Znečistovanie

ATMOSFÉRA A JEJ OCHRANA



1. 1 Znečisťovanie ovzdušia
Neznečistený vzduch je základnou zložkou zdravého životného prostredia. Čistý vzduch je taký, ktorý nespôsobuje žiadne nepríjemné alebo škodlivé účinky na rastlinstvo, živočíšstvo i človeka krátkodobo ani dlhodobo.
V priebehu vývoja našej Zeme neexistovalo úplne čisté ovzdušie. Vzduch vždy obsahoval okrem základných zložiek niektoré znečisťujúce látky kozmického prachu, vulkanickej činnosti, zemský prach, látky pochádzajúce z rozkladu rastlín a živočíchov, lesných požiarov a pod. Toto prirodzené znečisťovanie v minulosti bolo celosvetovo zanedbateľné, bolo spravidla lokálne a časovo krátko obmedzené.
Nová situácia vzniká v posledných desaťročiach v dôsledku silnej a často neuváženej industriálnej činnosti človeka spojenej najmä s rastúcou spotrebou všetkých druhov fosílnej energie (hlavne uhlia) a produkciou veľkého množstva rôznych emisií, odpadov pri súčasnom znižovaní plôch Trvalej zelene (tropických pralesov).
Celosvetovo pevninu denne znečisťuje obrovské množstvo (odhaduje sa vyše 800 miliónov) najrôznejších zdrojov produkujúcich látky škodlivé pre živú i neživú prírodu.

1. 2 Zdroje znečisťovania ovzdušia
Zdroje atmosférických prímesí sa principiálne rozdeľujú do dvoch skupín : prírodné a antropogénne. Znečisťovanie ovzdušia sa obvykle dáva do súvisu len s antropogénnymi zdrojmi, i keď extrémne koncentrácie škodlivín sa namerali pri sopečných výbuchoch, prašných búrkach a lesných požiaroch. Zdroje znečisťovania ovzdušia sa môžu členiť podľa celého radu rôznych kritérií:
· bodové (továrenský komín), líniové (diaľnica), plošné (továrenské areály, staveniská, skládky sypkých materiálov, čerstvo zorané polia),
· okamžité (havarijný únik exhalátov), spojité (nepretržitá technológia),
· stabilné (elektráreň, technológie), mobilné (dopravné prostriedky),
· prízemné (automobilová doprava, vykurovanie), vyvýšené (vysoké továrenské komíny).
Podľa fyzikálnych, chemických vlastností a biologických účinkov sa emisie členia na plynné, tuhé, tepelné (spaliny), studené (napr. dýchanie nádrží), ťažké (napr. havarijný únik skvapalnených plynov), zapáchajúce, rádioaktívne, perzistentné, toxické, karcinogénne, mutagénne, teratogénne atd.
Najčastejšie sa zdroje znečistenia ovzdušia rozdeľujú podľa charakteru činností:
1. Energetika - elektrárne, teplárne, výhrevne, kotolne. V priemyselných štátoch ide o najväčší zdroj znečisťovania ovzdušia.

Pri spaľovaní palív unikajú do ovzdušia C02, CO, SO2, NO, NO2, uhľovodíky, aldehydy, sadze, popolček obsahujúci Si, Ca, Na, K, ťažké kovy a rad ďalších látok. Z hľadiska ochrany ovzdušia je najvýhodnejšie spaľovanie zemného plynu, pri ktorom popri CO2 sú významne zastúpené len oxidy dusíka.

2. Priemysel - chemický (spracovanie ropy, výroba priemyselných hnojív, celulózy a papiera, prípravkov na ochranu rastlín, viskózy, plastov, výbušnín, gumárenstva atd'.), čierna a farebná metalurgia, výroba stavebných hmôt (cementárne, vápenky, tehelne, výroba azbestu, magnezitu, skla a porcelánu). Zloženie emisií závisí od charakteru výroby. Popri bežných škodlivinách uniká do ovzdušia pestrá paleta uhľovodíkov, organosírne zlúčeniny, sulfán, amoniak, halogény a ich organické aj anorganické zlúčeniny, ťažké kovy.
3. Doprava - automobilová, letecká, železničná a vodná. V tejto skupine dominuje automobilová doprava. Z motorových vozidiel unikajú do ovzdušia produkty spaľovania pohonných zmesí (CO2, CO, uhľovodíky, oxidy dusíka, sadze, častice obsahujúce zlúčeniny halogénov, olova a ďalšie látky), výpary z pohonných hmôt a mazadiel, oder pneumatík a brzdových obložení. Významná je emisia alkénov a aromátov, ktoré sa podieľajú na tvorbe fotochemického smogu v mestách. Zdravotné riziko predstavujú karcinogény - benzén, vyššie aromáty.
4. Likvidácia odpadov - spaľovne komunálneho i priemyselného odpadu, skládky odpadov, kompostárne, čistiarne odpadových vôd, kalové polia, veterinárne asanačné zariadenia a krematóriá. Bakteriálny rozklad organickej hmoty produkuje metán, amoniak, sulfán a zapáchajúce organosírne zlúčeniny. Spaľovanie komunálneho odpadu sprevádzajú zvýšené emisie chlorovodíka, ťažkých kovov a v malých množstvách pyrosyntézou produkované dioxíny. Likvidácia chemického odpadu vyžaduje špeciálne postupy.
5. Poľnohospodárstvo a lesné hospodárstvo. Pri poľnohospodárskych prácach spôsobuje znečisťovanie ovzdušia veterná erózia pôdnych častíc pri obrábaní pôdy; rozptyl priemyselných a prirodzených hnojív i prípravkov na ochranu rastlín pri ich aplikáciách; emisie z objektov živočíšnej výroby, hnojísk, silážnych jám (metán, amoniak, sulfán, organosírne zlúčeniny, organické kyseliny), emisie z poľnohospodárskych a lesných mechanizmov, spaľovanie biomasy, najmä lesné požiare.
Zákon SNR č. 309/91 Zb.

