vakuum. Měření atmosférického tlaku má velký význam v meteorologii, neboť atmosférický tlak (především jeho změny a rychlost těchto změn) jsou důležité pro předpověď počasí. Např. zvýšení atmosférického tlaku obvykle znamená příchod slunečného počasí s malou oblačností, zatímco pokles tlaku ohlašuje příchod oblačnosti a deštivého počasí. Tlak vzduchu je závislý na nadmořské výšce (h), na velikosti tíhového zrychlení (g), na mocnosti, teplotě a hustotě atmosféry v daném místě (p). Z důvodu snazšího porovnávání výsledků různých měření barometrického tlaku byl zaveden tzv. normální tlak vzduchu (normální atmosférický tlak) pn (též p0), který je definován jako přibližně průměrná hodnota

16

V meteorologii měříme atmosférický tlak nejčastěji pomocí barometrů a to např. rtuťových tlakoměrů, aneroidů a barografů. Rtuťový tlakoměr Kapalinový tlakoměr je velice přesný přístroj na měření atmosférického tlaku. Nejčastěji se můžeme setkat se rtuťovými tlakoměry, které fungují na principu Torricelliho pokusu. Rtuťový tlakoměr udává tlak výškou rtuťového sloupce ve vzduchoprázdné skleněné trubici, která je nahoře uzavřena a dole ponořena do nádoby s rtutí. Hmotnost rtuti vytlačené do trubice je v rovnováze s hmotností atmosféry, která působí na hladinu rtuti v nádobce. S kolísáním barometrického tlaku kolísá výška sloupce rtuti v trubici. Jinak řečeno rtuť se v trubici ustálí v takové výšce h, při níž je hydrostatický tlak rtuťového sloupce roven atmosférickému tlaku. V meteorologické službě se používá velice přesných rtuťových tlakoměrů, které jsou vybaveny stupnicí a zvláštním zařízením (nonius) s malým pomocným měřítkem, které usnadňuje přesné čtení. Takto odečtený tlak je potřeba redukovat na teplotu 0 °C (kvůli tepelné roztažnosti), k čemuž slouží tabulky a malý teploměr, který je součástí tlakoměru a udává teplotu trubice se rtutí. Kapalinový tlakoměr vynalezl Jan Evangelista Torricelli. Aneroid Aneroid je přístroj k měření atmosférického tlaku (tlaku vzduchu), na rozdíl od barografu ukazuje současný stav tlaku. Práce s aneroidem byla oproti práci se rtuťovým tlakoměrem podstatně jednodušší, protože přístroj je menší, uzavřený (nehrozí únik rtuti) a odolnější (nehrozí rozbití skleněných částí).


Ovzduší

Principem je tenkostěnná kovová krabička, uvnitř vzduchoprázdná, která se působením atmosférického tlaku více nebo méně deformuje. Velikost deformace je přenášena na ručičku ukazující velikost tlaku na stupnici. Stupnice může být označena v jednotkách tlaku (jednotky: dříve Torr, milibar, dnes hektoPascal) a nebo druhotně v metrech nebo stopách (u leteckých nebo zeměměřických aneroidů; atmosférický tlak klesá s nadmořskou výškou). Aneroid vynalezl v roce 1843 Lucien Vidie. Původní název barometre anéroide znamená „tlakoměr bez kapaliny“. Někdy se používal i název pérový tlakoměr (barometr). Barograf Barograf je registrační barometr pro záznam časového průběhu atmosférického tlaku (tlaku vzduchu). Tím se liší od barometru a aneroidu, které ukazují jen aktuální hodnotu atmosférického tlaku. Barograf používaný v meteorologii má dobu záznamu obvykle pro jeden den. Základem barografu je několik spojených aneroidů a ručička s perem kreslící na pomalu se otáčející válec graf atmosférického tlaku v průběhu dne. Válec je otáčen hodinovým strojem.

Schéma rtuťového tlakoměru

Záznam barografu se nazývá barogram. Kromě meteorologie se používá například v letectví – tlak závisí mj. na výšce, jejíž změny v průběhu letu se díky tomu pomocí barografu dají dokumentovat. V meteorologii se atmosférický tlak vyjadřuje nejčastěji jednotkou hektopascal (hPa). Při použití rtuťových barometrů se stále užívá jednotka torr (milimetr rtuťového sloupce), která se dále přepočítává na hektopascaly. Doporučený postup řešení 1. Před samotným měřením žáci obdrží pracovní návod k domácímu studiu a také pracovní listy. 2. Připravíme Xplorer a senzory pro měření a popřípadě místo GPS mapu. Příprava úlohy Před měřením zadáme žákům k vypracování přípravnou část z pracovního listu. Zjistíme domácí přípravu studentů, zda si vyplnili slovníček pojmů a zda rozumí podstatě dané úlohy. Před měřením si připravíme všechny potřebné pomůcky k měření a rozdělíme studenty do pracovních skupin.

Detail střední části domácího aneroidu

17

Ovzduší


Barograf

Materiály pro studenty

Porovnáním těchto závislostí zjistí, jak závisí barometrický tlak na nadmořské výšce.

Pracovní návod k nastudování laboratorního cvičení. Záznam dat

Pokud máme k dispozici senzor PS – 2154A, můžeme využít volby „relativní nadmořská výška“ (ta se počítá z barometrického tlaku) a sestrojit následující grafy:

Data lze zaznamenat Xplorerem a naměřené veličiny zpracovat přímo v Xploreru. Tato volba je méně náročná na technické vybavení. Uložená naměřená data mohou studenti zpracovat také v Datastudiu.

graf závislosti relativní nadmořské výšky na čase: relative altitude vs. time

Analýza dat

graf závislosti barometrického tlaku na relativní nadmořské výšce: barometric pressure vs. relative altitude

Studenti sestrojí graf závislosti atmosférického tlaku na čase: barometric pressure vs. time Sestrojí graf závislosti nadmořské výšky na čase: altitude vs. time Sestrojí graf závislosti atmosfér. tlaku na atmosférické výšce: barometric pressure vs. altitude

18

Syntéza a závěr Žáci shrnou své poznatky o tom, co a jak dělali a k jakým závěrům dospěli a své výsledky porovnají s tabulkovými hodnotami nebo hodnotami nalezenými na internetu.


Ovzduší

Hodnocení

Poznámka

Získali žáci správné grafické závislosti?

Senzor počasí PS – 2154A v sobě zahrnuje veličinu „relativní nadmořská výška“ - vystačíme tedy jen s tímto senzorem, ale cílem je právě tuto volbu vyřadit. Neboť tuto závislost mají žáci zjistit sami.

Provedli žáci správně analýzu naměřených dat? Tedy zjistili, že barometrický tlak klesá s nadmořskou výškou? Zjistili, o kolik metrů vystoupáme nebo klesneme, jestliže se barometrický tlak změní o 100 hPa?

Senzor počasí PS – 2174 (oproti PS – 2154A) obsahuje korekci nadmořské výšky a nemá přímo volbu „relativní nadmořská výška“.

Pomůcky Popis přístroje Varianta 1 Senzor počasí PS – 2154A měří barometrický tlak (v jednotkách in Hg, hPa, mBar), absolutní vlhkost (g/m3 – AH) a teplotu vzduchu (°C, °F, K). Z těchto parametrů senzor dopočítává relativní výšku, relativní vlhkost a rosný bod.

Xplorer GLX, senzor počasí PS –2154A Varianta 2

senzor GPS PS – 2175, senzor počasí PS – 2174 nebo PS – 2154A

Časová náročnost Závisí na délce zvolené trasy pro terénní měření. Měření by mělo být zahájeno u školy a poté v pravidelných intervalech v závislosti na naměřené nadmořské výšce by měření mělo probíhat až do cíle – zvoleného nejvyššího bodu trasy (např. rozhledna, kopec v okolí) a to spolu s měření polohy pomocí GPS.

Pro obě varianty pak flash karta. Tip Pokud využijeme mapu k určení nadmořské výšky, vystačíme jen s měřením barometrického tlaku pomocí senzoru počasí PS – 2174 nebo PS – 2154A.

Předpoklad – dvě vyučovací hodiny (2 × 45 min) s tím, že zpracování výsledků měření provedou žáci samostatně doma a s výsledky seznámí pedagoga na příští hodině.

Závislost barometrického tlaku na nadmořské výšce

Pracovní list (žákovská varianta)

Slovníček pojmů S využitím dostupných zdrojů vysvětli následující pojmy: ATMOSFÉRICKÝ TLAK

NADMOŘSKÁ VÝŠKA

NORMÁLNÍ TLAK

PŘEVÝŠENÍ

BAROMETR

GPS

ANEROID

ZEMĚPISNÁ ŠÍŘKA

PASCAL

ZEMĚPISNÁ DÉLKA

mbar

19

Ovzduší


Teoretická příprava úlohy Atmosférický tlak měříme např. barometry. V současné době používáme jednotky SI soustavy. Hodnota normálního atmosférického tlaku je pn = 101325 Pa. Doplněním následující tabulky vyjádři tuto hodnotu také v jiných jednotkách. hodnota normálního atmosférického tlaku v Pa

hPa

mbar

torr

mmHg

at

psi

Vizualizace naměřených dat graf závislosti atmosférického tlaku na čase: barometric pressure vs. time at psi graf závislosti nadmořské výšky na čase: altitude vs. Time nebo oba pod sebou graf závislosti atmosférického tlaku na atmosférické výšce: barometric pressure vs. altitude Pokud máme k dispozici senzor PS – 2154A, můžeme využít volby „relativní nadmořská výška“ (ta se počítá z barometrického tlaku) a sestrojit následující grafy: Graf závislosti relativní nadmořské výšky na čase: relative altitude vs. time Graf závislosti barometrického tlaku na relativní nadmořské výšce: barometric pressure vs. relative altitude Grafy závislosti barometrického tlaku na čase a relativní nadmořské výšky na čase Vyhodnocení naměřených dat Vyčti z grafů, jak se mění atmosférický tlak s nadmořskou výškou a tuto závislost zapiš: O kolik metrů klesneme (nebo vystoupáme), jestliže se tlak změní o 100 hPa? K tomu využijeme nástroj Delta Tool. A posléze rozdíl přepočítáme na 1 hPa. Vlož graf závislosti atmosférického tlaku na nadmořské výšce (barometric pressure vs. altitude), ve kterém bude vidět použití nástroje Delta Tool. Zjištěné údaje přepočítej na hodnotu 1 hPa. Tzn., o kolik metrů se změní nadmořská výška, jestliže se změní atmosférický tlak o 100 Pa? Závěr

20


Ovzduší

Zdroje Pro zpracování Pracovního listu č. 4 byla využita Sada výukových materiálů ZEMĚPIS, projektu „Jdeme na to od lesa!“, Gymnázium, Frýdlant, Mládeže 884 a to část nazvaná Závislost barometrického tlaku na nadmořské výšce. www.zelenalaborator.cz/files/Zemepis/GF_metodika30_ZEMEPIS_zavislost_tlaku_FINAL.pdf cs.wikipedia.org/wiki/V%C3%BD%C5%A1-kom%C4%9Br www.meteoshop.cz/atmosfericky-tlak-i-7.html c s .w i k i p e d i a . o r g / w i k i /A t m o s f % C 3 % A 9 r i ck%C3%BD_tlak cs.wikipedia.org/wiki/Kapalinov%C3%BD_tlakom%C4%9Br cs.wikipedia.org/wiki/Aneroid cs.wikipedia.org/wiki/Barograf

21

Ovzduší

Vzduch, význam pro člověka

Pracovní list 5


5.1. Úvod Vzduch je nezbytnou podmínkou života člověka na Zemi. Výměna vzduchu (především plynů kyslíku a oxidu uhličitého) mezi venkovním prostředím a naším organismem se nazývá dýchání.

5.2. Teoretická část 5.2.1. Dýchání člověka Dýchání vnímáme navenek jako dech, jedná se však také o řetězec chemických reakcí v buňkách. Nádechem se dostane nový vzduch s dodatečným množství kyslíku do plic za účelem vstřebání kyslíku od těla a výdechem se použitý vzduch odstraní. Po lidském těle se rozvádí kyslík rozpuštěný v krvi, kde se váže na hemoglobin. Hlavní funkcí hemoglobinu je transport kyslíku z plic do tkání a opačným směrem odstraňování oxidu uhličitého z tkání do plic. V klidu vdechneme a vydechneme 14–18 krát za minutu. Zastoupení plynů v vdechovaném a vydechovaném vzduchu Plyn Kyslík Oxid uhličitý Dusík

Vdechovaný vzduch (%)

Vydechovaný vzduch (%)

21

17

0,04

4

78

78

Dýchací soustava člověka představuje soustavu orgánů, která zajišťuje výměnu plynů mezi krví a vnějším prostředím. K dýchací soustavě patří dýchací cesty a plíce. Dýchací cesty se dělí na horní a dolní. Horní cesty dýchací se skládají z dutiny nosní, vedlejších nosních dutin a hltanu, který dělíme na tři části: horní nosohltan, střední ústní část hltanu otevírající se do dutiny ústní a dolní a hrtanovou částí hltanu, kde se nachází rozhraní mezi hrtanem a jícnem. Úlohou horních cest dýchacích je

22

především předehřátí, zvlhčení a zbavení nečistot vdechovaného vzduchu od mikroskopických částic (prach, bakterie aj.) Dolní cesty dýchací začínají hrtanem, vyztuženým chrupavkami. Největší z nich je chrupavka štítná. Vidíme ji na krku jako „ohryzek“; zřetelnější je u mužů. Ve střední části hrtanu nalezneme hlasivkovou štěrbinu obklopenou hlasivkovými vazy, jež se významně podílí na tvorbě hlasu. Přes prstencovou chrupavku se napojuje průdušnice, která se dále větví na hlavní průdušky, které se zanořují do pravé a levé plíce. Plíce Průdušky se v nich větví na průdušinky ústící do vlásečnicemi protkaných, tenkostěnných plicních sklípků (tvoří houbovitou plicní tkáň), v jejichž stěně dochází k výměně dýchacích plynů mezi plícemi a krví. V plicích je obrovské množství vlásečnic a v každém okamžiku tam probíhá výměna plynů asi v jednom litru krve. Výměna plynů probíhá vzduchem. Pravá plíce je tvořena třemi laloky a levá plíce dvěma laloky houbovité tkáně. Plíce jsou uloženy v dutině hrudní a pokrývá je vazivová blána – poplicnice. Také hrudní je pokryta vazivovou blánou – pohrudnicí. Mezi oběma blánami je malé množství tekutiny, která usnadňuje pohyb tkání při nádechu a výdechu. Výměna vzduchu v plicích se děje dýchacími pohyby, uskutečňovanými dýchacími svaly. Nejdůležitějším dýchacím svalem je bránice, která odděluje dutinu břišní a hrudní a při nádechu klesá a při výdechu stoupá. Při jejím snížení se zvětší dutina hrudníku a vzduch je do plic nasáván. Kromě bránice je objem hrudníku zvětšován pohyby mezižeberních svalů, které zvedají žebra a zvětšují tak objem hrudníku. Nádech je aktivní pohyb, výdech je pasivní.


Ovzduší

www.shopkabinet.cz

23

Ovzduší


a výdechem asi 500 ml vzduchu při dechové frekvenci 14 – 18 dechů minutu. Množství vzduchu, které člověk vydechne jedním dechem, na váme dechový objem - DO. Po normálním vdechu je zdravý člověk sc pen nadechnout ještě určité množství vzduchu (tzv. inspirační rezer objem - IRO). Stejně tak lze po klidném výdechu ještě maximálním úsi vydechnout okolo jednoho litru vzduchu (tzv. exspirační rezervní obj - ERO). Maximální množství vzduchu, které můžeme vydechnout po největ nádechu, vyjadřuje tzv. vitální kapacita plic – VKP.

5.3. Praktická část Vitální kapacita plic jepomůcek) určitým ukazatelem (i když neúplným) výkonno (pokusy měření s využitím pořízených 5.3.1. Měření vitální kapacity plic žáků – Dechová ventilace Pracovní návod a) Zadání úlohy 1.

Pomocí měření určete svoji hodnotu dechového objemu.

2. Vypočtěte hodnotu své vitální kapacity plic. 3. Porovnejte výpočet s grafem měření vitální kapacity plic.

plic. Hodnota vitální kapacity v podstatě vyjadřuje, kolik kyslíku moh plíce dodat tkáním. VKP má vztah k tělesnému povrchu. U žen je její n mální hodnota dvojnásobkem hodnoty povrchu těla a u muže 2,5nás kem. hodnotu současně ovlivňuje také konfigurace hrudníku a životospráva

Náležitá hodnota • odpovídá průměrné hodnotě daný věk, hmotnost a výšk náležitá hodnota (norma)pro = povrch těla ×pohlaví, 2 (platí pro dívky) povrch těla × 2,5 (platí kluky) • hodnotu současně ovlivňuje také pro konfigurace hrudníku a životospr • náležitá hodnota (norma) = povrch těla x 2 (platí pro dívky) Povrch těla povrch těla x 2,5 (platí pro kluky) těla určujeme vzhledem k výšce a hmotnosti těla Povrch • určujeme vzhledem k výšce a hmotnosti těla

(Seliger, Praktika z fyziologie, SPN, Praha, 1971) (Seliger, V.: PraktikaV.:z fyziologie, SPN, Praha, 1971)

b) Pomůcky 1. Xplorer GLX 2. Senzor spirometr (PS-2152) + náustek 3. software Sparkvue nebo DataStudio C) Teoretický úvod Ventilace plic Při normálním, klidném dýchání vymění dospělí člověk jedním nádechem a výdechem asi 500 ml vzduchu při dechové frekvenci 14–8 dechů za minutu. Množství vzduchu, které člověk vydechne jedním dechem, nazýváme dechový objem – DO.

Tab. 1: Povrch těla vypočtený z výšky (cm) a hmotnosti (kg) Největší hodnotu VKP mají např. trénovaní sportovci, trubači, zpěváci a foukači skla.

Po normálním vdechu je zdravý člověk schopen nadechnout ještě určité množství vzduchu (tzv. inspirační rezervní objem – IRO).

Hodnoty vitální kapacity se měří spirometrem. Měření je snadné, ale výsledky je nutné hodnotit pouze jako orientační a pro posouzení funkční zdatnosti plic jako nespolehlivé.

Stejně tak lze po klidném výdechu ještě maximálním úsilím vydechnout okolo jednoho litru vzduchu (tzv. exspirační rezervní objem – ERO).

Příprava úlohy (praktická příprava)

Maximální množství vzduchu, které můžeme vydechnout po největším nádechu, vyjadřuje tzv. vitální kapacita plic – VKP. Vitální kapacita plic je určitým ukazatelem (i když neúplným) výkonnosti plic. Hodnota vitální kapacity v podstatě vyjadřuje, kolik kyslíku mohou plíce dodat tkáním. VKP má vztah k tělesnému povrchu. U žen je její normální hodnota dvojnásobkem hodnoty povrchu těla a u muže 2,5násobkem.

Před příchodem do laboratoře se seznamte s teorií a vyplňte teoretickou část pracovního listu. Postup práce Nastavení HW a SW a) měření jen s Xplorerem Založte nový soubor např.: Záznam VKP.

Náležitá hodnota Zapněte Xplorer a vyberte si položku Data Files. odpovídá průměrné hodnotě pro daný věk, pohlaví, hmotnost a výšku

24

Zmáčkněte F4 (Files) a zvolte New Files.


Zmáčkněte F4 (Files) a zvolte Save as… a pojmenujte soubor (v našem případě Záznam VKP).

Ovzduší

Příprava měření

Zmáčkněte F2 Save a zmáčkněte „domeček“.

Posaďte vyšetřovaného tak, aby neviděl na výsledky měření. Jinak by mohlo dojít ke zkreslení výsledků.

Připojte senzor spirometr s náustkem.

Vlastní měření (záznam dat)

Po připojení senzoru sprirometru k Xploreru vyberte v hlavní nabídce položku Senzors. V přehledu senzorů se Vám objeví VKP (Visible), u ostatních zkontrolujte nefunkčnost (Not visible).

Stiskněte START a spustí se měření. Vyčkejte, až na senzoru spirometru přestane blikat červené světlo „wait“ a začne svítit zelené světlo „ready“. Signalizuje tak, že senzor je připraven ke sběru dat.

Tento způsob umožní lepší přehlednost při měření. Zmáčkněte „domeček“.

Dýchejte přes náustek, nakonec se maximálně nadýchněte a maximálně vydýchněte. Pokus probíhá asi 1 minutu.

Z hlavní nabídky Xploreru zmáčkněte Graf. Většinou jakmile počítač rozpozná nové zařízení, spustí se automaticky okno.

Po změření hodnoty VKP, zmáčkněte tlačítko STOP. Analýza naměřených dat

b) měření s Xplorem a DataStudiem nebo přes USB-link a DataStudio Připojte přes USB-link spirometr a nasaďte náustek.

Popis záznamu grafu VKP, popř. odhad své kondice. Vizualizace naměřených dat a vyhodnocení naměřených dat

Automaticky se spustí DataStudio. Měření dechové ventilace. Vyberte si graf Flow Rate (liters/sec). Graf záznamu vitální kapacity plic. Po ukončení měření lze pomocí DataStudia přímo popisovat graf a počítat objem vzduchu.

Závěr

Graf a jeho popis

Odpovídá záznam VKP údajům z teoretické části. Jakou máte kondici?

Popsaný záznam VKP studenta po měření pomocí Xploreru a DataStudia

25

Závěr S přístrojem Xplorer se pracovalo snadno, takže jsme během krátké doby zaznamenali v grafu (viz

Ovzduší


Měření vitální kapacity plic BIOLOGIE Měření vitální kapacity plic Úkoly

Pracovní list (řešená učitelská varianta)

1. Pomocí měření určete svoji hodnotu dechového objemu.

2. Vypočtěte Pracovní listhodnotu své vitální kapacity plic.

3. Porovnejte výpočet s grafem měření vitální kapacity plic.

třída:

Pomůcky • Xplorer GLX • senzor spirometr s náustkem (PS-2152) • software DataStudio Princip a) Dechový objem = respirační objem (DO) je objem vzduchu vyměněný během jednoho dechu (nádech + výdech). b) Expirační rezervní objem (ERO) je objem vzduchu při maximálním výdechu. c) Inspirační rezervní objem (IRO) je objem vzduchu při maximálním nádechu. d) Vitální kapacita plic (VKP) je objem vzduchu při maximálním nádechu a maximálním výdechu.

Úkoly

Senzor 15

pracoval(a): spolupracovali(y): datum:

1.

Pomocí měření určete svoji hodnotu dechového objemu.

2. Vypočtěte hodnotu své vitální kapacity plic. 3. Porovnejte výpočet s grafem měření vitální kapacity plic. Pomůcky Xplorer GLX senzor spirometr s náustkem (PS-2152) software DataStudio Princip a) b)

Obrázek: Xplorer GLX se spirometrem a záznamem měření VKP

Xplorer GLX se spirometrem a záznamem měření VKP

Postup 1. Posaďte vyšetřovaného tak, aby neviděl na výsledky měření. Jinak by mohlo dojít ke zkreslení výsledků. 2. Stiskněte START a spustí se měření. 3. Vyčkejte, až na senzoru spirometru přestane blikat červené světlo „wait“ a začne svítit zelené světlo „ready“. Signalizuje tak, že senzor je připraven ke sběru dat. Dechový objem = respirační objem (DO) je objem vzduchu vyměněný během jednoho dechu (nádech + výdech). 4. Dýchejte přes náustek, nakonec se maximálně nadýchněte a maximálně vydýchněte. Pokus probíhá asi 1 minutu. 5. Po změření VKP, zmáčkněte tlačítko STOP . Expirační rezervní objem (ERO) je objem vzduchu při hodnoty maximálním výdechu. 23

c) Inspirační rezervní objem (IRO) je objem vzduchu při maximálním nádechu. d) Vitální kapacita plic (VKP) je objem vzduchu při maximálním nádechu a maximálním výdechu. Postup 1. Posaďte vyšetřovaného tak, aby neviděl na výsledky měření. Jinak by mohlo dojít ke zkreslení výsledků. 2. Stiskněte START a spustí se měření. 3. Vyčkejte, až na senzoru spirometru přestane blikat červené světlo „wait“ a začne svítit zele-

26

né světlo „ready“. Signalizuje tak, že senzor je připraven ke sběru dat. 4. Dýchejte přes náustek, nakonec se maximálně nadýchněte a maximálně vydýchněte. Pokus probíhá asi 1 minutu. 5. Po změření hodnoty VKP, zmáčkněte tlačítko STOP.


Ovzduší

Graf a jeho popis

Závěr

Zdroj Pro zpracování Pracovního listu č. 4 byla využita Sada výukových materiálů BIOLOGIE, projektu „Jdeme na to od lesa!“, Gymnázium, Frýdlant, Mládeže 884 a to část nazvaná Dechová ventilace: www.zelenalaborator.cz/files/Biologie/GF_metodika36_BIOLOGIE_dechova_ventilace_FINAL.pdf Seliger, V.: Praktika z fyziologie, SPN, Praha, 1971

27

Ovzduší

Vzduch, význam pro přírodu

Pracovní list 6


6.1. Úvod Na světě existuje více než 380 000 různých druhů rostlin. Jsou všude kolem nás, od vysokých hor po pusté pouště a dokonce i v moři. V podstatě rostliny jsou všude tam, kde je voda, světlo, a rozumně teplé podmínky. Rostliny jsou pro nás nezbytné, protože vytvářejí potřebný vzduch, který dýcháme. Nejen člověk, ale i rostliny potřebují pro své dýchání vzduch.

6.2. Teoretická část Na listech rostlin se nacházejí stovky drobných otvorů, které se nazývají průduchy. Průduchy je možné vidět jedině pod mikroskopem. Oxid uhličitý proniká do listu během procesu známého jako fotosyntéze, který představuje způsob, jakým si rostliny vytvářejí vlastní výživu. Kyslík rostlina vylučuje ve formě odpadního plynu a ten odchází ven právě těmito dírkami. Průduchy se také odpařuje z rostlin voda. Aby rostlina neuvadla, musí neustále pomocí svých kořenů přijímat vodu. Díky dýchání a s tím spojené fotosyntéze rostlin byl umožněn rozvoj života na Zemi. Bez fotosyntézy by biosféra v současné podobě nebyla zásobena organickými látkami nebo jen ve velmi omezené míře. Organické látky vytvářené při fotosyntéze spotřebovávají heterotrofní organismy, mezi které patří i člověk, při své výživě. Fotosyntetizující organismy ročně zachytí asi 1071 kJ energie. Na produktech fotosyntézy je závislý i dnešní průmysl, neboť uhlí, ropa a zemní plyn jsou zbytky organismů, které žily v dávné minulosti a bez fotosyntézy by nevznikly.

Celkový průběh fotosyntézy shrnuje rovnice: 6 CO2 + 12 H2O –> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O Tato rovnice se však často zjednodušuje na: 6 CO2 + 6 H2O –> C6H12O6 + 6 O2 Schopnost fotosyntézy mají zelené rostliny, některé druhy bakterií, mnohé ruduchy, obrněnky, skrytěnky, hnědé řasy, krásnoočka a zelené řasy. Fotosyntéza probíhá v chloroplastech rostlinných buněk a v chromatoforech prvojaderných. Dýchání Opačný dějem k fotosyntéze je dýchání. Energie slunečního záření, která je během fotosyntézy uskladňována do vazeb organických látek, je při jejich štěpení během dýchání uvolňována a spotřebovávána k dalším chemickým reakcím, které jsou nutné pro život.

Fotosyntéza Rovnice popisující dýchání: Fotosyntéza (z řeckého fós, fótos – „světlo“ a synthesis – „shrnutí“, „skládání“) nebo také fotosyntetická asimilace je biochemický proces, při kterém se mění přijatá energie světelného záření na energii chemických vazeb. Využívá světelného, např. slunečního, záření a tepla k tvorbě (syntéze) energeticky bohatých organických sloučenin – cukrů – z jednoduchých anorganických látek – oxidu uhličitého (CO2) a vody. Fotosyntéza má zásadní význam pro život na Zemi.

28

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O –> 6 CO2 + 12 H2O Během dýchání se energie vázaná v chemických vazbách organických sloučen přeměňuje na adenosintrifosfát (ATP). V podobě ATP je tato energie přímo dostupná pro další potřebné reakce v těle organismu.


