IV.3 Oxidy dusíku (NOX)

IV.3.1 Znečištění ovzduší oxidy dusíku v roce 2021

Při sledování a hodnocení kvality venkovního ovzduší se pod termínem oxidy dusíku (NOX) rozumí směs oxidu dusnatého (NO) a oxidu dusičitého (NO2). Imisní limit pro ochranu lidského zdraví je stanoven pro NO2, limit pro ochranu ekosystémů a vegetace je stanoven pro NOX.

Znečištění ovzduší oxidem dusičitým v roce 2021 vzhledem k imisním limitům pro ochranu zdraví

Imisní limit (40 µg·m‑3) pro roční průměrnou koncentraci oxidu dusičitého (NO2) nebyl v roce 2021 překročen na žádné stanici ČR, což nastalo spolu s rokem 2020 teprve podruhé za celou historii měření (tj. od 90. let minulého století) (Obr. IV.3.1). Vzhledem k výpadku měření kvůli technické závadě na stanici Praha 2-Legerova (hot spot) v průběhu roku nebylo možné tuto nejzatíženější stanici zařadit do hodnocení. Na této stanici jsou dlouhodobě měřeny nejvyšší hodnoty koncentrací NO2 ve spojitosti s vysokou intenzitou dopravy v bezprostřední blízkosti stanice a jejím umístěním v uličním kaňonu, kde je výrazně snížená možnost provětrávání. V případě celoročního měření bez technické závady zde nelze vyloučit možné překročení ročního imisního limitu NO2. Nejvyšší hodnoty roční průměrné koncentrace NO2 byly tradičně zaznamenány na dopravních stanicích velkoměst, zejména v Praze a Brně. Vyšší koncentrace NO2 lze očekávat i v blízkosti frekventovaných komunikací v obcích a ve městech s intenzivní dopravou, kde často dochází ke snížení plynulosti dopravy. Nejnižší koncentrace NO2 jsou měřeny na regionálních stanicích (Churáňov, Košetice, Polom), tedy v oblastech daleko od působení emisních zdrojů.

Imisní limit hodinové koncentrace NO2 (200 µg·m‑3 s maximálním povoleným počtem 18 překročení za rok) nebyl v roce 2021 překročen na žádné stanici. Na jedné stanici (Ostrava-Poruba DD) byla jednou překročena hodnota hodinového imisního limitu NO2.

Modelovaná roční průměrná koncentrace NO2 nepřekročila 26 µg·m‑3, tj. hodnotu dolní meze pro posuzování, téměř na celém území ČR, vyjma center velkoměst (Obr. IV.3.2). Nicméně je důležité zmínit, že mapy koncentrací NO2 jsou připravovány v rozlišení 1 × 1 km, a proto se vliv vyšších naměřených koncentrací na dopravních stanicích s nízkým poloměrem reprezentativnosti (do 100 m) ve výsledném zobrazení neprojeví. Nízký poloměr reprezentativnosti dopravních stanic souvisí se strmým poklesem koncentrací NO2 s rostoucí vzdáleností od komunikací. Z dlouhodobého pohledu (Obr. IV.3.3) jsou vyšší koncentrace odhadovány v centrech dopravně zatížených větších měst (Praha a Brno).

Roční chod měsíčních průměrných koncentrací je podobný na všech typech stanic. Na dopravních stanicích jsou sledovány v souvislosti se silným ovlivněním z blízkého emisního zdroje – dopravy nejvyšší hodnoty koncentrací NO2 (Obr. IV.3.4). Jelikož je doprava hlavním zdrojem NO2, který působí celoročně, je vývoj koncentrací během roku ovlivněn působením meteorologických a rozptylových podmínek. Maxima v chladnějším období roku jsou navíc ovlivněna navýšením emisí z vytápění domácností a ze studených startů aut. Naopak v období duben–září je obecně patrný pokles koncentrací NO2. Důvodem tohoto poklesu je vyšší intenzita slunečního záření v tomto ročním období, která má za následek rozklad NO2 a jeho účast při fotochemických reakcích za vzniku přízemního ozonu. V letních prázdninových měsících také dochází ke snížení intenzity dopravy ve velkých městech, čímž se zlepšuje plynulost dopravy a dochází tak k poklesu emisí NO2. Na regionálních venkovských lokalitách, vzdálených od přímého působení emisních zdrojů, jsou hodnoty průměrné měsíční koncentrace NO2 nejnižší a pohybují se hluboko pod dolní mezí pro posuzování, a vykazují také méně výrazný roční chod. Nejvyšší měsíční průměrné koncentrace NO2 v roce 2021 byly naměřeny v únoru a přiblížily se, nebo dokonce převyšovaly hodnoty desetiletých průměrných koncentrací. Na zvýšení únorových koncentrací NO2 se podílela vyšší spotřeba zemního plynu na vytápění domů a bytů včetně ohřevu vody, ať už na centralizované nebo lokální úrovni v souvislosti s výskytem nízkých teplot v kombinaci s mírně nepříznivými až nepříznivými rozptylovými podmínkami. Naopak nejnižší měsíční koncentrace NO2 byly zaznamenány v červenci. V roce 2021 byly všechny měsíční průměrné koncentrace NO2 vyjma února nižší v porovnání s desetiletým průměrem 2011–2020. Výrazně nižší měsíční průměrné koncentrace NO2 ve srovnání s desetiletým průměrem 2011−2020 byly v srpnu, a to o cca 30 %.

