Hlavní složky životního prostředí Ovzduší

Znečištění ovzduší Hlavní zdroje znečištění: * výroba elektřiny, vytápění * doprava * průmyslové provozy Klíčovým procesem, který ovlivňuje znečištění ovzduší je spalování Hlavní znečišťující látky při spalování: * tuhé (kapalné) částice * oxidy síry SOx – převážně SO2, částečně SO3 * oxidy dusíku NOx – převážně NO, částečně NO2 * těkavé organické látky VOC, převážně uhlovodíky * oxid uhelnatý CO

Popis hlavních škodlivin 1. Oxid siřičitý SO2 * vzniká při spalování uhlí a ropy (obsah síry 0,5 – 6%) * v atmosféře SO2 oxiduje na SO3 * SO3 reaguje s vodou na kyselinu sírovou (kyselé deště) 2. Oxidy dusíku NOx * oxid dusný N2O – vzniká převážně z přírodních zdrojů (bakteriální reakce v půdě), používáním dusíkatých hnojiv, hoření uhlí a biomasy * oxid dusnatý NO – spalování při teplotách nad 1000oC * oxid dusičitý NO2 – viz oxid dusnatý. 3. Oxid uhelnatý CO * vzniká při nedokonalém spalování (nedostatek kyslíku, nízká teploty) * přispívá ke vzniku fotochemického smogu, zejména ve městech * způsobuje nedostatečné okysličení krve

Popis hlavních škodlivin 4. Těkavé organické látky VOC * jsou snadno odpařitelné, zejména uhlovodíky (paliva, maziva, rozpouštědla) * unikají při spalování (motorová vozidla), při výrobě a skladování 5. Částice * mají rozměr od 0,2 nm do 0,5 mm. * prach – vzniká mechanickým způsobem (drcení, mletí, …) * popílek – hrubé částice, spaliny z topenišť (1 – 100 m) * kouř, saze – jemné částice při spalování (0,01 – 0,5 m) * mlha – směs kapalných částic 0,1 – 30 m * smog – soubor částic a plynných příměsí znečišťující životní prostředí

Imisní limity ČR Znečišťující látka Doba průměrování Hodnota imisního limitu [µg.m-3] LV Maximální tolerovaný počet překročení za kalendářní rok SO2 1 hod. 350 24 24 hod. 125 3 PM10 50 35 kalendářní rok 40 — NO2 200 18 Pb 0,5 CO max. denní 8h klouzavý průměr 10 000 Benzen 5

Důsledky znečištění atmosféry 1. Kyselé deště * vznikají působením oxidů síry a dusíku * SOx  H2SO4 NOx  HNO3 (kyselina dusičná) CO2  H2CO3 (kyselina uhličitá) * dochází ke snižování pH půdy. V našich podmínkách mají deště pH 4 – 4,5, nejnižší naměřená hodnota byla v USA – pH 2,0 * uvolňování těžkých kovů z půdy * zánik mechů a lišejníků, oslabování odolnosti lesů proti přirozeným škůdcům * výrazné snížení počtu ryb * koroze stavebních materiálů (omítky, vápence, pískovce) * v ČR způsobily největší škody v Jizerských horách (působení elektráren v Polsku a Německu) a v Krušných horách (vliv elektráren na severu Čech).

2. Ozón Ozón vzniká působením elektrických výbojů nebo UV záření na molekulu kyslíku * přízemní ozón * stratosférický ozón (15 – 50 km nad zemí) a) Přízemní ozónová vrstva Jedovatá a škodlivá látka. Vzniká přirozenou cestou (například při bouřce) a působením člověka, zejména v městském prostředí (vliv dopravy). Vznik: vzájemné působení slunečního záření a znečišťujících látek (primární populanty). * mezi hlavní primární populanty patří oxidy dusíku NOx. * vysoké koncentrace jsou v průběhu slunečního dne ve velkých městech a v jejich okolí (fotosmog). * zdravotní problémy – bolest hlavy, kašel, plicní potíže. * působí negativně na nátěry, látky, pryž, urychluje korozi Redukční smog: vzniká při teplotách okolo 0oC, vysoké vlhkosti a inversní situaci, kdy neprobíhá přirozená cirkulace vzduchu (spodní vrstva je chladnější než vrchní vrstva)