Ovzduší

Živé organismy pro svůj život musí neustále přeměňovat látky a energii ve svých buňkách. Takovému procesu se říká metabolismus. Základní chemické přeměny, na kterých přímo závisí život a růst organismu jsou hlavně metabolismus cukrů, tuků, aminokyselin a nukleových kyselin. Štěpení těchto látek za současné spotřeby kyslíku je nejdůležitějším zdrojem energie. Metabolismus má 2 složky, které probíhají zároveň: katabolismus, kdy dochází ke štěpení složitých organických látek na jednodušší a energie se uvolňuje anabolismus, kdy z jednoduchých látek za současné spotřeby energie vznikají látky složitější. Rychlost fotosyntézy Rychlost fotosyntézy závisí na řadě faktorů, vnitřních i vnějších, které nepůsobí samy o sobě, ale vzájemně podmíněně. Z vnitřních faktorů jde zejména o množství chlorofylu, stáří listů a minerální výživu. Mezi vnější činitele patří: Světlo – fotosyntézu ovlivňuje spektrálním složením, které se mění s výškou Slunce a intenzitou záření. Rostoucí intenzita může rychlost zvyšovat jen do určité úrovně. Koncentrace CO2 – v ovzduší asi 0,03 % (není optimální, rostliny potřebují více), závislost rychlosti fotosyntézy na množství CO2 je přibližně stejného charakteru jako u světla. Lze zvýšit přesunutím rostlin do skleníku. Teplota – výrazně ovlivňuje fotosyntézu, u našich rostlin je optimum asi 15–25 °C, při teplotách nad 30 °C nastává výrazný pokles rychlosti. Voda – je zcela nezbytná, nedostatek se projevuje uzavíráním průduchů, což způsobí zastavení přístupu CO2. Světlo Rostliny se podle požadavků na světlo dělí na světlomilné a stínomilné. Stínomilné (sciofyty) vyžadují nižší intenzitu světla. Obsahují více zelených a žlutých pigmentů (chlorofyly, xanthofyly), intenzivněji využívají modrofialové světlo. Odpovídá jim uvedená světelná křivka.

Zjednodušené schéma fotosyntézy

Světlomilné (heliofyty) mají vysoké požadavky na intenzitu světla. Obsahují méně karotenoidů a intenzivněji využívají červené světlo. Jejich světelná křivka fotosyntézy má menší úhel a delší podíl „lineární části“. Kompenzační bod a bod světelného nasycení leží při vyšších intenzitách záření. Koncentrace CO2 Vzdušný oxid uhličitý je hlavním dodavatelem CO2 pro fotosyntézu. Jeho koncentrace ve vzduchu kolísá od 0,02–0,03 %. Nejnižší koncentrace, při níž začíná fotosyntéza, je 0,008– 0,010 %. Při zvyšování koncentrace se rychlost fotosyntézy zvyšuje. Místo, kde je příjem a výdej CO2 vyrovnán, se nazývá kompenzační bod. Fotosyntéza se dále zvyšuje až do nasycení, kdy se ustálí (0,06–0,4 %). Zvyšováním za hranici 2–5 % CO2 ve vzduchu fotosyntéza ustane. Teplota Průběh reakcí obecně urychluje zvýšení teploty o 10 °C 2–3krát. Rychlost fotosyntézy závisí na teplotě exponenciálně a limitujícím faktorem je intenzita světla. Jelikož teplota ovlivňuje i další fyziologické pochody, je závislost fotosyntézy na ní složitá.

29

Ovzduší


Při nízkých teplotách rostliny fotosyntetizují pomalu. Zvyšováním teploty rychlost roste, až po hranici teplotního optima. Poté pomalu klesá a při 35–45 °C se zastavuje. Současně s otosyntézou se však zvyšuje i dýchání a obě rychlosti se zvyšují nerovnoměrně.

Voda Působnost vody je přímá i nepřímá, a proto je závislost fotosyntézy na vodě složitá. Voda:

Vliv teploty na fotosyntézu se výrazněji projevuje při vyšší intenzitě světla. Různý vliv má teplota u C3 a C4-rostlin.

působí jako donor vodíku,

Evolucí rostlin došlo k adaptaci na různé teplotní podmínky.

hydratuje asimilační pletiva,

Rostlina Jehličnany Ozimá pšenice

Minimum -15 až -5 °C -5 až 0 °C

Teplomilné rostliny

3 až 5 °C

Rostliny mírného pásu

okolo 0 °C

Subtropické rostliny

0 až 2 °C

Vodní tropické rostliny

4 až 8 °C

Rostliny mírného pásu přízemní

Optimum 25 až 30 °C 8 až 15 °C

vodní teplomilné Rostliny některé vysokohorské teplomilné

40 °C Maximum 12 °C 50 °C (až 80 °C)

Graf závislosti rychlosti fotosyntézy a dýchání na teplotě a intenzitě světla

30

ovládá regulaci velikosti štěrbiny průduchů a transpiraci, ovlivňuje růst asimilační plochy, přivádí ionty prvků, rozvádí asimiláty. Maximální rychlost fotosyntézy je při vodním deficitu 5–25 % plného nasycení vodou. V rozmezí deficitu 40–60 % se rychlost výrazně snižuje a klesá k nule. Snížení množství vody vede k zavírání průduchů, a tím k menšímu příjmu CO2. Nedostatek vody ovlivňuje i složení produktů fotosyntézy. Převládají spíše jednoduché látky (např. osmoticky aktivní látky jako sacharidy a aminokyseliny) a tvorba makromolekulárních látek (bílkovin) je snížena. Rychlost fotosyntézy se nejčastěji stanovuje z měření produkce O2 nebo spotřeby CO2. Rostliny podle způsobu fixace CO2, která se odehrává v sekundární fázi fotosyntézy, dělíme na tři významné skupiny rostlin označované C3, C4 a CAM.

Graf závislosti rychlosti fotosyntézy na teplotě a intenzitě světla


C3 a C4 označení odpovídá počtu uhlíku v prvních stabilních sloučeninách při fotosyntetické fixaci CO2. CAM je zkratkou anglického „Crassulacean acid metabolism“ (metabolismus kyselin u tučnolistých). U rostlin C4 probíhá dvojí karboxylace na dvou různých místech, kdežto u rostlin CAM je dvojí fixace oddělena časově. C3-rostliny Více než 90% terestrických druhu rostlin asimiluje CO2 cestou C3 metabolismu (Ku et al., 1996). Jedná se především o kulturní rostliny mírného pásma, jako jsou pšenice, ječmen, oves, hrách, tabák, řepa, špenát a mnoho dalších. Celkově tak rostliny C3 tvoří většinu zemské rostlinné biomasy oproti C4 rostlinám.

Ovzduší

C4-rostliny Z odhadovaných 2 500 000 rostlinných druhů vyskytujících se na Zemi se u 7 500 druhu vyskytuje C4 typ fotosyntézy (Sage, 2004). Můžeme sem zařadit mnoho hospodářsky důležitých plodin. Z nich je nejdůležitější kukuřice, jako obilnina představující důležitý zdroj potravy pro lidstvo, dále cukrovník, lebeda, proso a mnoho dalších. C4 rostliny fixují oxid uhličitý hned dvakrát. Vzduch jako průmyslová surovina Vzduch je také důležitou průmyslovou surovinou. Mimo jiné vzduch (resp. kyslík v něm obsažený) slouží k oxidaci paliva ve všech běžných spalovacích motorech, k oxidaci paliva při výrobě elektrické energie v tepelných elektrárnách, dále při vytápění či ohřevu vody atd. Vzduch tedy slouží coby druhá (prakticky neviditelná) složka každého běžného fosilního paliva.

6.3. Praktická část 1. Vysvětlete, proč rostliny potřebují vzduch. 2. Co by se stalo, kdyby fotosyntéza neprobíhala?

Zdroj kfrserver.natur.cuni.cz/studium/bakalar/prace/BP_ Mahrlova.pdf

3. Na jakých faktorech závisí rychlost fotosyntézy? cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynt%C3%A9za 4. V čem se liší C3 a C4 rostliny? cs.wikipedia.org/wiki/CtAM_cyklus 5. Kde berou rostliny pro fotosyntézu CO2?

Terry Jennings, EKOLOGIE, edice Věda a technika, 2003

6. Kde probíhá fotosyntéza? 7. Znáte některé produkty fotosyntézy? 8. Může člověk ovlivnit průběh fotosyntézy? Jak? 9. Potřebuje průmysl vzduch? Proč? 10. Jak se měří rychlost fotosyntézy? Navrhněte sami způsob měření proveditelný ve škole. Na základě praktické části výuky žáci provedou měření rychlosti fotosyntézy a to za pomocí senzoru PASCO Senzor plynného CO2.

31

Ovzduší

Vzduch a meteorologie I, II

Pracovní list 7 a 8


7.1. Úvod Procesy a jevy, probíhajícími v atmosféře, se zabývá meteorologie. To, co se děje v atmosféře, která nás obklopuje, do značné míry ovlivňuje náš každodenní život. Jinak se oblékneme, pokud mrzne, nebo je horký den, vezmeme si deštník, pokud prší, a půjdeme pouštět draka, když fouká vítr.

7.2. Teoretická část Předpověď počasí je prognóza počasí, založená na využití poznatků o fyzikálních zákonitostech. Počasí je definováno mnoha faktory (hlavně atmosférickým tlakem, vlhkostí, teplotou a větry). K předpovědi počasí je třeba tyto faktory sledovat a k tomu slouží mnoho technických zařízení a přístrojů. Nicméně povaha atmosféry a neúplné chápání přírodních procesů znamenají, že předpovědi nejsou zcela přesné a neomylné. Meteorologická stanice je zařízení pro měření meteorologických údajů potřebných pro další předpověď průběhu počasí. Meteorologických stanic je více typů, na typické stanici se provádějí měření teploty vzduchu (maximální, minimální teplota, minimální teplota ve výšce 5 cm a 2 m nad zemí), měření vlhkosti vzduchu, směru a rychlosti větru, množství vodních srážek, množství napadaného sněhu, určuje se množství oblačnosti a pozorují se další meteorologické jevy (bouřky, mlha, jinovatka, náledí, námraza, rosa apod.). Nejstarší meteorologická stanice v České republice se nachází v pražském Klementinu. Co je počasí a co klima? Počasí označuje současný stav všech atmosférických podmínek v daném místě a čase. Můžeme ho popsat pomocí řady veličin, jako jsou teplota a tlak vzduchu, vzdušná vlhkost, rychlost a směr proudění, oblačnost a srážky. Klima, nebo-li česky podnebí, označuje dlouhodobý průběh počasí na daném místě. Pokud si podnebí představíme jako filmový pás, pak počasí je jedno políčko tohoto filmu. Jiné klima je u mořského pobřeží, kde dlouhodobě převažuje deštivé a chladnější počasí, a jiné je například na Sahaře. Charakter podnebí je ovlivněn řadou faktorů - nejvýznamnější jsou

32

energetická bilance, proudění vzduchu a charakter povrchu. V posledním století se na ovlivňování podnebí podílí i lidská činnost. Atmosférický tlak Hmotnost vzduchu v atmosféře vytváří atmosférický tlak, který se měří obvykle v hektopascalech (hPa). Průměrný atmosférický tlak u hladiny moře se nazývá normální atmosférický tlak a má hodnotu 1013,25 hPa. Atmosférický tlak klesá s přibývající výškou. Závislost tlaku na výšce vyjadřuje tzv. barický stupeň (udává výšku, o kterou musíme vystoupat či sklesat, abychom zaznamenali změnu tlaku vzduchu o 1 hPa.) nebo tlakový gradient (udává změnu tlaku vzduchu na jednotkovou vzdálenost). Atmosférický tlak je velice důležitý pro předpověď počasí. Absolutní hodnota atmosférického tlaku není tak důležitá jako jeho změna a rychlost změny. Teplý vzduch má nižší hustotu, studený má naopak vyšší hustotu. Rozdělení tlaku se na synoptických mapách znázorňuje pomocí izobar. Izobara je čára spojující na mapě místa se stejnou hodnotou tlaku vzduchu, přepočítanou na hladinu moře. Přístroj, který zaznamenává tlak, se nazývá barometr. Základní charakteristické objekty tlakového pole jsou tlakové útvary. Tlaková výše Tlaková výše čili anticyklóna oblast vyššího tlaku vzduchu, která se projevuje aspoň jednou uzavřenou izobarou. Pohyb vzduchu kolem tlakové výše se na severní polokouli děje ve směru hodinových ručiček (v důsledku působení Corialisovy


síly). V oblastech vysokého tlaku dochází k sestupným pohybům vzduchu a tím k rozpouštění oblačnosti. Charakter počasí je odlišný pro zimní a letní období. V létě jsou tlakové výše nositelem teplého a slunečného počasí bez bouřek a přeháněk, v zimním období je v tlakové výši zpočátku jasno, později se ale vytváří teplotní inverze a s ní spojené nepříjemné jevy, jako jsou smog, nízká inverzní oblačnost a velké chladno. Hřeben nebo výběžek vysokého tlaku nevytváří izobary uzavřené, ale obvykle zakřivené. Směr pohybu vzduchu je obdobný jako u anticyklóny. Tlaková níže Tlaková níže čili cyklóna je „oblast nižšího tlaku vzduchu, která se projevuje aspoň jednou uzavřenou izobarou. Pohyb vzduchu kolem tlakové níže se na severní polokouli děje proti směru hodinových ručiček. V oblasti nízkého tlaku vzduchu převládají výstupné pohyby vzduchu. Tlakové níže jsou většinou spojeny s frontálními systémy, které přinášejí srážky. Počasí v tlakové níži je odlišné v teplé a studené polovině roku. V létě je přechod tlakové níže špatná zpráva, většinou způsobuje ochlazení, déšť, bouřky a vítr. V zimě tlaková níže přináší opět srážky, ale většinou spojené s relativním oteplením a rozpuštěním nízké inverzní oblačnosti. Brázda nízkého tlaku nevytváří izobary uzavřené, ale obvykle zakřivené. Směr pohybu vzduchu je obdobný jako u cyklóny. Tlakové pole se silně mění, často nepravidelně. Přesto lze zprůměrováním mnoha hodnot vysledovat jisté pravidelnosti, a to permanentní a sezónní. Mezi celoroční patří pás nízkého tlaku podél rovníku, tlakové výše (anticyklóny) v oblasti azorských a havajských ostrovů a tlakové níže (cyklóny) v oblasti Islandu a Aleut. Na severní polokouli se v zimě vyskytuje kanadská a zejména sibiřská tlaková výše, v létě iránská a severoamerická tlaková níže.

Ovzduší

Počasí v tlakové níži Tlakové níže jsou většinou spojeny s frontálními systémy, které přinášejí srážky. V oblasti nízkého tlaku vzduchu převládají výstupné pohyby vzduchu (proto je tlak nižší), které jsou spojeny s tvorbou oblačnosti a srážek. Počasí v tlakové níži je odlišné v teplé a studené polovině roku. V létě je přechod tlakové níže špatná zpráva, většinou způsobuje ochlazení, déšť, bouřky a vítr. V zimě tlaková níže přináší opět srážky, ale většinou spojené s relativním oteplením a rozpuštěním nízké inverzní oblačnosti. Počasí v tlakové výši V oblastech vysokého tlaku dochází k sestupným pohybům vzduchu a tím k rozpouštění oblačnosti. Charakter počasí je odlišný pro zimní a letní období stejně jako u tlakových níží. V létě jsou tlakové výše nositelem teplého a slunečného počasí bez bouřek a přeháněk, v zimním období je v tlakové výši zpočátku jasno, později se ale vytváří teplotní inverze a s ní spojené nepříjemné jevy, jako jsou smog, nízká inverzní oblačnost a velké chladno. Vlhkost vzduchu Vlhkost je základní vlastnost vzduchu. Vlhkost vzduchu udává, jaké množství vody v plynném stavu (vodní páry) obsahuje dané množství vzduchu. Množství vodní páry je časově velice proměnlivé a liší se také od místa k místu. Absolutní vlhkost vzduchu vyjadřuje hmotnost vodní páry obsažené v jednotce objemu vzduchu. V meteorologii se vyjadřuje nejčastěji v gramech vodní páry na metr krychlový vzduchu. Relativní vlhkost vzduchu udává poměr mezi okamžitým množstvím vodních par ve vzduchu a množstvím par, které by měl vzduch o stejném tlaku a teplotě při plném nasycení. Udává se v procentech (%). Rosný bod je teplota, při které je vzduch maximálně nasycen vodními parami (relativní vlhkost vzduchu dosáhne 100 %). Atmosférické srážky jsou vodní kapky nebo ledové částice vzniklé následkem kondenzace nebo desublimace vodní páry v ovzduší. Jde tedy o všechnu atmosférickou vodu v kapalném nebo tuhém skupenství, vypadávající z různých druhů oblaků. K padajícím srážkám patří déšť, mrholení, sníh, kroupy a ledové jehličky, k usazeným srážkám pak rosa, jinovatka, námraza a ledovka.

Pohyby vzduchu v tlakové výši a níži

Úhrn srážek udává množství vody spadlé na vodorovnou plochu v daném místě za určitý časový interval. Vyjadřuje se výškou vodního sloupce v mm (1 mm srážek odpovídá 1 litru vody spadlé na plochu 1 m2). K určování množství srážek se používá srážkoměr (hyetometr). Pro registraci úhrnu a časového průběhu srážek slouží ombrografy (hyetografy)

33

Ovzduší


Extrémy atmosférických srážek Nejvyšší roční úhrn srážek na Zemi – 22 990 mm se vyskytl na stanici Čerápundží v Indii v roce 1861. Nejnižší roční úhrn srážek na Zemi – 0 mm se uvádí pro stanici Iquique v Chile, kde 14 let nepršelo. Nejvyšší průměrný roční úhrn srážek na Zemi – 12 344 mm se uvádí pro stanici Mount Waialeale na Havaji za období 1920–1945.

Teplota je v různých výškách různá - v nižších polohách je teplota vyšší a ve vyšších polohách nižší. Je to způsobeno ohřevem vzduchu o zemský povrch, který vydává teplo získané pohlceným slunečním zářením. Přenos tepla od zemského povrchu je provázen jevem zvaným konvekce, kdy ohřátý (lehký) vzduch stoupá a na jeho místo se shora tlačí těžký vzduch studený. Teplota stoupajícího vzduchu opět klesá s klesajícím tlakem ve větších výškách. Může však nastat i stav, kdy tomu tak nebude. Tento zvrat teploty vzduchu se nazývá inverze. Inverze

Nejnižší průměrný roční úhrn srážek na Zemi – 0,7 mm se uvádí pro stanici Arica v Chile za období 1911–1949. Teplota vzduchu

Inverze teploty vzduchu neboli teplotní inverze je meteorologický jev, kdy teplota vzduchu v některé vrstvě dolní atmosféry s výškou neklesá, ale stoupá.

Teplota vzduchu je pro člověka nejdůležitější veličina charakterizující stav atmosféry. V předpovědi počasí je uváděna na prvním místě společně se srážkami, případně větrem. Podle teploty se oblékáme, podle teploty topíme. Teplota vzduchu se mění v závislosti na roční i denní době.

Inverze teploty vzduchu neboli teplotní inverze je meteorologický jev. Inverze je opakem přímého zvrstvení atmosféry. Jedná se o zvláštní případ vertikálního rozložení teploty vzduchu, při kterém v určité vrstvě atmosféry, tzv. inverzní vrstvě, teplota s nadmořskou výškou vzrůstá.

Dlouhodobé teplotní trendy V důsledku změn klimatu teplota v našich zeměpisných šířkách kolísá v průběhu staletí v poměrně velkém rozpětí od dob ledových až po příjemné, téměř subtropické klima. V posledních zhruba sto padesáti letech dochází k pozvolnému růstu teploty, který je ovšem na rozdíl od předchozích period přičítán především činnosti člověka, zejména pak skleníkovému efektu způsobenému spalováním fosilních paliv a rozvinutou zemědělskou činností. Od roku 1900 do dneška je tak pozorován vzrůst teploty o zhruba 0,6 stupně.

Lokální inverze například v údolí může být způsobena stékáním chladného vzduchu po svazích dolů. U dna kotliny se potom vytváří vrstva studeného vzduchu, v níž mnohdy dochází ke kondenzaci vodní páry a vzniku mlhy/nízké oblačnosti. Ve větším měřítku může inverzi způsobit nasunutí teplejší masy vzduchu nad vrstvu vzduchu studeného, čímž dojde k zastavení konvekčního proudění. Jedním z následků inverze teploty vzduchu je výrazné zvýšení koncentrace škodlivin z lokálního topení, dopravy a dalších zdrojů v nehybné přízemní vrstvě vzduchu. Charakteristická je nízká oblačnost, zahalující nížiny, zatímco vystupující horské oblasti se těší jasnému a teplému počasí.

Roční chod teploty Teplota se v průběhu roku mění podle toho, kolik energie ze Slunce dopadá na zemský povrch. Maxima a minima ročních teplot jsou kvůli setrvačnosti atmosféry posunuta zhruba o měsíc vůči zdánlivému pohybu Slunce. Maximum teploty je tedy v červenci, nikoli na letní slunovrat, naopak nejchladněji je v lednu. Změny teploty s nadmořskou výškou Za normálních podmínek teplota vzduchu klesá s rostoucí výškou zhruba o 0,65°C na každých 100 m. Tedy při výstupu z Prahy na Sněžku by se mělo ochladit téměř o 10 stupňů. Pokud teplota klesá rychleji, říkáme, že je atmosféra instabilní. Teplý vzduch vystupuje vzhůru, vodní pára v něm kondenzuje a vytváří se kupovitá oblačnost. Toto pozorujeme častěji v létě. Pokud klesá teplota pomaleji, nebo dokonce s výškou stoupá, mluvíme o teplotní inverzi, která je typická pro počasí v tlakové výši. Teplota vzduchu se měří teploměrem. Naměřené hodnoty se udávají podle Celsiovy stupnice. Měření teploty vychází podle mezinárodních dohod ze dvou pevných bodů – bodu mrazu označenou v Celsiově stupnici jako 0°C a bodu varu 100°C.

34

Atmosféra je ve stavu inverze velmi stabilní a může tak setrvat i řadu dnů, někdy i týdny. Rozrušení inverze způsobí většinou až přechod výraznější atmosférické fronty a s ní spojené proudění. Výška inverzních vrstev dosahuje desítek až stovek metrů, výjimečně i 2500 m. Podle výšky inverzní vrstvy nad zemí rozlišujeme přízemní a výškovou inverzi teploty vzduchu, podle příčiny inverzi teploty vzduchu advekční, frontální, radiační, subsidenční, turbulentní a pasátovou. Přízemní inverze Radiační inverze je inverze vznikající bez přílivu vzduchu pouze následkem radiačního ochlazování. Vyskytuje se pouze v období záporné radiační bilance, tj. v noci nebo chladných částech roku. Noční radiační inverze dosahují výšek 80 až 100 m nad zemský povrch. Směrem do zimního období se může radiační ochlazování spojovat a propojit tak noční radiační inverze do vícedenních radiačních inverzí. Tyto inverze mohou trvat i několik týdnů a dosahují několik stovek metrů nad zemský povrch.


Ovzduší

Advekční inverze souvisí s přílivem relativně teplé vzduchové hmoty nad studený zemský povrch. Studený vzduch přiléhající k zemskému povrchu je jím ještě více ochlazován. Advekční inverze se vyskytují na konci zimy a začátkem jara a někdy bývají zvány jarní nebo sněhové. Dosahují stejné výšky jako inverze radiační. Oba druhy inverzní neexistují modelově, většinou dochází k jejich promíchání a vznikají radiačně-advekční resp. advekčně-radiační inverze. Výškové inverze (inverze ve volné atmosféře) Radiační inverze vznikají tehdy, jestliže je určitá část atmosféry ochlazována vlivem radiačního záření, které vydává mlha nebo nízká oblačnost. V české kotlině vnímáme tuto inverzi jako výškovou v oblastech pánví a jako přízemní v horských oblastech. Subsidenční inverze (inverze sesedáním) je způsobena “stékáním” vzduchu z vyšších hladin do nižších. Vzniká v centrálních částech tlakových výší. Při stékání vzduchu dochází k adiabatickému oteplování. Subsidenční inverze jsou typické pro oblasti vysokého tlaku vzduchu nad oceány. Tato inverze brání konvekci vzduchu a je příčinou toho, že v těchto oblastech nemohou vznikat srážky, a proto jsou tyto oblasti suché. Vítr Rozdíly v tlaku vzduchu na Zemi jsou neustále vyrovnávány vertikálním prouděním vzduchu v atmosféře – větrem. Při jeho popisu nás zajímá jeho směr a rychlost. Rychlost a směr větru se měří pomocí anemometru. Směr větru se udává dle směru, odkud vítr vane – buď přesněji pomocí azimutu (0 až 360°), nebo pomocí světových stran. Rychlost (síla) větru se klasifikuje buďto přesným určením jeho rychlosti (km/h, m/s), nebo ve stupních, které se určují odhadem podle Beaufortovy stupnice. Beaufortova stupnice (viz tabulka na další straně) byla vytvořena počátkem 19. století kontradmirálem Francisem Beaufortem. Slouží k odhadu rychlosti větru podle jeho snadno pozorovatelných projevů na moři či souši. Beaufortova stupnice má dvanáct stupňů. Rychlost větru se v čase výrazně mění, proto se často udává průměrná rychlost větru (za určité období, např. 1 nebo 5 minut) a nárazová rychlost větru (maximální rychlost při jednorázovém nárazu). Nepříznivá meteorologická situace pro rozptyl znečišťujících látek Znečišťující látky se v atmosféře koncentrují hlavně při situacích s malým promícháváním vzduchu, tedy za bezvětří nebo malého větru. To je typické pro stabilní situace s inverzním zvrstvením teploty.

Normální rozdělení teploty v atmosféře a inverze

Teplotní inverze jsou typické pro zimní měsíce, špatné rozptylové podmínky se ale vyskytují i v létě v tlakových výších, pokud se vzduch dostatečně nepromíchává. Sluneční záření Veškeré děje na Zemi jsou ovlivňovány zemskými pohyby a dopadajícím slunečním zářením, které s sebou přináší energii. Tato energie vzniká jadernými přeměnami v nitru Slunce a k Zemi putuje jako energie elektromagnetického záření. Spektrum slunečního záření lze rozdělit na: záření ultrafialové (vlnová délka pod 400 nm) UVC (vlnová délka 100–280 nm) – absorbováno ozonovou vrstvou UVB (vlnová délka 280–315 nm) – absorbováno ozonovou vrstvou UVA (vlnová délka 315–400 nm) záření viditelné (vlnová délka 400–760 nm) záření infračervené (vlnová délka přes 760 nm)

35

Ovzduší


rychlost větru stupeň m/s

km/h

0

0–0,2

0–1

0

1

0,3–1,5

1–5

0–0,1

2

1,6–3,3

6–11

0,2–0,6

slovní označení 1

slovní označení 2

bezvětří

bezvětří

kouř stoupá svisle vzhůru

moře je zrcadlově hladké

vánek

vánek

kouř už nestoupá úplně svisle, korouhev nereaguje

malé šupinovitě zčeřené vlny bez pěnových vrcholků

slabý vítr

vítr je cítit ve tváři, listí šelestí, korouhev se pohybuje

malé vlny, ještě krátké, ale výraznější, se sklovitými hřebeny, které se nelámou hřebeny vln se začínají lámat, pěna převážně skelná. Ojedinělý výskyt malých pěnových vrcholků.

větřík

znaky na souši

znaky na moři

3

3,4–5,4

12–19

0,7–1,8

slabý bítr

mírný vítr

listy a větvičky v pohybu, vítr napíná prapory

4

5,5–7,9

20–28

1,9–3,9

mírný vítr

dosti čerstvý vítr

vítr zvedá prach a papíry, pohybuje větvičkami a slabšími větvemi

vlny ještě malé, ale prodlužují se. Hojný výskyt pěnových vrcholků. dosti velké a výrazně prodloužené vlny. Všude bílé pěnové vrcholy, ojedinělý výskyt vodní tříště.

5

8,0–10,7

29–38

4,0–7,2

čerstvý vítr

čerstvý vítr

hýbe listnatými keři, malé stromky se ohýbají

6

10,8–13,8

39–49

7,3–11,9

silný vítr

silný vítr

pohybuje silnějšimí větvemi, telegrafní dráty sviští, nesnadné je používat deštník

velké vlny. Hřebeny se lámou a zanechávají větší plochy bílé pěny. Trochu vodní tříště.

7

13,9–17,1

50–61

12,0–18,3

mírný vichr

prudký vítr

pohybuje celými stromy, chůze proti větru obtížná

moře se bouří. Bílá pěna vzniklá lámáním hřebenů vytváří pruhy po větru.

bouřlivý vítr

láme větve, vzpřímená chůze proti větru je již nemožná

dosti vysoké vlnové hory s hřebeny výrazné délky od jejich okrajů se začíná odtrhávat vodní tříšť, pásy pěny po větru

menší škody na stavbách

vysoké vlnové hory, husté pásy pěny po větru, moře se začíná valit, vodní tříšť snižuje dohlednost.

8

9

17,2–20,7

20,8–24,4

62–74

75–88

18,4–26,8

26,9–37,3

čerstvý vichr

silný vichr

vichřice

10

24,5–28,4

89–102

37,4–50,5

plný vichr

silná vichřice

na pevnině se vyskytuje zřídka, vyvrací stromy a ničí domy

velmi vysoké vlnové hory s překlápějícími a lámajícími se hřebeny, moře bílé od pěny. Těžké nárazovité valení moře. Viditelnost znatelně omezena vodní tříští.

11

28,5–32,6

103–117

50,6–66,5

vichřice

mohutná vichřice

rozsáhlé zpustošení plochy

mimořádně vysoké pěnové hory. Dohlednost znehodnocena vodní tříští.

orkán

ničivé účinky odnáší domy, pohybuje těžkými hmotami

vzduch plný pěny a vodní tříště. Moře zcela bílé. Dohlednost velmi snížena. Není výhled.

12

36

tlak větru v kg/m² odpovídající měření v 10 m

32,7–??

118–133

66,6–??

orkán


Ovzduší

Při své cestě k Zemi je záření odraženo, absorbováno či rozptýleno atmosférou či na částicích v atmosféře obsažených.

