Koncentrace znečišťujících látek v krajích Jihomoravském, Zlínském a Vysočina byly v roce 2020 na řadě stanic historicky nejnižší20 min čtení

Již v průběhu roku 2020 jsme Vás informovali, jak vypadá kvalita ovzduší v roce 2020. Konkrétně v článku, který hodnotil stav po prvních 9 měsících roku. Nyní už máme k dispozici data za celý rok a potvrdilo se to, co jsme již v průběhu roku tušili, tedy že za sebou máme rok s vůbec nejlepší kvalitou ovzduší v daných regionech.

V tomto shrnutí se budeme věnovat stanicím ve třech krajích v kompetenci brněnské pobočky ČHMÚ, tedy v kraji Jihomoravském, Zlínském a Vysočina. Budeme vycházet z operativních dat Českého hydrometeorologického ústavu, tedy dat, která ještě budou procházet verifikací, ale v drtivé většině případů se již nijak výrazně odlišovat nebudou. Zároveň je nutné připomenout, že se jedná pouze o data z automatických stanic imisního monitoringu. Data z manuálních stanic (kterých je ale výrazně méně) budou k dispozici až za několik měsíců, neboť se tyto vzorky analyzují následně v laboratořích a neměří v reálném čase. Nejsou tedy například k dispozici data o koncentracích benzo[a]pyrenu či těžkých kovů, které se jinde, než na manuálních stanicích, nesledují.

Do hodnocení byly zahrnuty pouze ty automatické stanice, které splnily podmínku dostupnosti dat. Například u ročního průměru jsou to tedy pouze ty stanice, které měly za rok data z alespoň 90 % dní roku. Pokud například nějaká stanice měla za rok data dostupná pouze v 88 % případů, do hodnocení bohužel nemůže být zahrnuta, protože by to mohlo konečné výsledky zkreslovat. Do hodnocení tedy byly zahrnuty pouze ty stanice, které měly dostatek dat v roce 2020.

Proč byl rok 2020 z hlediska kvality ovzduší tak dobrý?

Důvodů je více. Tím hlavním jsou ale meteorologické podmínky. Sešla se kombinace meteorologických podmínek, které jsou pro kvalitu velmi příhodné, a právě meteorologické podmínky jsou v řadě situací tím hlavním faktorem ovlivňujícím absolutní koncentrace znečišťujících látek. Pojďme si nyní ty nejdůležitější meteorologické faktory v roce 2020 krátce shrnout:

• nadprůměrné teploty v zimních měsících – zejména počátek roku, tedy leden a především únor, byly měsíce teplotně velmi nadnormální. V únoru byla dokonce odchylka od dlouhodobého normálu téměř 5 °C, což je opravdu nevídané. Teplota vzduchu má v zimě nepřímo velmi výrazný vliv na kvalitu ovzduší – teplejší počasí znamená menší potřebu vytápění, a právě lokální vytápění domácností je v současnosti největším problémem kvality ovzduší v České republice. Topení ve starých kotlech na tuhá paliva produkuje obrovskou míru znečištění, pro srovnání můžete použít aplikaci, kterou jsme pro tento účel nedávno vytvořili.
• větrné počasí – Českem se v roce 2020 prohnalo několik vichřic, a to zejména v únoru. Rychlost větru udává především rozptyl v horizontálním směru a vyšší rychlost znamená lepší rozptyl.
• deštivé počasí – rok 2020 byl po delší době rokem, kdy nebylo takové sucho, jako to, které nás trápilo v minulých letech. V některé měsíce byly v mnoha regionech srážkové úhrny více než dvojnásobné ve srovnání s dlouhodobým průměrem. Vyskytly se i povodně na podzim, což není příliš obvyklé, a právě na Jižní Moravě byly stavy povrchových vod v některé měsíce velmi nadprůměrné. Jak ukázal náš další článek, v říjnu 2020 byly průměrné průtoky v oblasti kompetence ČHMÚ Brno na dokonce 485 % dlouhodobého průměru! Srážky, ať už pevného (sníh) či kapalného (déšť) skupenství, snižují koncentrace všech znečišťujících látek procesem tzv. mokré depozice, tedy smývání znečištění z ovzduší na povrch.
• absence dlouhodobých plošných přízemních teplotních inverzí –přízemní teplotní inverze mají zásadní vliv na kvalitu ovzduší. Vytvoření inverzní vrstvy funguje jako poklička, která kumuluje znečištění u povrchu, a tedy výrazně brání vertikálnímu rozptylu znečišťujících látek. Zcela nezávisle na množství emisí se tedy při teplotní inverzi zvyšují koncentrace znečišťujících látek. V roce 2020 žádná perioda s výraznými a dlouhými přízemními teplotními inverzemi zaznamenána nebyla.
• mírnější léto – sice musíme tento termín brát s rezervou, protože teplotně bylo i léto 2020 nadprůměrné, avšak mohlo se nám zdát chladnější ve srovnání s extrémy, na které jsme byli zvyklí z minulých let. Právě dny s velmi vysokými teplotami a jasným počasím stojí za nejvyššími koncentracemi přízemního ozonu. I v tomto směru byl tedy rok 2020 lepší, než předchozí dva roky.