Obr. IV.3.1 Roční průměrné koncentrace NO2 měřené na stanicích imisního monitoringu, 2021 [0,49 MB]
Obr. IV.3.2 Pole roční průměrné koncentrace NO2, 2021 [0,42 MB]
Obr. IV.3.3 Pětiletý průměr ročních průměrných koncentrací NO2, 2017–2021 [0,43 MB]
předměstské – 2021
městské – 2021
průmyslové – 2021 (v agl. O/K/F-M)
dopravní – 2021
venkovské – 2021
regionální – 2021
předměstské – 10letý průměr (2011–2020)
městské – 10letý průměr (2011–2020)
průmyslové v agl. O/K/F-M – 10letý průměr (2011–2020)
dopravní – 10letý průměr (2011–2020)
venkovské – 10letý průměr (2011–2020)
regionální – 10letý průměr (2011–2020)
IIIIIIIIIIIIIVIVVVVIVIVIIVIIVIIIVIIIIXIXXXXIXIXIIXII4536271890koncentrace [µg·m⁻³]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
Obr. IV.3.4 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací NO2 (průměry pro daný typ stanice), 2021 a v průměru let 2011–2020. Desetileté průměry jsou vyznačeny tečkovaně shodnou barvou.

Znečištění ovzduší oxidy dusíku v roce 2021 vzhledem k imisním limitům pro ochranu ekosystémů a vegetace

Imisní limit pro ochranu ekosystémů a vegetace pro roční průměrné koncentrace NOX (30 µg·m‑3) nebyl v roce 2021 překročen na žádné z 21 venkovských stanic s dostatečným množstvím dat pro hodnocení. Mapa koncentrací ročních průměrných koncentrací NOX byla připravena pomocí kombinace dat ze všech stanic měřících NOX a rozptylového modelu. Vyšší hodnoty koncentrací NOX jsou měřeny v blízkosti frekventovaných komunikací v obcích. Na mapě jsou formou bodových značek vyznačeny pouze stanice venkovské, protože jen na těchto lokalitách se dle platné české legislativy hodnotí úroveň ročních koncentrací NOX vzhledem k imisnímu limitu pro ochranu ekosystémů a vegetace (Obr. IV.3.5).

Obr. IV.3.5 Pole roční průměrné koncentrace NOX , 2021 [0,45 MB]

IV.3.2 Vývoj koncentrací oxidů dusíku

Vývoj koncentrací NO2 a NOX na stanicích je hodnocen za posledních 11 let, tj. 2011–2021 (Obr. IV.3.6, Obr. IV.3.7, Obr. IV.3.8 a Obr. IV.3.9). Dlouhodobý pokles emisí NOX související s postupnou modernizací emisních zdrojů (velké zdroje, obnova vozového parku) se projevuje poklesem koncentrací NO2 i NOX v ovzduší. Nicméně průběh meziročních koncentrací NO2 i NOX, ale i dalších znečišťujících látek, je významně ovlivňován působením meteorologických a rozptylových podmínek v jednotlivých letech. V hodnoceném období byly zaznamenány nejvyšší roční koncentrace NO2 a NOX v roce 2011 spojené s opakovaným výskytem nepříznivých meteorologických a rozptylových podmínek v chladném období roku. Od roku 2011 do roku 2016 je možné pozorovat pozvolný pokles či stagnaci všech sledovaných charakteristik oxidů dusíku. Nepatrný nárůst koncentrací NO2 a NOX v roce 2017 byl spojen s nepříznivými rozptylovými podmínkami v chladné části roku. Během let 2019 a 2020 koncentrace NO2 a NOX výrazně klesaly. Po rekordně příznivém roce 2020 došlo v meziročním porovnání 2020/21 k nepatrnému nárůstu průměrné roční koncentrace NO2 i NOX a hodnoty koncentrací se vrátily na úroveň z roku 2019. Oproti desetiletému průměru koncentrací (2011−2020) ze všech stanic (20,2 µg·m‑3) byla roční průměrná koncentrace NO2 (16,6 µg·m‑3) v roce 2021 nižší téměř o 18 %. Nejvýraznější rozdíly absolutních koncentrací NO2 oproti desetiletému průměru (2011–2020) byly zaznamenány na dopravních stanicích (o 6 µg·m‑3, cca 19 % nižší), což se projevilo pozitivně i nižšími regionálními pozaďovými koncentracemi v čistých oblastech ČR, kde byly o více než třetinu nižší. V případě 19. maximální průměrné hodinové koncentrace NO2 v roce 2021 v porovnání s desetiletým průměrem (2011−2020) ze všech stanic byly hodnoty nižší o 13 %. Pokles nastal i u koncentrací NOX a v porovnání s desetiletým průměrem (2011–2020) byly roční průměrné koncentrace NOX ze všech venkovských pozaďových stanic o 21 % nižší.