Je při smogu vždy mlha? Může být smog při slunečném počasí?

Viditelné záření tvoří asi 45 % dopadajícího záření, přičemž jeho podíl je vyšší při zatažené obloze (může dosáhnout až 60 %). V rostlinné fyziologii se používá též pojem fotosynteticky aktivní záření, což je záření o vlnových délkách přibližně odpovídajících viditelnému záření.

Výskyt smogu je velmi často provázen mlhou. I samotné slovo „smog“ vzniklo jako složenina anglických slov „smoke“ kouř a „fog“ - mlha. Inverze, která v oblastech s výskytem zdrojů znečištění ovzduší způsobuje hromadění škodlivin, bývá spojena s poklesem teploty a kondenzací vodní páry, tedy se vznikem mlhy, a ve vrstvě pod inverzí se hromadí nejen škodliviny, ale i vodní pára. Proto jsou při inverzi dosti často vhodné podmínky jak pro vznik mlhy, tak pro zvyšování koncentrací škodlivin.

Vlnové délky a frekvence barev viditelného spektra Barva

Vlnová délka

Frekvence

červená

~ 625 až 740 nm

~ 480 až 405 THz

oranžová

~ 590 až 625 nm

~ 510 až 480 THz

žlutá

~ 565 až 590 nm

~ 530 až 510 THz

zelená

~ 520 až 565 nm

~ 580 až 530 THz

azurová

~ 500 až 520 nm

~ 600 až 580 THz

modrá

~ 430 až 500 nm

~ 700 až 600 THz

fialová

~ 380 až 430 nm

~ 790 až 700 THz

Globální cirkulace atmosféry nebo také všeobecná cirkulace atmosféry jsou více méně pravidelné pohyby vzduchových mas v planetárním měřítku Země způsobené jejich ohříváním a ochlazováním a rotací Země. Spolu s oceánskou cirkulací vyrovnávají teplotní rozdíly, rozvádějí energii slunečního záření po celé atmosféře a podílejí se na cirkulaci vody, spoluvytvářejí také klima i počasí. Co jsou rozptylové podmínky? Rozptylové podmínky jsou určeny stavem meteorologických prvků a veličin, které rozhodujícím způsobem ovlivňují přenos a rozptyl znečišťujících látek v ovzduší. Jedná se zejména o rychlost větru, teplotní zvrstvení atmosféry (průběh teploty s výškou). Při špatných rozptylových podmínkách (bezvětří nebo slabý vítr, přítomnost teplotní inverze) je nutno očekávat vysoké znečištění ovzduší. Při dobrých rozptylových podmínkách (čerstvý nebo silný vítr, teplota vzduchu s výškou klesá) se znečišťující látky promíchávají a ředí, koncentrace jsou nízké.

Avšak i vysoké koncentrace škodlivin mohou podporovat vznik mlhy. Znečištěný vzduch obsahuje značné množství kondenzačních jader, která jsou silně hygroskopická, to znamená, že na nich dochází ke kondenzaci vodní páry i při vlhkosti pod 100 %. Proto se v oblastech se silným znečištěním ovzduší mlhy vyskytují častěji a jsou hustší, než jinde. To se týká například Londýna a jeho proslulých mlh do cca 50. let 20. století, nebo severozápadních Čech o něco později. Po výrazném omezení zdrojů znečištění se v obou těchto oblastech četnost i hustota mlh snížila. Souběh mlhy a smogu je tedy častý, ale není nezbytný. V čistých oblastech se samozřejmě vyskytují mlhy bez smogu, ale i v průmyslových oblastech se při vysoké vlhkosti může krátkodobě vyskytnout mlha, při které jsou jen lehce zvýšené koncentrace škodlivin. Naopak při velmi suchém vzduchu i při déletrvající inverzi a vysokých koncentracích škodlivin v ovzduší se nemusí mlha vytvořit, a smog je pak provázen slunečným počasím, jen s poněkud sníženou dohledností. Tato situace je nepříjemná tím, že si člověk při pohledu na slunečné počasí ani neuvědomí, že by mohl být problém s ovzduším. Všechno výše uvedené se týká smogu zimního typu. Letní fotochemický smog (s vysokými koncentracemi ozonu) vzniká naopak prakticky výhradně za slunečného počasí.

37

Ovzduší


7.3. Praktická část 1.

Prostudujte si následující předpověď počasí ze dne 30. 06. 2013, kterou vydal Český hydrometeorologický ústav Ústí nad Labem:

3. Co to je synoptická mapa ? Porovnejte synoptické mapy ze dne 01. 07. a 02. 07. 2013 a komentujte rozdíly.

30. 6. 2013 Čas vydání: 11:00 hod. Předpověď počasí pro Severní Čechy na neděli 30. 6. a pondělí 1. 7. 2013:

4. Co je model ALADIN a k čemu ho ČHMÚ používá? 5. K čemu slouží Beaufortova stupnice a kolik má stupňů?

Předpověď na neděli 30. 6.: 6. Co je to inverze? Vysvětlete. Situace: Po přední straně výběžku vyššího tlaku vzduchu bude nad naše území přechodně proudit chladnější vzduch od severozápadu. Počasí (11-22): Oblačno. Nejvyšší denní teploty 14 až 18 °C, na horách 9 až 13 °C. Mírný severozápadní vítr 2 až 6 m/s. Předpověď na noc a pondělí 01. 07.

7. Prostudujte a vysvětlete meteogram na straně 41. Na pracovní list 7–8 navazuje v praktické části Pracovní list 9 a to exkurzí do vůbec nejstarší horské observatoře na území České republiky na Milešovce.

7.3.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek Viz Pracovní list 9

Situace: Počasí u nás bude ovlivňovat výběžek vyššího tlaku vzduchu.

Informace o předpovědním modelu ALADIN

Počasí v noci (22-07): Polojasno až oblačno, k ránu postupně až skoro jasno. Nejnižší noční teploty 9 až 6 °C, na horách 7 až 4 °C. Slabý proměnlivý vítr do 4 m/s.

MODEL ALADIN Model ALADIN (Aire Limitée, Adaptation Dynamique, Development International) je numerický předpovědní model počasí na omezené oblasti, určený pro krátkodobou předpověď (dva dny) atmosférických procesů v mezo-beta měřítku (řádově s rozměrem 10 km).

Počasí přes den (07-24): Skoro jasno až polojasno, odpoledne při přechodně zvětšené oblačnosti ojediněle možnost přeháňky nebo bouřky a to zejména na horách. Nejvyšší denní teploty 20 až 24 °C, na horách 14 až 18 °C. Mírný jihozápadní až jižní vítr 2 až 5 m/s.

Původně byl koncipován jako dynamická adaptace výsledků předpovědi globálního modelu ARPEGE na vyšší rozlišení při kterém dochází jednak ke zpřesnění popisu intenzivních atmosférických procesů s velkou prostorovou proměnlivostí, jednak procesů vázaných na detailní popis parametrů zemského povrchu (výška terénu, půdní a vegetační parametry apod.).

ČHMÚ, RPP Ústí nad Labem / Jana Ehertová Definujte na základě výše uvedené předpovědi, které ukazatele jsou pro předpověď počasí rozhodující. Poté si prohlédněte webové stránky ČHMÚ www.chmuul.org/?page=predpoved a vyhledejte aktuální předpověď počasí. Porovnejte údaje. 2. Jaké další údaje ohledně počasí lze na tomto webu nalézt? Kdo údaje potřebuje? Komentujte.

38

V posledních letech jsou v modelu rovněž intenzivně vyvíjeny metody zpřesnění počátečních podmínek jak asimilací pozorování (třídimensionální variační asimilace dat), tak sofistikovanou kombinací globání analýzy a simulace mezoměřítkových struktur (metody míchání – blending). ALADIN je založen na systému základních rovnic řešených spektrální metodou na omezené oblasti semi-implicitním semi-lagrangeovským schématem. Integrační oblast modelu je vytyčena na mapě v konformní projekci, ve vertikále je použit hybridní souřadnicový systém. Procesy, které nejsou popisovány základním dynamickým jádrem modelu, jsou simulovány v soustavě fyzikálních parametrizací.

Poté si prohlédněte webové stránky ČHMÚ http://www.chmuul.org/?page=predpoved a vyhledejte aktuální předpověď počasí. Porovnejte údaje. Vzduch a meteorologie I, II 2.

Ovzduší

Jaké další údaje ohledně počasí lze na tomto webu nalézt? Kdo údaje potřebuje? Komentujte.

Model je vyvíjen od roku 1991 v mezinárodní spolupráci ve27 dené francouzskou povětrnostní službou Météo-France. Do současnosti se do vývoje zapojilo celkem patnáct evropských a afrických států. Model je v rutinním provozu v řadě členských zemí konsorcia ALADIN a jeho vývoj probíhá v rámci řady národních a evropských projektů. V současné době byl zahájen v rámci projektu ALADIN-2 vývoj nové generace

modelu pro předpovídání v mezo-gamma měřítku (s prostorovým krokem okolo 2km) (AROME), určeného k operativním provozu okolo roku 2008-2010, jakož i inovované verze modelu pro předpovídání v mezo-beta měřítku (ALARO) – nástupce ALADINa pro příští desetiletí.

39

Ovzduší


3. Co to je synoptická mapa ? Porovnejte synoptické mapy ze dne 01. 07. a 02.07.2013 a komentujte rozdíly.

Zdroje

4. Co je model ALADIN a k čemu ho ČHMÚ používá?

meteo.vavruska.info/sat24

5. K čemu slouží Beaufortova stupnice a kolik má stupňů?

www.envi-scie.blogspot.cz/

6. Co je to inverze? Vysvětlete.

cs.wikipedia.org/wiki/Beaufortova_stupnice

28 40


Ovzduší

Na pracovní list 7-8 navazuje v praktické části Pracovní list č. 9 a to exkurzí do vůbec nejstarší horské observatoře na území České republiky na Milešovce.

41

55

Ovzduší

Vzduch a meteorologie III

Pracovní list 9

Vzduch a meteorologie III Exkurze na Milešovku

9.1. Praktická část Praktická část navazuje na Pracovní listy 7 a 8. Hlavní náplní je exkurze na Meteorologickou observatoř Milešovka.

9.2. Cíl exkurze Seznámení se způsobem a rozsahem měření meteorologických dat Observatoř Milešovka je situována na nejvyšším vrcholu Českého středohoří ve výšce 837 m n. m., na vrcholku izolované kuželové hory. Milešovka je výraznou krajinnou dominantou, okolní terén převyšuje až o 400 m. Jedná se o znělcový kužel, který vznikl při hlavní třetihorní fázi vulkanické činnosti. Meteorologická pozorování na Milešovce probíhají od roku 1905. V roce 2005 tedy oslavila observatoř stoleté výročí pozorování. Meteorologická měření a pozorování probíhají na Milešovce nepřetržitě od roku 1905 (s krátkou přestávkou v roce 1917 a během 2. světové války). Řada meteorologických záznamů patří k nejdelším v ČR. Milešovka je vůbec nejstarší horskou observatoří na území České republiky. Nejstarší měřící přístroje jsou v současné době vystaveny v muzeu přímo na observatoři. Od počátku měření v roce 1905 do roku 1957 se prováděla měření a pozorování v základních klimatických termínech v 7, 14, 21 hodin. Od 1. 7. 1957 nastala v pozorování na Milešovce změna, jelikož se zavedla 24 hodinová nepřetržitá služba, která prováděla měření a pozorování v synoptických pozorovacích termínech (v 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 a 21 hodin UTC). Od roku 1998 se provádějí měření a pozorování každou hodinu. V červenci 1998 byla observatoř vybavena automatickou meteorologickou stanicí firmy Vaisala. Ta se využívá k měření teploty a relativní vlhkosti vzduchu, tlaku vzduchu, přízemní

42

dohlednosti, rychlosti a směru větru, teploty půdy v hloubkách 5, 10, 20, 50 a 100 cm, srážkových úhrnů, délky trvání slunečního svitu a výšky základny oblačnosti. Pozorovatelé dále určují množství oblačnosti, typy a charakter oblaků, stav počasí, výšku sněhové pokrývky a další základní meteorologické charakteristiky. Od roku 1998 se výzkum na observatoři Milešovka specializuje na chemismus a fyzikální vlastnosti usazených srážek. Od jara do podzimu se na observatoři provádí odběry vzorků vody z nízké oblačnosti (popř. mlhy). V zimním období jsou odebírány vzorky námrazy. Odebrané vzorky jsou poté dále chemicky analyzovány. Pomocí několika moderních přístrojů (převážně optických) jsou také měřeny základní fyzikální charakteristiky nízké oblačnosti (popř. mlhy), jako např. horizontální dohlednost, kapalný vodní obsah, spektrum velikosti kapiček, hmotnost námrazy apod. Exkurzi lze dohodnout telefonicky: Meteorologická observatoř Milešovka ÚFA AV ČR 417 63 Žalany Česká republika Tel.: +420 417 872 101 www.ufa.cas.cz/struktura-ustavu/oddeleni-meteorologie/ observatore-iar/milesovka/mil_kontakt.html

Vzduch a meteorologie III

Ovzduší

9.3. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek Tato část navazuje na Praktické listy 7 a 8. Doporučení V průběhu exkurze je vhodné v návaznosti na Metodický list 4 provést opětovně proměření závislosti změny barometrického tlaku na nadmořské výšce, a to od zahájení exkurze (u školy) a dále v průběhu cesty od úpatí až po vrchol. Výsledky vyhodnotit a porovnat s výsledky meteorologů v observatoři a také s předchozím měřením, provedeným např. ve městě, v sídle školy. Cíl S využitím senzorů pro měření atmosférického tlaku a senzoru GPS zjistit, jak se mění barometrický tlak s nadmořskou výškou. Meteorologická observatoř Milešovka

43

Ovzduší

Vzduch a ekologie, globální problémy

Pracovní list 10


10.1. Úvod Atmosféra Země byla vždy dynamickým systémem, který se v průběhu tisíciletí vyvíjel a množství jejích různých složek tak v závislosti na vnějších podmínkách kolísalo. Výraznější vliv než kdy dříve však pomalu začal mít jediný živočišný druh – člověk. Výjimečná je především rychlost, se kterou lidé zejména v posledních zhruba dvou stech letech přispívají ke změnám složení atmosféry a mění tak její vlastnosti. Antropogenní příspěvek je sice z hlediska celkového složení atmosféry zdánlivě zanedbatelný, protože poměr hlavních složek atmosféry se nikterak významně nemění, přesto však i relativně

velmi malé koncentrace některých látek, které se do ovzduší dostávají lidskou činností, mohou významně ovlivňovat život na Zemi. V některých případech se může jednat o plyny ovlivňující zemské klima, jiné látky mohou mít dokonce přímý negativní vliv na živé organismy.

10.2. Teoretická část Dvě třetiny zemského povrchu pokrývají oceány a moře. Většina zbývající části je tvořena pohořími, pouštěmi a polárními oblastmi, tedy místy, kde jsou pro život lidí složité podmínky. Lidé potřebují potravu, domov, ošacení, palivo a další věci, které přímo nebo nepřímo získávají ze Země. V současné době je Země pod velkým tlakem neustálého růstu lidské populace. Významné znečištění ovzduší začal člověk způsobovat především v souvislosti s rozvojem průmyslu od konce 18. století. Využívání uhlí a postupně i dalších fosilních paliv k výrobě energie vyvolalo výrazné zhoršení stavu ovzduší v průmyslových oblastech a velkých městech. Stav se zhoršoval během celého 19. století a ve století dvacátém vedl především v souvislosti se zřetelným rozvojem výroby elektrické energie k výrazně většímu znečištění ovzduší také v České republice. Problémy se znečištěným ovzduším měly ale i jiné země. Zatížení ovzduší tedy souviselo s rozvojem průmyslu, dopravy, ale také s růstem celé populace. Představa je jednoduchá. Čím více lidí je, tím více znečištění dohromady produkují. Mějme přitom na paměti, že ještě v roce 1650 žilo na světě pouze 500 miliónů lidí, v roce 1800 žila na Zemi necelá 1 miliarda obyvatel, v roce 1900 to bylo ještě pouze 1,7 miliardy, ale v roce 1950 již 2,5 miliardy a v současné době se počet obyvatel Země přibližuje 7 miliardám. Celkový vliv lidstva na ovzduší, ale samozřejmě i na další složky životního pro-

44

středí, se tímto způsobem postupně zásadně zvyšuje. Lidé způsobují znečištění ovzduší, desertifikaci a zánik rostlinných a živočišných druhů a jejich přirozeného prostředí. Neustálým růstem počtu lidí roste stále více počet domů, které se staví na místech, kde dříve byly pole a louky.

10.2.1. Znečištění ovzduší Zdroje znečištění se dělí na přírodní a antropogenní. Přírodními zdroji jsou prach z přírodních zdrojů, mořský aerosol, kosmický spad, mikroorganismy, pyl, písek z pouští, metan uvolňovaný v průběhu trávení potravy zvířaty či z bažin, radon uvolňující se ze zemské kůry, lesní porosty uvolňující těkavé organické látky, kouř a oxid uhelnatý, vznikající při lesních požárech a sopečná aktivita, díky níž se uvolňují částice síry, chloru a popela. Mezi antropogenní zdroje patří průmyslová výroba, energetika (teplárny, elektrárny), řízené požáry lesů, doprava (automobily, lodě, letadla), skládky odpadů, jakékoli spalování fosilních paliv, jaderné a jiné zbraně apod. Znečištění ovzduší může být chemický, fyzikální nebo biologický činitel, jenž mění přírodní vlastnosti zemské atmosféry. Atmosféra je komplexní, dynamický, přírodní plynný systém,


jenž je nezbytný pro výskyt života na Zemi. Ovzduší zejména v obydlených oblastech je kontaminováno znečišťujícími látkami, které se do něj dostávají mimo jiné i díky lidské činnosti. Tyto látky mají nepříznivé účinky na lidské zdraví i na životní prostředí jako celek. Dále je možné zdroje znečištění dělit na plošné a bodové či stacionární a mobilní. Problémy se znečištěním ovzduší rozeznáváme na 2 úrovních: Globální limatická změna ozonová díra

Ovzduší

Důsledky globální změny klimatu Globální změny klimatu mohou být příčinou velmi rozsáhlých problémových situací. Vlivem změn může docházet k vysychání některých regionů a šíření pouští, jinde naopak mohou srážky růst a způsobovat častější povodňové stavy. Obdobně u teplot neznamená zvyšování globální teploty, že všude bude tepleji, ale na různých místech Země může docházet jak k výraznému oteplování, například v polárních oblastech, tak k ochlazování. Změny klimatu tak mohou zapříčinit velké změny v produkci zemědělských plodin, mohou přispívat k šíření nemocí. Prokazatelně v souvislosti s oteplováním klimatu dochází ve 20. století k významnému odtávání ledovců jak ve vysokých horách, tak v polárních oblastech. V důsledku toho se postupně zvyšuje hladina světového oceánu, a pokud by se nepodařilo trend zvrátit, stalo by se mnoho pobřežních nížinných oblastí ohrožených mořem.

Lokální Možné důsledky globálních změn klimatu v ČR smog – letní a zimní kyselé srážky (acidifikace) eutrofizace prašnost světelné a hlukové znečištění

10.2.2. Globální problémy Klimatická změna Podnebí neboli klima je dlouhodobý stav počasí, podmíněný energetickou bilancí, cirkulací atmosféry, charakterem aktivního povrchu a dnes i člověkem. Změny probíhají v dlouhodobých časových úsecích. Klimatické změny je termín používaný jako označení změn v zemském klimatu anebo v zemských regionálních klimatech. Popisuje změny probíhající po dobu desítek až tisíců roků z pohledu průměrných teplot. Tyto změny mohou být způsobené přírodními změnami anebo lidskou činností. Změny podnebí ovlivňovaly člověka už od počátku. Lidé na ně reagovali přizpůsobením se anebo stěhováním se na jiná místa. Po dobu poslední doby ledové poklesly hladiny moří a lidé mohli putovat mezi jednotlivými kontinenty. Země byla vystavena mnohým přírodním změnám a katastrofám. Patří mezi ně například malá doba ledová, kterou zažila Evropa na začátku středověku. Současná klimatická změna je mezi veřejností známa spíše pod pojmem „globální oteplování“. Příčinou současné klimatické změny (historie klimatických změn se píše již od pravěku) je zesílený skleníkový efekt.

Podle současných informací se globální změny klimatu v Evropě dosud projevily oteplením o 1 až 1,2 °C, přitom v severnějších částech Evropy dochází k nárůstu množství srážek, zatímco v jižní Evropě je více sucho. Situace v České republice je charakterizována postupným zvyšováním průměrných ročních teplot a také zvyšováním celkového množství srážek. Je třeba zmínit ohrožení především horských ekosystémů, které je se zvyšováním teploty spojené. Z hlediska člověka poměrně malé oteplení o jeden, dva nebo tři stupně Celsia zdánlivě nic neznamená, ale pro citlivá společenstva vázaná na bezlesá stanoviště nad horní hranicí lesa mohou znamenat zásadní problém. Postupným oteplováním se totiž otevírá cesta pro růst vyšších křovin a stromů i na hřebenech našich hor, zejména Krkonoš, které byly

Ústup ledovce South Cascade Glacier v Kaskádovém pohoří ve státě Washington na západě USA

45

Ovzduší


Mezi biotopy nejvíce ohrožené klimatickými změnami na našem území patří subalpínská vegetace

od konce doby ledové trvale odlesněné. Díky tomu tak hrozí postupný zánik nelesních společenstev, na která jsou vázány nejcennější horské druhy rostlin a živočichů. Ona zdánlivě malá teplotní změna se ovšem netýká pouze hor, ale i nižších a středních poloh, kde naopak může docházet k oslabování lesních porostů v důsledku nepříznivých klimatických podmínek, stejně jako k problémům se zemědělskou produkcí.

Antropogenní skleníkový efekt přispívá ke globální klimatické změně. Přestože většina vědců považuje vliv lidského konání na klima za prokázaný, je předmětem sporu míra tohoto vlivu. Příčinou zesílení skleníkového efektu je nárůst v koncentraci skleníkových plynů v atmosféře, které pohlcují teplo vyzařované povrchem Země. Ozonová díra

Skleníkový efekt Skleníkový efekt je proces, při kterém atmosféra způsobuje ohřívání planety tím, že snadno propouští sluneční záření, ale tepelné záření o větších vlnových délkách zpětně vyzařované z povrchu planety účinně absorbuje (pomocí skleníkových plynů) a brání tak jeho okamžitému úniku do prostoru. Skleníkový efekt se vyskytuje přirozeně na Zemi téměř od jejího vzniku. Bez výskytu skleníkových plynů by průměrná teplota při povrchu Země byla −18 °C. Skleníkový efekt je nezbytným předpokladem života na Zemi. Antropogenní skleníkový efekt je označení pro příspěvek lidské činnosti ke skleníkovému efektu, který je tímto zesílen. Je způsoben spalováním fosilních paliv, kácením lesů a globálními změnami krajiny, což má za následek zvýšení koncentrace skleníkových plynů.

46

Ozonová díra je označení pro oblast stratosféry s oslabenou vrstvou ozonu. Ozonová vrstva je část stratosféry ve výšce 25–35 km nad zemským povrchem, v níž se nachází značně zvýšený poměr ozonu vůči běžnému dvouatomovému kyslíku. Hraje mimořádně významnou roli pro pozemský život, neboť chrání planetu před ultrafialovým zářením. Mírou množství ozonu ve sloupci nad povrchem je dobsonova jednotka. K nárůstu obsahu ozonu zde dochází při střetu molekul kyslíku s fotony ultrafialového slunečního záření. Při střetu přitom dojde k rozštěpení molekuly na dva atomy, které ihned reagují s okolními molekulami kyslíku za vzniku ozonu. Molekula ozonu snadno absorbuje energii jiného UV-fotonu a výsledkem je snížení energie procházejícího ultrafialového záření.


Skleníkový plyn

Ovzduší

Ekvivalent oxidu uhličitého

Zdroje

Vodní pára

Moře, oceány, sladkovodní zdroje, obecně hydrosféra.

Oxid uhličitý

Spalování fosilních paliv a biomasy, odlesňování, rozklad organických látek, lesní požáry, eroze, vulkanická činnost.

Metan

Mokřady, močály a tundra, rozklad organických látek, termiti, spalování biomasy a skládky odpadů, zpracování zemního plynu a ropy, uhelné zdroje, úniky plynu, chov dobytka, pěstování rýže, tání permafrostu.

Oxid dusný

Lesy, louky, oceány, půda, zpracování půdy, zemědělská hnojiva, spalování fosilních paliv a biomasy, změna v užívání půdy.

200

freony

Chladicí zařízení, aerosoly, plastické pěny, rozpouštědla, počítačový průmysl, sterilanty, farmaceutický průmysl.

7500

ozon

Vytváří se přirozeně reakcí fotochemickou reakcí sluneční záření s molekulami kyslíku a uměle jako součást fotochemického smogu.

2000

Od roku 1930 jsou vyráběny halogenované uhlovodíky (freony), které jsou použity v chladicích a hnacích médiích, v aerosolech, nadouvadlech, hasicích přístrojích a čisticích prostředcích. V roce 1974 byla poprvé vyslovena hypotéza (která se později potvrdila), že freony, pronikají do stratosféry (10 až 50 km nad povrch Země), kde se z nich odštěpuje chlór a fluor, které se podílejí na rozkladu ozonu. Snižují tak obsah ozonu ve stratosféře. Největší zeslabení ozonové vrstvy je v důsledku proudění vzduchu nad Antarktidou.

>10000 1

20

Zeslabená vrstva ozonu představuje větší pravděpodobnost průniku UV-B a UV-C záření, které je karcinogenní. U lidí a zvířat může zvýšená intenzita UV záření způsobit poškození zraku, vyvolat rakovinu kůže a snížení imunity. U rostlin včetně mořského fytoplanktonu snížený růst a sníženou odolnost vůči škůdcům.

10.3. Praktická část Diskutujte se spolužáky nejprve ve dvojicích a poté ve skupinkách nad následujícími otázkami. Vypište si vždy nejzajímavější názory a nápady, které v diskusi zazní. Poté jeden mluvčí z každé skupiny seznámí ostatní spolužáky se závěry skupiny. Následovat může ještě společná diskuse. 1. Proč nebylo ovzduší dříve znečištěno? 2. Co je příčinou znečištění ovzduší? 3. Jaký je rozdíl mezi globálními a lokálními problémy znečištění ovzduší? 4. Vysvětlete pojem globální oteplování. Co může být jeho důsledkem? 5. Jaká je průměrná roční teplota v nejteplejších a v nejchladnějších oblastech Česka? Představte si nad mapou průměrných ročních teplot v ČR, jak výrazný posun by znamenalo oteplení klimatu o pouhé 3 °C v podmínkách České republiky.

6. Znáte některé druhy organismů ohrožené globálními klimatickými změnami? 7. Co je to skleníkový efekt? 8. Které plyny jsou pokládány za skleníkové plyny a co je jejich zdrojem? 9. Vysvětli pojem ozonová díra a co je způsobuje člověku? 10. Může podle vás člověk změnit atmosféru tak, že by nebylo možné na Zemi žít? 11. Navrhněte opatření ke zlepšení situace v globálním měřítku. Zdroje enviregion.pf.ujep.cz

47

Ovzduší

Vzduch a ekologie, lokální problémy

Pracovní list 11


11.1. Úvod Atmosféra Země byla vždy dynamickým systémem, který se v průběhu tisíciletí vyvíjel a množství jejích různých složek tak v závislosti na vnějších podmínkách kolísalo. Výraznější vliv než kdy dříve však pomalu začal mít jediný živočišný druh – člověk. Výjimečná je především rychlost, se kterou lidé zejména v posledních zhruba dvou stech letech přispívají ke změnám složení atmosféry a mění tak její vlastnosti. Antropogenní příspěvek je sice z hlediska celkového složení atmosféry zdánlivě zanedbatelný, protože poměr hlavních složek atmosféry se nikterak významně nemění, přesto však i relativně

velmi malé koncentrace některých látek, které se do ovzduší dostávají lidskou činností, mohou významně ovlivňovat život na Zemi. V některých případech se může jednat o plyny ovlivňující zemské klima, jiné látky mohou mít dokonce přímý negativní vliv na živé organismy.

11.2. Teoretická část Navazuje na Pracovní list 10

11.2.1. Lokální problémy smog – letní a zimní kyselé srážky (acidifikace)

Smog Slovem smog, které vzniklo spojením dvou anglických slov smoke (kouř) a fog (mlha), označujeme silně znečištěné ovzduší, směs mlhy s kouřem. Jde o mlhu znečištěnou kouřem z komínů továren i rodinných domků, z výfukových plynů automobilů apod. Ke vzniku smogu dochází zejména při nepříznivých rozptylových podmínkách, které často bývají způsobeny vznikem inverzní situace.

eutrofizace prašnost světelné a hlukové znečištění Smog a kyselé srážky (déšť) Po vstupu emisí do atmosféry znečišťující látky nezůstávají ve stejném stavu, ale podléhají různým přeměnám. Mezi chemickými přeměnami škodlivin v ovzduší jsou dvě skupiny, které mají zvlášť velký význam pro životní prostředí. Jsou to reakce okyselení, výsledkem čehož je kyselý déšť a reakce oxidace, jejichž výsledkem je fotochemický smog a tvorba pro živé organismy velice škodlivého troposférického ozonu.

