Výjimečně nízké koncentrace suspendovaných částic a oxidů dusíku v prvních 9 měsících roku 202013 min čtení

V letošním roce máme zatím velmi dobře nakročeno k dosažení roku s nejnižšími koncentracemi znečišťujících látek. V tomto článku si ukážeme, jak vypadá situace ke konci září u suspendovaných (prachových) částic a oxidů dusíku a zároveň pokusíme vysvětlit, co je příčinou.

Pro účely této analýzy byla použita operativní data o koncentracích oxidů dusíku, oxidu dusičitého a prachových částic PM₁₀ a PM_2,5, naměřených automatickými stanicemi imisního monitoringu. Do analýzy bylo zahrnuto celkem 15 stanic z různých částí republiky a různého typu (od městských dopravních, předměstských pozaďových až po venkovské pozaďové stanice). Cílem bylo srovnat průměrné koncentrace za období leden-září v roce 2020 s hodnotami v posledních 5 letech (2015-2019). Do analýzy byly zahrnuty pouze stanice s dostatečným množstvím dat v jednotlivé roky a stanice, které mají k dispozici průměr leden-září pro všechny roky v období 2015-2020. Výběr stanic byl proveden zčásti náhodně tak, aby pokrýval celou republiku a zahrnoval různé typy stanic.

Kvalita ovzduší je obecně nejhorší v zimním období. Nejedná se o konečné roční hodnoty, proto může do konce roku být vše jinak. Přesto, jak si nyní ukážeme, je letošní rok velmi pozitivní z pohledu kvality ovzduší v České republice.

Suspendované částice PM₁₀

Suspendované (prachové) částice obecně jsou produkovány zejména lokálními topeništi a patří mezi problematické znečišťující látky v České republice, neboť je na některých místech pravidelně překračován imisní limit pro 24h koncentrace této látky (50 µg.m^-3), na některých místech je překračován i imisní limit pro roční průměr (40 µg.m^-3).

Z 15 hodnocených stanic byly koncentrace PM₁₀ v měsících leden až září v roce 2020 nejnižší ze všech let 2015-2019 (leden-září) na všech 15 stanicích! Celkový průměr 2020 je o 24 % nižší, než je průměr 2015-2019. Koncentrace PM₁₀ tedy v lednu-září dosahovaly průměrně pouze přibližně 75 % hodnot typických v období 2015-2019. Největší pokles byl ze sledovaných stanic pozorován v Moravskoslezském kraji, například na stanici Věřňovice, stanici s dlouhodobě nejvyššími koncentracemi PM₁₀ v České republice, byl pozorován pokles na přibližně 67 % průměru 2015-2019. Naopak nejmenší pokles byl pozorován na stanici Plzeň-střed, kde se jednalo o 85 % průměru 2015-2019, což je však stále 15% pokles.

Jak již bylo zmíněno, pokles v roce 2020 byl zaznamenán na všech stanicích, a to nejen ve srovnání s celkovým průměrem za roky 2015-2019, ale i v porovnání s průměrem za kterýkoliv rok mezi 2015 a 2019 ve shodném období leden-září na dané stanici.

Například na pozaďové, venkovské stanici na observatoři Košetice byly koncentrace pouze přibližně poloviční ve srovnání s rokem 2018.

Následující graf ukazuje poměr koncentrace PM₁₀ v lednu až září 2020 ke shodné části jednotlivých let 2015 až 2019 na vybraných stanicích. Na grafu je vidět, že ve všech 70 případech (15 stanic, 5 let) je tento poměr pod 100 %, tedy je nižší.

Suspendované částice PM_2,5

Suspendované částice PM_2,5 jsou potenciálně nebezpečnější než částice PM₁₀ neboť jsou menší a tedy pronikají hlouběji do dýchacího systému. Tyto částice jsou v ČR produkovány především z lokálního vytápění domácností a to v ještě větším podílu než u částic PM₁₀.