b) Vrchní ozónová vrstva * Životně důležitý – pohlcuje ultrafialové záření o vlnových délkách UV B (0,28 - 0,315 m) a UV C (0,1 - 0,28 m). * Za normálních podmínek je ve slunečním záření zhruba 5% UV záření. * Měří se v Dobsonových jednotkách (Je-li 300 DJ, pak by ozón na povrchu země vytvořil vrstvu 3 mm) * Velké ztenčení ozónové vrstvy – „ozónová díra“ (pokles ozónu až o 40%) * Vliv úbytku ozónu – snižování imunitního systému, rakovina kůže, poškození zraku, narušení ekosystému * Látky, které nejvíce poškozují vrchní ozónovou vrstvu: chlorfluorovodíky (freony), oxid dusný * Legislativa – Základem je Montrealský protokol (1987), zákaz výroby freonů ve všech vyspělých zemích od roku 1995.

Úloha vrchní ozónové vrstvy

Vrstva ozónu nad Českou republikou Aktuální měření v České republice

UV index - je mezinárodní bezrozměrná veličina, která udává úroveň (intenzitu) UV záření dopadajícího na zemský povrch a vyjadřuje biologický efekt na lidské zdraví. - slouží jako informace (varování) pro obyvatele - pro zjednodušení se udává „celkový pobyt na slunci“ bez použití ochranných prostředků, po uplynutí začne kůže rudnout (hnědnout). - Fototyp I (nejméně odolná) – fototyp IV (nejvíce odolná) - v našich podmínkách se UV index pohybuje v rozsahu 0-9 Slunečný ochranný faktor

UV index

Plocha „ozonové díry“ v září 2006 nad Antarktidou 27,3 mil. km2 „Ozónová díra“ Plocha „ozonové díry“ v září 2006 nad Antarktidou 27,3 mil. km2

Důsledky znečištění atmosféry 3. Skleníkový efekt * je nezbytný pro živit na zemi v současné podobě * v důsledku znečištění ovzduší se prohlubuje vliv skleníkového efektu, což má za následek nárůst teploty Princip skleníkového efektu Jedním ze základních procesů, který udržuje na Zemi poměrně stále teplotní podmínky, je mechanizmus průniku, zadržování a výdeje slunečního záření přes atmosféru  skleníkový efekt * část světelné záření proniká na zemský povrch. * většina tohoto záření je pohlcena  ohřívání Země  sálání infračerveného záření * infračervené záření neprochází atmosférou tak snadno, jako světelné záření. Část infračerveného záření je zachyceno plyny v atmosféře a vysláno zpět k Zemi

světelné záření od Slunce infračervené záření procházející atmosférou infračervené záření od Země odražené infračervené záření zpět k Zemi – skleníkový efekt

Skleníkový efekt

Složky pro přirozený skleníkový efekt Význam skleníkového efektu * teplota Země působením pouze slunečního záření by byla asi 255 K (-18oC) * vlivem skleníkového efektu se teplota zvýší zhruba o 33 K, tedy na 288 K (+15oC) * základním problémem je zvyšování objemu skleníkových plynů v atmosféře, což má za následek zvyšování teploty Složky pro přirozený skleníkový efekt plyn vodní pára oxid uhličitý ozón oxid dusný metan ostatní plyny účinnost (%) 62 22 7 4 2,5

Podíl plynů, které se podílejí na zvyšování skleníkového efektu oxid uhličitý metan oxid dusný freony simulace

Obsah oxidu uhličitého v atmosféře

Globální oteplování průměrná teplota 1956 - 2005

Důsledky globální oteplování * v současné době nejsou prokazatelné * nejčastěji diskutované negativní projevy - ústup ledovců - zvýšení hladin oceánů - změna oceánských proudů - zvyšování extrémních meteorologických projevů (hurikány, záplavy, sucha, …) Čeká nás doba ledová ?

Legislativa ke skleníkovému efektu Základním materiálem pro snižování skleníkových plynů je Kjótský protokol - podmínky byly přijaty v roce 1997 v Kyoto - průmyslově vyspělé země se zavázaly v období 2008 - 2012 snížit emise skleníkových plynů o 5,2 % v porovnání s rokem 1990 (1995) - platnost protokolu je vázána 2 podmínkami: * ratifikace alespoň 55 státy * ratifikace tolika státy, aby jejich podíl na tvorbě skleníkových plynů byl v roce 1990 alespoň 55% Základním problémem ratifikace je druhá podmínka, která ukládá ratifikaci průmyslově vyspělým státům, které se nejvíce podílejí na tvorbě skleníkových plynů * k 1. 1. 2005 ratifikovalo protokol 132 zemí, které zahrnují 61,6 % (ne USA, Čína)