48

Fotochemický smog vzniká chemickými reakcemi oxidů dusíku s těkavými organickými látkami (VOC) za přítomnosti slunečního světla. Proto je výskyt tohoto jevu těsně vázán na průmyslově znečištěné regiony a městské aglomerace. Vzniklý ozon se větrem roznáší na velkou vzdálenost a následně zasahuje a poškozuje rostliny ve volné zemědělské krajině. Rozlišujeme dva druhy smogu: letní smog (někdy se označuje jako fotochemický, losangelský nebo oxidační) vzniká za účinku slunečního záření komplikovanou soustavou fotochemických reakcí zejména mezi oxidy dusíku (NOx), těkavými organickými látkami (VOC) a dalšími složkami atmosféry. Reakcí vzniká tzv. přízemní ozon. Přízemní ozon je sekundární znečišťující látkou v ovzduší,


Ovzduší

Letní smog – na rozhraní města a oblohy je možno pozorovat opar oxidačního smogu

která nemá vlastní významný emisní zdroj. Jeho prekurzory pochází z automobilové dopravy. Maxima dosahuje v poledne a v odpoledních hodinách. Přízemní ozon má negativní vliv především na lesní porosty a úrodu na polích zimní smog (někdy se označuje jako londýnský nebo redukční) vzniká převážně na podzim a v zimě v průmyslových aglomeracích z klasických škodlivin (NOx, SO2, CO, prach atd.) a zesilují ho teplotní inverze. Maxima dosahuje brzy ráno.

Zvýšená kyselost v půdě a ve vodních tocích se nepříznivě projevuje na rybách a rostlinstvu. Kyselý déšť také urychlí zvětrávání uhličitanových materiálů (například vápencové skály nebo i omítek na budovách atd.). Kyselina ve vodě mobilizuje toxické kovy jako hliník v jezerech. Hliník způsobuje nadbytek slizu, který obaluje rybí žábry a tím zamezuje řádnému dýchání. Růst fytoplanktonu je potlačován vysokou kyselostí vod a zvířata, která se jím živí, trpí hladem.

V roce 1952 zasáhla Londýn dlouhotrvající smogová situace, která způsobila nejméně 4.000, ale podle některých zdrojů až 12 000 úmrtí. Na vině bylo velké znečištění tamního ovzduší zplodinami z dopravy a z místních topenišť.

Stromům ubližují kyselé deště různými způsoby. Mohou porušovat voskovitý povrch na listech a strom je tím náchylnější k mrazu, houbám a hmyzu. Mohou také zpomalit růst kořenů, což má za následek málo výživy pro strom. Také uvolňují toxické ionty v půdě a ty užitečné jsou vyluhovány pryč (jako v případě fosforečnanů). Stejně tak působí kyselé srážky např. i na úrodu na polích.

Kyselý déšť

Eutrofizace

Kyselé srážky (acidifikace) jsou definovány jako typ srážek s pH nižším než 5,6. Normální déšť má pH mírně pod 6 — je mírně kyselý. Toto přirozené okyselení způsobuje oxid uhličitý, který tvoří s vodou slabou kyselinu uhličitou.

Eutrofizaci dokáží způsobovat i látky znečišťující ovzduší. V tomto ohledu mají největší vliv oxidy dusíku, které se reakcemi s vodní párou mění na dusičnany. Dusičnany jsou látky v přírodě normálně zastoupené, a tak jsou používány jako součásti zemědělských hnojiv. Pokud ovšem dochází k dlouhodobému velkému přísunu dusičnanů atmosférickou depozicí (tedy ze vzduchu a srážek), můžeme hovořit o eutrofizaci nejrůznějších ekosystémů, které jsou takovými dusičnany zatíženy.

Kyselý déšť je způsoben oxidy síry pocházejícími ze sopečné činnosti a spalování fosilních paliv, nebo také oxidy dusíku pocházejícími například z automobilů. Jakmile se rozptýlí do atmosféry, začnou reagovat s vodou za tvorby sirných a dusíkatých kyselin, které padají na zem ve formě deště. Může také vznikat malé množství kyseliny chlorovodíkové.

49

Ovzduší


Konopice pýřitá (Galeopsis pubescens) je druhem, který se šíří v eutrofizovaných lesích

Eutrofizace plošnou depozicí probíhá nenápadně a primárně má vliv především na vegetaci. Nadměrné obohacování biotopů živinami skutečně vede k většímu růstu některých rostlin. Neplatí ovšem, že by na změněné podmínky reagovaly všechny rostliny stejně a tak se stává, že ve společenstvech převládnou agresivnější konkurenčně silné a rychleji rostoucí druhy, zatímco druhy konkurenčně slabší ustoupí nebo i vymizí. Tento jev je možné sledovat například v některých příměstských lesích, kde za přispění eutrofizace místy zcela vymizely z podrostu lesa původní hájové rostliny a na jejich místo se rozšířily agresivnější druhy, jako jsou expanzivní kopřivy, konopice, svízel přítula, a nebo invazní netýkavka malokvětá. Problematika je však poměrně komplikovaná, eutrofizace společenstev totiž může mít i řadu dalších příčin a navíc probíhá různým způsobem na různých typech půd a hornin. Typickým projevem eutrofizace je přemnožení fytoplanktonu ve vodách (tzv. vodní květ), který může vést až k vyčerpání kyslíku z vody a úhyn ryb.

50

Prašnost Specifickou částí tuhého spadu je polétavý prach, který je vytvářen tuhými částicemi s průměrem pod 10 µm (takzvaná frakce PM10). V poslední době velkého významu pro imisní monitoring získala takzvaná frakce PM2,5 (tuhé částice o průměru pod 2,5 µm) jako hlavní nosič rizikových prvků a perzistentních organických polutantů (POPs) v ovzduší. Jak tuhý spad, tak i polétavý prach jsou specifickou částí celkové atmosférické depozice a proto mají stejné jednotky (kg/ha/rok nebo tun/km2/rok, apod.). Význam polétavého prachu spočívá především v tom, že je to hlavní dopravce rizikových látek ze znečištěného ovzduší do zemědělských půd a rostlin. Místo pojmu poletavý prach se často používá název prašný aerosol, neboť na prašných částicích v ovzduší obvykle kondenzuje voda a vytváří kapalný obal kulovitého tvaru. Proto prašný aerosol představuje směs pevných a kapalných částic. Kapalná fáze vyniká vysokou reakční schopností, neboť se jedná o tenké vrstvy vody s velkou plochou rozhraní dvou fází, což má velký vliv na distribuci a mobilizaci


škodlivých látek v životním prostředí. Mezi tuhé znečišťující látky patří i různé mikroorganizmy, označované někdy jako aeroplankton.

Ovzduší

Hluk

Hluk představuje závažný problém jak z hlediska životního prostředí, tak z hlediska lidského zdraví. Hluk je z biologického (medicínského) hlediska zvuk, škodlivý svou nadměrnou Zdrojem prachu jsou vysokoteplotní procesy, doprava a další intenzitou. Účinek hluku je subjektivní (obtěžující, rušící soulidské činnosti a ve velké míře i příroda sama. Většinu aerostředění a psychickou pohodu) a objektivní (měřitelné poškosolu tvoří sulfáty, nitráty, amonné ionty, organický materiál, zení sluchu). Hluk může mít charakter neperiodického zvuku. materiál zemské kůry (částice půdy a hornin), kovy, mořská Periodický hluk (nadměrný zvuk tónového charakteru) typicky sůl, vodíkové ionty a voda. tí tuhého spadu je polétavý prach, který je vytvářen tuhými částicemi s průměrem způsobuje poškození v místě hlemýždě zpracovávajícím přízvaná frakce PM10). V poslední době velkého významu pro imisní monitoring získala slušné frekvence. Pro měření intenzity hluku se používá nejMezi prokázané účinky prachu, který proniká až do plicních e PM2,5 (tuhé částice o průměru pod 2,5 µm) jako hlavní nosič rizikových prvků(dB), a podobně jako u zvuku. Hluk pročastěji jednotka decibel sklípků a do krve, na lidské zdraví patří podráždění dýchacístupuje do budov z rušných ulic, ale také přímo z elektrických ústrojí, respirační a onemocnění, snížení imunity, organickýchho polutantů (POPs)obtíže v ovzduší. strojů a spotřebičů, které produkují tzv. brum, hluk střídavého. karcinogenní účinky až předčasné úmrtí. Problematika prašak i polétavý prach jsou specifickou částí celkové atmosférické depozice a proto mají nosti nabývá na významu, protože množství této škodliviny 2 Hluk spočívá nám škodí,především i když jsme si na něj zvykli a nevnímáme ho. se nedaří snižovat. (kg/ha/rokve vzduchu nebo tun/km /rok, apod.). Význam polétavého prachu Naše tělo však na reaguje jako na jinou strehlavní dopravce rizikových látek ze znečištěného ovzduší do zemědělských hluk půdneustále a sovou zátěž, z čehož pak vznikají známé civilizační choroby. Světelné znečištění

Světelné znečištění je v obecnějším smysluaerosol, jakékoli člověPříklady vnímání různých úrovní hlasitosti člověkem oletavý prach se často používá název prašný neboť Tabulka: na prašných částicích kem vytvořené světlo s nežádoucími vedlejšími účinky (oslkle kondenzuje voda a vytváří kapalný obal kulovitého tvaru. Proto prašný aerosol nění, pronikání světla do příbytků, osvětlování toho, co není dB Příklady vnímání člověkem ěs pevnýchžádoucí a kapalných částic. se Kapalná fáze vyniká vysokou atd.); specificky toto označení používá pro rozptyl reakční schopností, neboť slyšitelnosti a ké vrstvy vody rozhraní dvouaglomeracích fází, což má na distribuci světlas velkou zejména plochou rozsáhlejších městských ze velký0 vliv práh svítidel veřejného osvětlení, intenzivního nasvícení reklamdlivých látek v životním prostředí. Mezi tuhé znečišťující látky patřívelmi i různé 30 šepot, tichý byt či velmi tichá ulice ních ploch, nešetrného architektonického osvětlení, velkých y, označované někdy jako aeroplankton sportovišť, parkovišť, v menší míře i světlem unikajícím z budov a dalšíchprocesy, zdrojů světla. vysokoteplotní doprava a další lidské činnosti

40

tlumený hovor, šum v bytě, tikot budíku

jsou a ve60 velkéběžný mířehovor i příroda erosolu tvoří sulfáty, nitráty, amonné ionty, organický materiál, materiál zemské kůry 70 mírný hluk, hlučná ulice, běžný poslech televize Světelné znečištění nám škodí, aniž si to uvědomujeme. Pro hornin), kovy, mořská sůl, vodíkové ionty a voda.

kvalitní spánek a důkladnou regeneraci organismu potře80 velmi silná reprodukovaná hudba, vysavač v blízkosti bujemekterý mít v noci tmu, podobně jako rostliny a živočichové. účinky prachu, proniká až do plicních sklípků a do krve, na lidské zdraví patří 110 velmi silný hluk, živá rocková hudba, V důsledku působení světla je náš organismus v neustálém hacího ústrojí, respirační obtíže a onemocnění, snížení imunity, karcinogenní účinky až stresu, což se podepisuje na zdraví. 120této startující proudové tí. Problematika prašnosti nabývá na významu, protože množství škodliviny ve letadlo

aří snižovat.

130

Práh bolestivosti

Obrázek: Světelné 140 Akustické trauma

Obrázek: Porovnání velikosti částic PM10 a PM2,5 s lidským vlasem

Porovnání velikosti částic PM10 a PM2,5 s lidským vlasem tění ění je v obecnějším smyslu jakékoli člověkem vytvořené světlo s nežádoucími vedlejšími pronikání světla do příbytků, osvětlování toho, co není žádoucí atd.); specificky se toto Zdroj.: www.astro.cz á pro rozptyl světla zejména rozsáhlejších městských aglomeracích ze svítidel veřejného zivního nasvícení reklamních ploch, nešetrného architektonického osvětlení, velkých

Hluk

znečištění v Evropě

Světelné znečištění v Evropě

51

Ovzduší


11.3. Praktická část Práce s textem Žáci si přinesou na výuku různé články (z novin, webových stránek ekologických organizací, MŽP, HMÚ, SZÚ atd.) na téma smogu, kyselých srážek, eutrofizace, prašnosti a světelného a hlukového znečištění. Může se jednat i o starší články či zprávy. Články a zprávy se vloží do neprůhledné tašky.

Po skončení stanoveného času proběhne prezentace poznatků z článku každé skupiny a poté společná diskuse všech skupin. 1. Jaké bylo společné téma všech článků? 2. Co všechno o tomto problému víme či jsme se dozvěděli z článků?

Žáci se rozdělí na skupinky.

3. Jaké jsou důsledky? Jaké je v současnosti řešení?

Každá skupinka (nejvíce 3–4 žáci) si vytáhne z tašky článek.

4. Co pro řešení může udělat či dělá ČR?

Ve skupinkách si poté pročtou článek a budou plnit následující úkoly:

5. Co může udělat jednotlivec? 6. Jsou informace, které se k nám dostávají vždy úplné?

1. Podtrhněte, co pro vás byla zcela nová informace. 7. Do jaké míry jim můžeme důvěřovat? 2. Zapište, co si z článku nejspíše zapamatujete. 3. Zakroužkujte a označte otazníkem, je-li v textu nějaké sdělení, jemuž byste nedůvěřovali, o němž máte pochybnosti a raději byste jej ověřili z nezávislých zdrojů. 4. Vyberte jednu větu, která se vám zdála z celého článku nejdůležitější.

52

8. Co můžeme udělat pro to, abychom si důvěryhodné informace ověřili? Doporučení Z článků se kterými se pracovalo je vhodné připravit nástěnku na téma lokální problémy znečišťování ovzduší.

Vzduch a energie

Ovzduší

Pracovní list 12

Vzduch a energie

12.1. Úvod Nejvýznamnějším zdrojem antropogenního znečištění atmosféry jsou nejrůznější procesy spojené s využíváním fosilních paliv. Spalování ropy, uhlí, zemního plynu a dalších paliv se podílí na produkci řady polutantů, jako jsou oxidy dusíku, oxid siřičitý, polyaromatické uhlovodíky, polétavý prach a mnohé další. Mezi zdroje znečištění spojené se spalovacími procesy patří například doprava, jejímž velkým problémem je, že znečišťující látky rozšiřuje plošně. V největší míře produkuje oxidy dusíku a v létě je zdrojem látek, jež způsobují tvorbu přízemního smogu. Dalšími zdroji jsou energetická zařízení, elektrárny a teplárny, které jsou vzhledem k obrovským objemům používaných paliv charakteristické velmi vysokou produkcí mnoha polutantů a mnohde patří k vůbec nejvýznamnějším zdrojům znečištění. Nezanedbatelný vliv mohou mít místy také lokální topeniště, tedy nejrůznější kamna či pece v lidských obydlích, jinde zase spalovny odpadů a další. Významným zdrojem znečištění ovzduší v globálním měřítku je cílené vypalování lesů, používané především za účelem rozšiřování ploch pro zemědělství, ke kterému dochází nejvíce v tropických oblastech. Ke znečišťování ovzduší přispívá dále především díky svému mimořádnému plošnému rozsahu zemědělství. Živočišná výroba je významná například z hlediska produkce skleníkového plynu metanu, velký vliv ale může mít i rostlinná výroba skrze nepromyšlené scelování lánů orné půdy, které může způsobovat větrnou erozi půdy a do vzduchu se tak uvolňuje velké množství prachu. Jinými zdroji znečištění jsou vojenské zdroje spojené s produkcí toxických plynů a samozřejmě pak další průmyslové zdroje, jako jsou nejrůznější průmyslové podniky, především chemického průmyslu. Vypalování tropických lesů

53

Ovzduší

Vzduch a energie

12.2. Teoretická část Atmosféra je plynný systém a je nezbytný pro život zde na Zemi. Každé znečištění velmi ovlivňuje přirozené vlastnosti atmosféry. Zdroje znečištění atmosféry se dělí na dvě hlavní kategorie – zdroje antropogenní a zdroje přírodní Antropogenní zdroje vznikly jako výsledek lidské aktivity. Většina lidské činnosti se neobejde bez menšího, či většího znečištění. Mnoho znečišťujících látek vzniká při spalování různých paliv (dřevo, benzín, uhlí,…). Největší znečištění pak vzniká spalováním fosilních paliv. Elektrárny a teplárny používají jako palivo pro výrobu energie převážně uhlí. Při jeho spalování unikají do vzduchu oxid uhličitý a oxid siřičitý. Čím více síry uhlí obsahuje, tím je považováno za méně kvalitní, protože tím více oxidu siřičitého je jeho spalováním produkováno. Další znečištění ovzduší vzniká ve spalovnách odpadů a při topení v kamnech v domácnostech. Spalováním nevhodných paliv, jako jsou plasty, nebo části nábytku či oděvů dochází k úniku dalších nebezpečných jedů a škodlivin, uhlovodíků, dioxinů atd. Antropogenních zdrojů znečišťování ovzduší je opravdu hodně:

Také je můžeme rozdělit dle délky trvání: okamžité – úniky či exploze v průmyslových závodech, odstřely v lomech kontinuální – působí dlouhodobě Spalování fosilních paliv je řazeno mezi nejzávažnější lidské činnosti, jež ovlivňují atmosféru. Fosilními palivy se rozumí neobnovitelné zdroje energie, suroviny, které vznikly v dávných dobách přeměnou odumřelých rostlin a těl za nepřístupu vzduchu. Řadí se sem především ropa, zemní plyn a uhlí. Spalování ropy, uhlí, zemního plynu a dalších paliv se podílí na produkci řady polutantů, jako jsou oxid uhličitý, oxidy dusíku, oxid siřičitý, polyaromatické uhlovodíky, polétavý prach a mnohé další. Emise

nevhodné obdělávání půdy – prach

Ze zdrojů znečišťování vychází do ovzduší emise. Emise se průletem atmosférou přeměňují v důsledku působení okolního prostředí (meteorologické podmínky, reakce s jinými látkami v ovzduší apod.). Znečišťující látky mají různou dobu setrvání v atmosféře a některé proto mohou putovat tisíce kilometrů vertikálně, ale také pronikat do vyšších pater atmosféry.

těžba – prach

Imise

skládky – uvolňuje se methan řízené vypalování lesů – oxid siřičitý a oxidy dusíku

Antropogenní zdroje dělíme: m obilní – pohyblivé, motorová vozidla, letecká doprava, námořní doprava,… s tacionární – dlouhodobě nemění své místo, např. elektrárny, spalovny, průmyslové podniky, lokální topeniště, skládky, lomy,…

Emise ve změněné (či původní) podobě působí na člověka, rostliny, živočichy, ale i stavební materiály v podobě imisí. Jak emise, tak i imise jsou ukazateli používanými pro hodnocení znečištění atmosféry s tím rozdílem, že emise jsou škodlivé látky vstupující do ovzduší, kdežto imise jsou škodlivé látky, které již jsou v ovzduší přítomny. Proto jsou emise vyjádřeny v jednotkách hmotnosti znečišťujících látek za jednotku času (kg/hod., tun/rok), a vztahují se především na zdroje znečištění.

Další zajímavé dělení je podle samotného zdroje: bodový zdroj – vrcholy komínů lineární zdroj – rozmístěny podél určité linie (silnice, dálnice, městské komunikace) plošné zdroje – větší počet zdrojů, blíže k sobě, v prostoru (lokální topeniště, zemědělská pole, odlesněná území)

54

Imise jsou vyjádřeny v jednotkách hmotnosti znečištění na jednotku objemu vzduchu, vyjadřují se obvykle v mg/m3, nebo µg/m3 a jsou vlastně jednotkou koncentrace typu W/V (hmotnost/objem). Znečišťující látky, které se dostávají do atmosféry, tam nikdy nezůstávají ve stejné podobě a na stejném místě navždy. Atmosféra je velice složitý a těžko popsatelný otevřený systém. Emitované látky neustále podléhají přeměně a přemístění v ovzduší v horizontálním a vertikálním směru. Část látek znečišťujících ovzduší zůstává ve vzduchu, další část se usadí, neboli deponuje na zemském povrchu.

Vzduch a energie

Ovzduší

Atmosférická depozice Znečišťujícím látkám, které se usazují z ovzduší na zemském povrchu (půda, voda, rostliny), se říká atmosférická depozice. Depozice se udává v jednotkách hmotnosti škodlivých látek na jednotku plochy za jednotku času například g/m2/rok. Jedná se o důležitý termín ze skupiny termínů hodnotících škodlivé látky v životním prostředí. Tyto termíny vytvářejí logickou řadu emise-imise-depozice a odrážejí vstup znečišťujících látek do ovzduší, jejich přítomnost a následující výstup z atmosféry. Atmosférická depozice se podle cesty, kterou se na zemský povrch dostává, dělí na suchou a mokrou. Mokrá depozice je vázána na srážky, suchá depozice je projevem gravitační sedimentace znečišťujících látek v suchém stavu (například polétavý prach, ale též suchá depozice plynů). Pevná (tuhá) část atmosférické depozice je často nazývána tuhým spadem. Evidence emisních zdrojů Škodlivé látky jsou vypouštěny (emitovány) do ovzduší především z různých antropogenních zdrojů: z průmyslových továren, elektráren, z motorových vozidel, apod. Množství znečišťujících látek vypouštěné ze zdroje znečišťování

Elektrárna Prunéřov II

do ovzduší, vyjádřené v hmotnostních jednotkách za jednotku času (např., kg/h, t/rok) se jmenuje hmotnostní tok emisí. Ve většině vyspělých států jsou zdroje emisí přísně evidovány. Nejinak je tomu i v České republice. V roce 1978 byl založen registr emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO). První údaje založené do tohoto registru pocházejí z bývalého Severočeského kraje jako nejvíce postiženého v ČR. Od roku 1980 je REZZO metodicky vedený a od r. 1993 provozovaný (včetně archivních dat od r. 1980) Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ).

12.3. Praktická část 1. Co jsou fosilní paliva? Proč se nazývají fosilní?

Utvořte dvojice, diskutujte spolu a napište na list papíru 10 návrhů, jak ovzduší vyčistit.

2. Jaké polutanty vznikají spalováním fosilních paliv? 3. Co je ukazatelem znečištění atmosféry?

Poté vytvořte vždy ze dvou dvojic čtveřice, prodiskutujte mezi sebou své návrhy a vyberte z nich 7 návrhů, které považujete za nejlepší.

4. Jaký je rozdíl mezi emisemi a imisemi? 5. V jakých jednotkách jsou uváděny emise a v jakých imise a proč? 6. Jakým způsobem je možné snížit vypouštění znečišťujících látek do ovzduší z lokálních topenišť?

Vždy ze dvou čtveřic vytvořte skupinky po osmi, prodiskutujte a opět vyberte již jen 5 návrhů, na kterých se všichni shodnete, že jsou nejlepší. Potom se dvě a dvě skupinky po osmi spojí do skupin po šestnácti žácích, prodiskutují spolu opět mezi sebou svoje nejlepší návrhy a vyberou z nich 4 nejoblíbenější.

7. Čím topíte u vás doma? Jak by bylo možné změnit vytápění vaší domácnosti, aby se omezilo znečišťování ovzduší?

Na závěr bude diskutovat již celá třída o zbývajících návrzích a vybere z nich tři nejlepší.

8. Vysvětlete pojem atmosférická depozice.

Zdroje

9. Jsou zdroje emisí v ČR registrovány ? 10. Jak byste vyčistili špinavé ovzduší, kdybyste měli neomezené množství peněz a pracovníků?

ucebnice.enviregion.cz/1_-ovzdusi/co-delat-pro-cisty-vzduch_ monitoring.eto.vurv.cz

55

Ovzduší

Vzduch a energie

Pracovní list 13 a 14

Vzduch a energie Exkurze Zdroj znečišťování ovzduší (Tento pracovní list navazuje na pracovní list 12)

13.1. Cíl Seznámení se stacionárním zdrojem znečišťování ovzduší, jeho provozem, emisemi, způsobem jejich měření, nakládání s produkty po spalování.

13.2. Náměty na cíl exkurze 1. Elektrárna Ledvice (ELE) Seznámení s informačním centrem a provozem. V elektrárně Ledvice je spalováno hnědé uhlí o výhřevnosti 11–13 MJ/kg z dolů Bílina. Uhlí je dopravováno přímo pásovými dopravníky ze sousední úpravny uhlí Ledvice buď přímo do zásobníků paliva jednotlivých kotlů, nebo na manipulační skládku, která má kapacitu 40 000 t a zajišťuje provoz elektrárny při poruchových stavech v dopravě a těžbě paliva. Elektrárna Ledvice kromě výroby elektrické zajišťuje i dodávky tepla pro odběratele v nejbližším okolí prostřednictvím teplárenské společnosti United Energy dodává teplo pro města Teplice a Bílina. Společná výroba elektřiny a tepla v jednom cyklu, tzv. kogenerace, snižuje spotřebu paliva na vyrobenou jednotku energie a tím šetří i životní prostředí. Ze spalovacích procesů probíhajících při výrobě elektřiny a tepla vznikají vedlejší energetické produkty, které se stávají za předpokladu splnění technických a zákonných podmínek surovinou pro další zpracování a výrobu. Tyto odpady z procesu spalování a odsíření se přepracovávají na druhotnou surovinu využitelnou zejména ve stavebnictví a rekultivaci vytěženého lomu Fučík. Touto surovinou je stabilizát, který vzniká z koncového produktu odsíření, popílku a vody v míchacím zařízení.

56

Informační centrum Ledvice je umístěno v prostorách administrativní budovy Elektrárny Ledvice. Informační centrum Ledvice je zaměřené na klasickou uhelnou energetiku a je tak první svého druhu v České republice. Tématicky doplňuje ostatní informační centra Skupiny ČEZ zaměřená na jadernou energetiku či obnovitelné zdroje. Nové informační centrum je třípodlažní a vyznačuje se výrazným moderním architektonickým a výtvarným řešením. Styl expozice je akční, interaktivní, nabízí zážitkovou formu prezentací a využívá vysoce vyspělé audiovizuální technologie, např. 3D zobrazení, virtuální realitu, on-line měření fotosyntézy živého stromu, detailní popisy technologie nového uhelného elektrárenského bloku, atd. Kapacita informačního centra pro skupiny je 50 osob. Informační centrum Ledvice nabízí pohled do minulosti, současnosti a budoucnosti klasické energetiky. Jeho návštěvníci se mohou nejdříve prostřednictvím 3D filmu seznámit se vznikem Vesmíru, tedy i planety Země a jejím evolučním vývojem. Všichni se tak hned na začátku exkurze dozvědí, kdy se mezi plavuněmi a přesličkami proháněli dinosauři, jaký je potkal osud a co z toho vzniklo. Samozřejmě uhlí a od něj už byl jen krůček, trvající ovšem ještě řadu století, ke zrození první uhelné elektrárny a po ní pak dalších. Závěrečný pohled na osvícená města pak nenechá nikoho na pochybách, že se ocitl správně – v předpolí Elektrárny Ledvice, v níž se staví nový moderní vysoce ekologický výrobní zdroj – fluidní kotel.

Vzduch a energie

Ovzduší

Elektrárna Ledvice z Milešovky

I s tím je možné se ve virtuálním a interaktivním světě Informačního centra seznámit. Pomocí joystiku se do velké trojrozměrné obrazovky ponoří každý a hned vidí, jak vypadá elektrárna zevnitř. Projde se kolem turbíny, nahlédne do odsíření, kotelny a dalších provozů. Samozřejmostí je pak audiopanel se zvuky chladicí věže, turbíny, elektroodlučovačů a dalších elektrárenských zařízení. Bez povšimnutí není ani on-line měření fotosyntézy živého stromu a rekultivace. Prostřednictvím více či méně náročných testů si pak každý může ověřit své znalosti z klasické energetiky, ať už s nimi na prohlídku Informačního centra přišel nebo je zde právě získal.

Po dostavbě nového zdroje bude v rámci exkurzí umožněn vstup na vrchol nejvyšší budovy v České republice (150 m. n. m.) nabízející atraktivní vyhlídku nejen na provoz Elektrárny Ledvice, ale i zrekultivované plochy po těžbě uhlí. Kontakt: ČEZ, a. s. Elektrárna Ledvice 418 48 Bílina Tel.: +420 411 101 111

Další možnosti Zdroj Součástí prohlídky Informačního centra může být i exkurze do vlastní elektrárny (po dobu výstavby nového zdroje je tato možnost omezena).

www.cez.cz/cs/kontakty/elektrarny.html cs.wikipedia.org/wiki/Elektr%C3%A1rna_Ledvice

Exkurzi je nutné si předem sjednat s průvodci informačního centra. Informační centrum je otevřeno pro veřejnost od pondělí do pátku od 8.00 do 16.00 hodin. Návštěvu větších skupin (nad 10 osob) je důležité předem telefonicky nahlásit. Skupiny si mohou objednat průvodce, který jim poskytne výklad k prohlídce. Tel.: +420 411 102 313, +420 411 102 313 E-mail: [email protected]

57

Ovzduší

Vzduch a energie

2. Teplárna Trmice Teplárna Trmice, a. s., se zabývá výrobou a rozvodem tepelné energie v Ústeckém regionu. Zdroj skládající se ze 6 kotlů: K101, K104, K105, K106, K107 a K108 o celkovém tepelném příkonu 562 MWt . Roštové kotle K101 a K104 o výkonu 2 × 42,7 MWt spalují pevné palivo (hnědé uhlí), případně spoluspalují biomasu do 50 % hmotnostního podílu hlavního paliva. Kotle jsou umístněny ve společném provozním celku. Spaliny jsou odváděny do společného komínu K2, kde se provádí zákonné kontinuální a jednorázové kontrolní měření emisí společné pro všechny kotle (K101–K108). Granulační kotle K105, K106, K107 a K108 spalují pevné palivo (hnědé uhlí) a jsou umístněny ve společném provozním celku. Spaliny jsou odváděny do společného komínu K2. Pro najíždění kotle a pro jeho stabilizaci je používaný TTO. Spaliny jsou odváděny do společného komínu K2, kde se provádí zákonné kontinuální a jednorázové kontrolní měření emisí společné pro všechny kotle (K101–K108).