Jaké byly koncentrace PM_2,5 v lednu až září 2020? Stručně řečeno, stejně jako v případě PM₁₀ velmi nízké. Opět byly koncentrace PM_2,5 v daném období na všech 12 hodnocených stanicích, pro které jsou k dispozici data, nižší než je průměr na dané stanici pro danou část roku a období 2015-2019. Navíc ale stejně jako v případě PM₁₀, jsou koncentrace v roce 2020 nižší než v kterémkoliv roce 2015-2019 na všech hodnocených stanicích.

Celkově byly koncentrace PM_2,5 na hodnocených stanicích o 30 % nižší, než je průměr 2015-2019. Největší rozdíl byl pozorován opět v Moravskoslezském kraji. Na stanici Věřňovice byly hodnoty oproti průměru 2015-2019 o 36 % nižší. Naopak nejméně se pokles projevil na stanici Brno-Svatoplukova (pokles o přibližně 20 %).

Rozdíl mezi rokem 2020 a průměrem 2015-2019, leden-září, ukazuje následující graf, kde jsou na ose Y vyneseny poměry průměrné koncentrace PM_2,5 2020 ku průměru koncentrací PM_2,5 za období 2015-2019, v období ledna až září.

Podobně jako v případě PM₁₀ si ukážeme ještě graf, který ukazuje poměry mezi koncentracemi v každém jednotlivém roce. I zde je patrné, že ani jednou nedosáhl poměr hodnoty rovné nebo vyšší než je 100 %, tedy byly koncentrace v roce 2020 (leden-září) nižší na všech stanicích.

Oxidy dusíku (NO_x)

Jako oxidy dusíku jsou v kontextu kvality ovzduší označovány kombinované koncentrace oxidu dusnatého (NO) a oxidu dusičitého (NO₂). Hlavním zdrojem oxidů dusíku v České republice je doprava. Nejvyšší koncentrace této znečišťující látky jsou tedy pozorovány na nejvíce dopravně zatížených lokalitách.

Z analýzy dat o koncentracích NO_x v lednu až září let 2015 až 2020 plyne, že na všech 15 hodnocených stanicích byly koncentrace v roce 2020 nižší, než kolik činí průměr 2015-2019. V průměru je pokles přibližně 25 %. Nejmarkantněji se pokles projevil na venkovské pozaďové stanici na odlehlé observatoři Košetice (přibližně o 45 %). Naopak nejméně na stanici Ústí nad Labem – Kočkov (přibližně o 8 %). Dlouhodobě nejvyšší jsou koncentrace dusíků v České republice na městské dopravní stanici Praha-Legerova, která se nachází u velmi rušné dopravní komunikace. Zde je průměr v roce 2020 o 29 % nižší, než je průměr pro danou stanici v totožné části roku 2015-2019.

Z 15 hodnocených stanic byly koncentrace NO_x v roce 2020 (leden-září) nejnižší ze všech let 2015-2019 na 14 z nich. Jedinou výjimkou je stanice Ústí nad Labem – Kočkov, kde byly koncentrace v roce 2020 o 2 % vyšší než v letech 2018 a 2019. I v tomto případě je tedy rok 2020 výjimečný a koncentrace NO_x byly na všech stanicích velmi nízké.

Oxid dusičitý (NO₂)

Hlavním zdrojem NO₂ je doprava, není však jeho zdrojem výhradním, na emisích NO₂ se dále podílí například energetika a výroba tepla či lokální vytápění domácností. Pro tuto látku je v zákoně o ochraně ovzduší definován imisní limit pro hodinovou (200 µg.m^-3) i roční (40 µg.m^-3) průměrnou koncentraci. NO₂ vzniká oxidací NO. Nejvyšší koncentrace jsou stejně jako u NO_x pozorovány na dopravních stanicích.