Stručně řečeno, kvalita ovzduší je lepší, „pokud fouká, prší, není příliš horko v létě a příliš zima v zimě a netvoří se výrazné přízemní teplotní inverze“. A pokud se podíváme na rok 2020, pak víceméně téměř přesně splňuje tyto podmínky.

Nebyly to ale jen meteorologické podmínky, byť měly pravděpodobně největší vliv, existují i další důležité faktory:

• nouzový stav – jak ukázala naše jarní analýza, v důsledku vyhlášení nouzového stavu klesla výrazně doprava a s tím souvisel i pokles emisí oxidů dusíku. V absolutních hodnotách nemusely být koncentrace nižší, a to z důvodu dalších faktorů popsaných výše, působících paralelně, avšak jisté je, že bez poklesu dopravy by za shodných meteorologických podmínek (které působily zcela nezávisle na samotné epidemii) byly koncentrace vyšší.
• dlouhodobý postupný pokles emisí – v České republice se dlouhodobě kvalita ovzduší u většiny látek zlepšuje. Podíl na tom má například postupná obměna starých kotlů na tuhá paliva (třeba v rámci kotlíkových dotací) nebo obměna vozového parku. Také se postupně zlepšují technologické procesy různých průmyslových provozů a tím snižují jejich emise.

Suspendované (prachové) částice PM₁₀

Koncentrace suspendovaných částic PM₁₀ byly v roce 2020 na téměř všech hodnocených stanicích nejnižší za posledních 20 let či za dobu existence stanice. Jednalo se o všechny brněnské stanice. Navíc, vzhledem k faktu, že byly koncentrace suspendovaných částic PM₁₀ před dvaceti lety celkově výrazně vyšší, můžeme říci, že se pravděpodobně v tomto směru jedná o rok s vůbec nejnižšími koncentracemi částic PM₁₀ za dobu měření.

Následující graf ukazuje průměrné roční koncentrace PM₁₀ na brněnských stanicích tam, kde je průměr dostupný. Data jsou od roku 2000 do 2020, tam kde stanice vznikla později, jsou data od roku vzniku. Limit dostupnosti splnilo v roce 2020 v Brně celkem 8 automatických stanic.

Doplňme ještě totožný graf pro zbytek stanic v Jihomoravském kraji a krajích Zlínském a Vysočina.

Jelikož se v těchto grafech hůře orientuje, následující graf ukazuje pro srovnání ještě poměr průměru 2020 k průměru na dané stanici za předchozí pětileté období 2015-2019.