V Teplárně Trmice společnosti Dalkia Česká republika, a. s., Divize Ústí nad Labem je teplo získané spalováním paliv využito k výrobě vysokotlaké páry, která slouží k výrobě elektrické energie v turbogenerátorech. Systém kogenerace elektrické energie a tepla je využívaný. Zařízení je v souladu s BAT (anglická zkratka pro „the Best Available Technology“ – nejlepší dostupná technologie). Kogenerace výroby elektřiny a tepla je jedním z technicky a ekonomicky nejúčinnějších prostředků ke zvýšení energetické účinnosti systému dodávek energie. Kogenerace se proto považuje za nejdůležitější možnost volby BAT ke snížení množství CO2 vypouštěného do atmosféry na jednotku vyrobené energie. Kontakt: Teplárna Trmice, a.s. Edisonova453 Trmice, PSČ 400 04 Tel.: +420 475 256 111

13.3. Postup Žáci navštíví stacionární zdroj znečišťování ovzduší buď přímo ve svém městě (dopolední program) nebo v Ústeckém regionu (celodenní exkurze autobusem). Realizace exkurze bude první částí aktivit žáků, druhá část bude následovat po exkurzi v průběhu další výukové hodiny, která bude věnována zhodnocení průběhu exkurze a prezentaci a diskusi poznatků z exkurze.

Doporučení Vzhledem k mnoha informacím, které průvodce bude předávat žákům, je vhodným pomocníkem pořizování záznamu na diktafon. Upozornění Nahrávání na diktafon je možné pouze se souhlasem toho, kdo Vám informace sděluji. Je proto vhodně se předem zeptat.

a) Příprava na exkurzi Před odjezdem na exkurzi se třída rozdělí na 5 pracovních skupin. Tyto skupiny se zhostí předem určených rolí a zároveň budou využity pro dělení třídy při samotné exkurzi. Jednotlivé pracovní skupiny budou mít během celé exkurze tyto důležité role. Je potřeba je seznámit s úkoly dopředu, aby se mohli připravit. Některé skupiny mají dílčí práci na exkurzi, jiné skupiny plní hlavní části úkolů až po exkurzi. 1. Zpravodajská skupina – úkolem této skupiny je zapisování důležitých poznatků během dne, ale i detailů a zajímavostí z výletu, výstupem z jejich činnosti bude článek o dané exkurzi na web školy (popř. projektu, či do novin).

58

2. Fotografická skupina – úkolem skupiny je zaznamenání důležitých momentů dne, zachycení všech stanovišť a věcí, které je charakterizují. Kromě fotografování krajiny sem patří i fotografování aktivit spolužáků jako je psaní do pracovních listů, psaní zápisů, natáčení kamerou, … Výstupem bude ucelený soubor fotografií rozdělený do složek dle stanovišť, který odevzdají pedagogovi. Žáci ve skupině také mohou navrhnout, které fotografie doporučují na nástěnku a k dalšímu použití. Třída si prohlédne výsledné fotografie. Upozornění Fotografovat je v provozu elektrárny možné pouze na základě souhlasu průvodce!

Vzduch a energie

3. Kameramani – úkolem skupiny je natáčet důležité události během zájezdu. Po zájezdu zpracují videa a prezentují je ostatním žákům. Upozornění Natáčení videozáznamů je v provozu elektrárny možné pouze na základě souhlasu průvodce! 4. Nástěnkáři – hlavní práce této skupiny proběhne po ukončení zájezdu, je ale potřeba dávat pozor i během samotné exkurze. Jako podklad mohou využít články od 1. skupiny a fotografií od 2. skupiny. Žáci vytvoří nástěnku ve škole. Výstupem jejich činnosti bude hotová nástěnka. 5. Prezentační skupina – úkolem skupiny je po ukončení exkurze zpracovat materiály od ostatních skupin a připravit prezentaci v powerpointu pro nižší ročník (10 min.). Při své práci mohou vyhledávat i další dílčí informace na internetu.

Ovzduší

Cílová lokalita: Teplárna Trmice Význam lokality Teplárna Trmice má za úkol zásobovat obyvatelem teplem. V současnosti má teplárna připojeno více než 1 300 odběrných míst a zásobuje teplem zhruba 30 tisíc domácností a velkou část průmyslových závodů ve městě. Dříve než tato teplárna existovala ve městě (Ústí nad Labem) jiná, byla v centru a byla r. 1922 nejstarší teplárnou v Československu. Veřejné budovy (školy) a později i domácnosti zásobovala ostrá pára, šla využít i v kombinovaných elektroparních sporácích na vaření. V době své největší slávy měla teplovodní síť 22 kilometrů. Poté již kapacitně nedostačovala a tak byla síť napojena roku 1959 na termickou teplárnu. Během několika let městská teplárna zanikla a upadla v zapomnění. Teplárna patří k největším znečišťovatelům na Ústecku. V roce 2008 byla největším producentem emisí na Ústecku.

Pedagog poté zhodnotí práci jednotlivých skupin.

c) Zhodnocení exkurze

b) Realizace exkurze

Po příjezdu z exkurze dokončí žáci své úkoly v rámci daných skupin:

Žáci navštíví vybraný zdroj znečišťování ovzduší a seznámí se jak s jeho provozem, tak i opatřeními vedoucími k ekologizaci jeho provozu.

1. skupina – napíše článek o dané exkurzi pro web školy.

Cílová lokalita: Elektrárna Ledvice

2. skupina – zpracuje fotografie, vybere reprezentativní foto pro článek na webu, na nástěnku ve škole, všechny fotografie z exkurze předá pedagogovi.

Význam lokality Elektrárna Ledvice patřila v minulosti k nejvýznamnějším znečišťovatelům v okolí. V nedávné době podnikla určité kroky k ekologizaci. Žáci budou seznámeni s provozem a prohlédnou si informační centrum této elektrárny. Elektrárna se nachází nedaleko města Bílina v podkrušnohoří v Mostecké pánvi. Všude v okolí jsou hnědouhelné lomy a také proto je zde umístěna tato elektrárna, aby byla co nejblíže zdroji uhlí. Postavena byla v letech 1966–1969 o celkovém výkonu 640 MW, nyní probíhá přístavba další části elektrárny, která by měla být zaměřená na ekologické využití uhlí a to jeho spalováním fluidním způsobem. Elektrárna Ledvice totiž patřila mezi největší znečišťovatele životního prostředí. Později r. 1991 byly ze zákona určeny emisní limity, které mají dané podniky do 7 let splnit. Mezi lety 1996–1998 zde došlo k odsíření elektráren, situace se tedy trochu zlepšila, ale ke znečištění ovzduší dochází i nadále. Další informace o této elektrárně se dozvíte v samotném informačním centru této elektrárny.

3. skupina – zpracuje videa z exkurze. 4. skupina – pomocí článků od 1. skupiny a fotografií od 2. skupiny připraví nástěnku ve škole. 5. skupina – zpracuje PPT prezentaci o exkurzi pro nižší ročník nebo jinou třídu ze stejného ročníku, která s exkurze nezúčastnila v délce 10–15 minut, použije informace od ostatních skupin, vyhledá další dílčí informace na internetu Výsledky práce skupin budou prezentovány před ostatními žáky třídy a případně další třídou následující výukovou hodinu. Výsledky zhodnotí společně všichni žáci a závěrečné zhodnocení provede pedagog. Dle závěrečného zhodnocení a provedení případných úprav v textu pak budou výsledky práce 1. a 2 skupiny – článek a fotografie umístěny na web škol. V průběhu hodiny proběhne i diskuse na téma co je nejvíce zaujalo a co nikoliv a jaké mají názory na tento způsob výrobu energie.

59

Ovzduší

Vnější a vnitřní ovzduší

Pracovní list 15


15.1. Úvod Ovzduší je nejdůležitější složkou životního prostředí, neboť pro život vzduch potřebujeme trvale. Význam jeho čistoty je více jak zřejmý. Týká se to jak venkovního ovzduší, tak i ovzduší vnitřního. Vnějším (venkovním) ovzduším se rozumí ovzduší dýchané na vnějších prostranstvích, mimo prostory budov, bytů, úřadů, institucí, dopravních prostředků apod. Kvalita vnějšího ovzduší je zároveň ukazatelem kvality životního prostředí a hraje významnou roli v hodnocení životní úrovně obyvatel. Ochrana vnějšího ovzduší patří mezi základní cíle ochrany životního prostředí v měřítku místním, regionálním, národním, evropském i celosvětovém. Významnou charakteristikou hodnocení je obsah látek škodlivých pro živé organismy, proto se jejich výskyt v ovzduší monitoruje a jsou stanoveny emisní a imisní charakteristiky.

Vnitřní ovzduší, tj. ovzduší uvnitř budov, bytů, úřadů, institucí, dopravních prostředků apod., je významně ovlivněno ovzduším venkovním. Do těchto prostor se totiž dostávají znečišťující látky například větráním. Znečištěné vnitřní ovzduší je z hlediska vlivu na lidské zdraví podstatně vážnější, jelikož lidé tráví většinu dne právě v uzavřených prostorách.

15.2. Teoretická část 15.2.1. Venkovní ovzduší Kvalitu venkovního ovzduší v ČR sleduje Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) za pomoci sítě stanic imisního monitoringu. K 02/2013 fungovalo v ČR celkem 192 stanic (v roce 2010 to bylo 212) stanic imisního monitoringu. Jejich rozmístění v ČR je nepravidelné a cílem je co nejvíce postihnout oblasti, ve kterých je znečištěné ovzduší závažným problémem. Nejvíce stanic je instalováno v Ústeckém kraji (30) a Moravskoslezském kraji (28), nejméně pak ve Zlínském kraji (7).

15.2.2. Vnitřní ovzduší V současné době vzrůstá zájem o vnitřní ovzduší bytů, veřejných prostor, dopravních prostředků a všech dalších uzavřených prostor. Z hlediska ovlivnění lidského zdraví je právě tento typ znečištění ovzduší nejvážnější, protože lidé tráví většinu dne právě v uzavřených prostorách. Znečištění vnitřního ovzduší může přitom být pro naše zdraví velice nebezpečné, protože se zde kombinují škodlivé látky z venkovního ovzduší a škodlivé látky produkované „vnitřními zdroji“.

60

Na základě epidemiologických studií prováděných v 80. a 90. letech minulého století v zemích Evropské Unie (např. v Holandsku) i v USA se odhaduje, že denní pobyt ve venkovním prostředí se dnes pohybuje pravděpodobně od 2–3 hodin, zbylou část dne lidé tráví v bytě, v práci nebo v dopravních prostředcích. Podle výsledků dotazníkové studie v projektu „1. B Vnitřní ovzduší“ (Projekt 1.B – Vnitřní ovzduší (SZÚ) Praha, KHS Ostrava, Drahoňovská, Gajdoš), který se prováděl v rámci České republiky, tráví dnes většina našich dětí 14–15 hodin v bytě a přibližně 6–7 hodin ve škole. Znečištěný vzduch v nevětraných místnostech může být mnohem více znečištěný než vzduch venkovní. Životní prostředí domácností je zcela specifické mikroklima, ve kterém žijí členové rodin. S rozvojem industriální společnosti se začal vytvářet nový životní styl. Stále více se v bydlení uplatňují kovy, plasty a elektrospotřebiče. Častěji k vybavení interiérů používáme syntetické materiály, ze kterých se samovolně uvolňují pachy ředidel a jiné nežádoucí látky.


Ovzduší

Zdroje znečišťujících látek vnitřního ovzduší

Hodnocení kvality vnitřního prostředí

Zdroje znečišťujících látek vnitřního ovzduší mohou být různorodé. Částečně se znečištění dostává do vnitřních prostor větráním, tedy z venkovního ovzduší. Významným zdrojem škodlivin je ale i samotné zařízení domů a bytů – tzn. nábytek, podlahové krytiny, tapety, malba, dezinfekční a kosmetické přípravky, pohyb a metabolismus lidí, plynové spotřebiče, kamna na tuhá paliva, krby, kouření, domácí zvířata. Stále častěji k vybavení interiérů používáme syntetické materiály, ze kterých se samovolně uvolňují pachy ředidel a jiné nežádoucí látky. Za znečištění samozřejmě pokládáme i různé alergeny, roztoče, plísně.

Subjektivní hodnocení kvality vnitřního prostředí se velmi liší, stejně jako skutečná sensitivita k některým chemickým látkám. I vzhledem k těmto skutečnostem nejsou dosud na světě stanoveny jednotné limity pro hodnocení a stanovení míry rizika nebo podílu vnitřního prostředí na existujících onemocněních. Proto je nutný individuální přístup k hodnocení vnitřního prostředí a objektivizaci zdravotních potíží. Kvalita vzduchu uvnitř budov je závislá zejména na následujících faktorech: kvalitě venkovního ovzduší

Zvýšené znečištění vnitřního ovzduší je způsobeno zejména dvěma hlavními změnami dotýkajícími se interiérů budov: v důsledku rostoucích cen energie se ve výstavbě budov projevuje snaha zabránit tepelným ztrátám omezením přirozeného větrání okny a používáním klimatizace, jejímž důsledkem je kumulace škodlivin ve vnitřním ovzduší v budovách se stále více používají chemické látky, a to v nových konstrukčních materiálech, v nábytku či v užívaných chemických čisticích a úklidových prostředcích.

objemu vzduchu připadajícího na osobu v místnosti výměně vzduchu množství vzdušných škodlivin, jejichž zdroji jsou: obyvatelé a jejich metabolismus aktivity obyvatel stavební materiály úklid, čištění a údržba bytu

Nejčastěji se v rámci hodnocení vnitřního ovzduší sleduje oxid uhelnatý a uhličitý (produkty spalování – v krbu i na plynovém vařiči), oxidy dusíku (z plynových vařičů) a síry (spalování), tzv. domácí prach, formaldehyd (z nábytku), další těkavé látky (z kosmetiky a čistících přípravků) a azbest (z porušené azbestové izolace). Nesmíme zapomínat ani na možnou přítomnost karcinogenních látek, jejichž zdrojem je zejména kouření. Nezbytným opatřením ke zlepšení vnitřního prostředí všech budov je důsledné větrání. Platí však, že budovy ve městě jsou více ohrožovány smogem, budovy v přírodě zase rostlinnými alergeny. Proto je vhodné zvážit použití kvalitních čističek vzduchu, které nám mohou pomoci zbavit se zdravotních, zejména dýchacích potíží, alergických reakcí a únavy. Faktory, které ovlivňují kvalitu vnitřního ovzduší Faktory můžeme rozdělit do tří základních kategorií: fyzikální: teplota, vlhkost, proudění vzduchu chemické: anorganické a organické škodliviny biologické: bakterie, viry, plísně, pyly, roztoči, prvoci, části rostlin, prach ze srsti a exkrementů zvířat, textilní prach

Protože doposud nebyla vytvořena jednoznačná kategorizace faktorů dle míry skutečného zdravotního rizika, bývají uváděny bez určení priorit takto: oxid siřičitý – SO2, oxidy dusíku – NOx, oxid uhelnatý – CO, oxid uhličitý – CO2, přízemní ozón – O3, formaldehyd, další organické chemické látky – VOC (těkavé látky, zkratka z anglického Volatile Organic Compounds or Chemicales), azbest a jiná minerální vlákna, radon, kladné negativní ionty, prach, pyly, ale i bakterie, viry, plísně a výkaly roztočů. „Syndrom nemocných budov“ Důsledky znečištěného vnitřního ovzduší jsou rozsáhlé, od bolestí hlavy, bolesti a podráždění očí až po ztrátu soustředění se na psychickou činnost a rozvoj alergie. Zdravotní potíže se mohou objevit za krátkou dobu, ale také za mnoho let. Bezprostřední příznaky se projevují drážděním očí, nosu a krku, bolestmi hlavy, teplotami, závratěmi, úzkostí, alergickými reakcemi, kýcháním a únavou. Dlouhodobé účinky mohou být příčinou astmatu, hypersenzitivity, alergií, chronických chřipek, srdečních chorob. Tento jev se označuje pojmem „Syndrom nemocných budov“ (z angl. Sick Building Syndrom). Možnými příčinami je nevětraný, suchý vzduch. Často se tento problém spojuje zejména s prostředím kanceláří a výškovými budovami, zejména takovými, kde se nevětrá přirozeně, ale pomocí technických zařízení nebo se používá klimatizace.

61

Ovzduší


Větrání Důležité je dodržovat pravidla správného větrání. Zvláště v zimním období je třeba větrat krátce, ale intenzivně. Tzn. otevření celého okna na dobu 3–5 minut. Vzduch v místnosti se tak vymění, ale zároveň nestihne příliš ochladit stěny. Dlouhodobým větráním pomocí „ventilačky“ vzduch nevyměníme a navíc ochladíme zdi, a je potřeba více vytápět. Právo na zdravé vnitřní ovzduší Ve dnech 15. až 17. května 2000 se v nizozemském Bilthovenu konalo zasedání pracovní skupiny Světové zdravotnické organizace, složené z 23 předních odborníků, které se dohodlo na souboru prohlášení o „Právu na zdravé vnitřní ovzduší“. To vyplývá ze základních principů v oblasti lidských práv, biomedicínské etiky a ekologické udržitelnosti. Tato prohlášení zvyšují akceschopnost veřejnosti tím, že ji s těmito právy seznamují. Prohlášení Světové zdravotnické organizace – principy Světová zdravotnická organizace (SZO) vyzývá, aby s tímto dokumentem byla širší veřejnost seznámena formou jeho kopií, překladů, výtahů z něj, posudků a komentářů. Kvalita vnitřního ovzduší představuje důležitou determinantu zdraví a duševní pohody populace. Lidé v moderní společnosti tráví většinu času ve vnitřních prostorách, např. doma, v práci, ve škole a v dopravních prostředcích. Expozice škodlivinám, přenášeným vzduchem a přítomným v mnoha vnitřních prostorách, způsobuje nežádoucí účinky jako respirační onemocnění, alergie a podráždění dýchacího ústrojí. Nevhodně nebo špatně větrané prostory se spalovacím zařízením představují reálné ohrožení akutní otravou oxidem uhelnatým. Expozice radonu a cigaretovému kouři z vnitřního ovzduší zvyšuje riziko rakoviny plic. Mnohé chemické látky, vyskytující se ve vnitřním prostředí, nepříznivě ovlivňují smyslové vnímání a vyvolávají pocit nepohody i další příznaky. Péče o kvalitu vnitřního ovzduší je často neadekvátní, i když významným způsobem ovlivňuje zdravotní stav člověka. Často dochází k napětí a konfliktům mezi jedinci trpícími znečištěním vnitřního ovzduší a těmi, jejichž počínání negativně ovlivňuje kvalitu vnitřního ovzduší. K expozici škodlivinám z vnitřního ovzduší většinou dochází v soukromých domech, kde se uplatňování předpisů často považuje za porušení osobní svobody. Navíc boj se znečištěním vnitřního ovzduší často vázne na komerčních zájmech, a to i přes existenci vědeckých důkazů o škodlivém účinku takového znečištění na zdravotní stav člověka. Právo na zdravé vnitřní ovzduší platí na celém světě. Zatímco prevence znečištění vnitřního ovzduší představuje jeden problém, ti, kdo rozhodují jak uvnitř resortu zdravotnictví tak mimo něj mají v tomto ohledu další důležité úkoly. Zvláště resorty stavebnictví a energetiky hrají významnou

62

roli. Kvalitu vnitřního ovzduší ovlivňuje mnoho různých faktorů, včetně projektu, stavby, vybavení, provozu a údržby budov nebo jiných vnitřních prostor, jakož i kvalita venkovního ovzduší a záliby a činnosti uživatele. Všechny jednotlivé skupiny, ať už soukromé nebo veřejné, jejichž aktivity jsou vázány na budovu nebo jiné vnitřní prostory, nesou odpovědnost za zdravé vnitřní ovzduší a ochranu zdraví uživatelů prostoru. V moderních společnostech vede expozice vnitřnímu ovzduší k většímu styku s mnoha škodlivinami z životního prostředí, než je tomu v případě expozice z potravin, vody a venkovního ovzduší. Avšak legislativa na ochranu populace před expozicí škodlivinám z vnitřního ovzduší zaostává za předpisy týkajícími se venkovního ovzduší, pitné vody nebo kvality potravin. Tím se potenciálně zvyšuje nerovnost v otázkách zdraví a ohrožení zdraví méně informovaných chudších skupin populace, jakož i nejohroženějších skupin populace, zejména dětí. Šíření znalosti zásad, které určují práva jednotlivců na zdravé vnitřní ovzduší, pomůže lidem pochopit, které hodnoty mají prioritu v libovolném specifickém kontextu, ať už je to doma, v kanceláři nebo na vládní úrovni rozhodování a/nebo vytváření politiky. Vedení jednotlivců, k chování v souladu s ekologickou udržitelností, zároveň pomůže při zajišťování udržitelné kvality vnitřního ovzduší. Níže uvedené principy vycházejí ze základních principů oblasti lidských práv, biomedicínské etiky a ekologické udržitelnosti a jejich vzájemného propojení. 1.

Podle principu lidského práva na zdraví má každý člověk právo dýchat zdravé vnitřní ovzduší. Kvalita vnitřního ovzduší ovlivňuje nejen zdravotní stav, ale i kvalitu života. Tato interpretace vychází ze Světového zdravotnického shromáždění (World Health Assembly) v roce 1977, které se usneslo, že do roku 2000 by všichni lidé měli dosáhnout takové úrovně zdraví, která jim umožní vést sociálně a ekonomicky produktivní život. Expozice škodlivinám, která kvalitativně zhoršuje zdravotní stav, fungování nebo pohodu obyvatel vnitřních prostor je tedy nepřijatelná.

2. Podle principu respektování autonomie („sebeurčení“) má každý člověk právo na adekvátní informace o potenciálně škodlivých expozicích a na poskytnutí účinných prostředků pro kontrolu alespoň části vnitřních expozic. Jedinec musí mít určitý stupeň osobní kontroly nad kvalitou vlastního vnitřního prostředí a ovzduší. Osobní kontrola je nutná z toho důvodu, že hodnocení „optimálního vnitřního prostředí“ se u jednotlivých lidí liší. Zdravotnické orgány by však měly doporučit minimální standardy.


3. Podle principu nepáchání zla („neškoď“) by se do vnitřního ovzduší neměla dostat žádná látka v koncentraci, která vystavuje obyvatele vnitřního prostoru zbytečnému ohrožení zdraví. Povinností lidí, kteří projektují, poskytují, staví, udržují a obývají vnitřní prostředí je nepoškozovat kvalitu vnitřního ovzduší v tomto prostředí. Nevědomost v otázkách kvality vnitřního ovzduší není omluvou pro způsobení škody v tomto ohledu. Fakta o kvalitě vnitřního ovzduší musí tedy být snadno dostupná a měly by je používat všechny zúčastněné strany. K expozicím z vnitřního prostředí by nemělo docházet v důsledku přenášení problémů pracovního a venkovního ovzduší (například v důsledku emisí, ředění nebo substituce látek, které migrují do vnitřního prostředí). Cigaretový kouř představuje zvláštní případ škodliviny ve vnitřním ovzduší, která má závažné rozsáhlé negativní následky pro lidské zdraví. Jako takový by měl být cigaretový kouř z vnitřního prostředí vyloučen. 4. Podle principu prospěšnosti („dělání dobra“) nesou všichni jednotlivci, skupiny a organizace spojené s nějakou budovou, ať už soukromou, veřejnou nebo vládní, odpovědnost za teoretické i praktické prosazování přijatelné kvality ovzduší pro obyvatele vnitřních prostor. Pokud existuje přesvědčivý důkaz o ohrožení zdraví v souvislosti s expozicí z vnitřního ovzduší, měly by odpovídající společenské orgány zorganizovat nebo iniciovat akce s cílem prevence nebo eliminace těchto expozic. 5. Podle principu sociální spravedlnosti by sociálně-ekonomické postavení obyvatel vnitřních prostor nemělo mít žádný vliv na jejich přístup ke zdravému vnitřnímu ovzduší, ale zdravotní stav může určovat zvláštní potřeby některých skupin populace. Sociální spravedlnost znamená spravedlivé rozložení břemen a výhod ve společnosti. Nezdravé vnitřní ovzduší je břemeno a zdravé vnitřní ovzduší je výhoda. V distribuci zdravého vnitřního ovzduší by tedy měla být sociální a ekonomická rovnost. 6. Podle principu odpovědnosti by všechny významné organizace měly stanovit explicitní kritéria pro hodnocení kvality vnitřního ovzduší v budovách a jeho dopadu na zdravotní stav populace a životního prostředí.

Ovzduší

Minimálně by měly být dodržovány všechny platné zákony a předpisy. Dále by měly být dodržovány všechny příslušné normy provádění a směrnice. Transparentnost je základem pro pochopení argumentace, ze které se vycházelo při rozhodování. Z pohledu zdravotnictví je naším úkolem snižovat expozici člověka škodlivinám bez ohledu na jejich původ nebo na místo, kde se vyskytují. 7. Podle principu předběžné opatrnosti se v případě rizika expozice škodlivému vnitřnímu ovzduší nesmí nejistota v tomto ohledu považovat za důvod k odkládání efektivních opatření, kterými by této expozici bylo možno předejít. Prevence je lepší než odškodnění, zmírnění škod a jejich náprava, což platí nejen o zdraví, ale i vzhledem k tomu, že prevence se vyplatí. Prevence je lepší než léčba. 8. Podle principu „původce znečištění platí“ je původce znečištění odpovědný za jakékoli poškození zdraví a blaha plynoucí z expozice nezdravému vnitřnímu ovzduší. Navíc je původce znečištění odpovědný za jeho zmírnění a nápravu. Původci znečištění se nemohou vyhnout odpovědnosti za odškodnění postižených stran. Ekonomické, provozní nebo administrativní důvody nepředstavují dostatečné argumenty pro to, aby se proti znečištění vnitřního ovzduší nemuselo nic dělat. 9. Podle principu udržitelnosti nelze od sebe oddělovat otázky zdraví a životního prostředí a zajištění zdravého vnitřního ovzduší by nemělo vést k narušení globální nebo lokální ekologické integrity nebo práv budoucích generací. Zajištění zdravého vnitřního ovzduší představuje základní aspekt při projektování, budování, provozu, údržbě, nahrazení/demolici nebo zachování budov. Při zajišťování zdravého vnitřního ovzduší je však z hlediska udržitelnosti podstatná i minimalizace dopadu na životní prostředí. Úvahy o udržitelném rozvoji, udržitelném způsobu života a udržitelném zdravotním stavu jsou pro podporu zdravého vnitřního ovzduší podstatné. Dilema nastává, když vlivem nároků na lidské pohodlí, které nemá podstatný vliv na zdraví a duševní pohodu člověka, dochází k nadměrnému využívání přírodního bohatství a znečišťování životního prostředí a tím k ohrožení samostatného fungování systémů udržujících život. Tudíž, tam kde dochází ke konfliktu mezi zajištěním zdraví člověka a potře-

63

Ovzduší


bami jiných živočišných druhů, měly by se upřednostnit potřeby člověka, ale tam kde lidské pohodlí ohrožuje udržitelnost systémů udržujících život, by měla zvítězit ochrana systémů udržujících život. Prohlášení Světové zdravotnické organizace – závěry 1. Tento dokument je koncipován jako rámcový materiál se zaměřením na pokyny, návody a stanovení místních priorit. Je zdůrazněna potřeba spolupráce na mezinárodní, národní a místní úrovni. 2. Od tohoto dokumentu se očekávají jak krátkodobé tak dlouhodobé výstupy. 3. Principy uvedené v tomto dokumentu se vztahují zejména na evropskou oblast SZO, i když mají souvislost s otázkami vnitřního ovzduší i v jiných oblastech. 4. Vzhledem k tomu, že zdravé vnitřní ovzduší je určováno velkým počtem faktorů, nenese za jeho stav žádná jednotlivá profese nebo orgán plnou odpovědnost. Tento dokument byl napsán pro ty, kdo se

podílejí na řízení, tedy tvůrce koncepcí a řídící pracovníky, a měl by přinést prospěch i široké veřejnosti. 5. Protože oblast zdravotnictví a životního prostředí se často zkoumá odděleně, vyžaduje řízení kvality ovzduší spolupráci při řešení problémů vnitřního ovzduší a multidisciplinární a meziresortní přístup. 6. Principy se snaží vést lidi v budovách a dopravních prostředcích k tomu, aby sami vyhledávali zdravé vnitřní ovzduší, aby se účastnili rozhodovacího procesu v otázce kontroly expozice a aby se chovali odpovědně jako spotřebitelé. 7. Přístup k informacím, výměna odborných znalostí mezi vědeckými pracovníky a dostupnost odpovídajících osvětových programů představují klíčové aspekty při uplatňování zásad obsažených v tomto dokumentu. Text dokumentu byl zpracován zdravotnickou dokumentační službou Regionální úřadovny SZO pro Evropu, Kodaň. Výtah z dokumentu: A. Lajčíková

15.3. Praktická část 1. Jaký je rozdíl mezi vnějším a vnitřním ovzduším?

Zdroje

2. Čím je vnitřní prostředí nebezpečné pro zdraví člověka?

ekoecho.kr-ustecky.cz/index.php/ovzdusi

3. Zamyslete se a pokuste se definovat, kolik hodin denně průměrně strávíte doma, v dopravních prostředcích, obchodních centrech atd. a kolik ve vnějším prostředí?

www.klimarapid.cz/ovzdusi vitejtenazemi.cenia.cz/vzduch/index.php?article=26

4. Jaké zdroje znečištění ovzduší máte doma?

www.tzb-info.cz/607-pravo-na-zdrave-vnitrni-ovzdusi-prohlaseni-svetove-zdravotnicke-organizace

5. Jaké zdroje znečištění máte ve škole?

www.ecmost.cz/slovnicek.php?page=slovnicek_uvnitr

6. Věděli jste, že máte právo na zdravé vnitřní ovzduší?

portal.chmi.cz/files/portal/docs/uoco/web_generator/locality/pollution_locality/index_CZ.html

7. Prostudujte si pečlivě 9 principů z Prohlášení Světové zdravotnické organizace a vysvětlete blíže smysl každého z nich.

www.ecmost.cz/clanky.php?page=imisni_monitoring Časopis Životné prostredie, roč. 1997, č. 3

64

Vnější ovzduší, imisní monitoring

Ovzduší

Pracovní list 16

Vnější ovzduší, imisní monitoring (Tento pracovní list navazuje na pracovní list 15)

16.1. Cíl Kvalita životního prostředí významně ovlivňuje kvalitu života člověka. Posuzování vývoje stavu životního prostředí vychází z průběžného monitorování jednotlivých složek životního prostředí. Jednou z nejvíce sledovaných složek je ovzduší. Monitoring kvality ovzduší probíhá na základě měřicích stanic, které jsou rozmístěny po celém území České republiky a každou hodinu jsou sledovány vybrané znečišťující látky. Jedná se o tzv. imisní monitoring. Zhoršení kvality ovzduší a vyhlášení smogových situací se definuje právě na základě dat získaných z měřicích stanic při překročení prahových hodnot koncentrací ve vymezeném časovém intervalu.

