groc2001 kap3 cz

	ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY V ROCE 2001 Český hydrometeorologický ústav - Úsek ochrany čistoty ovzduší

3. ATMOSFÉRICKÁ DEPOZICE NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY

Sítě stanic organizací ČHMÚ, ČGÚ, VÚV, VÚLHM a HBÚ AV ČR, ze kterých byla v roce 2001 zpracována data o kvalitě srážek a atmosférické depozici, jsou vyneseny na obr. 3.1. Údaje o jednotlivých stanicích a metodách měření jsou uvedeny v tab. 3.4. Na týdenní interval odběru vzorků čistých srážek v souladu s mezinárodní metodikou EMEP přešla většina stanic ČHMÚ během roku 1996. Od roku 1997 byl na těchto stanicích zaveden speciální týdenní odběr „bulk“ na těžké kovy. Na stanicích ČGÚ, VÚV a VÚLHM jsou odebírány srážky „bulk“ v měsíčním intervalu.

Průměrné hodnoty chemického složení atmosférických srážek a hodnoty roční mokré depozice za rok 2001 jsou uvedeny v tab. 3.5 a 3.6.

Mapy mokré depozice jsou vytvořeny pro vybrané ionty z celkových chemických analýz odebraných vzorků srážek, a to konkrétně pro SO₄^2- - S, NO₃^- - N, NH₄⁺ - N, H⁺ (pH), F^-, Pb²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺.

Mapové zobrazení chloridů není uvedeno, neboť jejich koncentrace nejeví žádnou systematickou místní proměnlivost a některé stanice VÚV a VÚLHM mají trvale vyšší hodnoty (Podbaba, Lužnice, Kamýk…), interpretace takto rozdílných výsledků je problematická.

Pro znázornění depozičních polí byly vybrány výše zmíněné ionty v souvislosti se závažností jejich působení na složky životního prostředí. Mapy mokré depozice jednotlivých iontů byly konstruovány z pole koncentrací iontů ve srážkách (na základě průměrných ročních koncentrací vážených srážkovým úhrnem vypočtených z naměřených údajů) a z pole ročních srážkových úhrnů, které bylo vytvořeno na základě údajů ze 750 srážkoměrných stanic se zohledněním vlivu nadmořské výšky na množství srážek. Při konstrukci polí mokré depozice se na jednotlivých stanicích dává přednost výsledkům analýz čistých srážek před odběry bulk, týdennímu intervalu odběru před měsíčním odběrem. Data ze sítí stanic ČGÚ, VÚV a VÚLHM, založených na měsíčních odběrech „bulk“ (srážky s prašným spadem, viz tab. 3.4), jsou pro konstrukci map mokré depozice upravena empiricky získanými koeficienty vyjadřujícími poměr jednotlivých iontů ve vzorcích srážek typu bulk a wet-only (hodnoty pro jednotlivé ionty v rozmezí 0,94 až 1,35). Za účelem optimalizace tvorby mapových zobrazení na základě výsledků z různých zdrojů a s rozdílnou metodikou a intervaly odběrů byla jednotlivým stanicím přiřazena různá relativní váha odpovídající spolehlivosti naměřených dat v rozsahu 0,6-1,0.

Pro síru, dusík a vodíkové ionty jsou uvedeny kromě map mokré depozice také mapy suché a celkové depozice. Suchá depozice síry a dusíku byla spočtena na základě polí průměrných ročních koncentrací SO₂ a NO_x pro ČR a depozičních rychlostí plynů pro oxid siřičitý 0,7 cm.s^-1/0,35 cm.s^-1 a oxidy dusíku 0,4 cm.s^-1/0,1 cm.s^-1 pro území s lesními porosty/území bezlesé [18]. Sečtením map mokré a suché depozice síry a dusíku byly vytvořeny mapy depozice celkové. Mapa mokré depozice vodíkových iontů byla sestrojena na základě naměřených hodnot pH ve srážkách. Mapa suché depozice vodíkových iontů odpovídá depozici plynů SO₂ a NO_xna základě stechiometrie za předpokladu jejich kyselé reakce v prostředí. Mapa celkové depozice vodíkových iontů vznikla součtem map depozice mokré a suché.

Průměrné hodnoty depozičních toků S, N a H jsou uvedeny v následující tabulce:

Tab. 3.1 Průměrné hodnoty depozičních toků S, N a H v České republice

Mapové zobrazení podkorunové depozice síry bylo vytvořeno pro místa s porosty z pole koncentrací síry v podkorunových srážkách (throughfall) a z verifikovaného pole srážek procentuálně modifikovaného množstvím srážek naměřeným pod porosty na jednotlivých stanicích (v rozsahu 40–100 % srážkového úhrnu pro rok 2001). Podkorunová depozice obecně zahrnuje mokrou vertikální a horizontální depozici a suchou depozici částic a plynů v porostech a pro síru, pro kterou je vnitřní koloběh porosty zanedbatelný, by měla být podkorunová depozice dobrým odhadem depozice celkové.

Mapy mokré depozice těžkých kovů Pb, Cd a Ni byly konstruovány na základě koncentrací těchto kovů ve srážkách „bulk“ na jednotlivých stanicích.