Na tomto grafu vidíme, že ve srovnání s průměrem 2015-2019 (průměr vypočten z dostupných dat) byla situace lepší na všech 24 hodnocených stanicích (všechny poměry jsou pod hodnotou 1).

Na některých stanicích byla situace v roce 2020 dokonce o více než 30 % lepší, než je průměr 2015-2019 a vzhledem k postupnému snižování koncentrací PM₁₀ dlouhodobě, by ve srovnání s předchozími obdobími tento poměr vycházel ještě nižší.

Roční průměrné hodnoty za rok 2020 jsou v absolutních číslech zobrazeny na následujícím grafu, kde je vyznačen i roční imisní limit pro částice PM₁₀, který má hodnotu 40 µg.m^-3 (červenou přerušovanou čárou).

Na grafu je jasně vidět, že limit nebyl překročen na žádné z hodnocených stanic, a to s velkou rezervou. Na všech 24 hodnocených stanicích byl roční průměr dokonce pod hodnotou 25 µg.m^-3.

Jak vypadala situace v průběhu roku? To si můžeme ukázat, pokud srovnáme průměrné měsíční hodnoty z 8 brněnských stanic. Vypočten byl celkový průměr ze všech stanic za jednotlivé měsíce a srovnán rok 2020 opět s pětiletým průměrem 2015-2019.

Ten stejný graf pak ještě jako poměry 2020/2015-2019.

Z výše uvedeného grafu plyne, že na brněnských stanicích se nejvíce v pozitivním smyslu odchyloval únor, kdy byly koncentrace o více než polovinu nižší, než je pětiletý průměr 2015-2019. Je to dáno právě výrazně nadprůměrnými teplotami, vichřicemi a více než dvojnásobným úhrnem srážek, než je v únoru běžné.

Jediným nadprůměrným měsícem je duben, a to navíc jen o necelé 1 % více, než je průměr 2015-2019. Dá se tedy říci, že celý rok byly hodnoty podprůměrné či velmi blízké průměru.

Brno-Zvonařka

V poslední době stanicí s nejvyššími koncentracemi PM₁₀ je stanice Brno-Zvonařka. O té jsme zde na blogu psali již mockrát a je výrazně lokálně ovlivněna stavebními pracemi v okolí. Ty intenzivně pokračovaly i v roce 2020, proto zde opět byly koncentrace relativně vysoké. Je však nutné podotknout, že se nedá tento stav vztahovat na celé Brno a jedná se o opravdu lokální záležitost. Důkazem toho je stanice Brno-Výstaviště. Dopravní stanice vedle rušné čtyřproudové komunikace, která je vlastně totožnou komunikací jako ta, která vede kolem Zvonařky, jen o 3 km dále. Zde jsou však koncentrace PM₁₀ výrazně nižší a je to dáno jak absencí stavebních prací, tak je to důkazem důležitosti okolí stanice. Stanice Brno-Výstaviště je velmi dobře provětrávaná, a tudíž jsou zde lepší podmínky pro rozptyl. Také se zde netvoří tolik dopravní kolony. Pomalu jedoucí a rozjíždějící automobily mají emise vyšší než plynulý provoz.

Bohužel ale tato stanice nedosáhla na 90% limit úplnosti dat, proto není do výše uvedeného hodnocení zahrnuta. Můžeme ale srovnat alespoň měsíce s dostupnými daty, a to za rok 2019 a 2020, kdy byla situace vzhledem ke stavebním pracím nejhorší.

Na tomto grafu je vidět, že v roce 2020 byly celkově koncentrace PM₁₀ nižší než v roce 2019, byť v některé měsíce tomu mohlo být naopak (zejména v listopadu).

Dlouhodobé srovnání

V jihomoravském kraji je regionální pozaďovou stanicí stanice Mikulov-Sedlec, která má velkou reprezentativnost, tedy reprezentuje kvalitu ovzduší na větší ploše. Ta má dostupnou kompletní řadu dat 2000-2020.

