Posledních několik dní, charakteristických velmi vysokými teplotami, již vedlo v některých krajích k vyhlášení smogové situace kvůli vysokým koncentracím přízemního ozonu. Často slyšíme o ozonové díře a nutnosti usilovat o její obnovu, proto může být informace o nebezpečí v důsledku vysokých koncentrací ozonu matoucí. Jak to tedy skutečně s ozonem je?
Další články na toto téma:
Ozon (O3) představuje anorganickou molekulu sestávající z tří atomů kyslíku. Klíčem k odpovědi na otázku jak je to s prospěšností ozonu v atmosféře je rozdělení ozonu na dva typy:
- přízemní (troposférický) ozon
- stratosférický ozon
Stratosférický ozon
Když mluvíme o tzv. ozonové díře, máme na mysli druhý jmenovaný typ, tedy ozon stratosférický, který tvoří tzv. ozonovou vrstvu ve výšce přibližně 10 až 50 km nad zemským povrchem. Pro život na zemi je tato vrstva velmi důležitá. Působí jako přirozený filtr, který pohlcuje biologicky aktivní složku UV záření o vlnové délce 280 až 320 nm (tzv. UV-B záření). Přestože je UV-B záření pohlcováno například také oblaky, prachem či atmosférickými aerosoly, je přítomnost a koncentrace ozonu ve stratosféře nesmírně důležitá. Narušení ozonové vrstvy vede k změnám jak regionálního, tak globálního klimatu s možnými vážnými následky na organizmy (nádory, oční zákaly, poruchy imunitního systému, narušení vodních ekosystémů atd.) [1, 2].
V 70. letech minulého století bylo zjištěno, že se koncentrace stratosférického ozonu začaly významně snižovat. V roce 1985 přichází britští vědci s šokujícím závěrem, že je na jaře nad některými částmi Antarktidy množství ozonu o 40 % nižší než v roce 1977. Později navíc bylo toto území rozšířeno na významnou část jižní polokoule. Začalo se mluvit o tzv. “ozonové díře” (ve skutečnosti se tedy nejedná o “díru”, kde by ozon zcela chyběl, ale pouze o snížené koncentrace). Začalo se intenzivně pátrat, co způsobuje tak rapidní pokles této látky v atmosféře. Ukázalo se, že příčinou jsou především tzv. chlor-fluorované uhlovodíky (CFC, známé také pod komerčním názvem freony). Tyto látky se používaly jako tepelné izolanty, v rozpouštědlech či například jako chladící medium v ledničkách, mrazničkách a klimatizacích.
Zatímco ještě v roce 1979 byla nejnižší koncentrace stratosférického ozonu 194 Dobsonových jednotek (DU). Od roku 1983 začalo docházet k rapidnímu snižování, kdy byla minima 154 DU (1983), 124 DU (1984) a v roce 1991 byla nejnižší naměřená koncentrace poprvé nižší, než 100 DU. Historické minimum pak bylo pozorováno 30. září 1994, pouhých 73 DU.
16. září 1987 byl v kanadském Montrealu podepsán tzv. Montrealský protokol – závazek zákazu používání a výroby látek poškozujících ozonovou vrstvu, ke kterému k dnešnímu dni přistoupilo už 197 zemí, včetně České republiky. Jelikož se však jedná o látky velmi stabilní, přetrvávají v atmosféře desítky, či dokonce více než sto let [3]. Díky zvyšování povědomí veřejnosti a především dodržování Montrealského protokolu se podařilo zastavit sestupný trend a naopak nastavit vzestupný. Modely však předpokládají, že se původní stav před 80. lety 20. století obnoví nejdříve kolem roku 2040 či v polovině tohoto století (NASA). Bohužel však je možné, že se tento termín posune, protože bylo v nedávné minulosti odhaleno, že se v některých oblastech tato nařízení nerespektují.
Aktuální stav ozonové vrstvy můžete sledovat na stránkách NASA.
Množství ozonu nad Antarktidou v září 1979-2017.