Koncentrace NO2 i NOX v roce 2021 lze hodnotit i přes nepatrný meziroční nárůst jako velmi příznivé, jelikož stejně jako v předchozím roce 2020 nedošlo k překročení imisních limitů stanovených pro ochranu lidského zdraví a ani pro ochranu vegetace. Velký vliv na průběh meziroční proměnlivosti koncentrací NO2 i NOX, ale i dalších znečišťujících látek, mají meteorologické a rozptylové podmínky. V roce 2021 byly koncentrace NO2 i NOX výrazněji příznivě ovlivněny meteorologickými podmínkami v květnu a v srpnu, které byly srážkově nadnormální a lepšími rozptylovými podmínkami oproti desetiletému průměru během podzimu. Navíc v roce 2021, podobně jako v roce 2020, byl na území ČR vyhlášen nouzový stav v souvislosti s probíhající pandemií koronaviru SARS-CoV-2. Z pohledu vlivu na úroveň koncentrací NO2 a NOX ve venkovním ovzduší byla zásadní ochranná opatření přijatá v prvním čtvrtletí 2021, kdy byly uzavřeny školy, a zejména pak v březnu, kdy byl zakázán i pohyb mezi okresy a došlo tak k zásadnímu snížení mobility obyvatel. Omezení pohybu obyvatel se projevilo v poklesu intenzity dopravy, což mělo za následek pokles emisí z dopravy a následně pokles koncentrací znečišťujících látek v ovzduší. Lze předpokládat, že za normální situace bez ochranných opatření k omezení pandemie, by byly naměřené koncentrace NO2 a NOX v roce 2021 vyšší.

Obr. IV.3.6 19. nejvyšší hodinové koncentrace a roční průměrné koncentrace NO2 na vybraných stanicích, 2011–2021 [1,54 MB]
předměstské
městské
průmyslové v agl. O/K/F-M
dopravní
venkovské
regionální
IL rok
20112011201220122013201320142014201520152016201620172017201820182019201920202020202120214536271890koncentrace [µg·m⁻³]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
všechny stanice
10letý průměr (2011-2020)
IL rok
20112011201220122013201320142014201520152016201620172017201820182019201920202020202120214036322824201612840koncentrace [µg·m⁻³]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
Obr. IV.3.7 Roční průměrné koncentrace NO2 na jednotlivých typech stanic, 2011–2021
předměstské
městské
průmyslové v agl. O/K/F-M
dopravní
venkovské
regionální
IL 19. max. hod.
20112011201220122013201320142014201520152016201620172017201820182019201920202020202120212001831661481311149780624528koncentrace [µg·m⁻³]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
všechny stanice
10letý průměr (2011-2020)
IL 19. max. hod.
2011201120122012201320132014201420152015201620162017201720182018201920192020202020212021200180160140120100806040200koncentrace [µg·m⁻³]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
Obr. IV.3.8 19. nejvyšší hodinové NO2 na jednotlivých typech stanic, 2011–2021
venkovské
regionální
všechny stanice
10letý průměr ze všech stanic (2011-2020)
IL rok
20112011201220122013201320142014201520152016201620172017201820182019201920202020202120213024181260koncentrace [µg·m⁻³]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
Obr. IV.3.9 Roční průměrné koncentrace NOX na jednotlivých typech stanic, 2011–2021 (10letý průměr přerušovanou čarou)

IV.3.3 Emise oxidů dusíku

Oxidy dusíku (NOX) se tvoří při spalování paliv v závislosti na teplotě spalování, obsahu dusíku v palivu a přebytku spalovacího vzduchu a vznikají i při některých chemicko-technologických procesech (výroba kyseliny dusičné, amoniaku, hnojiv apod.). Zatímco při spalování paliv v kotlích se podíl NO2 v emisích NOX pohybuje obvykle do 5 %, u některých chemicko-technologických procesů může podíl NO2 představovat až 100 % emisí NOX (Neužil 2012). Emise NOX s vyšším podílem NO2 (10–55 %) produkují dieselové motory (Carslaw et al. 2011).