o ovzduší rozlišuje 6 kategórií zdrojov znečisťovania ovzdušia, a to palivoenergetický priemysel, výroba a spracovanie kovov, výroba nekovových materiálov, chemický priemysel, spracovanie odpadov a ostatný priemysel a zariadenia.
Register emisií a zdrojov znečistenia ovzdušia Slovenskej republiky (REZZO) rozlišuje 4 kategórie zdrojov:

· REZZO 1 - veľké zdroje - energetické zariadenia s tepelným výkonom väčším ako 5 MW, veľké a stredné technológie.
· REZZO 2 - stredné zdroje - spaľovacie zariadenia s tepelným výkonom 0,2-5 MW a malé technológie.
· REZZO 3 - malé zdroje - spaľovacie zariadenia s tepelným výkonom menším ako 0,2 MW.
· REZZO 4 - mobilné zdroje - dopravné prostriedky všetkého druhu.



REZZO je oficiálny systém registrácie a inventarizácie zdrojov znečisťovania ovzdušia v Slovenskej republike podľa predpisov vydaných k zákonu č. 309/91 Zb. o ovzduší. REZZO je pri Slovenskom hydrometeorologickom ústave.


1.3 Znečisťovanie ovzdušia Slovenska
Počiatky znečisťovania ovzdušia Slovenska siahajú do začiatku jeho industrializácie po roku 1948. Nepriaznivý vývoj bol výsledkom extenzívneho rozvoja slovenskej ekonomiky, nevhodnej štruktúry, rozmiestnenia a postupnej zastaranosti priemyslu, nízkeho zhodnocovania energie a surovín. Starý zákon o ovzduší (č. 35/67 Zb.) vychádzal z nesprávneho predpokladu neobmedzenej samočistiacej kapacity atmosféry, problém znečisťovania ovzdušia riešil rozptylom, t. j. výstavbou vysokých komínov. Zákon bol nedostatočne účinný. Napríklad za obdobie od roku 1970 do roku 1985 celkové misie škodlivín na Slovensku narástli o 25 %. Za pozitíva v uplynulých dvoch desaťročiach možno označiť širokú aplikáciu odprašovacej techniky, elektrifikáciu železníc, teplofikáciu a plynofikáciu miest, zníženie a odstránenie olova v benzínoch a síry v motorovej nafte a zníženie emisií z viacerých technológií. Asi 12 % zníženie emisií SO2 Slovenska za 80 roky sa dosiahlo vďaka rozvoju jadrovej energetiky a odstaveniu elektrárne Vojany II (pre nedostatok tekutých palív).
Mimoriadna členitosť územia SR zhoršuje prirodzený rozptyl škodlivín v ovzduší. Priemysel umiestnený v hlbokých údolných a kotlinových polohách, s častým bezvetrím a teplotnými inverziami, spôsobil celý rad lokálnych problémov. Poloha v strede kontinentu je príčinou, že SR patrí medzi štáty najviac postihované diaľkovým prenosom škodlivín a kyslými zrážkami. V celej strednej Európe sa pozoruje veľkoplošné poškodzovanie lesných ekosystémov (znižovanie hornej hranice lesa na Slovensku je v niektorých prípadoch až o 30 m za rok).
Podľa Registra emisií a zdrojov znečisťovania ovzdušia SR (REZZO 1 - veľké zdroje, 2 - stredné, 3 - malé, 4 - mobilné zdroje) predstavovala emisia hlavných škodlivín v roku 1990 (v tisícoch ton):


Tuhé častice SO2 NOx CO CxHy
REZZO 1 208,1 422,0 146,5 141,1 8,3
REZZO 2 32,8 33,6 5,5 22,5 6,1
REZZO 3 54,8 79,5 6,8 143,9 32,0
REZZO 4 - - 86,7 89,3 30,6
SR spolu 295,7 635,1 245,5 396,6 77,0



Vývoj emisií hlavných škodlivín SR podľa REZZO je znázornený na obr.



Údaje REZZO sú zatiaľ neúplné. Výrazne sú podcenené emisie uhľovodíkov. Ich celkovú ročnú emisiu (bez metánu), zahŕňajúcu organické rozpúšťadlá, dýchanie nádrží, výpar pohonných hmôt, emisie z potravinárskeho priemyslu, poľnohospodárstva, prirodzené emisie z lesov atd'., možno odhadnúť na vyše 300 tisíc ton.