Následující graf ukazuje poměr průměrných koncentrací v roce 2020 k jednotlivých pětiletým průměrům, a to jak pro roční hodnoty, tak měsíční.

Nejprve graf průměrných ročních hodnot 2000-2020.

Dále ještě jednotlivé poměry koncentrací, tedy poměr průměru 2020 k pětiletým průměrům 2000-2004, 2005-2009, 2010-2014 a 2015-2019 a také průměr 2020 k celkovému průměru 2000-2019.

Tento graf ukazuje, že celkově byly hodnoty 2020 opravdu nejnižší, zároveň ukazuje, že nejnižší poměr (a tedy nejvyšší hodnoty koncentrací) je ve většině měsíců v období 2000-2004, tedy nejdále v historii a dokládá postupné zlepšování situace. Naopak nejlépe z pětiletých srovnávaných období vychází poslední období 2015-2019.

24h imisní limit

V zákoně o ochraně ovzduší je definován ještě imisní limit pro 24h koncentraci PM₁₀, který má hodnotu 50 µg.m^-3 a považuje se za překročený, pokud dojde k více než 35 překročením za rok.

Následující graf ukazuje počet překročení tohoto limitu na jednotlivých stanicích. Do tohoto hodnocení je zahrnuta i stanice Brno-Zvonařka, která sice nemá kompletní data, ale uvedený počet překročení je v tomto směru jistý.

Na grafu je patrné, že 24h imisní limit pro částice PM₁₀ byl překročen pouze na stanici Zvonařka (důvody byly popsány výše). Přestože se jedná o nejvyšší počet překročení tohoto limitu v roce 2020 ze všech stanic v České republice, je to číslo nižší, než v roce 2019 (64 překročení). V tomto případě se jedná o velmi lokální stav v důsledku dočasných stavebních prací v blízkém okolí.

Následující graf pak ukazuje i předchozí rok 2019 ve srovnání s rokem 2020.

Na grafu je patrné výrazné snížení na téměř všech stanicích. Existují i stanice, kde naopak počet překročení oproti roku 2019 narostl, ve všech případech se ale jedná o stanice s nejnižšími počty překročení, kde tedy není zvýšení tak významné. Například na stanici v areálu observatoře Košetice se meziročně počet překročení zvedl z 0 (2019) na 2 (2020). Stále se však jedná o jednu z nejnižších hodnot v republice. Naopak na stanicích, kde byl počet překročení v roce 2019 významný, došlo ve všech případech k poklesu. Nejvýrazněji ve Zlínském kraji (Otrokovice o více než 80 % z 26 na 4, ve Zlíně o 66 % z 15 na 5, v Uherském Hradišti o více než 50 % z 26 na 12).

U brněnských stanic došlo k poklesu na všech stanicích s výjimkou stanice Brno-Masná, kde byl počet překročení v roce 2019 a 2020 rovný. Na stanicích s nejvyšším počtem překročení došlo k výraznému poklesu (Brno-Zvonařka z 64 na 50, Brno-Úvoz z 30 na 10, Brno-Svatoplukova z 29 na 15).

Suspendované (prachové) částice PM_2,5

V zákoně o ochraně ovzduší je definován roční imisní limit ještě pro menší částice PM_2,5. Ty jsou vzhledem ke své menší velikosti potenciálně zdravotně nebezpečnější, jelikož pronikají hlouběji do dýchacího systému.

I v případě částic PM_2,5 byly koncentrace v roce 2020 rekordně nízké. Pokud srovnáme data ze všech dostupných let a stanic, vychází průměrná roční hodnota v roce 2020 nejníže na všech stanicích. A to i na stanicích s měřením od roku 2004.

Pro tyto částice platil do roku 2019 roční imisní limit o hodnotě 25 µg.m^-3. Od roku 2020 však došlo k jeho snížení na hodnotu 20 µg.m^-3.