16.2. Teoretická část Co jsou imise? Škodliviny, které se volně rozptylují v ovzduší, ovlivňují jeho kvalitu a tím i zdraví člověka, byly pro základní hodnocení a monitorování stavu ovzduší definovány jako imise. Neméně významným pojem jsou emise, které představují unikající látky přímo z bodového zdroje znečištění, imise tak v podstatě představují emise volně rozptýlené v ovzduší, které přichází do kontaktu s různými meteorologickými jevy. Zdroje imisí Imise pocházejí z různých zdrojů – přírodních i antropogenních (člověkem vytvořených). V posledních letech se člověk na znečištění ovzduší podílí stále více. Spalování fosilních paliv, automobilová doprava, průmysl, báňská činnost, ale i domácí topeniště mají významný vliv na zhoršování stavu ovzduší. Pro stav ovzduší jsou sledovány emise, které představují znečišťující látky měřené přímo na zdroji znečištění a imise, které se měří na imisních stanicích na jiných místech, ale převážně ve městech a okolí. Co je imisní monitoring? Imisní monitoring v souladu se zákonem č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší je provozován Ministerstvem životního prostředí, který touto činností pověřil Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ). ČHMÚ má povinnost sledovat průběh vývoje imisní situace. Zajišťuje tvorbu imisních map a je zá-

kladním poskytovatelem dat. Data lze nalézt přímo na webových stránkách ČHMÚ, kde jsou k dispozici aktuální imisní situace (aktualizované každou hodinu), tabelární přehledy a ročenky, informace o překročení limitů pro vybrané znečišťující látky apod. V rámci Imisního monitoringu lze analyzovat v ovzduší nejrůznější látky nejen v plynech, srážkových vodách, ale i aerosolových částicích. Jak se měří imise? Základem imisního monitoringu jsou dva typy sběru dat ze stanic měřicí imise: AIM = automatizovaný imisní monitoring – měření koncentrací probíhá přímo (on-line) MIM = manuální imisní monitoring – měření koncentrací probíhá dodatečně v laboratořích ČHMÚ Podmínky posuzování a hodnocení kvality ovzduší specifikuje prováděcí vyhláška o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší (tzv. imisní vyhláška 330/2012 Sb., o způsobu posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění, rozsahu informování veřejnosti o úrovni znečištění a při smogových situacích). Tato vyhláška definuje podmínky pro umísťování měřicích stanic a jejich počty na území zón a aglomerací tak, aby naměřené hodnoty byly reprezentativní pro větší územní celky v rámci ČR.

65

Ovzduší


ISKO – Informační systém kvality ovzduší

Správa a obsluha měřicích sítí

Každoroční hodnocení kvality ovzduší vychází z dat ze stanic imisního monitoringu, která jsou evidována v imisní databázi tzv. Informační systém kvality ovzduší (ISKO), který provozuje ČHMÚ. Mimo údajů ze stanic imisního monitoringu ČHMÚ přispívají do ISKO další organizace, které se podílejí na sledování znečištění venkovního ovzduší v České republice (např. ZÚ – Zdravotní ústavy, VÚLHM – Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, ČEZ, městské úřady, aj.).

Správa a obsluha měřicích sítí je zajišťována pracovními skupinami nejen v Centrální laboratoři imisí a v odděleních poboček ČHMÚ, ale také například v observatoři v Košeticích a Tušimicích. Je zajišťován provoz imisní sítě a předávání dat, včetně obsluhy měřicích stanic, přenosu dat, přepravy vzorků a materiálů a dalšího servisu.

Celkový přehled dat z ISKO je každoročně zpracováván a prezentován v podobě publikací „Znečištění ovzduší na území České republiky“, jejíž grafická a tabelární část je dostupná online na adrese:

Typy stanic, které slouží pro monitorování imisní situace, jsou:

www.chmi.cz (grafická část) www.chmi.cz (tabelární přehledy) Data z ISKO jsou využívána jako podklad pro zpracování ročenek MŽP a Zpráv o stavu ŽP, pro kraje a jejich ročenky o životním prostředí a další odborné zprávy (např. pro Český statistický úřad).

Typy stanic

dopravní – ovlivněná dopravou, umístěná do 50 m od komunikace s velkou intenzitou dopravy, stanice by měla reprezentovat linii v co nejdelší délce. Reprezentativnost se určuje pomocí délky komunikace: centrum města více než 100 m, předměstí více než 1000 m. průmyslová – ovlivněná průmyslem, umístěná v areálu továrny nebo v místě předpokládaného zásahu vlečkou ze zdrojů zpravidla v převládajícím směru větru. Poloměr reprezentativnosti stanice je uváděn v hodnotách 10–100 m.

AIM – Automatizovaný imisní monitoring Většina stanic je osazena analyzátory na měření koncentrací oxidu siřičitého (SO2), oxidu dusnatého (NO), oxidu dusičitého (NO2) a prašného aerosolu (PM10 – pevné částice do velikosti 10 um). Na menším počtu stanic jsou stanovovány koncentrace ozonu (O3) a oxidu uhelnatého (CO). Vybrané stanice AIM měří i koncentrace některých těkavých organických látek (benzen, toluen, x ylen).

pozaďová – v nezatížených lokalitách, měří pozadí regionů, měst a průmyslových oblastí. Rozhodujícím kritériem by mělo být, že stanice není přímo ovlivněna žádným zdrojem. Poloměr reprezentativnosti stanice se zde liší podle typu oblasti: u stanic městských a předměstských: více než 1–1,5 km u stanic venkovských: více než 5 až asi 60 km (v ČR se většinou pohybuje od 10 do 20 km) Aktuální imisní situace – aneb jaké je teď venku ovzduší? Aktuální imisní situaci na vybraných měřicích stanicích lze sledovat online, na webovém portálu Českého hydrometeorologického ústavu. Po kliknutí na aktuální hodinový přehled se zobrazí data dostupná ze stanic ČHMÚ. Každou hodinu se zde aktualizují data. V přehledné tabulce podle krajů nalezneme aktuální naměřené koncentrace znečišťujících látek z jednotlivých měřicích stanic z celé České republiky. V úvodní části nadpisu je také uveden čas poslední aktualizace. Indexy kvality ovzduší

Měření prachových částic – vlevo čisté filtry, vpravo exponované 24hodin venkovnímu ovzduší

66

Dle ČHMÚ je aktuální kvalita ovzduší vyjadřována pomocí tzv. indexů kvality ovzduší. Jednoduchým způsobem jsou naměřené koncentrace zařazeny podle 6stupňové škály hodnot. Data tak jsou označena nejen čísly, ale i slovním popisem a barvou. Na každé imisní stanici je tak zhodnocen výsledný stav ovzdu-


ší dle nejhůře dosaženého stupně ze všech naměřených znečišťujících látek a slovně popsán jako kvalita ovzduší:

Ovzduší

Legendu a hodnoty vymezených kategorií naleznete dole pod tabulkou „Aktuální přehled dat z automatizovaných stanic“ (neverifikovaná data):

1 – velmi dobrá portal.chmi.cz/files/portal/docs/uoco/web_generator/actual_hour_data_CZ.html

2 – dobrá 3 – uspokojivá

Kolik stanic měří imise?

4 – vyhovující

Mimo údajů ze stanic imisního monitoringu ČHMÚ zajišťují měření kvality ovzduší i další subjekty na svých měřicích stanicích (Zdravotní ústav, Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v.v.i., ČEZ a.s.). Přehled lokalit, kde bylo měřeno znečištění ovzduší za rok 2011, jsou uvedeny v následující tabulce.

5 – špatná 6 – velmi špatná

Zóna / aglomerace

ČHMÚ

ZÚ

ČEZ

P+S

KMon

SV

Celkem

Aglomerace Brno

6

2

–

–

5

–

13

Aglomerace Praha

15

6

–

–

–

–

21

Zóna Jihočeský kraj

8

2

–

–

–

–

10

Zóna Jihomoravský kraj

5

1

–

–

–

–

6

Zóna Karlovarský kraj

4

4

1

–

–

–

9

Zóna Královéhradecký kraj

9

1

–

–

–

–

10

Zóna Liberecký kraj

8

2

–

–

–

–

10

Aglomerace Moravskoslezský kraj

17

2

2

–

1

6

28

Zóna Olomoucký kraj

6

1

–

–

2

–

9

Zóna Pardubický kraj

5

2

1

–

–

1

9

Zóna Plzeňský kraj

5

2

–

–

5

–

12

Zóna Středočeský kraj

10

6

–

2

–

–

18

Zóna Ústecký kraj

17

5

10

1

–

–

33

Zóna Vysočina kraj

7

3

–

–

–

–

10

Zóna Zlínský kraj

4

–

–

–

4

–

8

126

39

14

3

17

7

206

Celkem Vysvětlivky k tabulce

ZÚ – Zdravotní ústav [vč. ZÚ Praha (11), HEL Cheb (1)] P+S – průmysl [ČESRAF (1), Vápenka Čertovy schody, a.s. (1)] + školství [SŠZE Žatec(1)] KMon – komunální monitoring [MÚ Třinec (1), Město Plzeň (5), Město Šumperk (1), Město Olomouc (1), Město Zlín (1), Statutární město Brno(5), Město Valašské Meziříčí(1)] SV – spoluvlastníci – ČHMÚ+Moravskoslezský kraj (4), ČHMÚ+Statutární město Pardubice (1), ZÚ + Statutární město Ostrava (2)

Dle dostupných údajů ČHMÚ lze také zjistit aktuální počet stanic v krajích v odkazu: portal.chmi.cz/files/portal/docs/uoco/web_generator/locality/pollution_locality/index_CZ.html

67

Ovzduší


Seznam lokalit v Ústeckém kraji, kde se měří znečištění ovzduší (stav k 27. 2. 2013) Zkratka stanice

68

Název stanice

Okres

UDCM

Děčín

Děčín

UVAL

Valdek

Děčín

USNZ

Sněžník

Děčín

UDRO

Droužkovice

Chomutov

UHOH

Horní Halže

Chomutov

UTUS

Tušimice

Chomutov

UVSL

Výsluní

Chomutov

UCHM

Chomutov

Chomutov

UMED

Měděnec

Chomutov

UNVD

Nová Víska u Domašína

Chomutov

UDOK

Doksany

Litoměřice

ULPR

Libkovice pod Řípem

Litoměřice

ULTT

Litoměřice

Litoměřice

UZAZ

Žatec

Louny

USJT

Strojetice

Louny

UBLZ

Blažim

Most

UHVR

Havraň

Most

ULIV

Litvínov

Most

ULOM

Lom

Most

UMLA

Milá

Most

UMOM

Most

Most

URVH

Rudolice v Horách

Most

UKOS

Kostomlaty pod Milešovkou

Teplice

UKVZ

Komáří Vížka

Teplice

UTPM

Teplice

Teplice

UKRU

Krupka

Teplice

UULM

Ústí n.L.-město

Ústí nad Labem

UULK

Ústí n.L.-Kočkov

Ústí nad Labem

UUKP

Ústí n.L.-ZÚ- Pasteurova

Ústí nad Labem

UULD

Ústí n.L.-Všebořická (hot spot)

Ústí nad Labem


Ovzduší

ČHMÚ, pověřený MŽP, spravuje Státní imisní síť na území celé České republiky. V důsledku snižování nákladů na měJak se sleduje kvalita ovzduší u nás a na Slovensku? ření znečištění ovzduší a plánovanou inovací Státní imisní sítě (SIS), byla dne 31. 12. 2012 ukončena měření škodlivin Česká republika ČHMÚ spravuje síť imisního monitoringu na vysoké úrovni (192 stanic). Mimo jiné také zajišťuje na vybraných stanicích na území České republiky. Omezení Systém integrované výstražné služby (SIVS), kde jsou aktuálně vkládány výstrahy: počasí – voda – měření se týká pouze lokalit, kde hodnoty koncentrací ovzduší. byly Smogová situace je vyhlašována při překročení informativních, varovných nebo regulačních prahových hodnot pro znečišťující látky SO2, NO2, PM10, O3 dle přílohy č. 6 zákona č dlouhodobě pod hodnotami imisních limitů. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší.

Jak se sleduje kvalita ovzduší u nás a na Slovensku? Česká republika ČHMÚ spravuje síť imisního monitoringu na vysoké úrovni (192 stanic). Mimo jiné také zajišťuje Systém integrované výstražné služby (SIVS), kde jsou aktuálně vkládány výstrahy: počasí – voda – ovzduší. Smogová situace je vyhlašována při překročení informativních, varovných nebo regulačních prahových hodnot pro znečišťující látky SO2, NO2, PM10, O3 dle přílohy č. 6 zákona č 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší. Zdroj:http://portal.chmi.cz/portal/dt?action=content&provider=JSPTabContainer&menu=JSPTabC Slovenská republika ontainer/P1_0_Home&nc=1&portal_lang=cs#PP_TabbedWeather Slovenský hydrometeorologický ústav spravuje stanice „NáSlovenská republika rodnej monitorovacej siete kvality ovzdušia“ (NMSKO) a aktuSlovenský hydrometeorologický ústav spravuje stanice „Národnej monitorovacej siete kvality alizuje každou hodinu naměřené koncentrace znečišťujících ovzdušia“ (NMSKO) a aktualizuje každou hodinu naměřené koncentrace znečišťujících látek. Jedná se látek. Jedná se o cca 38 měřicích imisních stanic na Sloveno cca 38 měřicích imisních stanic na Slovensku. Naměřená data však nejsou zařazena do žádných sku. Naměřená data však nejsou zařazena do žádných indexů in- kvality ovzduší ani jiných slovních popisů o aktuálním stavu ovzduší. Pouze data denních průměrů PM10 jsou zvýrazněny žlutě, pokud přesáhly hodnoty nad 50 µg.m-3. dexů kvality ovzduší ani jiných slovních popisů o aktuálním stavu ovzduší. Pouze data denních průměrů PM10 jsou zvýrazněny žlutě, pokud přesáhly hodnoty nad 50 µg.m-3.

Kritéria kvality ovzduší (limitní a cílové hodnoty, meze tolerance, horní a dolní meze jsou uvedeny ve vyhlášce: MŽP SR č. 360/2010 Z. z., o kvalite ovzdušia. „Informačné prahy, výstražné prahy a záväzné texty vyhlásenia a odvolania ich Kritéria kvality ovzduší (limitní a cílové hodnoty, meze tolerance, horní a dolní meze jsou uvedeny prekročenia“ jsou stanovena pouze pro SO2, NO a Ohttp://www.shmu.sk/sk/?page=224 . Pro Zdroj: ve vyhlášce: MŽP SR č. 360/2010 Z. z., o kvalite ovzdušia. „Informačné prahy, výstražné prahy a 2 3 záväzné texty vyhlásenia a odvolania ich prekročenia“ jsou stanovena pouze pro SO2, NO2 a O3. ozón se vyhlašuje tzv. ozónová smogová situácia. Pro ozón se vyhlašuje tzv. ozónová smogová situácia.

92

Stanice automatizovaného imisního monitoringu Stanice automatizovaného imisního monitoringu Ústí n. Labem, Všebořická Ústíimisního n. Labem, město Ústí n. Labem- město Obrázek: Stanice automatizovaného monitoringu

Zdroj: ČHMÚ

69

Ovzduší


16.3. Praktická část 1. Kdo nebo co je zdrojem imisí? 2. Jak se sledují imise? 3. Kdo a kým byl pověřen provádět monitorování imisí?

Zdroje portal.chmi.cz/portal/dt?action=content&provider=JSPTabContainer&menu=JSPTabContainer/ P1_0_Home&nc=1&portal_lang=cs#PP_TabbedWeather

4. K čemu monitorování slouží? ekoecho.kr-ustecky.cz/index.php/ovzdusi 5. Porovnejte sledování imisí v ČR a na Slovensku? Jaké z porovnání plynou závěry?

www.klimarapid.cz/ovzdusi

6. Kolik stanic měření imisí má Ústecký kraj? Je jich podle vás dostatek?

vitejtenazemi.cenia.cz/vzduch/index.php?article=26

7. Který kraj má nejvíce stanic měření imisí a proč?

www.tzb-info.cz/607-pravo-na-zdrave-vnitrni-ovzdusi-prohlaseni-svetove-zdravotnicke-organizace

8. Zjistěte na webových stránkách ČHMÚ (www.chmi.cz) kolik měřicích stanic je umístěno v Ústí nad Labem, jaké jsou to typy stanic a kde a proč jsou umístěny a které škodliviny měří.

cisticka.sweb.cz/cistota-ovzdusi.htm www.ecmost.cz/clanky.php?page=imisni_monitoring

9. Vysvětlete zkratky AIM, ISKO a pojmy indexy kvality ovzduší.

www.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/om/zpravy/ index.html

10. Kde se můžete dozvědět informaci o aktuálním stavu ovzduší ve vašem městě nebo v regionu?

www.chmi.cz www.mzp.cz/cz/imisni_monitoring

V rámci další výukové hodiny žáci navštíví Český hydrometeorologický ústav v Ústí nad Labem – Kočkov, kde se blíže seznámí s imisní monitorovací sítí ČR, regionu i města, způsobem sběru a vyhodnocování dat a také způsobem měření imisí v měřicí stanicí AIM, která je umístěna přímo v areálu ČHMÚ.

portal.chmi.cz/portal/dt?menu=JSPTabContainer/ P5_0_O_nas/P5_3_Organizacni_struktura/ P5_3_11_Ovzdusi/P5_3_11_7_Imis_monit/ P5_3_11_7_1_Zakl_info&last=false vitejtenazemi.cenia.cz/slovnik/index.php?article=307 www.chmi.cz/portal/dt?portal_lang=cs&menu=JSPTabContainer/P5_0_O_nas/P5_3_Organizacni_ struktura/P5_3_11_Ovzdusi/P5_3_11_7_Imis_monit/P5_3_11_7_2_Odb_cinnost&last=false www.shmu.sk/sk/?page=1 ipkz.enviroportal.sk/nkzp/360_2010.pdf old.chmi.cz/reditel/sis/metzpr/CHMU_ MZ_5_09_153_156.pdf

70


Ovzduší

Pracovní list 17

Vnější ovzduší, imisní monitoring Exkurze Český hydrometeorologický ústav Ústí nad Labem – Kočkov (Tento pracovní list navazuje na pracovní listy 15 a 16)

17.1. Exkurze Český hydrometeorologický ústav Ústí nad Labem – Kočkov

Pomůcky Fotoaparát

Cíl Seznámit žáky s konkrétním pracovištěm, provádějící imisní monitoring v Ústeckém kraji a vyhodnocující naměřená data.

Videokamera Diktafon

Postup V návaznosti na pracovní list č. 16 si žáci připraví dotazy a případné nejasnosti.

Papíry Tužky

V průběhu exkurze se poté blíže seznámí s pracovištěm Český hydrometeorologický ústav v Ústí nad Labem – Kočkov, kde se blíže seznámí s imisní monitorovací sítí ČR, regionu i města, způsobem sběru a vyhodnocování dat a také stanicí AIM, která je umístěna přímo v areálu ČHMÚ. Při přípravě na exkurzi je možné opakovat postup jako u Pracovního listu č. 13 a 14 v rámci exkurze na zdroj znečišťování ovzduší (Elektrárna Ledvice a Teplárna Trmice), kde se třída rozdělí opět na 5 pracovních skupin (zpravodajové, fotografové, kameramani, nástěnkáři či skupina prezentační). Pro ověření schopností žáků je vhodné zástupce ve skupinách prostřídat oproti minulé sestavě. Postup pořizování údajů a záznamů včetně postupu vyhodnocení a prezentace bude shodný jako u pracovního listu č. 13 a 14.

71

Ovzduší

Vnější ovzduší, emisní monitoring

Pracovní list 18


18.1. Úvod Emise jsou látky, které pocházejí z určitého zdroje znečištění a jsou uvolňovány dále do životního prostředí. Slovo emise pochází z latinského emittere neboli zářit a znečišťovat. Zdroje emisí jsou přírodního (sopečná činnost, zemětřesení) i antropogenního původu. Činnost člověka se však v současnosti stále více podílí na znečišťování ovzduší (automobily, průmysl). Monitorování a hodnocení emisí v ČR je ukotveno v zákoně č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, který stanovuje emisní limity, emisní stropy a poplatky za látky vypouštěné do ovzduší. Látky nebo skupinu látek uvolňují do ovzduší jak mobilní zdroje, tak i stacionární zdroje, které jsou členěny na vyjmenované i na nevyjmenované zdroje. Emisní limity stanovují vůbec nejvyšší přípustné množství znečišťované látky, která může být vypouštěna do ovzduší. Emisní stropy naopak stanovují maximální množství vypouštěné znečišťující látky za celý kalendářní rok.

Maximální koncentraci mají emise u svého zdroje (např. komín, výfuk). Vypouštěné emise se postupně mísí se vzduchem, podléhají meteorologickým vlivům a přeměňují se v imise, tj. znečišťující látky volně rozptýlené v ovzduší s nižší koncentrací než původní emise. S emisemi lze také obchodovat. Emisní povolenky a obchodování s CO2 umožňují EU plnit závazky pro snižování emisí skleníkových plynů.

18.2. Teoretická část Monitorování a hodnocení emisí v ČR je ukotveno v zákoně č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, který v souladu s předpisy Evropské unie, ve vyhlášce č. 415/2012 Sb., o přípustné úrovni znečišťování a jejím zjišťování a o provedení některých dalších ustanovení zákona o ochraně ovzduší stanovuje emisní limity, emisní stropy a poplatky za látky vypouštěné do ovzduší. Emisní limity

Emisní limity jsou stanoveny pro hlavní znečišťující látky ovzduší následující škodliviny: 1. oxid siřičitý – SO2 2. tuhé látky – emise polétavého prachu 3. oxidy dusíku – NOx 4. oxid uhelnatý – CO

Emisní limity stanovují vůbec nejvyšší aktuální přípustné množství znečišťované látky, která může být vypouštěna do ovzduší. Musí být dodrženy na každém komínovém průduchu nebo výduchu do ovzduší. Platí jak pro stacionární zdroje, tak pro zdroje mobilní. Vývoj nových typů automobilů a jiných dopravních prostředků nestojí jen na designu a komfortu cestujících, ale zejména na vylepšení motoru ve prospěch snížení výfukových exhalací. Měření emisí současně s technickou kontrolou vozidla není tedy jen zbytečnou finanční položkou, ale prevencí znečišťování ovzduší. Je třeba si uvědomit, že doprava se na znečišťování ovzduší podílí jednoznačně nejvyšší měrou.

72

5. uhlovodíky – CxHy (v poslední době se pro tyto látky užívá označení těkavé organické látky VOC) 6. amoniak – NH3 Tyto nejvýznamnější znečišťující látky již dlouhodobě mají své zákonem stanovené emisní limity, které procházejí určitým vývojem a novelizaci. Pokud tyto limity budou překročeny je průmyslový podnik povinen realizovat dočasné nebo


dlouhodobé opatření nasměrované na snížení emisí (dočasná zástava provozu, výstavba očistného zařízení, apod.). Emisní stropy Emisní stropy naproti tomu stanovují maximální množství vypouštěné látky za celý kalendářní rok. Emisní stropy se stanovují pro stacionární zdroj, stanovenou skupinu stacionárních nebo mobilních zdrojů, pro vymezené území kraje nebo pro vybranou skupinu stacionárních zdrojů. Doplňují emisní limity a v případě zdrojů VOC (těkavých organických látek) mohou emisní limity nahradit. Nový zákon o ochraně ovzduší umožňuje na rozdíl od starého individuální přístup ke znečišťovatelům ovzduší. Dovoluje příslušným krajským úřadům zpřísnit provoz zdroje, který má na kvalitu ovzduší v oblasti prokazatelně špatný vliv. V nutných případech mohou úřady stanovit přísnější emisní limity, emisní stropy či je doplní technickými podmínkami provozu. Provozovatelé vyjmenovaných zdrojů jsou povinni dle znění zákona provádět potřebná měření pro vybrané znečišťující látky, ať již kontinuální nebo jednorázová, zajišťovaná autorizovanou osobou. Evidence emisních zdrojů Množství znečišťujících látek vypouštěné ze zdroje znečišťování do ovzduší, vyjádřené v hmotnostních jednotkách za jednotku času (např., kg/h, t/rok) se jmenuje hmotnostní tok emisí. Ve většině vyspělých států jsou zdroje emisí přísně evidovány. Nejinak je tomu i v České republice. V roce 1978 byl založen registr emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO). První údaje založené do tohoto registru pocházejí z bývalého Severočeského kraje jako nejvíce postiženého v ČR. Od roku 1980 je REZZO metodicky vedený a od r. 1993 provozovaný (včetně archivních dat od r. 1980) Českým hydrometeorologickým ústavem (ČHMÚ). Emisní situace Podkladem pro národní emisní bilanci je REZZO. V souladu s legislativou platnou od roku 2002 jsou zdroje znečišťování ovzduší rozděleny pro potřeby emisní bilance do jednotlivých kategorií. Podle tohoto rozdělení jsou v rámci Informačního systému kvality ovzduší (ISKO) provozovaného ČHMÚ zavedeny databáze Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO), které slouží k archivaci a prezentaci údajů o stacionárních a mobilních zdrojích znečišťování ovzduší.

Ovzduší

Zvláště velké, velké a střední zdroje znečišťování ovzduší jsou sledovány jako bodové zdroje jednotlivě, malé zdroje plošně na úrovni krajů a obcí (pouze vytápění domácností), mobilní zdroje liniově (silniční doprava na úsecích zahrnutých do sčítání dopravy) a plošně na úrovni krajů (ostatní mobilní zdroje). Do kategorie REZZO 1 spadají největší zdroje emisí s výkonem nad 5 MW (jsou zvláště velké zdroje s výkonem nad 50 MW a velké s výkonem v rozmezí 5-50 MW). V současné době je jich zaregistrováno cca 3700. Agendu REZZO 1 vede Česká inspekce životního prostředí (ČIZP). Systém REZZO 2 registruje střední emisní zdroje s výkonem nad 0,2 MW a obsahuje cca 30.000 zdrojů. Agendu REZZO 2 vedly okresní úřady životního prostředí. V současné době po zrušení okresních úřadů zajišťují zpracování údajů pro emisní bilanci a databázi REZZO 2 pracovníci úřadů obcí s rozšířenou působností (ORP). Systém REZZO 3 je veden na regionální úrovni a obsahuje údaje o malých lokálních zdrojích. Hromadně sledované zdroje znečišťování ovzduší evidované v REZZO 3 zahrnují emise z vytápění domácností, fugitivní emise prachu ze stavební a zemědělské činnosti, emise amoniaku z nesledovaných chovů hospodářských zvířat a aplikace minerálních hnojiv a emise VOC z plošného použití organických rozpouštědel. U malých zdrojů systému REZZO 3 se emise vypočítávají jednou za 5 let na základě statistických údajů o spotřebě paliv v domácnostech a údajů o způsobu vytápění domácností a hodnotí se pro jednotlivé obce jako plošný zdroj. Primárními podklady pro výpočet jsou údaje ze Sčítání lidu, domů a bytů (SLDB) provedených v letech 1991 a 2001 a každoročně aktualizovaných na základě údajů od dodavatelů paliv a energie. S výjimkou emisí z vytápění domácností jsou ostatní skupiny zdrojů vypočítávány výhradně s využitím údajů sledovaných národní statistikou a případné meziroční změny zpravidla souvisí s vývojem základních statistických ukazatelů. Na rozdíl od toho jsou meziroční změny v množství emisí z vytápění domácností závislé především na charakteru topné sezóny, která je v modelu vyjádřena počtem denostupňů, a na změnách ve skladbě spalovacích zařízení. REZZO 4 registruje mobilní zdroje. Emisní bilance REZZO 4 provádí centrum dopravního výzkumu Brno na základě údajů Ministerstva dopravy ČR o počtu evidovaných vozidel a údajů Ministerstva průmyslu a obchodu ČR o spotřebě pohonných hmot. Souhrnný přehled o struktuře a činnosti systému evidence emisí REZZO znázorňuje tabulka na následující straně.