Emisia CO2 Slovenska bola v roku 1990 60 miliónov ton ročne. Spotreba freónov bola v roku 1990 necelých 0,5 kg a v roku 1996 0,1 kg na obyvateľa. V REZZO zatiaľ absentujú údaje o emisiách ťažkých kovov, polycyklických aromatických uhľovodíkoch, perzistentných organických látok (chlórované uhľovodíky, PCB atd.) a iných látok, ktoré unikajú do ovzdušia zo spaľovacích procesov, z technológií, dopravy i aplikácií, a to v malých doposiaľ nebilancovaných množstvách.
V minulosti sa problém znečisťovania ovzdušia Slovenska v porovnaní s Českou republikou často zľahčoval. V porovnaní s ostatnou Európou nejde o zanedbateľné hodnoty. Slovensko s mernou emisiou SO2 11 ton na km2 sa v roku 1990 zaradilo na 4. miesto (za ČR, Veľkú Britániu a Belgicko) a emisiami oxidov dusíka 5 ton na km2 na 9. miesto medzi európskymi štátmi (za Holandsko, Veľkú Britániu, SRN, Belgicko, ČR, Dánsko, Taliansko a Grécko).
Počet motorových vozidiel na Slovensku prekročil 1 milión (bez motocyklov). Nasýtenie trhu sa očakáva až po roku 2010. Kontrolu znečistenia vonkajšieho ovzdušia na území Slovenska vykonáva Slovenský hydrometeorologický ústav a hygienická služba. V uplynulých dvoch desaťročiach sa merania realizovali takmer výlučne manuálnymi metódami. V širšom rozsahu sa sledoval len SO2, polietavý prach a prašný spad. V obmedzenej miere sa merali oxidy dusíka a ťažké kovy. Len sporadicky sú k dispozícii výsledky meraní iných škodlivín (H2S, CO, As, F, O3). Výstavba automatického monitorovacieho systému znečistenia ovzdušia začala na Slovensku v roku 1991.

Hodnoty koncentrácií SO2 na Slovensku v rokoch 1990 a 1991 boli najnižšie za uplynulých 20 rokov. Imisné limity podľa zákona č. 309/91 Zb. boli prekročené len
v ojedinelých prípadoch. Prekročenie IHr (priemerná ročná koncentrácia = 60 μg.m-3) sa v uvedených dvoch rokoch vyskytlo len v Ružomberku a Rudňanoch. Dlhodobý trend SO2 na Slovensku možno charakterizovať ako mierny pokles.
Koncentrácie polietavého prachu v posledných desiatich rokoch v priemyselných oblastiach a mestách pomerne často prekračovali imisné limity. Koncentrácie vykazovali veľké medziročné fluktuácie, vo väčšine lokalít bez významného trendu. Zvýšené prašné znečistenie sa pozoruje v okolí niektorých technológií (výroba stavebných hmôt, magnezitový priemysel, čierna a farebná metalurgia). Niektoré inovácie v priemysle priniesli lokálne zlepšenie prašného znečistenia, napr. odprášenie OFZ na dolnej Orave.

Zvýšená prašnosť je často sekundárneho pôvodu zo skládok palív, surovín odpadov a odkalísk, zo stavenísk a nedostatočne čistených mestských priestorov. Suché a veterné počasie, najmä na južnom Slovensku, zvyšujú prašné znečistenie pôdneho pôvodu. Diaľkové vykurovanie sídlisk a plynofikácia priniesli zníženie obsahu sadzí a popolčeka v ovzduší mnohých slovenských miest. Rozsah a nízka kvalita doterajších manuálnych meraní oxidov dusíka neumožňujú spoľahlivo hodnotiť úroveň a trend ich koncentrácií na Slovensku. Moderné automatické analyzátory NOx sa na staniciach SHMU začali používať v roku 1991. Stanice v blízkosti frekventovaných komunikácií v intravilánoch miest zaznamenali prípady až niekoľkonásobného prekročenia imisných limitov.
Ťažké kovy sa dostávajú do ovzdušia z vysokoteplotných procesov (metalurgia, výroba cementu, spaľovanie palív, pohonných hmôt, odpadov ...). Sú viazané na respirabilné častice atmosférického aerosólu. Koncentrácie ťažkých kovov v polietavom prachu na 21 staniciach SHMÚ v roku 1990 sa pohybovali v rozpätí:

KOV Priemerná ročná koncentrácia / ng.m-3/ -lokalita
Pb 10 Chopok – 550 Krompachy
Cu 4 Topolníky – 444 Krompachy
Mn 3 Chopok – 81 Dolný Kubín
Zn 46 Chopok – 1420 Krompachy
Cd 0,6 Chopok – 17 Krompachy
V 0,8 Chopok – 14 Banská Bystrica
Cr 0,5 Chopok – 63 Dolný Kubín

Z ťažkých kovov je zatiaľ' stanovená IHr len pre olovo (500 ng.m-3) a kadmium ( 10 ng.m-3). Najvyššie koncentrácie Pb, Cu, Zn a Cd (na staniciach SHMU) boli v Krompachoch. Najvyššia úroveň Mn a Cr sa zistila na dolnej Orave (výroba ferozliatín). Koncentrácia vanádu vyše 10 ng.m-3 boli v Bratislave, Banskej Bystrici, Košiciach a Rudňanoch. Najnižšie koncentrácie kovov boli podľa očakávania na Chopku (2 000 m n.m.) v Nízkych Tatrách. SHMÚ zatiaľ' nemeria obsah ortuti. Merania iných organizácií (Banícky ústav SAV, 1992) však dokumentujú extrémnu úroveň v okolí Rudňan (výroba Hg). Doterajší trend (za posledných 10 rokov) koncentrácií kovov v ovzduší na území Slovenska možno charakterizovať ako mierny pokles. Najväčší pokles sa zaznamenal v prípade olova v mestách, ktorý súvisí so znižovaním spotreby fosílnych palív a hlavne s viac ako 4 násobným znížením obsahu Pb v benzínoch od roku 1982. V súčasnosti sa na Slovensku predávajú už len bezolovnaté benzíny. Od začiatku päťdesiatych rokov sa v strednej Európe pozoruje 1 - 2 % ročný nárast koncentrácií prízemného ozónu, ktorý je spôsobený rastom emisií oxidov dusíka a prchavých uhľovodíkov. Tento trend treba rozlišovať od stratosferického ozónu, ktorý v našej polohe za posledných dvadsať rokov poklesol asi o 8 %.