Pole suché depozice olova a kadmia obsažených v aerosolu byla připravena z polí koncentrací těchto kovů v ovzduší (viz kap. 2.3). Pro hodnotu depozičních rychlostí pro kadmium obsažené v aerosolu byly použity hodnoty 0,27 cm.s^-1 pro les a 0,1 cm.s^-1 pro bezlesý terén, pro olovo 0,25 cm.s^-1 pro les a 0,08 cm.s^-1 pro bezlesý terén [18].

Výsledky

Mokrá depozice síry poklesla po roce 1997 ve srovnání s úrovní depozice z let 1994–1997 o 40 %. Od roku 2000 již výrazný pokles nepokračoval, hodnoty zůstaly na úrovni roku 1999. V roce 2001 došlo k mírnému vzrůstu depozice síry proti roku 2000, např. v Beskydech. Suchá depozice síry, jejíž pokles v letech 1998–1999 byl dokonce o 60 %, projevila v roce 2001 již stagnaci, a to v souladu s úrovní koncentrace oxidu siřičitého v přízemní atmosféře. Pole celkové depozice síry je součtem mokré a suché depozice síry a vykazuje celkovou úroveň depozice síry odpovídající hodnotě 77 800 t síry na plochu ČR pro rok 2001 (viz tab. 3.2). Po předchozím poklesu z hodnot vyšších než 100 000 t síry depozice v letech 1999–2001 setrvává na úrovni cca 75 000 t síry ročně. Depozice síry vykazuje maxima v Krušných horách, Jizerských horách, Krkonoších a Orlických horách, nově též v Železných horách a Beskydech, nejnižší je pak v podhůří Šumavy a Českého lesa.
Pole podkorunové depozice síry vykazuje maxima ve stejných oblastech jako jinou metodou napočtená celková depozice síry. Podkorunová depozice ve srovnání s depozicí celkovou dosahuje vyšších hodnot v horských oblastech. Příspěvek lze přičíst horizontální depozici, která není vzhledem k neurčitostem do celkové depozice zahrnuta. Námrazy a mlhy bývají vysoce koncentrované a v horských polohách mohou významně přispívat k depozici síry i jiných prvků. Problém je v místně značně proměnlivém charakteru této depozice, kdy při extrapolaci na větší území může docházet k nepřesnostem. Mapové zobrazení podkorunové depozice lze v takovém případě považovat za dokreslení, jakých hodnot může celková depozice síry dosahovat. V tab. 3.3 jsou uvedeny hodnoty celkové a podkorunové depozice na zalesněné území ČR v posledních letech. Hodnoty potvrzují již zmíněný pokles celkové depozice síry v předchozích letech a podtrhují význam podkorunové depozice jako metody zjišťování celkové depozice síry.
Pole mokré a suché depozice dusíku mají celkově podobný obraz jako v minulých letech. Po poklesu suché depozice oxidovaných forem dusíku o 10-20 % v druhé polovině 90. let nyní dochází ke stagnaci, celková depozice je 48 000 t N-ox ročně (viz tab. 3.2) V posledních letech 2000-2001 byl zaznamenán další pokles suché depozice dusíku, který však zřejmě odráží zpřesnění při modelování pole koncentrací oxidů dusíku v ovzduší.
Vzhled mapových zobrazení a hodnoty mokré i suché depozice vodíkových iontů vykazují od roku 1999 stagnaci. V druhé polovině 90. let došlo ke snížení mokré i suché depozice vodíkových iontů na plochu celé ČR o 50 %, snížení hodnot suché depozice vodíkových iontů odpovídalo již zmíněnému snížení suché depozice SO₂- S a NO_x- N.
Pole mokré „bulk“ depozice olovnatých iontů vykazuje celkově v roce 2001 již stagnaci až mírný vzrůst depozice po poklesu až o 20 % zaznamenaném v letech 1998-1999. Méně výrazná je anomálie olova v oblasti Jizerských hor a Krkonoš, tedy v oblasti, kde je výrazná anomálie mokré i suché depozice kadmia.
Vývoj roční mokré depozice hlavních složek na vybraných stanicích České republiky (obr. 3.20) ukazuje po poklesu mokré depozice řady složek v 2. polovině 90. let nyní spíše stagnující stav v depozici síry, dusíku a olova. Pokles depozice síranů byl výrazný nejen na exponovaných stanicích Ústí nad Labem, Praha-Libuš a Hradec Králové, ale byl zřejmý i na pozaďových stanicích Košetice a Svratouch. S výrazným poklesem depozice síry přímo souvisí změna vzájemného poměru síry a dusíku na stanicích, depozice obou prvků je od 2. poloviny. 90. let vyrovnaná, na pozaďových stanicích mírně převažuje dusík (Košetice). Podstatný byl pokles na stanici Ústí nad Labem, kde mokrá depozice síranů po roce 1995 poklesla o 60 % a současně se projevil i pokles dalších látek (NO₃^-, NH₄⁺, Pb). Pokles depozice síry a dusíku byl v přímé souvislosti s programem útlumu a odsiřování elektráren v severozápadních Čechách (1994 - Počerady, 1995 - Prunéřov). Na všech stanicích lze pozorovat pokles mokré depozice vodíkových iontů v posledních pěti letech až o 50 %.