Přízemní (troposférický) ozon
Na rozdíl od stratosférického ozonu je přízemní ozon považován za látku znečišťující ovzduší. Jedná se o tzv. sekundární polutant – nemá významný zdroj, ale vzniká až komplexními sekundárními fotochemickými reakcemi v ovzduší, především pak reakcemi oxidů dusíku (NOx) a těkavých organických látek (VOC). Velký význam však mají také meteorologické podmínky. Obecně platí, že koncentrace přízemního ozonu narůstají se vzrůstající teplotou a množstvím UV záření a naopak klesají se zvyšující se relativní vlhkostí vzduchu. Celkově zastupuje přízemní ozon přibližně 10 % celkového ozonu v zemské atmosféře, zbylých 90 % připadá na ozon stratosférický.
Zvýšené koncentrace přízemního ozonu mají nežádoucí účinky na zdraví. Můžou způsobovat různá onemocnění dýchací soustavy a maji silně dráždivé účinky na oční spojivky (SZÚ). Pozor by si měly dávat především osoby s chronickými obstrukčními onemocněními a astmatem a malé děti. V poledních a odpoledních hodinách je při vysokých koncentracích přízemního ozonu lepší zdržet se intenzivní fyzické aktivity pod širým nebem. Pro přízemní ozon je v Zákonu o ochraně ovzduší stanoven imisní limit, který má hodnotu 120 µg.m-3 jako maximální denní 8h klouzavý průměr a maximální povolený počet překročení za 3 po sobě jdoucí roky je 25 – v opačném případě mluvíme o překročení imisního limitu pro přízemní ozon. Dále se počítá index AOT40, ten bere v potaz pouze koncentrace v denní dobu (8-20 SEČ) a letní období.
Vysoké koncentrace přízemního ozonu tedy můžou být důvodem k vyhlášení smogové situace. Někdy se takovéto smogové situaci říká také “letní smog” – to souvisí s faktem, že takové stavy nastávají výhradně v letním období. Jak již bylo zmíněno, vysoké koncentrace se vyskytují především ve dnech s malou oblačností a vysokými teplotami a bývají naměřeny na venkovských stanicích, spíše než na městských. Obecně jsou koncentrace přízemního ozonu nejnižší na dopravních stanicích, kde ozon reaguje s NO, tvořící emise z dopravy.
Aktuální koncentrace najdete například na interaktivní mapě znečištění ovzduší zde na blogu.
[1] Hartmann DL, Wallace JM, Limpasuvan V, Thompson DW, Holton JR. Can ozone depletion and global warming interact to produce rapid climate change?. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2000 Feb 15;97(4):1412-7.
[2] Stolarski RS. The Antarctic ozone hole. Scientific American. 1988 Jan 1;258(1):30-7.
[3] Ledley TS, Sundquist ET, Schwartz SE, Hall DK, Fellows JD, Killeen TL. Climate change and greenhouse gases. Eos, Transactions American Geophysical Union. 1999 Sep 28;80(39):453-8.
vedoucí oddělení kvality ovzduší
Rád si hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout. Na ČHMÚ pracuji na pozici vedoucího oddělení kvality ovzduší, vytvořil jsem a spravuji tento blog, jsem administrátorem Facebook, Instagram a Twitter účtu ČHMÚ, jsem členem skupiny mobilní aplikace ČHMÚ a mám na starost anglickou větev našeho Facebook účtu. Podílím se na projektech napříč různými odděleními ČHMÚ a jsem project manager kontroly dat Evropské databáze emisí na čemž spolupracuji s Evropskou agenturou pro životní prostředí v Kodani.
Na ČHMÚ pracuji od roku 2014, práce mě moc baví a to nejen díky náplni, ale i skvělým kolegyním a kolegům.
Jsem také autorem nejpoužívanější šablony stránek pro uživatele meteostanic, používané ve více než 65 zemích ve více než 30 jazycích.