SHMÚ začal v širšom rozsahu merania O3 vykonávať až v roku 1991. Doterajšie merania potvrdili na celom území prekračovanie navrhovanej kritickej úrovne (50 μg.m-3 priemer za vegetačné obdobie z denných hodnôt) aj významné prekročenie navrhovanej kritickej expozície AOT 40 pre poľnohospodárske plodiny aj lesné ekosystémy. V teplých letných mesiacoch sa často vyskytuje prekročenie IH8h ( 110 μg.m-3).
AOT 40 je suma koncentrácií O3 nad úrovňou 40 ppb (80 μg.m-3) za mesiace máj až júl cez denné hodiny (globálne slnečné žiarenie väčšie ako 50 W.m-2). AOT 40 = 3 000 ppb hodín zodpovedá 5 % strate úrody pšenice.

Slovensko sa nachádza na juhovýchodnom okraji oblasti s najväčšou kyslosťou zrážkových vôd v Európe. Celková (suchá + mokrá) depozícia síry na území SR predstavovala v roku 1991 v priemere 4g S.m-2 (40 kg síry na hektár). Na tejto hodnote sa zdroje zo Slovenska podieľali 30 % a zahraničné zdroje 70 %.
Na území Slovenska je rad technológií, pri ktorých vznikajú špecifické škodliviny spôsobujúce viaceré lokálne problémy znečistenia ovzdušia (H2S a CO2 v Bratislave, arzén, chlór a vinylchlorid na Hornej Nitre, chlór a amoniak v Šali, fluór v Žiari nad Hronom, organosírne zlúčeniny v okolí celulózok, cementársky a magnezitový prach...). Znižovanie týchto emisií vyžaduje nákladné inovácie technológií. Na území Slovenska sa zatiaľ' nevykonávajú systematické merania prchavých i perzistentných organických látok, z ktorých viaceré sa vyznačujú karcinogénnymi účinkami.
Rast emisií skleníkových plynov (CO2, CH4, N2O, freóny, halóny a ďalšie) spôsobuje narastanie skleníkového efektu atmosféry. Ide o najvážnejší globálny environmentálny problém v histórii ľudstva. Jeho dôsledky si slovenská populácia zatiaľ' nedostatočne
uvedomuje. Rast priemernej teploty vzduchu na našom území od začiatku storočia je asi 0,7 °C a pokles atmosférických zrážok asi 10 %. Prietoky vody na slovenských riekach sa za posledné desaťročie, oproti priemeru za obdobie 1930 - 1980, znížili o 10 - 30 %, v niektorých prípadoch aj viac.
Prognóza znečistenia ovzdušia Slovenskej republiky v období vzniku samostatného štátu a jeho prechodu z centrálne riadenej ekonomiky na trhové hospodárstvo je mimoriadne obtiažna a problematická. Skončilo sa obdobie extenzívneho vývoja, štátom subvencovaných cien palív, surovín, energie a dopravy i éra veľkých monopolných výrobcov. Legislatíva ochrany ovzdušia sa začala uberať rovnakým smerom ako v štátoch Európskeho spoločenstva, aj keď s oneskorením niekoľkých rokov.

Rozpad východoeurópskych trhov spôsobil prudký pokles výroby na Slovensku. Trhové ceny boli príčinou významného poklesu spotreby energie aj surovín. Podstatne sa znížili vstupy do poľnohospodárstva. Poklesli požiadavky na železničnú i cestnú dopravu. Tieto skutočnosti viedli k významnému poklesu znečistenia ovzdušia, aj keď treba poznamenať, že relatívne úspešný bol aj priemysel silne znečisťujúci ovzdušie (čierna a farebná metalurgia, cementárne, celulózky ...). Nie je jednoduché predpovedať budúce smery rozvoja slovenskej ekonomiky. Jej oživovanie bude v podmienkach trhového hospodárstva, legislatívy zodpovedajúcej európskemu štandardu, aj nutnosti plnenia medzinárodných dohôd na ochranu ovzdušia. Za významné opatrenia, ktoré sa v súčasnosti pripravujú, možno označiť odsírenie najväčšieho slovenského zdroja SOZ Elektrárne Nováky, zavedenie katalytických konvertorov na nové automobily a tiež rozvoj jadrovej energetiky (zníženie klasického znečistenia i emisií skleníkových plynov).


1.4 Negatívne účinky znečisteného ovzdušia na zdravie obyvateľov
Biologická hodnota vzduchu pre človeka je daná jeho nenahraditeľnosťou (denná spotreba jedného človeka je približne 20 m3 vzduchu, bez ktorého človek vydrží žiť len niekoľko minút).
Jednou z podmienok pre zdravie človeka je čisté ovzdušie. Vyskytuje sa v krajinách málo narušených antropogénnou činnosťou. V husto osídlených i priemyselných oblastiach je ovzdušie viac či menej znečistené, a preto pre človeka nezdravé. Znečistené ovzdušie pôsobí na človeka priamo (príčina ochorenia) a jednak nepriamo (v oblasti sociálnej, psychickej). Vzrastajúce znečistenie ovzdušia obmedzuje samotnú existenciu človeka.
Škodlivý vplyv znečisteného ovzdušia na zdravotný stav obyvateľstva začína tým, že pokožka a sliznice sú vystavené priamemu účinku týchto škodlivín. To spôsobuje dráždenie postihnutých orgánov, hlavne očí, nosa, hrdla a respiračného systému, a vyvoláva ťažkosti v ich činnosti (bolesti hlavy, kašeľ, slzenie očí a pod.) a ich ochorenie.
Biologický účinok prachu a aerosólov je závislý predovšetkým od ich toxicity a stupňa disperzity. Človek vdychuje častice s veľkosťou asi od 0,5 do 5 μ. Častice pod 5 μ sú opäť vydychované a častice okolo 1 μ sú biologicky vysoko účinné a veľmi škodlivé, do 5 μ sa ukladajú v pľúcach a nad 5 μ sú zadržiavané dýchacími cestami a vylučované hlienom.

