1
Trendy a souvislosti znečištění ovzduší
Prof. RNDr. Ivan Holoubek, [email protected]; [email protected]
www.recetox.muni.cz; www.czechglobe.cz
Ochrana ovzduší ve státní správě XIV – Teorie a praxe
Areál zámeckého návrší v Litomyšli, 13 – 15/11/2019
2
RECETOX, Masaryk University, Brno, CR
3
Department of Atmospheric Matter Fluxes and
Long-range Transport
4
Chemické látky v atmosféře a prostředí
Freony
Persistentní organické polutanty
Skleníkové plyny
Souvislosti
Obsah
5
Chemické látky v atmosféře a prostředí
Freony
Persistentní organické polutanty
Skleníkové plyny
Souvislosti
Obsah
6
Perspektiva a znalosti
7
Chemické látky v prostředí
StrukturaOsud v
prostředí
Expozice živých
organismů
Vlivy na zdraví
Dopady na
prostředí
8
StrukturaOsud v
prostředí
Expozice živých
organismů
Vlivy na zdraví
Dopady na
prostředí
POROZUMĚNÍ
Chemické látky v prostředí
9
Problémy planety a jejich dopady
Lokální
RegionálníGlobální
10
Emise OpatřeníImise, impakt
11
Emise Imise Dopad
Antropogenní
zdroje
Přírodní
zdroje
CoTěkání
Vliv na zdraví
člověka
Vliv na
prostředí
12
O
O
Cl
Cl
Cl
ClCl
Cl
O
Cl Cl
Cl Cl
OO
Cl
ClCl
ClClCl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
ClCl
ClCl
Cl
Cl
Cl
Cl
ClO
Cl
Cl
Cl
Cl
H
H
H
N
[St]
[St]
NN
OO
N
OO
NO
O
O
O
O
O
OO
OBr
O
Cl
C l
C l
O
Hg
Hg
Hg
Hg
Hg
Cd Cd
Pb
Cu
Ag
Ag
Pb
Ag
Svět polutantů
13
Chemické látky v prostředí
• Směs přírodních CHL
• Jejich transformační a degradační produkty
Přírodní CHL
• Směsi antropogenních látek
• Jejich transformační a degradační produkty
Antropogenní CHL
• Kontaminanty
• Jejich transformační a degradační produkty
Environmentální směs
O
OCl
Cl
Cl
Cl
CCl Cl
CCl3
H
14
Zdroje znečištění ovzduší a dopady
15
Chemické látky
Vstupy
Osud v prostředí
Účinek na prostředí
Účinek na živé
organismy
CCl Cl
CCl3
H
Chemické látky v prostředí
16
Hlavní skupiny zdrojů chemického znečištění
prostředí
Zdroje
Produkty
Těžba a úprava surovin
Kontaminovaná místa
Výroba (bývalá,
současná)
Použití
17
Nově se objevujíící
„Staré“ regulované
„Nové“ regulované
„Nové“ sledované
Nesledované
Degradační a transformační
produkty
Sledované /nesledované polutanty
18
Difuzní znečištění
2
Vzdušný transport, legislativa
pro ochranu ovzduší
Ukládání odpadů na
povrch terénu a
zemědělskou půdu
Využívání stájových hnojiv z
velkochovů
Intenzivní zemědělství (herbicidy, pesticidy,
antibiotika
Využívání odpadů pro rekultivace
19
Expozice člověka chemickými látkami
20
Atmosférické problémy
21
Konflikty/války
22
23
EU-28 emise, 2000 - 2016
24
Emise SO2, NOx, NH3 v Evropě
25
Chemické látky v atmosféře a prostředí
Freony
Persistentní organické polutanty
Skleníkové plyny
Souvislosti
Obsah
26
Globální CFC výroba
Výroba CFC byla rychle zastavenaMontreal protocol
1987 1989
27
Changes in ozone : past, present and the future with
Montreal
0
5
10
15
20
25
30
35
1970 1980 1990 2000 2010
An
tarc
tic
ozo
ne
ho
le
(mill
ion
s o
f sq
uar
e k
m))
Montreal protocol
1987
1989
From Newman et al Atmos. Chem. Phys., 2009
With
Montreal:
recovery
by 2050-
2080
BLUE=
low ozone
Global agreements can solve global problems! Work doesn’t stop on signing
28
Chemické látky v atmosféře a prostředí
Freony
Persistentní organické polutanty
Skleníkové plyny
Souvislosti
Obsah
29
IP and UP POPs
Intentionally produced (IP): Chlorinated pesticides, transformer/capacitor
oils (PCB), polybrominated flame retardants, …
Unintentionally produced (UP): Dioxins/furans (byproducts in thermal
processes)
Elimination of stockpiles (IP) -
destruction (conservation)
Elimination of byproducts (UP) -
prevention and destruction
Decontamination (IP + UP) - remediation of soils,
sludges, water, sediments, …
Elimination of wastes (IP) -
destruction (conservation)
CCl Cl
CCl3
H
O
OCl
Cl
Cl
Cl
30
Toxicita produktů degradace
31
Trendy koncentrací DDT ve volném ovzduší
32
y = -0,2092x + 421,92R² = 0,3896
y = -0,2366x + 476,96R² = 0,4529
y = -0,1791x + 361,95R² = 0,5938
y = -0,1401x + 284,39R² = 0,6437
y = -0,1089x + 222,95R² = 0,5705
y = -0,2133x + 432,06R² = 0,6876
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1990 1995 2000 2005 2010
log S
PC
B
Stokes Ferry
High Muffles
Hazelrigg
Middlesbrough
Manchester
London
PCB koncentrace – UK ovzduší/monitoring od 1990
Half-live trends not significantly
different between sites
UK atmospheric clearance of
PCBs with an average half-life is
4.7 ± 1.6 years
Rate of decline not changed
Hites – Great Lakes = 18 years.