Nejnovější od autora
Meteorologie & klimatologie23.6.2024Množství srážek v dubnu 2024 – Jihomoravský kraj, Zlínský kraj a Kraj Vysočina
Meteorologie & klimatologie23.6.2024Teplota vzduchu v dubnu 2024 – Jihomoravský kraj, Zlínský kraj a Kraj Vysočina
Meteorologie & klimatologie23.6.2024Množství srážek v březnu 2024 – Jihomoravský kraj, Zlínský kraj a Kraj Vysočina
Meteorologie & klimatologie23.6.2024Teplota vzduchu v březnu 2024 – Jihomoravský kraj, Zlínský kraj a Kraj Vysočina
Děkuji za krásný článek. Mohu se zeptat, proč jsou koncentrace letního smogu vyšší na vesnických stanicích než na těch městských? Měl jsem za to, že letní smog způsobují výfukové plyny aut. Souvisí to třeba se sluneční aktivitou, která může být ve městech více narušena výstavbou?
Hezký den,
logický dotaz. Je to dáno dvěma faktory:
1. ozon vzniká fotochemicky, ta reakce je katalyzována slunečním zářením. To bývá intenzivnější na horách, které jsou ve vyšších polohách, toť vysvětlení vyšších hodnot v horských oblastech.
2. prekurzory v té reakci jsou mj. oxidy dusíku a těkavé organické látky. Ta reakce je ale velmi složitá a závisí tam i na tom, jaký je mezi těmi prekurzory poměr. Na dopravních stanicích je v tomto směru méně příznivý poměr, je tam více oxidů dusíku ve srovnání s VOC a paradoxně tím je vznik ozonu bržděn oproti stanicím s jiným, příznivějším poměrem.
Dobrý den , mám dotaz. . Dnes v Ostrově nad Ohří. Dne 1.5.2023 je venku cítit – ozón. Poměrně silně. V noci před ránem jsem slyšela silnou dunivou ránu- která mi okamžitě evokovala zvuk , způsobený zbraněmi. Nedaleko nás probíhá v současnosti vojenské cvičení na Doupově. Je možné, že použití nějaké zbraně může způsobit – silně cítící ozón ve vzduchu? Zvukově to , co mě vzbudilo neodpovídalo ničemu běžnému- žiju v klidné a tiché části města. Běžné zvuky znám – před ránem dnešního dne byl výše popsaný zvuk zcela neznámý , přesně takový jako , když se střílí novými zbraněmi. Děkuji za odpověď, s pozdravem Hrubá Jana
Hezký den,
pokud by se tam střílelo, spíše bych čekal zvýšené koncentrace částic, případně kovů a ten zápach by byl takový “kovový”, jako když se na Silvestra odpaluje pyrotechnika. Ozon jako takový je sekundární znečišťující látka, která nemá svůj zdroj. Takto přímo ozon do ovzduší emitován není. Nikdy jsem neslyšel o tom, že by zbraně nějak výrazně zvyšovaly koncentrace ozonu.
Prosím, co si myslíte o generátorech ozónu pro účely dezinfekcí a čištění místností (bez přítomnosti lidí, pak se vyvětrá)? Mají například 20 g/m3/hodinu, ale asi se to musí rozpočítat na objem místnosti např. 60 m3, to by znamenalo koncentraci cca 0,3 g/m3 v místnosti např. po hodině provozu. Nikde jsem se nedočetl, jaká hladina koncetrace doopravdy ničí uváděné plísně, bakterie, bacily a viry, ale dokonce i roztoče a drobný hmyz. Přístoje nejsou drahé, a pokud by to fungovalo, tak by to bylo výborné, ale není to spíše tak, že je to k ničemu nebo naopak, že je to škodlivé? Nebo je ten plyn tak těžký, že převážně – i bez ohledu na ventilátor přístoje – klesne převážně k podlaze a tam je pak koncentrace mnohem větší a na strope žádná – nelze posoudit. Co si o tom myslíte? Koupě mě láká, ale pociťuji určitou nedůvěru k účinnosti.
Děkuji za odborný názor.