Největší množství emisí NOX pochází z mobilních zdrojů (ČHMÚ 2021d). Sektory 1A3bi – Silniční doprava: Osobní automobily, 1A3biii – Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 t a 1A3bii – Silniční doprava: Lehká užitková vozidla a se na celorepublikových emisích NOX v roce 2020 podílely 29,2 % a podíl 8,9 % představují emise sektoru 1A4cii – Zemědělství, lesnictví, rybolov: Nesilniční vozidla a ostatní stroje. Ze sektoru 1A1a – Veřejná energetika a výroba tepla bylo do ovzduší vneseno 18,6 % emisí NOX, ze sektoru 3Da1 – Použití anorganických N-hnojiv 8,2 %, a ze sektoru 1A4bi – Domácnosti: Vytápění, ohřev vody, vaření 7,8 % (Obr. IV.3.10). Klesající trend emisí NOX v období let 2010–2020 souvisí především s přirozenou obnovou vozového parku a se zavedením emisních stropů a přísnějších emisních limitů pro emise NOX ze zdrojů v sektoru 1A1a – Veřejná energetika a výroba tepla (Obr. IV.3.11). Vyhodnocení podílu pandemie koro­naviru SARS-CoV-2 na meziročním snížení emisí u tohoto sektoru o téměř 5 kt nelze právě s ohledem na výše zmíněné souvislosti provést. Zobrazené údaje ale naznačují zjevný meziroční pokles emisí související v roce 2020 s omezením dopravy v důsledku pandemie koro­naviru SARS-CoV-2. Týká se to především sektoru 1A3biii – Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 t (z 18,3 kt na 14,7 kt) a částečně také sektoru 1A3bi – Silniční doprava: Osobní doprava, u kterého emise poklesly z 24,6 kt na 23 kt.

Podíl jednotlivých typů zdrojů na celkových emisích se liší podle konkrétní skladby zdrojů v dané oblasti. Produkce emisí NOX je soustředěna především podél dálnic, komunikací s intenzivní dopravou, ve velkých městech a v krajích (Ústecký, Středočeský, Moravskoslezský), kde jsou umístěny významnější energetické výrobní celky (Obr. IV.3.12).

1A1a – Veřejná energetika a výroba tepla
1A3bi – Silniční doprava: Osobní automobily
1A3biii – Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny
1A3bii – Silniční doprava: Lehká užitková vozidla
1A4cii – Zemědělství, lesnictví, rybolov: Nesilniční vozidla a ostatní zdroje
3Da1 - Použití anorganických N-hnojiv
1A4bi – Domácnosti: Vytápění, ohřev vody, vaření
1A2f – Spalovací procesy v průmyslu a stavebnictví: Minerální nekovové produkty
1A4ai – Služby, instituce: Spalovací stacionární zdroje
Ostatní
18.5 %14.9 %9.5 %4.8 %8.9 %8.2 %7.8 %5.0 %3.3 %19.2 %
Obr. IV.3.10 Podíl sektorů NFR na celkových emisích NOX, 2020
1A1a – Veřejná energetika a výrob,a tepla
1A3bi – Silniční doprava: Osobní automobily
1A3biii – Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny
1A3bii – Silniční doprava: Lehká užitková vozidla
1A4cii – Zemědělství, lesnictví, rybolov: Nesilniční vozidla a ostatní zdroje
3Da1 - Použití anorganických N-hnojiv
1A4bi – Domácnosti: Vytápění, ohřev vody, vaření
1A2f – Spalovací procesy v průmyslu a stavebnictví: Minerální nekovové produkty
1A4ai – Služby, instituce: Spalovací stacionární zdroje
Ostatní
2010201020112011201220122013201320142014201520152016201620172017201820182019201920202020300240180120600emise [kt]
Stáhnout jako SVG
Stáhnout jako PNG
Stáhnout jako CSV
Obr. IV.3.11 Celkové emise NOX, 2010–2020
Obr. IV.3.12 Celkové emise NOX v rozlišení 5×5 km, 2020 [1,87 MB]