33
PCB koncentrace – časové trendy
Trends on herbage for
1965 – 1989 not different
to trends for air data for
1991 – 2008
Declines started from
late 1960s – with
voluntary bans (after
reports in birds of prey
etc)
Has Stockholm made
any difference?
Rate of decline
controlled by release
from stocks?
Advection?
0,01
0,1
1
10
100
1000
10000
1960 1970 1980 1990 2000 2010
log S
PC
B
Year
Herbage
Air
34
PCDD/F s – časové trendy
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1903
1930
1940
1950
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
PC
DD
/Fs
in
he
rb
ag
e in
fg T
EQ
g-1
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
PC
DD
/Fs in
air
fg
TE
Q m
-3
Herbage concentrations (Hassanin et al. 2006) TOMPS average air concentrations(21)
Závěry – Stockholmská úmluva
PCDD/Fs – dříve – hlavní zdroj chemický průmysl
Zdroje se mění v čase
Trendy - spuvislosti
Diskuse - ‘zero emissions and exposure’
35
Hodnocení účinnosti
Dlouhá doba poklesu koncentrací POPs
Vše začalo před tím než SC vstoupila v platnost
Některé POPs (pesticidy) – použití zastaveno,
nespotřebované zásoby a kontaminace (půda) – ovlivňují
globální trendy
Jiné (PCBs) – použití, zásoby, odpady – mizí velmi pomalu
Další (PCDD/Fs; PAHs) – dlouhodobé zdroje – v
minulosti/v současnosti – obtížná kontrola zdrojů
Znalost procesů je nezbytná – ne jen monitoring
Podobně jako Montreal/CFCs – kontrola, regulace, čekání?
36
PCBs – eliminováno – zbývá eliminovat
37
Chemické látky v atmosféře a prostředí
Freony
Persistentní organické polutanty
Skleníkové plyny
Souvislosti
Obsah
38
Skleníkové plyny
39
Energetika
Průmysl
Doprava
Zemědělství
Odlesňování
Odpady
IPCC AR4 (2007)
Emise vs. koncentrace GHGs
40
Nárůst o přibližně 25% za posledních 50 let
Nárůst o přibližně 40% za posledních 200 let
Trend ročního růstu kolem 2 ppm nebo přibližně 0.5% ročně
Atmosférické koncentrace CO2
41
Atmosférické koncentrace CO2, CH4 a BC
42
Národní Atmosférická Observatoř (NAO) Košetice
43
Fluorid sírový
44
Chemické látky v atmosféře a prostředí
Freony
Persistentní organické polutanty
Skleníkové plyny
Souvislosti
Obsah
45
Conceptual representation of key factors influencing the environmental fate and transport of POPs under a climate change scenario.
Numbers in the Figure correspond to enumerated items in the text, including climate-change-induced modifications in (1) strength
of secondary re-volatilization sources, (2) wind fields and wind speed, (3) precipitation, (4) ocean currents, (5) melting of polar ice
caps and mountain glaciers, (6) frequency of extreme events, (7) degradation and transformation of chemicals, (8) environmental
partitioning of chemicals, and (9) biotic transport of chemicals. Note that the processes depicted for the Northern hemisphere are
the same in the Southern hemisphere.
Klimatické změny a chemické látky – Predikce
dopadů
46
Environmental occurrence= potenctial possibility of transfer to human organisms
We have to determine the level of exposure in all age categories including prenatal period
Health effects may be delayed until later in life
Whole life exposure
Toxicologicky významné chemické látky
Pesticides Products of
combustion processes
Personnal care
products (PCP)
Food packages
Těhotenství DětstvíReprodukční
věkStřední
věkStáříPuberta
Expozice
Wastes
SUNSCREENS
Textil
47
Odhady – miliardy
dolarů ročně
48
Světová produkce energie
Slunce, vítr – ca 1% s dotací 129 mio USD
49
Význam problému
50
PM
SO2NOx
POPs
VOCs
Pokles emisí
51
GHGs
Finance
XXX
Nárust emisí, financí
52
K porozumění, k moudrosti….
53
Thank you for your attention