REZZO 1 – Zvláště velké a velké zdroje REZZO 2 – Střední zdroje REZZO 3 – Malé zdroje REZZO 4 – Mobilní zdroje

73

Ovzduší


Přehled systému REZZO pro evidenci emisních zdrojů v ČR Typ registru

Druh zdroje

Agenda zahrnuje

Způsob evidence

Aktualizace

Agendu vedou

ročně

ČIZP na základě měření a výpočtů

1 až 5 let

obce s rozšířenou působností na základě měření a výpočtů

REZZO 1 cca 3.700 zdrojů

stabilní velké a střední průmyslové

zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu 5 MW a vyšších a vybrané technologie

zdroje jednotlivě sledované

REZZO 2 cca 30.000 zdrojů

stabilní menšího významu (komunální)

zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu 0,2–5 MW a vyšších a specifikované technologie

zdroje jednotlivě sledované

stabilní malé (lokální)

zařízení k lokálnímu a ústřednímu vytápění od tepelného výkonu 0,2 MW a drobné technologie vhodné pro hromadné sledování pomocí emisních faktorů

zdroje hromadně sledované

5 let

jednotlivé obce, souhrn na základě statistických údajů a přepočtů

mobilní zdroje

motorová vozidla silniční, železniční aj., pohybující se po trasách (sledované jako liniové zdroje)

zdroje hromadně sledované

5 let

centrum dopravního výzkumu Brno

REZZO 3

REZZO 4

Emisní obchodování Emisní obchodování je nástroj motivující ke snižování emisí skleníkových plynů co nejefektivnějším způsobem. Subjekty, které mají možnost redukovat emise s nižšími náklady, mohou uspořené emisní povolenky nebo jiné emisní kredity prodat těm, u nichž by taková redukce byla nákladnější. Obchodovat mezi sebou mohou státy Dodatku 1 Kjótského protokolu v rámci flexibilního mechanismu Mezinárodní emisní obchodování (International Emission Trading, IET); největším systémem emisního obchodování je European Union Emission Trading Scheme (EU ETS), kterého se jako členský stát EU účastní i Česká republika. EU ETS zahrnuje přes 11 000 zařízení ze sektorů energetiky, výroby oceli a železa, cementu a vápna, celulózy a papíru, sklo-keramického průmyslu, chemického průmyslu, rafinérií a letecké přepravy v 31 státech a pokrývá cca 2 mld. t CO2 ročně. V roce 2020 budou emise v EU ETS o 21 % nižší ve srovnání s rokem 2005. V ČR je EU ETS upraven zákonem č. 383/2012 Sb. Uvádí, na jaká zařízení se systém vztahuje a jaká jsou práva a povinnosti jejich provozovatelů. Provozovatelé monitorují své emise, vykazují je každoročně Ministerstvu životního prostředí a vyřazují za ně povolenky. Část povolenek dostanou provozovatelé bezplatně, zbytek si mohou koupit na trhu nebo v aukci.

74

Jak to funguje? Celkový objem skleníkových plynů, který mohou vyprodukovat jednotlivé členské státy EU, stanovuje Evropská komise. Na základě toho přiděluje stát producentům skleníkových plynů dle množství vypouštěných emisí emisní povolenky, další povolenky nad přidělený rámec je možné zakoupit na evropských energetických burzách. Jedna povolenka opravňuje svého držitele k vypuštění jedné tuny oxidu uhličitého do atmosféry. Při původně plánované ceně za povolenku bylo ekonomicky výhodné investovat do opatření, která sníží celkový objem vypouštěných plynů do ovzduší. Hospodářská krize však situaci značně zkomplikovala: Z důvodů nuceného omezení výroby mnohých průmyslových podniků je na trhu mnoho nevyužitých povolenek a jejich cena silně poklesla, nejsou tedy v současnosti motivací pro snížení emisí. Emisní vývoj Emisní vývoj je v podstatě prekurzorem imisního vývoje, neboť imisní situace závisí především na množství emisí na výstupech ze zdrojů. O další se pak postarají zejména meteorologické podmínky, zejména směr větru rozhodne, kterým směrem se škodliviny rozptýlí. Znevýhodněny jsou lokality po směru převládajících větrů od zdroje.


Ovzduší

Celkové emise základních znečišťujících látek v roce 2010 – konečné údaje Kategorie zdrojů

TZL*

SO2

NOx

CO

VOC***

NH3****

kt.rok-1

%

kt.rok-1

%

kt.rok-1

%

kt.rok-1

%

kt.rok-1

%

kt.rok-1

%

REZZO 1

9,0

14,4

138,9

81,6

120,6

50,7

144,5

36,2

19,2

12,7

0,4

0,6

REZZO 2

2,7

4,3

2,3

1,4

3,4

1,4

3,2

0,8

3,7

2,4

0,0

0,0

REZZO 3

21,8

34,7

28,5

16,6

7,3

3,1

87,1

21,9

92,1

60,9

65,9

96,0

CELKEM stac. zdroje

33,5

53,4

169,7

99,6

131,3

55,2

234,8

58,9

115,0

76,0

66,3

96,6

REZZO 4**

29,2

46,6

0,6

0,4

106,7

44,8

163,5

41,1

36,2

24,0

2,3

3,4

CELKEM

62,7

100

170,3

100

238,0

100

398,3

100

151,2

100

68,6

100

* včetně odhadu emisí TZL z chovů hospodářských zvířat a stavební činnosti ** zahrnuty emise z celkového prodeje pohonných hmot *** včetně odhadu emisí z použití rozpouštědel u nesledovaných zdrojů **** zahrnuty veškeré emise ze zemědělských činností (chovů zvířat a použití minerálních hnojiv)

Následující tabulka douvádí přehled skutečných emisí škodlivin v letech 2000, 2005, 2007, 2008 a 2009 a hodnotu emisních stropů v roce 2010. Je zde vidět pokles jejich produkce. Znečišťující látka

Emise (2000)

Emise (2005)

Emise (2007)

Emise (2008)

Předběžné emise 2009

NECD 2010

SO2

225

217

217

177

175

265

NOx

293

293

284

265

254

286

VOC

205

175

174

166

164

220

NH3

89

86

80

80

75

80

PM2,5

27

25

21

21

20

–

Obdobně v následujících grafech 1 a 2, zobrazujících vývoj produkce emisí znečišťujících látek v období 1990–2005, je doložen výrazný pozitivní vývoj při snižování emisí v období

po sametové revoluci (od roku 1190-2000) a následnou stagnaci snižování emisí škodlivin od roku 2000 do roku 2005.

Vývoj emisí znečišťujících látek v letech 1990–2000 Trend vývoje emisí znečišťujících látek v letech 2000–2005 Pro názornost v dalším grafu je znázorněn trend emisí SO2, NOx a NH3 v ČR v letech 1994 – 2004.

75

Ovzduší


Programy snižování emisí a imisí

Integrovaný registr znečišťování životního prostředí – IRZ

V rámci splnění závazků, jež Česká republika přijala v oblasti omezování emisí znečišťujících látek do ovzduší a ochrany životního prostředí, jsou v rámci celé republiky vytyčeny cíle ke zlepšování kvality ovzduší. Jsou rozpracovány nejen pro celou ČR, ale i pro jednotlivé kraje, a také jako územní programy jednotlivých lokalit a obcí.

Česká republika se vstupem do Evropské unie a podpisem významných mezinárodních dokumentů (Aarhuská úmluva, Protokol o registrech úniků a přenosů znečišťujících látek) zavázala plnit povinnosti v oblasti životního prostředí, které z těchto mezinárodních aktů vyplývají. Jedná se zejména o shromažďování a šíření informací o životním prostředí, umožnění svobodného přístupu veřejnosti k těmto informacím a tvorbu registru úniků a přenosů znečišťujících látek.

V souvislosti s programy snižování emisí a imisí byl v roce 2010 předložen Integrovaný krajský program ke zlepšení kvality ovzduší Ústeckého kraje a v roce 2012 vydán i Programový dodatek k Integrovanému krajskému programu s cílem zajistit na celém území Ústeckého kraje kvalitu ovzduší splňující zákonem stanovené požadavky a přispět k dodržení závazků, které ČR přijala v oblasti omezování emisí znečišťujících látek do ovzduší (národní emisní stropy). Další informace o emisích v ČR a v Ústeckém kraji lze čerpat z těchto dokumentů: Integrovaný krajský program ke zlepšení kvality ovzduší Ústeckého kraje Programový dodatek k Integrovanému krajskému programu ke zlepšení kvality ovzduší Ústeckého kraje – aktualizace květen 2012 Územní program snižování emisí a imisí pro město Litvínov Strategie udržitelného rozvoje Ústeckého kraje 2006–2020 www.mmr.cz/getmedia/e0f5ffce-e394-4d0d-8f60-a7e5c5726091/ Strategie-udrzitelneho-rozvoje-Usteckeho-kraje Emisní bilance České republiky 2011 www.chmi.cz/files/portal/docs/uoco/oez/ embil/11embil/index_CZ.html Potenciál snižování emisí znečišťujících látek v České republice k roku 2020 www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/snizovani_ emisi_2020/$FILE/OOO-Potencial_snizovani_emisi_2020_exPR-20100106.pdf

76

Ke splnění závazků bylo nutné doplnit legislativu v České republice o nové právní nástroje, které výše uvedené procesy umožnily. Dne 5. února 2002 byl přijat zákon č. 76/2002 Sb., o integrované prevenci a omezování znečištění, o integrovaném registru znečišťování a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů (zákon o integrované prevenci). Zákon č. 76/2002 Sb. založil integrovaný registr znečišťování životního prostředí (dále jen integrovaný registr znečišťování – IRZ) jako veřejně přístupný informační systém emisí a přenosů znečišťujících látek. Veřejná přístupnost kvalitativně odlišila IRZ od ostatních již provozovaných registrů v oblasti životního prostředí a klade daleko větší požadavky na správu a provoz registru. Kompetentními orgány v rámci IRZ jsou Ministerstvo životního prostředí (MŽP), Česká inspekce životního prostředí (ČIŽP) a CENIA, česká informační agentura životního prostředí. Účelem registrů je přispět k posílení integrovaného přístupu v ochraně životního prostředí a k podpoře šetrnějšího chování. Pro státy, ale i pro průmyslové podniky jsou údaje z registrů potřebné k formulaci environmentálních politik a jako nástroj ekologického řízení. Zásadní význam mají registry při informování veřejnosti, která má možnost získat jinak obtížně zjistitelné údaje o únicích a přenosech konkrétních znečišťujících látek z jednotlivých podniků. Zároveň má veřejnost možnost spolupodílet se na vývoji registrů. Veřejná kontrola působí na odpovědnější ekologické chování jednotlivých podniků. Průmyslovému a zemědělskému sektoru slouží data z registru jako nástroj ekologického řízení (úspory látek, zavádění nových technologií), případně jako zdroj statistických údajů pro analytické účely.


Vznik registrů úniků a přenosů znečišťujících látek Registry úniků a přenosů znečišťujících látek se staly v posledních letech součástí legislativy mnoha států, ale i předmětem řady mezinárodních dokumentů a dohod. Myšlenka založení registru úniků a přenosů znečišťujících látek vznikla poprvé ve Spojených státech amerických po tragické nehodě chemického zařízení v indickém Bhópálu v roce 1984. Kongres USA přijal zákon umožňující vznik registru (Toxic Release Inventory), který obsahuje údaje o více než 600 látkách, jejich únicích a přenosech. Registry úniků a přenosů znečišťujících látek v mezinárodních souvislostech V roce 1992 se v Riu de Janeiru konala Konference Spojených národů o životním rostředí a rozvoji (tzv. Summit Země). Nejdůležitějším výsledkem konference byl dokument Agenda 21, což je program řešení naléhavých otázek v oblasti životního prostředí a rozvoje. V kapitole 19 „Management toxických látek“ je zdůrazněn princip práva veřejnosti a pracovníků být informován o chemickém riziku. Agenda 21 vyzývá vlády, aby převzaly programy založené na právu vědět (Right-to-Know), a dále vybízí mezinárodní instituce, aby vyvíjely metodiky pro

Ovzduší

vlády států usnadňující zřizování takových programů. Agenda 21 dál žádá podniky, aby hlásily každoročně emise toxických látek, a to i v těch případech, kdy v těchto zemích není příslušná právní úprava, která by to vyžadovala. K plnění úkolů Agendy 21 se přihlásila i Česká republika. Co mohu v IRZ nalézt? V IRZ lze pomocí vyhledávacího systému vyhledat mimo jiné úniky emisí do ovzduší u vybraného průmyslového podniku nebo u všech podniků, registrovaných v IRZ, pro zvolený rok. Je možné zvolit konkrétní druh škodliviny. Lze tedy o konkrétním podniku získat přehled, jak velkou produkci konkrétních emisí podnik má a to od roku 2004. www.irz.cz IRZ se stává podkladem pro sestavení tabulky největších znečišťovatelů České republiky. Tabulku zveřejňuje MŽP, avšak o něco rychlejší bývá česká nezisková organizace Arnika. V září 2012 byl zveřejněn přehled největších znečišťovatelů za rok 2011. V přehledu znečišťovatelů, rozdělených podle druhu vypouštěné škodliviny, figurovaly i společnosti z Ústeckého kraje, jejichž přehled je zpracován v následující tabulce:

ŽEBŘÍČKY NEJVĚTŠÍCH ZNEČIŠŤOVATELŮ ÚSTECKÉHO KRAJE ZA ROK 2011 Organizace/firma

Provozovna

Lokalita

1 – rakovinotvorné, pravděpodobně či potenciálně rakovinotvorné látky Groz-Beckert Czech s.r.o.

Výroba strojů na výrobu textilu

Množství

Trend

[kg] Lužice

7 201



–

–

2 – rakovinotvorné látky –

–

–

3 – reprotoxické látky (bez oxidu uhelnatého)

[kg]

Severočeské vodovody a kanalizace, a.s.

ČOV

Neštěmice

797



ČEZ a.s.

Elektrárny Prunéřov

Kadaň

778



4 – oxid uhelnatý

[kg]

ČEZ a.s.

Elektrárny Počerady

Počerady

1 704 903



Mondi Štětí a.s.

Celulózka

Štětí

1 623 329



ČEZ a.s.

Elektrárna Prunéřov

Kadaň

1 276 605



5 – mutagenní látky HP – Pelzer s.r.o.

[kg] Výroba autodoplňků

Žatec

6 – skleníkové plyny

741



[t]

ČEZ a.s.


Kadaň

8 947 146



ČEZ a.s.


Počerady

6 432 918



UNIPETROL RPA, s.r.o.

Výroba chemických látek

Litvínov

3 455 524



77

Ovzduší


7 – plyny způsobující kyselé srážky

[kg]

ČEZ a.s.


Kadaň

32 020 036



ČEZ a.s.


Počerady

19 324 586





Litvínov

12 558 967



ČEZ a.s.

Elektrárna Ledvice

Bílina

12 048 606



United Energy, a.s.

Teplárna Komořany

Komořany

7 675 547



ČESKÁ RAFINÉRSKÁ, a.s.

Rafinérie Litvínov

Litvínov

6 535 970



8 – látky poškozující ozónovou vrstvu Mondi Štětí a.s.

[kg] Celulózka

Štětí

1

9 – látky nebezpečné pro vodní organismy



[kg]

Lovochemie, a.s.

Chemická výroba

Lovosice

7 279



Mondi Štětí a.s.

Celulózka

Štětí

1 390



10 – perzistentní organické látky (POPs)

[kg]

Spolek pro chemickou a hutnickou výrobu, akciová společnost

Chemická výroba

Ústí nad Labem

Advanced World Transport a.s.

Přepravní železniční společnost

Štětí

ALFA SYSTEM s.r.o.

Biodegradační plocha Actherm

Dobříč

11 – rtuť a její sloučeniny

396 888



2 056

–

910



[kg]


ČOV

Neštěmice

797



ČEZ a.s.


Počerady

234



ČEZ a.s.

Elektrárna Prunéřov

Kadaň

224



Teplárna Trmice, a.s.

Teplárna Trmice

Trmice

116



12 – rtuť a její sloučeniny (v emisích a odpadech)

[kg]

GEOSAN GROUP a.s.

Termická desorpce*

Ústí nad Labem

1 476




ČOV

Neštěmice

898



Spolek pro chemickou a hutnickou výrobu, akciová společnost

Chemická výroba

Ústí nad Labem

363

=

13 – styren

[kg] –

–

–

14 – formaldehyd Výroba autodoplňků

Žatec

741

15 – polyaromatické uhlovodíky (PAU) –

SITA CZ a.s.



[kg] –

–

16 – dioxiny

–

–

[TEQ] Spalovna průmyslových odpadů

Trmice

17 – emise prachu (PM10)

78

–

[kg]

HP – Pelzer s.r.o.

ČEZ a.s.

–

1 229



[kg] Elektrárny Prunéřov

Kadaň

761 367




ČEZ a.s.




ČEZ a.s.

Elektrárna Ledvice

Ovzduší

Počerady

328 790



Litvínov

146 267



Bílina

120 385



* zařízení k odstranění kontaminace rtutí ze zemin a stavebních substancí

18.3. Praktická část 1. Vysvětlete pojem emise a emisní limit? 2. Jaké znečišťující látky jsou v ČR především sledovány?

Zdroje

3. Co je to REZZO a pro co slouží?

www.ekomonitor.cz/sites/default/files/obrazky/seminare/ovzdusi/seminar2/14_dil_9_tisk_andreovsky.pdf

4. Jaký je rozdíl mezi stacionárním a mobilním zdrojem znečišťování ovzduší?

www.tretiruka.cz/ovzdusi3/novy-zakon-201-2012sb-/znecistovani-a-znecisteni/

5. Co je to emisní obchodování?

www.wikiskripta.eu/index.php/Emise

6. Jaký vývoj v produkci emisí zaznamenala Česká republika po roce 1990 a proč?

www.nazeleno.cz/emise.dic

7. Prostudujte si obrázky a mapy v příloze pracovního listu (tj. Celkové emise základních druhů látek znečišťujících ovzduší v České republice, 1990–2011, Porovnání meziročního vývoje údajů o emisích v jednotlivých kategoriích v letech 2007–2011, Emisní hustoty oxidu siřičitého ze čtverců 5×5, 2010, Emisní hustoty tuhých znečišťujících látek ze čtverců 5×5, 2010), týkající se vývoje emisí v ČR jako takových i v jednotlivých kategoriích REZZO a stavu emisí a vyslovte závěry. 8. Co je to IRZ? 9. Pokuste se vyhledat v IRZ údaje o vybraném zdroj znečišťování ovzduší na území Ústeckého kraje. Příloha Celkové emise základních druhů látek znečišťujících ovzduší v České republice, 1990–2011,

www.tzb-info.cz/pravni-predpisy/zakon-c-201-2012-sb-o-ochrane-ovzdusi www.tzb-info.cz/pravni-predpisy/vyhlaska-c-415-2012-sb-o-pripustne-urovni-znecistovani-a-jejim-zjistovani-a-o-provedeni-nekterych-dalsich-ustanoveni-zakona-o-ochrane-ovzdusi portal.chmi.cz/files/portal/docs/uoco/isko/grafroc/ groc/gr11cz/kap11.html www-1.sysnet.cz/projects/env.web/zamest.nsf/ defc72941c223d62c12564b30064fdcc/accd05a615150584c125654f0 mzp.cz/cz/emisni_obchodovani cbs.grundfos.com/GCZ_Czech_Republic/lexica/ AC_Degree_day.html Grafická ročenka ČHMÚ 2011

Porovnání meziročního vývoje údajů o emisích v jednotlivých kategoriích v letech 2007–2011, Emisní hustoty oxidu siřičitého ze čtverců 5×5, 2010, Emisní hustoty tuhých znečišťujících látek ze čtverců 5×5, 2010

79

Ovzduší


Zdroj: Grafická ročenka ČHMÚ 2011 80

52


Ovzduší

Zdroj Grafická ročenka ČHMÚ 2011 Zdroj Grafická ročenka ČHMÚ 2011

81

53

Ovzduší


82

54

Ochrana ovzduší, svět a EU

Ovzduší

Pracovní list 19


19.1. Úvod Ochrana ovzduší v sobě zahrnuje aktivity k předcházení znečišťování ovzduší a snižování úrovně znečišťování tak, aby byla omezena rizika pro lidské zdraví způsobená znečištěním ovzduší, snížení zátěže životního prostředí látkami vnášenými do ovzduší a poškozujícími ekosystémy a vytvoření předpokladů pro regeneraci složek životního prostředí postižených v důsledku znečištění ovzduší. Vedle národních legislativ, jež vychází např. z dat Mezinárodní zdravotnické organizace WHO), platí v oblasti ochrany ovzduší řada mezinárodních smluv snažících se postihnout globální problémy ovzduší.

19.2. Teoretická část Základními mezinárodními smlouvami na ochranu ovzduší, jejichž členem je i ČR jsou: Rámcová úmluva OSN o změně klimatu a Kjótský protokol v oblasti ochrany klimatu Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší Vídeňská úmluva a Montrealský protokol v oblasti ochrany ozonové vrstvy

Úmluva je založena na čtyřech hlavních principech: principu mezigenerační spravedlnosti, t. j. chránit klimatický systém ve prospěch nejen současné, ale i příštích generací; principu společné, ale diferencované odpovědnosti, který říká, že ekonomicky vyspělé země nesou hlavní odpovědnost za rostoucí koncentrace skleníkových plynů v atmosféře, přičemž jejich povinností je i poskytovat pomoc rozvojovým zemím;

Rámcová úmluva OSN o změně klimatu Rámcová úmluva OSN o změně byla přijata na Konferenci OSN o životním prostředí a rozvoji v Rio de Janeiru v roce 1992 a vstoupila v platnost dne 21. 03. 1994. Úmluva poskytuje rámec mezinárodním vyjednávání o možném řešení problémů spojených s probíhající změnou klimatu, tato vyjednávání zahrnují problematiku snižování emisí skleníkových plynů, vyrovnávání se s negativními dopady změny klimatu i finanční a technologickou podporu rozvojovým zemím. Úmluva a následný Kjótský protokol jsou právním podkladem pro snížení emisí skleníkových plynů na úroveň, která by nebyla z hlediska vzájemné interakce s klimatickým systémem Země pro další vývoj planety nebezpečná.

principu potřeby chránit zejména ty části planety, které jsou více náchylné na negativní dopady změn klimatického systému, tj. především těch zemí, které jsou v rámci svého hospodářského vývoje a geografického umístění zranitelnější; principu tzv. předběžné opatrnosti, tj. nutnosti neodkládat řešení problému, a to ani v tom případě, že doposud nelze některé důsledky změny klimatu přesně kvantifikovat. ČR Úmluvu podepsala dne 13. 6. 1993 a ratifikovala ji dne 7. 10. 1993.

83

Ovzduší


Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu byl přijat v prosinci roku 1997 na Třetí konferenci smluvních stran v Kjótu. Obsahuje preambuli, 28 článků a 2 přílohy. V příloze B jsou kvantifikovány redukční cíle ekonomicky vyspělých státu a vymezeny způsoby jejich možného plnění. Země Přílohy I Úmluvy se v Protokolu zavázaly do konce prvního kontrolního období (2008–2012) snížit emise skleníkových plynů nejméně o 5,2 % ve srovnání se stavem v roce 1990. Země přílohy I Úmluvy se na celkových emisích podílejí 63,7 %. Redukce se týkají emisí oxidu uhličitého, metanu, oxidu dusného, hydrogenovaných fluorovodíku (HFCs), polyfluorovodíku (PFCs) a fluoridu sírového (SF6), vyjádřených ve formě ekvivalentu CO2 (tzv. uhlíkový ekvivalent) antropogenních emisí. Kromě emisí skleníkových plynů bere Protokol v úvahu i jejich propady, tj. absorpci vyvolanou změnami ve využívání krajiny (zalesňování, péče o lesní porosty, resp. odlesňování). Součástí Protokolu jsou tzv. flexibilní mechanismy, které umožňují průmyslovým státům, aby snížily emise na území jiného státu nebo odkoupily od jiného státu právo vypouštět skleníkové plyny. Jsou jimi: obchodování s emisemi, společně zavaděná opatření, mechanismus čistého rozvoje.

Protokol o dlouhodobém financování Programu spolupráce při monitorování a vyhodnocování dálkového přenosu látek znečišťujících ovzduší v Evropě (EMEP) EMEP je nástrojem mezinárodního rozdělení nákladů na monitoring znečištění ovzduší podle dohod o redukci emisí. Protokol o snížení emisí síry přecházející hranice států nejméně o 30 % (1. protokol o síře). Protokol o snižování emisí těkavých organických látek (protokol VOC) Protokol byl přijat za účelem snižování emisí těkavých organických látek, které způsobují tvorbu přízemního ozonu. Protokol o dalším snížení emisí síry (2. protokol o síře) Dále rozvíjí nástroje na redukci emisí síry, což v důsledku vedlo k diferenciaci závazků k redukci emisí pro jednotlivé smluvní strany

Na 17. zasedání konference smluvních stran Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu a 7. zasedání smluvních stran Kjótského protokolu v Durbanu v Jihoafrické republice (28. 11. – 9. 12 2011) bylo přijato rozhodnutí o dalším pokračování Kjótského protokolu a přijetí jeho druhého kontrolního období pro plnění redukčních cílů rozvinutých států. Tím se vytvořily podmínky pro to, aby nedošlo k právní mezeře mezi prvním (2008–2012) a následujícím kontrolním obdobím (od roku 2013).

Protokol o těžkých kovech

Druhé kontrolní období bude dle přijatého rozhodnutí zahájeno 1. ledna 2013 s tím, že další klimatické konference v roce 2012 rozhodnou o jeho délce (zvažuje se pětileté nebo osmileté kontrolní období) a konkrétních redukčních závazcích rozvinutých států.

Protokol o persistentních organických polutantech (Protokol o POPs)

Českou republikou byl Protokol podepsán 23. 11. 1998 a ratifikován 15. 11. 2001. Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší přesahujícím hranice států byla sjednána v roce 1979 a patří k významným nástrojům prevence přenosu znečišťování ovzduší na velké vzdálenosti. Úmluva má rámcový charakter, smluvní omezování znečišťování ovzduší je realizováno prostřednictvím protokolů, které jsou k úmluvě postupně přijímány. Protokoly, sjednané k Úmluvě, jsou nástrojem, prostřednictvím kterého je realizováno smluvní omezování znečišťování ovzduší. Zatím byly k Úmluvě sjednány tyto protokoly:

84

Protokol o těžkých kovech se zaměřuje na 3 obzvláště škodlivé kovy: kadmium, olovo a rtuť a ustanovuje pravidla pro jejich redukci a omezení jejich emisí z průmyslových zdrojů, spaloven odpadu a procesů, při nichž dochází ke spalování látek. Omezuje též používání olovnatých benzínů

Protokol se zaměřuje na 16 látek, které byly vyčleněny podle smluvených rizikových kritérií. Tyto látky zahrnují 11 pesticidů, 2 průmyslové chemikálie a 3 znečišťující látky. Protokol zakazuje výrobu některých z nich přímo, u jiných stanovuje lhůtu na jejich eliminaci a například u DDT, HCH a PCBs přísně omezuje jejich výrobu Protokol k omezení acidifikace, eutrofizace a tvorby přízemního ozonu (Göteborgský protokol) Protokol stanovil emisní stropy pro rok 2010 pro čtyři základní polutanty: síru, oxidy dusíku, těkavé organické látky a amoniak Protokol o snižování emisí oxidů dusíku nebo jejich toků přes hranice států


Česká republika je smluvní stranou Úmluvy od svého vzniku dne 1. ledna 1993, kdy převzala závazky Československa, pro něž Úmluva vstoupila v platnost dne 22. března 1984. Vídeňská úmluva na ochranu ozonové vrstvy Vídeňská úmluva na ochranu ozonové vrstvy byla sjednána v roce 1985 za účelem ochrany lidského zdraví a životního prostředí proti nepříznivým účinkům lidské činnosti, které mění nebo by mohly měnit ozonovou vrstvu. Její smluvní strany spolupracují především při systematických pozorováních, výzkumu a prostřednictvím výměny informací. Konkrétní závazky naplňující cíl stanovený ve Vídeňské úmluvě jsou upraveny prováděcím Montrealským protokolem o látkách, které poškozují ozonovou vrstvu z roku

Ovzduší

1987. Cílem Protokolu je přijímat a realizovat celosvětová opatření na vyloučení výroby a spotřeby téměř 100 regulovaných látek, které ozonovou vrstvu poškozují. Upravuje nakládání s látkami populárně označovanými jako freony a halony a dále výrobu a použití methylbromidu. Regulované látky jsou chemicky velmi stálé. Pronikají do vyšších vrstev atmosféry, kde způsobují zeslabování ozonové vrstvy, která život na Zemi chrání před vysoce intenzivním UV-zářením. Snižování emisí těchto látek je jedním z nejúspěšnějších světových projektů v oblasti ochrany životního prostředí. ČR se jako nástupnická země stala smluvní stranou Úmluvy a Protokolu dnem svého vzniku. Československo se smluvní stranou Vídeňské úmluvy stalo 30. prosince 1990.