Niektoré škodliviny môžu zasiahnuť aj sliznice tráviaceho traktu.
Plynné látky sa dostávajú do pľúcnych alveol, sú absorbované do krvi a pri vyšších koncentráciách spôsobujú krvné choroby a choroby srdca. Výskyt týchto chorôb je trikrát väčší v priemyselných oblastiach než na poľnohospodárskom vidieku. Dôležité je znižovanie zdravotnej odolnosti, čo spôsobuje zníženie pracovnej činnosti, zvýšené nároky na lieky a liečbu.
Chronické pôsobenie oxidov síry na zdravie ľudí je veľmi nepriaznivé. Opakujúce sa zápaly dýchacích orgánov v detskom veku môžu viest v dospelosti k chronickým bronchitídam a ďalším zdravotným komplikáciám.
Sulfán je bezfarebný, silno páchnuci, prudko jedovatý plyn. Koncentrácia 70 - 100 ppm vyvoláva príznaky otravy a 1 000 ppm spôsobuje smrť v priebehu niekoľkých minút. Dlhodobá najvyššia prípustná koncentrácia (NPK) je 8 μg.m .
Systematické sledovanie a štatistiky poukazujú na priamu závislosť úmrtnosti na zápal priedušiek od atmosférického znečistenia. V priemyselne vyspelých krajinách je z tohto dôvodu okolo 10 % zamestnancov práceneschopných. Najväčším problémom súvisiacim so znečisťovaním ovzdušia je nárast počtu prípadov rakoviny.
Oxid uhoľnatý pôsobí toxicky na ľudský organizmus tak, že ľahko reaguje s hemoglobínom, pričom vzniká pomerne stabilný komplex karbonylhemoglobín. Väzba medzi hemoglobínom a CO je asi 300-krát pevnejšia než väzba hemoglobínu s kyslíkom. Krvné farbivo tým stráca schopnosť prenášať kyslík, ktorý je nevyhnutný pre životné procesy. Množstvo viazaného CO na hemoglobín závisí od jeho koncentrácie v ovzduší, od doby pôsobenia a činnosti osoby. Už koncentrácia 0,37 % CO v ovzduší spôsobuje po dvojhodinovom vdychovaní smrť. Novšie výskumy ukazujú, že už množstvo 15-30 ppm v ovzduší spôsobuje zníženie mentálnej pohotovosti, čo dokazujú autonehody zapríčinené profesionálnymi vodičmi. Je známe, že v krvi človeka sa nachádza asi 1 % CO, človek ktorý žije v zdravom ovzduší má len 0,5 %, ľudia v mestách až 5 %. Vysoký obsah CO v krvi má fajčiar (v čase fajčenia) až 10 - 15 %. Pri otravách CO sa zisťuje 60 - 70 % CO v krvi.
Oxidy dusíka. V atmosfére sa nachádzajú všetky oxidy dusíka, ale vo veľmi rozdielnych koncentráciách. Najmenej škodlivý je oxid dusný. Oxid dusnatý má pôvod v biologických procesoch i v priemyselných technológiách. V atmosfére zotrváva asi 5 dní, lebo sa ľahko mení na NO2.
Oxid dusičitý je oveľa toxickejší než ostatné oxidy dusíka. Pôsobí dráždivo na oči, horné dýchacie cesty, ale hlavne nepriaznivé pôsobenie je v pľúcach, kde s vodou dáva zmes kyselín HNO2 a HNO3, ktoré narúšajú normálne funkcie pľúc.