Následující graf ukazuje průměrné roční hodnoty koncentrací PM_2,5 na jednotlivých stanicích pro rok 2020. Červenou přerušovanou čarou je vyznačena hodnota nového imisního limitu platného od roku 2020.

Jak je vidět, imisní limit, i přes snížení, nebyl překročen na ani jedné stanici ze všech 22 hodnocených stanic.

Oxid dusičitý

Oxid dusičitý vzniká oxidací oxidu dusnatého. Primárním zdrojem oxidů dusíku (souhrnně oxid dusičitý NO₂ a oxid dusnatý NO) je doprava. Nejvyšší koncentrace jsou tedy pozorovány na dopravních stanicích ve městech.

Následující graf ukazuje průměrné roční koncentrace NO₂ na brněnských stanicích tam, kde je průměr dostupný. Data jsou od roku 2000 do 2020, tam kde stanice vznikla později, jsou data od roku vzniku. Limit dostupnosti splnilo v roce 2020 v Brně celkem 7 automatických stanic.

Doplňme ještě totožný graf pro zbytek stanic v Jihomoravském kraji a krajích Zlínském a Vysočina.

U brněnských stanic je zajímavá situace na stanici Brno-Tuřany. Ta se nachází v areálu brněnského letiště a je pozaďovou předměstskou stanicí. Reprezentuje tedy pozaďové koncentrace na území Brna. Zde je vidět pozvolný pokles od roku 2000. Dlouhodobě nejvyšší koncentrace NO₂ jsou v Brně na velmi dopravně zatížené stanici Brno-Svatoplukova. Dlouhodobý trend je zde patrný a má dvě fáze. Od roku 2000 se koncentrace do roku 2006 zvyšovaly, od roku 2006 postupně klesají s meziroční variabilitou danou primárně meteorologickými podmínkami. Také na stanici Brno-Zvonařka byl roční průměr 2020 nejnižší za dobu měření.

Jelikož se v těchto grafech hůře orientuje, následující graf ukazuje pro srovnání ještě poměr průměru 2020 k průměru na dané stanici za předchozí pětileté období 2015-2019.

Na tomto grafu opět vidíme, že ve srovnání s průměrem 2015-2019 byly koncentrace v roce 2020 nižší na všech 18 hodnocených stanicích. Na pozaďové venkovské stanici v areálu observatoře Košetice dokonce jen přibližně poloviční ve srovnání s pětiletím 2015-2019.

Roční imisní limit pro NO₂ má hodnotu 40 µg.m^-3. Následující graf ukazuje průměrné roční koncentrace NO₂ na jednotlivých automatických stanicích. Červenou přerušovanou čárou je vyznačen roční imisní limit.

Je vidět, že imisní limit nebyl překročen na žádné stanici. Nejblíže se hodnotě 40 µg.m^-3 přiblížily průměrné roční koncentrace NO₂ na stanici Brno-Úvoz (hot spot). Ta je rovněž na křižovatce dvou velmi rušných dopravních komunikací, navíc ve velmi špatně provětrávané dolině. V řadě minulých let tento imisní limit na území Brna na dopravně nejzatíženějších stanicích překračován byl.

Pro NO₂ je v zákoně o ochraně ovzduší stanoven ještě limit hodinový. Ten má hodnotu 200 µg.m^-3 a považuje se za překročený při 18 překročeních za rok. Tento limit nebyl v roce 2020 překročen na žádné stanici, jako v minulé roky.

Stejně jako v případě částic PM₁₀ uvedeme i zde dlouhodobé srovnání z pozaďové předměstské stanice Brno-Tuřany.

Nejprve graf průměrných ročních hodnot 2000-2020.

Dále ještě jednotlivé poměry koncentrací, tedy poměr průměru 2020 k pětiletým průměrům 2000-2004, 2005-2009, 2010-2014 a 2015-2019 a také průměr 2020 k celkovému průměru 2000-2019.