19.3. Praktická část 1. Které mezinárodní dohody se týkají snížení emisí skleníkových plynů? 2. Emisí jakých látek se týká Kjótský protokol? 3. Kterých látek se týká Úmluva o dálkovém znečišťování ovzduší 4. Čeho se týká Vídeňská úmluva?

Zdroje www.mzp.cz/cz/ramcova_umluva_osn_zmena_ klimatu www.mzp.cz/cz/kjotsky_protokol www.mzp.cz/cz/videnska_umluva_montrealsky_ protokol_dokument

5. Co je cílem Montrealského protokolu? 6. Sestavte časovou posloupnost uzavírání jednotlivých mezinárodních dohod a přístupu České republiky k nim. 7. Jsou podle vás tyto mezinárodní dohody dostačující k ochraně ovzduší?

85

Ovzduší

Ochrana ovzduší, Česká republika

Pracovní list 20


20.1. Úvod Ochrana čistoty ovzduší na území České republiky má mnohem kratší historii než meteorologie a hydrologie. Po druhé světové válce byla hlavním cílem obnova hospodářství a péči o kvalitu ovzduší nebyla věnovaná výrazná pozornost. S vývojem politické situace, ale také stavu techniky, metod stanovení znečišťujících látek v ovzduší a technicky přenosu a zpřístupnění dat lze např. v současné době kvalitu ovzduší sledovat aktuálně na území celé České republiky prostřed-

nictvím sítě měřicích stanic tzv. imisního monitoringu. V platnosti je nový zákon č. 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší, který mimo jiné definuje limity pro stanovené znečišťující látky a to jak emisní tak i imisní.

20.2. Teoretická část 20.2.1. Historie ochrany čistoty ovzduší 50. léta V padesátých letech 20. století se postupně rozvíjel těžký průmysl a výstavba hnědouhelných elektráren v Podkrušnohoří, což mělo za následek zhoršení imisní situace v regionu. V tomto období byla hlavním garantem sledování imisní situace tzv. hygienická služba. Na konci padesátých let byl zapojen do omezování znečištění ovzduší i Český hydrometeorologický ústav, a to zejména výzkumem rozptylu znečištění v ovzduší. 60. léta V roce 1967 bylo zřízeno Ministerstvo lesního a vodního hospodářství (MLVH), v jehož kompetenci bylo zajišťování řízení kvality ovzduší, jehož činnost byla svěřena Hydrometeorologickému ústavu (HMÚ). Z hygienické služby přešla v roce 1968 do HMÚ skupina pracovníků pod vedením dr. B. Böhma. V Praze vznikl zvláštní útvar čistoty ovzduší (Laboratoř ochrany ovzduší, LOO) s regionálními pracovišti na pobočkách ústavu i s převedením správy observatoře Tušimice, která byla v roce 1966 zřízena Ústavem hygieny pro monitorování změn kvality ovzduší v podkrušnohorské oblasti v souvislosti s důlní činností a provozem velkých tepelných elektráren.

86

70. léta Dle údajů OSN bylo Československo v roce 1978 na 3. místě nejvyššího zatížení SO2 v Evropě po NDR a Belgii. Pro boj s prašností jsou úspěšně zaváděny dvoustupňové odlučovače. Dochází k výraznému poškození smrkových porostů v Krkonoších a Jizerských horách. Zvyšuje výskyt alergií a onemocnění dýchacích cest u dětí. 80. léta Znečištění ovzduší v ČR dosahuje svého maxima. Na zhoršené imisní situaci se podílí i četné inverze. V důsledku masivního poškození a odumírání lesů dochází k jejich velkoplošné těžbě. Veřejnost začíná zvyšovat zájem o vliv ovzduší na lidské zdraví a probíhají demonstrace pro čisté ovzduší. Ke zdrojům znečištění se neřadí jen tepelné elektrárny, ale i lokální topeniště, dálkový přenos škodlivin a zvyšující se doprava. 90. léta Změna politické situace a převod ČHMÚ do působnosti nově vzniklého ministerstva životního prostředí umocnila zájem o kvalitu ovzduší. V této době vzniká na celém území ČR automatizovaná síť sledování kvality ovzduší zaměřená se zaměřením na škodliviny jako oxidu siřičitý, prach a oxidy dusíku. Významným zlomem koncem devadesátých let bylo odsíření elektráren a pokles emisí prachových částic.


Postupně se pozornost zaměřila sledování jemných prachových částic PM10 a ozonu. Informační systém kvality ovzduší (ISKO) je rozvíjí od roku 1992. Protože ISKO navazuje na dřívější Imisní informační systém (IIS) obsahuje i data mnohem starší, například údaje o koncentracích oxidu siřičitého a prašného aerosolu ze stanic ČHMÚ v severních Čechách a v Praze jsou uchovány již od roku 1971. 21. století Monitorovací síť byla počátkem první dekády tohoto století komplexně rekonstruována a doplněna o sledování dalších látek, zejména polyaromatických uhlovodíků a posupně i jemných prachových částic PM2,5. V současnosti (od 1. 9. 2012) platí nový zákon o ochraně ovzduší č. 201/2012 Sb.

20.2.2. Ochrana ovzduší – současnost

Ovzduší

Nástroje ke snižování znečištění a znečišťování ovzduší: Národní program snižování emisí ČR Programy zlepšování kvality ovzduší Smogová situace Stanoviska, závazná stanoviska a rozhodnutí orgánů ochrany ovzduší Nízkoemisní zóny Poplatky za znečišťování Imisní limity pro ochranu zdraví lidí jsou stanoveny pro tyto znečišťující látky: SO2, NO2, CO, PM10, PM2,5, Pb Imisní limity vyhlášené pro ochranu ekosystémů a vegetace:

Zákon o ochraně ovzduší Od roku 2002 legislativa ochrany ovzduší ČR prošla kompletní změnou a byla přivedená do souladu s legislativou Evropské Unie. Základem této novelizované legislativy stal zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, který patřil mezi hlavní legislativní nástroje ochrany ovzduší. Tento zákon byl od 1. 9. 2012 nahrazen novým zákonem č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší. Nový zákon přináší řadu rozsáhlých změn včetně zrušení veškeré stávající právní úpravy. Hlavním cílem nového zákona o ochraně ovzduší je zásadní zlepšení kvality ovzduší a především efektivnější ochrana obyvatel před imisní zátěží. Důvodem je pokračující stagnace na úrovni stavu znečištění ovzduší, které má přímé negativní dopady na zdraví i životy lidí. Ambicí nového zákona o ochraně ovzduší je dosáhnout lepší kvality ovzduší při současném snížení nadbytečné administrativní zátěže a legislativních povinností. Nový zákon také reaguje na plnění národních cílů a mezinárodních závazků v oblasti ochrany ovzduší. S novým zákonem vstoupí v platnost i další nezbytné prováděcí předpisy, dotýkající se ochrany ovzduší. Součástí české legislativy bude mj. i vyhláška o předcházení emisím látek, které poškozují ozonovou vrstvu, a fluorovaných skleníkových plynů, jež reflektuje závazky ČR vůči mezinárodním smlouvám v oblasti ochrany ozonové vrstvy. Další velmi důležitým prováděcím předpisem je vyhláška o přípustné úrovni znečišťování a jejím zjišťování, která stanovuje mj. způsob a četnost zjišťování úrovně znečišťování měřením a výpočtem, způsob zjišťování tmavosti kouře a obecné emisní limity, specifické emisní limity.

SO2, NOx Kromě imisních limitů jsou v zákoně definovány i prahové (informativní, regulační a varovné) hodnoty pro vybrané znečišťující látky (jako SO2, NO2, PM10 a O3) pro které platí, pokud překročí své prahy hodnot, vyhlášení smogové situace.

20.2.3. Národní program snižování emisí ČR Je nejvýše postaveným programovým dokumentem v oblasti ochrany ovzduší. Byl zpracován v roce 2007 MŽP za účelem stanovení komplexních a systémových nástrojů pro snižování emisí znečišťujících látek a snižování úrovně znečištění ovzduší. Cílem tohoto programu je dosažení a plnění národních emisních stropů a snížení celkové úrovně znečištění a znečišťování v ČR, snížit rizika pro lidské zdraví, snížit zátěž životního prostředí látkami poškozujícími ekosystémy a vegetaci a vytvořit předpoklady pro regeneraci postižených složek životního prostředí a pro snižování. V souvislosti s těmito cíli je kladen důraz na podporu nových environmentálně šetrných technologií a využití potenciálu energetických úspor. Tento dokument obsahuje několik klíčových opatření, která přispějí ke zlepšení současného stavu a k ochraně životního prostředí a zdraví lidí. Z programu vyplývají územní priority z pohledu celého území České republiky. Maximální úsilí o snížení znečištění ovzduší by mělo být soustředěno do Moravskoslezského kraje, Ústeckého kraje, Prahy a Brna. V těchto lokalitách žije největší

87

Ovzduší


podíl obyvatelstva ČR, které je exponováno vysokým úrovním znečištění ovzduší. Vysoká pozornost by měla být věnována zejména Ostravsko-karvinské oblasti, která patří k územím s nejvíce znečištěným ovzduším v celé Evropě. Program se soustřeďuje na nástroje zlepšování kvality ovzduší, které jsou v kompetenci ústředních orgánů státní správy - především legislativní a ekonomické nástroje. Podpůrnými aktivitami k omezování emisí znečišťujících látek jsou: finanční podpory, dobrovolné aktivity mezi znečišťovateli a veřejností, osvěta a výchova, snižování dopravní náročnosti na silnicích a preference hromadné dopravy atd.

Program je zpracováván pro každou zónu a aglomeraci zvlášť. Odpovědným orgánem za zpracování programů zlepšování kvality ovzduší je Ministerstvo životního prostředí. Provozovatelé stacionárních zdrojů se mohou účastnit projednávání Programu a vznášet případné námitky. Součástí Programu jsou především opatření zajišťující, že období, kdy dochází k překračování imisních limitů, bude co možná nejkratší. Program musí být v souladu s Národním programem snižování emisí ČR. Program musí přispívat také k dosažení národního cíle snížení expozice a v tomto smyslu je doplňkem Národního programu snižování emisí. Smogová situace

Programy zlepšování kvality ovzduší se zpracovávají pro oblasti, ve kterých dochází k překračování imisních limitů. Programy obsahují analýzu současného stavu a navrhovaná opatření vedoucí ke zlepšení situace. Program je základní je prostředek, jak dosáhnout stanovených přípustných úrovní znečištění.

Smogová situace je stav mimořádně znečištěného ovzduší, kdy úroveň znečištění oxidem siřičitým, oxidem dusičitým, částicemi PM10 nebo přízemním ozonem překročí některou z prahových hodnot.

Prahové hodnoty pro SO2, NO2 a PM10 Informativní prahová hodnota Oxid siřičitý

250 µg/m3

Oxid dusičitý

200 µg/m3

Při překročení uvedené hodinové průměrné koncentrace ve 3 po sobě následujících hodinách.

Nebo Suspendované částice PM10

100 µg/m3

Při překročení uvedené 24hodinové průměrné koncentrace ve 2 po sobě následujících dnech.

Prahové hodnoty pro SO2, NO2 a PM10 Regulační prahová hodnota Oxid siřičitý

500 µg/m3

Oxid dusičitý

400 µg/m

3

Při překročení uvedené hodinové průměrné koncentrace ve 3 po sobě následujících hodinách.

Nebo Suspendované částice PM10

Při překročení uvedené 24hodinové průměrné koncentrace ve 3 po sobě následujících dnech.

150 µg/m3

Prahové hodnoty pro přízemní ozon Informativní prahová hodnota Přízemní ozon

180 µg/m3

Při překročení uvedené hodinové průměrné koncentrace v 1 hodině. Varovná prahová hodnota

Přízemní ozon

88

240 µg/m3

Při překročení uvedené hodinové průměrné koncentrace v 1 hodině.


Ovzduší

Nejvýznamnější změnu v oblasti emisí přinese rok 2016, Vznik smogové situace a její ukončení vyhlašuje ministerkdy vstoupí v účinnost směrnice o průmyslových emisích stvo neprodleně ve veřejně přístupném informačním systé(2010/75/EU). postupné zpřísnění emisních limitů si mu a v médiích. Současně neprodleně informujeobecním inspekciúřadem do 18 měsíců Výrazné od konce kalendářního roku, ve kterém došlo k překročení imisního vyžádá na ekologizaci výši 40 miliard a dotčené krajské a obecní úřady a dotčené provozovatele limitu, pro danou zónu investice nebo aglomeraci program v odhadované zlepšování kvality ovzduší. Program zlepšování kvality ovzduší Kč. vydává ministerstvo opatřenílátek obecné a vyhlašuje Limity u tuhýchformou znečišťujících se povahy sníží na 1/5, emiseho ve Věstníku stacionárních zdrojů. Ministerstva životního prostředí. NOx na 1/3 a u SO2 se sníží na 1/6 dnešního emisního limitu. Veřejnost je informována prostřednictvím médií. Pro přípaNa následujících obrázcích jsou vyznačeny oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší na území Ústeckého kraje v období 2004 – 2009sea na území celé kvalitou České republiky pro období 2010a 2011. dy překročení regulační prahové hodnoty stanovuje krajský Oblasti zhoršenou ovzduší úřad zvláštní podmínky provozu pro stacionární zdroje, které v dané lokalitě významně přispívají k úrovni znečištění. Oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší (OZKO)‚ jsou území v rámci zóny nebo aglomerace, kde je překročena hodnota Je-li to třeba, vydá obec pro případy vzniku smogové situace imisního limitu u jedné nebo více znečišťujících látek. regulační řád. Regulační řád obsahuje opatření na omezení provozu silničních motorových vozidel. V souladu se zmíněným zákonem o ochraně ovzduší v případě, že je v zóně nebo aglomeraci překročen imisní limit staStanoviska, závazná stanoviska novený v bodech 1 až 3 v příloze č. 1 k tomuto zákonu, nebo a rozhodnutí orgánů ochrany ovzduší v případě, že je v zóně nebo aglomeraci imisní limit 2005 stanovený 2004 v této příloze v bodu 1 překročen vícekrát, než je zde stanoveStanoviska, závazná stanoviska a rozhodnutí orgánů ochraný maximální počet překročení, zpracuje MŽP ve spolupráci ny ovzduší musí vždy směřovat k tomu, aby s novým či s příslušným krajským úřadem nebo obecním úřadem do 18 změnou zdroje znečištění nedocházelo ke zhoršení kvality měsíců od konce kalendářního roku, ve kterém došlo k přeovzduší v oblasti. kročení imisního limitu, pro danou zónu nebo aglomeraci program zlepšování kvality ovzduší. Program zlepšování kvality ovzduší vydává ministerstvo formou opatření obecné povahy Nízkoemisní zóny a vyhlašuje ho ve Věstníku Ministerstva životního prostředí. 2007 2008 Ve zvláště chráněných územích, lázeňských místech, nebo Na následujících obrázcích jsou vyznačeny oblasti se zhoršepokud došlo k překročení některého z imisních limitů, může nou kvalitou ovzduší na území Ústeckého kraje v období 2004– obec na svém území, nebo jeho části, stanovit vyhláškou tzv. Obrázek:sil-Vymezení OZKO vzhledem k imisním limitům pro ochranu zdraví dle údajů 2009 a na území celé České republiky pro období 2010 a 2011. nízkoemisní zónu (zónu s omezením provozu motorových z roku 2010 ničních vozidel). Pro případy vzniku smogové situace může obec stanovit zvláštní podmínky provozu nízkoemisní zóny, zejména zpřísnit emisní kategorie vozidel, která mohou vjíždět do nízkoemisní zóny po dobu trvání smogové situace. Vjezd do nízkoemisní zóny je dovolen pouze pro silniční motorová vozidla označená emisní plaketou s uvedením příslušné emisní kategorie v souladu s příslušnou dopravní značkou, která zónu vymezuje, a dále pro vozidla typu uniatek, hasičských vozů apod. Vymezení OZKO z roku 2011 Zdroj: www.mzp.cz Poplatky za znečišťování hradí znečišťovatelé, provozovate-

Poplatky za znečišťování

Obrázek:

vzhledem

k imisním

limitům

pro

ochranu

zdraví

dle

lé stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší, za vypouštění znečišťujících látek do ovzduší. Poplatky a emisní povolenky tvoří spolu s emisními limity hlavní nástroje regulace vypouštěných látek - ochrany životního prostředí. Kvůli velkému ekonomickému dopadu se však jejich existence neobejde bez kontroverzí. V současné národní právní úpravě se v energetice vztahují pouze na velké zdroje tepla a elektrické energie. Teplárny proto opakovaně poukazují na jejich diskriminační charakter.

18.3

Praktická část

118

89

1) Jakým základním nástrojem se řídí v České republice ochrana ovzduší? 2) Jaký je v České republice základní programový dokument v oblasti ochrany ovzduší?

údajů

obecním úřadem do 18 měsíců od konce kalendářního roku, ve kterém došlo k překročení imisního limitu, pro danou zónu nebo aglomeraci program zlepšování kvality ovzduší. Program zlepšování kvality ovzduší vydává ministerstvo formou opatření obecné povahy a vyhlašuje ho ve Věstníku Ministerstva prostředí. Ovzdušíživotního Ochrana ovzduší, Česká republika Na následujících obrázcích jsou vyznačeny oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší na území Ústeckého kraje v období 2004 – 2009 a na území celé České republiky pro období 2010a 2011.

2005

2004

2007

Obrázek:

Vymezení OZKO vzhledem 20.3. Praktická část z roku 2010

2006

2008

k imisním

limitům

1. Jakým základním nástrojem se řídí v České republice ochrana ovzduší?

pro

ochranu

2009

zdraví

dle

údajů

Zdroje www.ecmost.cz

2. Jaký je v České republice základní programový dokument v oblasti ochrany ovzduší? 3. Co je to OZKO? Proč je tak velké území Ústeckého kraje zařazeno do OZKO? Vysvětlete. 4. Vysvětli rozdíl mezi informativní a regulační prahovou hodnotou.

enviregion.pf.ujep.cz/inter_uc/2st/main.php?kap=a2p&iddata=048 www.mzp.cz mzp.cz/cz/narodni_program_snizovani_emisi www.nechci-drahe-teplo.cz/emisni-povolenky

5. Pro které škodliviny jsou stanoveny informativní a regulační prahové hodnoty?

Zdroj: www.mzp.cz 6. Co je to smogová situace? 7. Setkali jste se s vyhlášením smogové situace? Jaké byly instrukce pro chování veřejnosti v době smogové situace a proč?

118

90

Kvalita ovzduší a zdraví

Ovzduší

Pracovní list 21


21.1. Úvod Znečištění ovzduší je jedním z faktorů, který se spolupodílí na ovlivnění lidského zdraví. Může se projevit výskytem nebo zhoršením subjektivních obtíží nebo objektivních poruch zdraví, na kterých se může určitou měrou podílet expozice látkám z ovzduší cestou dýchacího ústrojí. Za posledních několik desítek let byla nashromážděna řada důkazů o působení znečištěného ovzduší na lidské zdraví

21.2. Teoretická část Státní zdravotní ústav je zpracováván SZÚ každoročně od roku 2006 pro jednotlivé látky (NO2, PM10, As, Cd, Ni, benzen a BaP) a pro celou ČR. Je dostupný v elektronické verzi na webových stránkách SZÚ:

V České republice se zabývá vlivem životního prostředí na lidské zdraví Státní zdravotní ústav (SZÚ), který je příspěvkovou organizací ministerstva zdravotnictví. Sídlem ústavu je Praha. SZÚ připravuje mimo jiné podklady pro národní zdravotní politiku, pro ochranu a podporu zdraví a také provádí monitorování a výzkum vztahů životních podmínek a zdraví. Státní zdravotní ústav má 6 odborných center, z nichž Centrum zdraví a životního prostředí se věnuje právě problematice vlivu kvality životního prostředí a tedy i ovzduší na lidské zdraví.

Dlouhodobě nejzávažnějším problémem zůstávají suspendované částice (PM10 a PM2,5) a polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU/BaP).

Odhady zdravotních rizik, na kterých se podílí expozice populace konkrétním znečišťujícím látkám z venkovního ovzduší,

V následující tabulce jsou uvedeny vlivy některých škodlivin na životní prostředí a lidské zdraví včetně jejich zdroje.

Škodlivina Oxid siřičitý Oxidy dusíku

Přízemní ozon

Oxid uhličitý Oxid uhelnatý

www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/ovzdusi-a-zdravi

Vliv na zdraví a životní prostředí Dráždění dýchacích cest, kyselé deště-devastace lesních porostů, okyselování jezer a půdy. Eutrofizace vod. Pálení očí, kašel, bolest na hrudníku, bolesti hlavy, nevolnost a dýchací potíže. Poškození lesních porostů a rostlin. „Skleníkový plyn“, přispívá k hrozbě globálních změn klimatu. Působí na srdce, cévní a nervový systém.

Zdroj Spalování fosilních paliv, těžký průmysl Spalovací procesy, automobilová, letecká a lodní doprava Vytváří se za slunečních dnů z prekurzorů, které mají původ v automobilové dopravě. Spalování fosilních paliv Nedokonalé spalování fosilních paliv, doprava, lokální topeniště

91

Ovzduší


Prachové částice

Kardiovaskulární onemocnění, choroby dýchacích cest, snižuje délku života a zvyšuje kojeneckou úmrtnost, váže na sebe další látky. „Zaprášení“ rostlin a staveb.

Spalování fosilních paliv, doprava, sopečná činnost

Těžké kovy (olovo, kadmium, arsen)

Poruchy krvetvorby, funkce ledvin, choroby dýchacích cest. Akumulace a přenos v potravních řetězcích.

Spalování fosilních paliv, hutní průmysl, doprava

Těkavé organické látky (VOC)

Poškozování sliznic, otravy organismu, narkotické a neurotické účinky.

Barvy a rozpouštědla, chemický průmysl, spalování pohonných hmot.

Polyaromatické uhlovodíky (PAU)

Řada z nich je karcinogenních a mutagenních.

Nedokonalé spalovací procesy, lokální topeniště, kouření.

Ovzduší je nejdůležitější složkou životního prostředí, neboť pro život vzduch potřebujeme trvale. Význam jeho čistoty je více jak zřejmý. Týká se to jak venkovního ovzduší, tak i ovzduší vnitřního, tj. ovzduší v našich obydlích. Ovzduší se vyznačuje tím, že jsou v něm obsaženy různé znečišťující látky, které mají hmotnou povahu (pevný a kapalný aerosol), nebo je tvoří plyny a páry. Na vdechnutí látek hmotné povahy reaguje organismus podle jejich velikosti různě. Částice o velikosti nad 5 µm se zachytí v horních cestách dýchacích a člověk je vykašlává, vysmrkává nebo je se slinami spolkne. V žaludku, případně v játrech, jsou následně detoxikovány. Částice o velikosti pod 5 µm se dostávají až do plicních sklípků. Plynné škodliviny (oxidy síry, dusíku, formaldehyd) jsou z více než 90 % zachyceny v nosní dutině. Reakcí organismu na ně je větší vylučování sekretu, což se projeví jako rýma, v horším případě dojde k zánětu horních cest dýchacích. Z hlediska zdravotního, ale i ekonomického je však závažnější onemocnění dolních cest dýchacích (zánět průdušek a plic), protože často přechází do chronicity. Dolní cesty dýchací ohrožuje nejvíce respirabilní frakce polétavého prachu. Ten může sám o sobě na organismus působit v závislosti na chemickém složení a fyzikálních vlastnostech. Může mít účinky mechanické, toxické, alergizující a rakovinotvorné. Působí však i jako nosič dalších chemických látek a mikroorganismů, které jsou na jeho povrchu sorbovány. Znečištění ovzduší se v poslední době stalo vážnou hrozbou lidstva a rizikovým faktorem, ovlivňujícím zdraví celých skupin populace. Lidský organismus je vystaven značné zátěži. Jakkoli byl organismus člověka přírodou vybaven určitou schopností přizpůsobit se změněným podmínkám, je zřejmé, že proměny obývaného prostředí dnes předbíhají schopnost adaptability lidského organismu a tato skutečnost se projevuje zvýšeným nárůstem takzvaných civilizačních onemocnění. Důkazem této skutečnosti je statisticky podložený nárůst onemocnění obyvatelstva a dramatický vzestup prostředků investovaných do oblasti zdravotnictví. Příčinou zvýšené nemocnosti je zřejmě proměna životního prostředí člověka a nový životní styl.

92

Člověk, jehož genotyp byl utvářen v ekvivalentu venkovskému prostředí, byl ve městě vystaven zcela odlišným podmínkám nového životního prostředí. Důsledkem je nárůst onemocnění dýchacích cest, cévních potíží a rakoviny, dále neustále se zvyšující počet nemocných trpících alergiemi, astmatem a jinými kožními onemocněními. Nezbytným opatřením ke zlepšení vnitřního prostředí všech budov je důsledné větrání. Platí však, že budovy ve městě jsou více ohrožovány smogem, budovy v přírodě zase rostlinnými alergeny. Člověk dýchá složitou směs plynů, par, pevných i kapalných aerosolů nazvanou vzduch. Jde o směs látek, která vedle kyslíku a dusíku do koncentrace 0,00001 % představuje asi 17 komponentů anorganické povahy a v koncentracích nižších stovky dalších i organických látek. Tuto složitou strukturu lze rozdělit na: komponenty stálé, a to i přes antropogenní znečištění, komponenty proměnlivé, na které má člověk již svou činností vliv, komponenty velmi proměnlivé. Protože v posledních padesáti letech se mnohonásobně zvýšilo znečištění ovzduší průmyslovými exhalacemi a kouřovými i výfukovými plyny, jsme nuceni dýchat vzduch obsahující množství různých škodlivých látek včetně choroboplodných zárodků a alergenů. Znečištění ovzduší je rozdílné podle zeměpisného umístění určité oblasti, ale i v jednotlivých částech obcí a především velkých měst. Podstatně horší jsou podmínky tam, kde je menší proudění vzduchu (údolí, centra měst) nebo kde jsou vedeny důležité silniční tahy a dálnice, v okolí továren a jiných průmyslových podniků. Naopak zdravěji je ve vyvýšených oblastech, na periferiích měst a samozřejmě na venkově mimo průmyslové oblasti.


Jaké koncentrace znečišťujících látek v ovzduší jsou zdraví nebezpečné? V zásadě lze konstatovat, že zvýšené riziko ohrožení zdraví vzniká při překročení úrovně znečištění stanovené imisními limity, vyhlášenými pro ochranu zdraví lidí a uvedenými v Příloze č. 1 k zákonu č. 201/2012 Sb. (zákon o ochraně

Ovzduší

ovzduší). Hodnoty imisních limitů jsou stanoveny s přihlédnutím k dlouhodobému působení znečištěného ovzduší na zdraví člověka, krátkodobá expozice zvýšeným koncentracím nemusí zhoršení zdravotního stavu způsobit. To to neplatí pro osoby s již rozvinutým zdravotním postižením, např. astmatem.

21.3. Praktická část 1. Zlepšuje se kvalita ovzduší v ČR ? Kde je možné vyhledat podklady pro odpověď?

Zdroje www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/ovzdusi-a-zdravi

2. Jakým způsobem škodí znečištěné ovzduší lidskému zdraví? 3. Jak můžete osobně přispět ke snižování emisí skleníkových plynů a emisí dalších znečišťujících látek, např. oxid siřičitý (SO2), oxidy dusíku (NOx), tuhých částic (PM10, PM2,5)?

www.szu.cz/centrum-zdravi-a-zivotniho-prostredi www.chmi.cz enviregion.pf.ujep.cz/inter_uc/2st/main.php?kap=a2p&iddata=048

4. Máte problémy se zdravím, které mohou souviset se znečištěným ovzduším? 5. Ve kterém regionu by dle Vašeho názoru bylo znečištění ovzduší nejmenší a proč?

93

Ovzduší

94

Poznámky

Soubor pracovních listů pro žáky

Zhotovitel: IMPOWER ENERGY, s.r.o. Sadová 15 434 01 Most IČ: 25489399

Realizátor: Seductus, s.r.o. Vladimíra Majakovského 2092/7 434 01 Most IČ: 25489411

Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi. Ovzduší

Recommend Documents