Bolo zistené, že NO2 znižuje obranné schopnosti ľudského organizmu pri rôznych infekciách, najmä dýchacích ciest. Okrem toho NO2 vytvára veľmi pevné adičné zlúčeniny s hemoglobínom, ktorý má k NO2 podstatne väčšiu afinitu než ku kyslíku. Z týchto dôvodov boli výrazne znížené najvyššie prípustné koncentrácie NPK v mnohých krajinách.
Vo vyspelých priemyselných štátoch sa oxidy dusíka stávajú druhou najnebezpečnejšou emisiou hneď po SO2 a v niektorých oblastiach dokonca stoja na prvom mieste. Ostatné oxidy dusíka sú prítomné v atmosfére v tak nízkych koncentráciách, že ich vplyv na biosféru sa prakticky neprejavuje.
NO2 pôsobí škodlivo aj v súčinnosti s inými chemickými látkami. NO2 sa vplyvom slnečnej energie štiepi na NO a vysoko aktívny atómový kyslík, ktorý sa okamžite zlučuje so vzdušným kyslíkom O2 a vytvára ozón: NO2 + slneč. energ. = NO + O, O + O2 = O3. Ozón prudko reaguje s nenasýtenými uhľovodíkmi, s ktorými vytvára chemicky vysoko aktívne voľné radikáli. Ich účinkom sa ďalšie uhľovodíky menia na dráždivé organické látky, z nich najznámejšou je peroxiacetylnitrát (PAN).
V niektorých oblastiach veľmi nepriaznivo pôsobí narastajúca koncentrácia fluoridov a kyseliny fluorovodíkovej. Fluorovodík je voči živým organizmom podstatne toxickejší než SO2. Ďalšie veľké nebezpečenstvo pre ľudský organizmus predstavujú ťažké kovy ako súčasť imisií (Cd, Hg, Cr, Pb, Ni, As a iné).
Škodlivé účinky olova sa prejavujú v poškodzovaní krvného farbiva a nepriaznivým vplyvom na centrálnu nervovú sústavu. Z aerosólov olova sa môže až 50 % resorbovať sliznicami, preto obyvatelia v blízkosti frekventovaných komunikácií môžu trpieť chronickou otravou olovom. Ešte toxickejšie sú zlúčeniny tetraetylolova, ktoré sa používalo od roku 1924 ako antidetonačná prísada do benzínu.
Človek svojou biologickou podstatou počas historického vývoja sa adaptoval na prirodzené obsahy organických a anorganických látok. Umom človeka vznikli látky a zlúčeniny, ktoré ho ohrozujú, jedny viac, iné menej. Ovzdušie je len jedným médiom transportu škodlivých látok do ľudského organizmu. Škodlivé látky sa nachádzajú vo všetkých prírodných zdrojoch. Dnes presne nepoznáme množstvo škodlivých látok v ľudskom organizme, a o to menej všetky možné reakcie a ich následky. Odhaduje sa , že v ľudskom organizme za 1 sekundu prebehne približne 15 mld. rôznych chemických reakcií v presne organizovanom poradí. Škodliviny z ovzdušia mnohé reakcie katalyzujú, iné zasa inhibujú, alebo dokonca prerušujú.

Úlohou vedy a realizácie jej výsledkov v praxi je, aby sa nenarušovala prirodzená väzba látok a sled reakcií v ľudskom organizme.

1.6 Účinky znečisteného ovzdušia na vodné zdroje
Voda je jedným z médií transportu i akumulácie látok znečisťujúcich ovzdušie. Tieto procesy súvisia s obehom vody v prírode. Znečisťujúce látky v ovzduší z vodohospodárskeho hľadiska možno považovať za zdroj znečistenia povrchových i podzemných vôd.
Atmosféra sa snaží znečisťujúce látky odstrániť sama. Komplex týchto procesov sa nazýva samočistenie atmosféry. Odstránené látky sa vracajú prevažne na Zem a ďalej znečisťujú povrchové a podzemné vody. Najviac sú znečistené povrchové vody, lebo pôda do značnej miery plní funkciu filtra podzemných vôd.
Znečisťujúce látky sa z ovzdušia odstraňujú suchou a mokrou depozíciou. V nadväznosti na to treba bližšie charakterizovať procesy depozície z hľadiska znečisťovania zrážok a ovplyvňovania vodných zdrojov vôbec. Suchá depozícia je podstatne pomalší proces, ale prebieha stále. Suchá depozícia (spád) v priemyselných oblastiach bilančne niekoľkonásobne prevyšuje mokrú depozíciu, na vidieku je efekt oboch procesov približne rovnaký, naopak v odľahlejších, čistých, u nás najčastejšie horských polohách prevláda mokrá depozícia.
Suchá depozícia má značný význam pre akosť povrchových vôd najmä v oblastiach s veľmi znečisteným ovzduším.
Pri mokrej depozícii nastáva vymývanie plynných prímesí aj čiastočiek aerosólu zrážkami z ovzdušia. Zrážky sú najúčinnejší proces samočistenia atmosféry. Významne sa uplatňujú vo všetkých kolobehoch látok v prírode. Vymývanie atmosférických prímesí zrážkami je zložitý proces. Látky, ktoré sa zachytia v zrážkovej vode, sa často chemicky menia.
Znečistenie zrážkových vôd sa vyjadruje koncentráciou určitého ukazovateľa v mg.l-1. Okrem toho sa sleduje mokrá a celková depozícia znečistenia zemského povrchu. Obyčajne má rozmer t.km-2.r-1 alebo g.m-2.r-1. Mokrá depozícia je znečistenie, ktoré sa na zemský povrch dostáva zrážkami. Celková depozícia je celkový tok znečistenia z atmosféry na zemský povrch.
Znečistenie zrážkových vôd sa sleduje pri zdrojoch znečistenia atmosféry, ale aj v "čistých" oblastiach (regionálne pozad'ové stanice). Takéto stanice sú v Svratouch (ČR) a na Chopku. Obidve pozad'ové stanice analyzujú zrážkové vody v zmysle požiadaviek projektu EHK OSN "Monitorovanie a hodnotenie prenosu škodlivín na veľké vzdialenosti".
Celkovú mineralizáciu zrážkovej vody posudzujeme podľa jej elektrickej vodivosti.