Z datové analýzy vyplynulo, že na hodnocených stanicích byla průměrná koncentrace od ledna do září 2020 o více než 22 % nižší, než je průměr pro totožnou část roku za roky 2015-2019. Na venkovské pozaďové stanici na observatoři Košetice jsou hodnoty dokonce o téměř 50 % nižší, než je průměr 2015-2019.

Pokud se podíváme na data z jednotlivých let zjistíme, že koncentrace za období leden až září byly v roce 2020 nejnižší ze všech let 2015-2020 na 14 z 15 hodnocených stanic. Jedinou výjimkou je stanice Ústí nad Labem-Kočkov, kde byly koncentrace NO₂ v roce 2019 v daném období o 1 % vyšší. Naopak vůbec nejnižší poměr je u koncentrací NO₂ v Košeticích mezi roky 2020 a 2015, který činí jen necelých 38 %, tedy pokles v roce 2020 o více než 60 %.

Příčiny

Z výše uvedených informací jasně plyne, že minimálně první tři čtvrtiny roku 2020 byly po stránce koncentrací PM₁₀, PM_2,5, NO_x a NO₂ výjimečný a to v pozitivním slova smyslu. Máme tedy nakročeno k roku s nejnižšími koncentracemi těchto znečišťujících látek od začátku měření, neboť pokud bychom se podívali dále do historie, koncentrace by byly ještě vyšší. Především u koncentrací PM_x pozorujeme dlouhodobý mírný sestupný trend.

Důležitou otázkou je, co je příčinou tohoto poklesu. V podstatě můžeme říci, že se s nejvyšší pravděpodobností jedná o tři základní faktory, podíl jednotlivých z nich je však nemožné přesně stanovit:

• meteorologické podmínky – vliv meteorologických podmínek na kvalitu ovzduší zdůrazňujeme pravidelně. Vysvětlen byl například v našem nedávném článku o nízkých koncentracích benzo[a]pyrenu na začátku roku 2020. V tomto článku jsou také detailně zhodnoceny meteorologické podmínky na začátku roku 2020 a jak ovlivnily kvalitu ovzduší (výrazně nadprůměrné teploty vzduchu, rychlosti větru a množství srážek). K začátku roku se přidaly i vhodné podmínky v létě 2020. To se vyznačovalo vyšším množstvím srážek, především červen byl srážkově velmi nadprůměrný. Příznivé rozptylové podmínky vedou k nižším koncentracím všech znečišťujících látek, nadprůměrné teploty zlepšují situaci především z pohledu koncentrací PM, které jsou z velmi významné míry závislé na intenzitě vytápění.
• nouzový stav – vliv nouzového stavu na kvalitu jsme zde také hodnotily velmi podrobně, například v tomto článku. Pokles dopravy se podepsal především na snížení koncentrací oxidů dusíku.
• dlouhodobý postupný pokles emisí – lze předpokládat, že na nízkých koncentracích v roce 2020 se podílel i postupný pokles koncentrací znečišťujících látek v ČR obecně, daný například postupnou obměnou starých kotlů za nové (např. díky kotlíkovým dotacím), obměnou vozového parku, kdy staré vozy nahrazují novější s nižšími emisemi či například zlepšující se technologie snižující emise z průmyslových zdrojů.

Můžeme tedy říci, že nízké koncentrace v prvních 9 měsících letošního roku jsou částečně díky přirodním vlivům (meteorologické podmínky), částečně díky lidskému vlivu (postupné snižování emisí) a u nouzového stavu se jedná o kombinaci snížení dopravy apod. je faktorem daným změnou lidské činnosti, avšak vyvolaným dá se říci lidmi neovlivnitelnými faktory).