Z tohoto grafu vidíme, že nejhorší situace byla v pětiletí 2000-2004 a 2005-2009. Naopak nejlepší 2015-2019, kdy je poměr nejvyšší. Přesto však můžeme říci, že s výjimkou především dubna a mírně i v lednu, byly koncentrace v roce 2020 výrazně nižší. Ve srovnání s pětiletím 2005-2009 dokonce v únoru o přibližně 60 %.

Přízemní ozon

Přízemní ozon je sekundární znečišťující látka a její vznik je katalyzován slunečním zářením. Nejvyšší koncentrace jsou tedy zaznamenávány v letní horké a jasné dny. V roce 2020 bylo těchto dní méně než v extrémně horká léta v předešlých letech.

Následující graf ukazuje průměrné koncentrace O₃ na brněnských stanicích tam, kde je průměr dostupný. Data jsou od roku 2000 do 2020, tam kde stanice vznikla později, jsou data od roku vzniku. Limit dostupnosti splnily v roce 2020 v Brně celkem 4 automatické stanice.

Doplňme ještě totožný graf pro zbytek stanic v Jihomoravském kraji a krajích Zlínském a Vysočina.

Tyto grafy nám ukazují, že v roce 2020 sice nebyly koncentrace přízemního ozonu historicky nejnižší, přesto byly nižší než v posledních letech, především 2018 a také 2019.

Ještě lépe to vyjadřuje poměr koncentrace 2020 k průměru 2018, 2019 a 2015-2019. Ty ukazuje následující graf.

Na tomto grafu vidíme, že ve srovnání s lety 2018 (červeně) a 2019 (modře) je hodnota vždy pod 1, tzn. v roce 2020 byly na dané stanici koncentrace přízemního ozonu nižší než v těchto letech. Také ve srovnání s průměrem 2015-2019 byly hodnoty v roce 2020 na všech stanicích s výjimkou stanice Brno-Dětská nemocnice nejnižší. Zde však již rozdíl není velký a je většinou menší než 10 %.

Ostatní znečišťující látky

Oxid siřičitý již v současnosti nepředstavuje v hodnocených regionech a většinou na celém našem území, žádný problém. Koncentrace se pohybují hluboko pod hodnotou imisního limitu a jsou tak nízké, že hodnotit meziroční rozdíly již nemá přílišný význam.

Hodnoty ročních průměrů koncentrací SO₂ se v krajích Jihomoravském, Zlínském a Vysočina pohybovaly mezi 1 a 4 µg.m^-3. Hodinový imisní limit má hodnotu 350 µg.m^-3 (maximálně 24 překročení ročně), ten denní pak 125 µg.m^-3 (maximálně 3 překročení ročně). Těmto hodnotám se však naměřené koncentrace vůbec nepřibližovaly. Nejvyšší dosaženou hodnotou pro denní průměr ze všech hodnocených stanic bylo 10,3 µg.m^-3 21. 9. v Těšnovicích ve Zlínském kraji. Vůbec maximální hodinová hodnota ze všech stanic byla do 25 µg.m^-3. Nebyl tedy překročen ani jeden z imisních limitů pro SO₂ ani jedné z hodnocených stanic.

Rovněž v případě oxidu uhelnatého (CO), pro který je v zákoně o ochraně ovzduší stanoven imisní limit jako 10000 µg.-m³ v maximálním denním 8h klouzavém průměru, byly koncentrace stejně jako v předchozí roky v celé republice výrazně podlimitní. Průměrné roční hodnoty na hodnocených stanicích se pohybovaly do 500 µg.m-3. Denní maximum ze všech stanic mělo hodnotu 1452 µg.m^-3 a bylo naměřeno 3. 11. v Otrokovicích. Absolutně maximální klouzavý 8h denní průměr koncentrace CO byl 2172 µg.m^-3 na stanici v Otrokovicích. Na žádné z hodnocených stanic ve 3 krajích tedy imisní limit pro CO v roce 2020 překročen nebyl.