Túto spôsobujú takmer výhradne tieto ióny: SO42- , NO3- , Cl- , HCO3- , Na+, K+, Mg2+, Ca2+ a H+.
Sírany sa dostávajú do zrážkovej vody ako produkt oxidácie prirodzeného H2S priamo z morskej vody a ako konečný oxidačný produkt antropogénneho SO2. Dusičnany sa vyskytujú v zrážkach ako konečný produkt oxidácie oxidov dusíka. Oxidy dusíka vznikajú činnosťou baktérií, počas spaľovania, pri chemickej výrobe a pod. Nárast emisií oxidov dusíka má stúpajúcu tendenciu. Hlavným zdrojom atmosférických chloridov sú svetové moria a oceány. Len malá časť má antropogénny pôvod.
Amoniak sa dostáva do ovzdušia z organického rozkladu, uplatňuje sa pri neutralizácii atmosférického SO2. Preto síran amónny je najčastejšou formou síranu v kontinentálnom aerosóle. Zdrojom K, Na, Ca, Mg je celý zemský povrch. Priemyselné emisie predstavujú len malý podiel týchto prvkov.
Anióny morského pôvodu nachádzame v atmosfére v neutralizovanej forme, a preto nespôsobujú pokles acidity zrážkových vôd. Anióny z kontinentov majú pôvod v emisiach oxidov síry a dusíka, sú neutralizované katiónmi prevažne pôdneho charakteru (NH4+, Ca2+, K+, Mg2+). Časť znečisťujúcich látok sa nachádza vo forme voľných kyselín, prípadne kyslých solí a práve tieto spôsobujú rast kyslosti zrážok. Výrazné zmeny kyslosti zrážok vznikajú predovšetkým v blízkosti veľkých priemyselných zdrojov týchto zlúčenín .

Tab. : Koncentrácie znečistenia zrážkových vôd

Stanice pH Na+ K+ Mg2+ Ca2+ Cl- N-NH4+ N-NO3- S-SO42-
mg.l-1
Bratislava 4,4 0,14 0,13 0,18 1,23 0,45 1,64 0,89 3,02
Chopok 4,3 0,21 0,16 0,06 0,41 0,43 0,88 0,51 1,84
Mochovce 4,8 0,2 0,23 0,07 0,63 0,49 1,19 0,58 1,77

Zrážková voda obsahuje ešte veľa iných látok. Sú to organické látky, stopové prvky (Fe, Zn, Mn, Al a nižšie koncentrácie Ni, Cu, Pb, As, Br, Cd atd'.).


1.7 Ochrana čistoty ovzdušia
Pod ochranou ovzdušia sa rozumie komplexný súbor opatrení (technických aj administratívnych), smerujúcich k zníženiu znečistenia ovzdušia. Jeho jednotlivé časti predstavujú:
· zdroje emisií (umiestnenie, výška komína, palivá, suroviny, technologické postupy);
· záchyt a likvidácia emisií (pred vstupom do atmosféry);.

meranie emisií (na vstupe do atmosféry);
· prenos, rozptyl, transformácia škodlivín v ovzduší, suchá a mokrá depozícia na povrchu;
· monitorovanie imisií a depozícií;
· účinky znečistenia ovzdušia na živú a neživú prírodu;
· stratégia ochrany ovzdušia;
· legislatíva ochrany ovzdušia;
· realizácia opatrení na ochranu ovzdušia, vyplývajúcich z legislatívy a ich kontrola.
Umiestnenie nového zdroja znečisťovania, výber technológie, stanovenie výšky komínov a technických opatrení na obmedzovanie emisií musí na základe platnej legislatívy vychádzať zo štúdie hodnotiacej dopady tohto zdroja na životné prostredie (Environmental Impact Assessment Study). Štúdia zdôvodňuje lokalizáciu zdroja, hodnotí podmienky rozptylu, existujúce znečistenie, dodržanie všetkých environmentálnych limitov, prípadne osobitných požiadaviek ochrany prírodného prostredia. Táto štúdia, ktorá je podkladom pre schvaľovacie konanie, je základným preventívnym opatrením ochrany životného prostredia.
Obmedzovať emisie škodlivín možno primárnymi opatreniami (zmeny technológií, úprava spaľovacieho procesu, výmena palív atd'.) a sekundárnymi opatreniami (čistenie spalín, technologických plynov, výfukových plynov, likvidácia zápachov).


V súčasnosti je komerčne dostupný celý rad vysoko účinných zariadení na záchyt emisií. Likvidácia znečistenia v prevažnej väčšine prípadov nie je technickou, ale ekonomickou otázkou. Tuhé emisie možno zachytávať pomocou suchých, mokrých a elektrostatických odlučovačov a textilných filtrov rôznych konštrukcií a účinností. Zariadenia na záchyt plynných emisií pracujú na princípoch absorpcie, adsorpcie, oxidácie, redukcie a katalýzy (hlavne katalytická oxidácia a redukcia). Príkladom primárnych opatrení môže byt zámena uhlia za plyn alebo inštalácia horákov s nízkou tvorbou oxidov dusíka. Sekundárne opatrenia sú napr. odsírenie spalín, katalytická redukcia oxidov dusíka v spalinách, termická likvidácia zápachov. Emisia škodlivín sa najčastejšie stanovuje výpočtom zo spotreby palív, surovín alebo množstva vyrobeného produktu, použitím emisných faktorov. Základná metóda kontroly dodržiavania emisných limitov a technologickej disciplíny je však meranie emisií pomocou prístrojov priamo na zdrojoch.
Stratégia ochrany ovzdušia sa určuje na základe výsledkov monitoringu znečistenia vonkajšieho ovzdušia a výsledkov monitoringu negatívnych účinkov na živú a neživú prírodu. Na území Slovenska existuje monitorovanie Znečistenia ovzdušia.
Významným nástrojom stratégie ochrany ovzdušia sú matematické modely rozptylu. Vhodne zvolený model matematicky simuluje proces rozptylu emisií v atmosfére a umožňuje na základe parametrov zdrojov a meteorologických podmienok vypočítať očakávanú úroveň znečistenia v okolí jedného i viacerých zdrojov (nových i existujúcich).
Pre súbežné inžinierske potreby sa najčastejšie používa stacionárny Gaussov model rozptylu dymovej vlečky, ktorý je i základom oficiálnej metódy výpočtu v SR. Zásadný význam v systéme ochrany ovzdušia právnych štátov má spätná väzba cez stratégiu a legislatívu.