Závěr

Z hodnocení vyplývá, že první tři čtvrtiny roku 2020 byly po stránce kvality ovzduší výjimečné a to v pozitivním slova smyslu. Ve srovnání s celkovým průměrem za roky 2015-2019 byly na hodnocených stanicích (různého typu od dopravních městských až po pozaďové venkovské) po celé České republice koncentrace nižší v průměru o 24 % (PM₁₀), 30 % (PM_2,5), 24 % (NO_x) a 21 % (NO₂). U PM₁₀ a PM_2,5 byly navíc koncentrace v roce 2020 nižší i než průměrné koncentrace v kterémkoliv jednotlivém roce mezi 2015 a 2019 na všech hodnocených stanicích. U NO_x a NO₂ tomu tak bylo u 14 z 15 stanic, pouze na jedné byl zaznamenán mírný nárůst ve srovnání s rokem 2018 či 2019, navíc o pouhá 1-2 %. Nejvíce se pokles PM_x projevil v Moravskoslezském kraji, u oxidů dusíku z hodnocených stanic nejvíce na pozaďové venkovské stanici Košetice.

Vzhledem k postupnému dlouhodobému zlepšování kvality ovzduší v ČR lze navíc předpokládat, že pokud bychom se podívali dále do historie, byl by pokles v roce 2020 ve srovnání s předchozím obdobím ještě markantnější. Toto však nemusí platit výhradně a na určitých lokalitách mohou být dlouhodobé trendy odlišné v závislosti na konkrétním charakteru dané lokality (blízké zdroje a jejich typy atd).

V tuto chvíli samozřejmě ještě nemůžeme říci, že byl rok 2020 výjimečný jako celek. Kvalita ovzduší je obecně nejhorší v zimní období jak vlivem obecně horších rozptylových podmínek, tak skladbou zdrojů (především vliv vytápění). Pokud tedy budou například na konci roku 2020 teplotní inverze spojené s velmi nízkými teplotami, nemusí být roční průměrné koncentrace v konečném důsledku zdaleka tak příznivé. V tuto chvíli však máme nakročeno k výjimečně dobrému roku. Jelikož se na takto nízkých koncentracích hodnocených látek z velké míry podílí meteorologické podmínky, lze předpokládat, že jsou v období leden až září výjimečně nízké i hodnoty koncentrací některých dalších znečišťujících látek, jako například benzo[a]pyrenu, v tuto chvíli však nemáme operativní data o koncentracích této látky za všech prvních 9 měsíců k dispozici (zpracování a analýza těchto vzorků je výrazně časově náročná, takže v tuto chvíli máme k dispozici jen prvních 6 měsíců dat). Na začátku roku však byly koncentrace benzo[a]pyrenu výjimečně nízké, jak bylo popsáno v předchozím článku.

Hodnocené stanice

	Typ	PM10	PM2,5	NO2	NOx
Brno-Svatoplukova	městská, dopravní	ano	ano	ano	ano
Brno-Tuřany	předměstská, pozaďová	ano	ano	ano	ano
Brno-Úvoz	městská, dopravní	ano	N/A	ano	ano
Hradec Králové – Brněnská	městská, dopravní	ano	ano	ano	ano
Jeseník-lázně	venkovská, pozaďová	ano	ne	ano	ano
Košetice	venkovská, pozaďová	ano	ano	ano	ano
Olomouc-Hejčín	městská, pozaďová	ano	ano	ano	ano
Ostrava-Poruba	předměstská, pozaďová	ano	ne	ano	ano
Ostrava-Přívoz	městská, průmyslová	ano	ano	ano	ano
Plzeň-střed	městská, dopravní	ano	ano	ano	ano
Věřňovice	venkovská, pozaďová	ano	ano	ano	ano
Praha-Legerova	městská, dopravní	ano	ano	ano	ano
Praha-Libuš	předměstská, pozaďová	ano	ano	ano	ano
Ústí nad Labem – Kočkov	předměstská, pozaďová	ano	ano	ano	ano
Zlín	předměstská, pozaďová	ano	ano	ano	ano

N/A – stanice tuto látku měří, ale v daném roce není dostatečné množství dat pro hodnocení