V minulosti stratégia ochrany ovzdušia vychádzala z predstavy neobmedzenej kapacity samočistenia atmosféry a legislatíva podľa veľkosti emisií predpisovala výšku komínov. Rast regionálneho a globálneho znečistenia ovzdušia si vynútil zmenu stratégie a zavedenie emisných limitov najprv pre jednotlivé zdroje a dnes už pre celé štáty.
Emisné limity vychádzajú z koncepcie "najlepšie dostupnej technológie" (BAT Best Available Technology). Druhým princípom ochrany ovzdušia je "kto znečisťuje, nech platí", ktorý zavádza finančné nástroje (poplatky, dane, pokuty, náhrady škôd atd'.).
Stratégia a legislatíva ochrany ovzdušia musí vychádzať z ekonomických možností štátu, nutnosti dodržiavania medzinárodných dohôd ochrany ovzdušia a nemala by zabrzdiť hospodársky rozvoj. Vzťah ekonomika a ekológia má silné väzby na životnú úroveň. Zosúladenie týchto vzťahov v duchu myšlienky trvale udržateľného rozvoja je zložité a jeho uspokojivé riešenie sa môže dosiahnuť len v ekonomicky silných štátoch. Tvrdé environmentálne limity umožňujú rozvoj len veľmi drahých máloodpadových a bezodpadových technológií. Mäkké limity zasa otvárajú dvere rozvoju znečisťujúcich výrob a devastácii prírodného prostredia. Hlavne v ekonomicky slabých štátoch sa často presadzuje stratégia "najprv ekonomika, potom ekológia".
Nová legislatíva ochrany ovzdušia SR je v súlade s vyspelými priemyselnými štátmi. Pre nové zdroje sa zvolili emisné limity podľa Nemeckej spolkovej republiky - rok 1986. Dlhodobá stratégia musí smerovať k environmentálnym limitom Európskeho spoločenstva a k dodržiavaniu medzinárodných environmentálnych dohôd.
Koncepcia ochrany pred znečisťovaním prostredia atmosférickými škodlivinami v SR sústreďuje pozornosť na rozhodujúce oblasti znečisťovania a ochrany ovzdušia v medzinárodnom meradle, s osobitným akcentom na SR.
Antropogénne činnosti svojím rozsahom a dopadom ovplyvňujú globálne celé ľudstvo, iné sú regionálneho charakteru a poslednú skupinu tvorí lokálne znečisťovanie.

Efektívne riešenie problémov vyžaduje medzinárodnú spoluprácu s krajinami v stredoeurópskom regióne i v svetovom meradle a účinnú štátnu politiku vykonávanú najmä prostredníctvom legislatívy a ekonomických nástrojov.
Globálne klimatické zmeny sú spôsobované zvýšeným skleníkovým efektom a znížením atmosférického ozónu. Prognózy globálnych zmien klímy na najbližšie storočie sa opierajú predovšetkým o reálne existujúci rast koncentrácie skleníkových plynov a o modelové výpočty rastu teploty vzduchu a zmeny ďalších meteorologických prvkov.

Predpokladá sa, že ak nedôjde k radikálnemu zníženiu skleníkových plynov a freónov, bude koncom 21, storočia na Zemi prízemná teplota vzduchu o 2 až 5 °C vyššia.
Preventívne opatrenia sú zamerané na:
· novelizáciu vyhlášky SK ŽP č. 407/92 Zb. o emisných a imisných limitoch,
· vypracovanie národného programu na zmiernenie klimatických zmien a znižovanie emisií skleníkových plynov s realizáciou do roku 2005,
· vyhodnotenie kritickej úrovne záťaže Slovenska, určenie sekundárnych imisných a depozičných limitov ( 1994 - 1995) s realizáciou týchto opatrení do roku 2005,
· vypracovanie programu znižovania emisií prchavých organických zlúčenín (1995) a realizácia tohto programu rok 2005,
· vypracovanie programov na obmedzenie znečistenia ovzdušia v zaťažených územiach a realizácia týchto programov,
· pristúpenie k II. protokolu o síre a vypracovanie opatrení na jeho splnenie ( 1994 - 1995) s realizáciou opatrení na splnenie záväzkov vyplývajúcich z II. protokolu o síre (roky 2005 - 2010),
· emisná inventúra ťažkých kovov, perzistentných organických zlúčenín, karcinogénnych látok a ich imisná situácia v SR (návrh opatrení na ich zníženie 1994 - 1997), realizácia týchto opatrení (rok 2005),
· príprava systému podporných ekonomických nástrojov pre zavádzanie najmodernejších technológií (1998),
· príprava systému nástrojov, ktoré udržia emisie z dopravy na prijateľnej úrovni (priebežne, rok 2000).
Dôsledná príprava a realizácia preventívnych opatrení ochrany ovzdušia sa prejaví v znížení a následnom zamedzení znečisťovania poľnohospodárskych pôd i poľnohospodárskych produktov včlenených do potravinového reťazca, čo významnou mierou prispeje nielen k zlepšeniu životného prostredia SR, ale aj v stredoeurópskom regióne.