Aktuality SHMU

Aktualizácia smogového varovného systému

Tohtoročný veľmi chladný január nám priniesol prvé skúsenosti s vyhlasovaním smogových situácií pre častice PM10.

Podľa vtedy platnej legislatívy (Zákon 137/2010 Z.z. o ovzduší, Vyhláška MŽP 244/2016 Z.z., Príloha 10) platilo, že ak 2 dni po sebe prekročila priemerná 24-hodinová koncentrácia PM10 v zóne alebo aglomerácii prahovú hodnotu 100 µg.m-3 a zároveň bol za posledných 6 h zaznamenaný rastúci trend hodinových koncentrácií častíc PM10 aspoň na polovici počtu staníc v danej zóne alebo aglomerácii, bol vydaný signál "Upozornenie", že môže nastať smogová situácia.Smogová situácia pre PM₁₀ nastala, ak dva dni po sebe prekročila priemerná 24-hodinová koncentrácia PM₁₀ v zóne alebo aglomerácii prahovú hodnotu 150 µg.m^-3 a zároveň bol za posledných 6 h zaznamenaný rastúci trend hodinových koncentrácií častíc PM₁₀ aspoň na polovici počtu staníc v danej zóne alebo aglomerácii. Tieto podmienky vyhlasovania smogových situácií sa v praxi ukázali ako nie príliš efektívne, ak máme na zreteli ich zamýšľaný účel, teda ochranu zdravia obyvateľstva. Nasledujúci príspevok sa sústredí na analýzu vyhlasovania smogových situácií v januári 2017. Táto analýza bola základom pre návrh aktualizácie smogového varovného systému. Aktualizovaná verzia bola prijatá v novele 293/2017 Z.z. Zákona o ovzduší a Vyhlášky o kvalite ovzdušia, ktoré vstúpili do platnosti 1. decembra 2017.

FAKTORY PODMIEŇUJÚCE VZNIK SMOGOVÝCH SITUÁCIÍ

Vo všeobecnosti sa zvýšené koncentrácie PM₁₀ v ovzduší pozorujú hlavne v zime v súvislosti s emisiami z vykurovania a zvýšenými emisiami z dopravy (studený štart motorov, zvírený zimný posyp ciest). Vykurovanie sa realizuje jednak diaľkovými dodávkami tepla z kotolní v prípade bytových domov, ale rodinné domy sú vykurované lokálne.  S rastom ceny plynu sa mnohé domácnosti vrátili naspäť k vykurovaniu tuhými palivami, na Slovensku hlavne drevom. Emisie z vykurovania drevom sú veľmi vysoké a  naviac, čo je nebezpečnejšie, sú emitované pomerne blízko zemského povrchu a „v blízkosti“ ľudí (na rozdiel od napr. teplární, ktoré sú vybavené väčšinou vysokými komínmi). Vykurovanie drevom sa deje hlavne tam, kde je drevo najprístupnejšie, v blízkosti lesov.

Ďalším faktorom negatívne ovplyvňujúcim rozptyl znečisťujúcich látok v atmosfére je  vertikálne zvrstvenie a vietor. V zime sa v našich zemepisných oblastiach každoročne vyskytujú obdobia, kedy teplotná inverzia v údoliach a nížinách pretrváva po celý deň, ba aj niekoľko dní za sebou. Oblasti klimaticky náročné na vykurovanie, teda horské doliny a kotliny, sú zároveň oblasťami, kde sa vyskytujú inverzie najsilnejšie a najdlhšie, a zároveň je tam vysoký podiel vykurovania tuhými palivami.  Tieto oblasti preto tradične patria medzi tie s najvyššími počtami prekročení dennej limitnej koncentrácie PM₁₀ 50 µg.m^-3.

VÝVOJ KONCENTRÁCIÍ PM₁₀ V JANUÁRI 2017

Január tohto roku bol špecifický veľmi nízkymi teplotami. Bolo to spôsobené vpádom arktického vzduchu začiatkom mesiaca a prítomnosťou rozsiahlej stabilnej tlakovej výše nad celou strednou Európou po väčšinu mesiaca. Následkom toho sa vytvorili podmienky pre pretrvávajúce inverzie v nížinách, kotlinách a horských dolinách. Vzhľadom na rozsiahlosť ovplyvneného územia sa nízke teploty a nepriaznivé podmienky pre rozptyl znečisťujúcich látok vyskytovali nielen na Slovensku ale aj v okolitých krajinách.  Znečistenie ovzdušia tak nadobudlo silne regionálny charakter, a vysoké koncentrácie PM₁₀ boli namerané aj na vidieckych, tzv. pozaďových staniciach, kde sa očakáva dobrá kvalita vzduchu. Ide o stanice Kolonické sedlo na východe Slovenka, kde bolo od začiatku januára zaznamenaných 10 prekročení dennej hodnoty 50 µg.m^-3  a Topoľníky na južnom Slovensku, kde sa dokonca vyskytli podmienky na vyhlásenie signálu „Upozornenie“. To svedčí o regionálnom rozsahu znečistenia, kedy sa dosiahol stav, že znečistenie sa v prízemnej vrstve postupne kumulovalo a rozširovalo v stagnujúcej vzduchovej hmote aj na oblasti bez významnejších emisných zdrojov.

Priemerná januárová teplota na Slovensku bola viac ako 3 stupne pod dlhodobým normálom, zatiaľ čo napr. v rokoch 2014 až 2016 bola väčšinou niekoľko stupňov nad dlhodobým normálom. Takéto extrémne teploty kládli vysoké požiadavky na vykurovanie. Emisie z vykurovania sa tak mohli zvýšiť až takmer o 40% oproti januáru 2014. To, že vysoké koncentrácie PM₁₀ boli hlavne spôsobené zvýšením vykurovania podporuje aj fakt, že na všetkých staniciach boli namerané takmer rovnako vysoké koncentrácie PM_2.5, teda PM₁₀ boli tvorené takmer výlučne týmito jemnými časticami. Na niektorých miestach v blízkosti veľkých a stredných zdrojov znečisťovania však mohli aj tieto zdroje v niektorých situáciách prispieť svojim dielom, napriek tomu, že sú vybavené vysokými komínmi. Počas dlhého obdobia prevažne veľmi nepriaznivých rozptylových podmienok výška premiešavania nebola konštantne nízka, ale sa v určitom rozsahu menila.  Niekedy tiež vykazovala určitý denný chod s maximom v poludňajších hodinách. Výška premiešavania a vietor podľa modelu Aladin ráno o 6. hodine UTC 26.1., kedy na východnom Slovensku došlo prechodne k zlepšeniu rozptylovej situácie, dosahovala pomerne vysoké hodnoty s maximom okolo 1000 m. Situácia sa v priebehu ďalších dní zhoršovala a výška premiešavania klesala na hodnoty okolo 100 m. V priebehu tohto vývoja mohla nastať situácia, kedy emisie z US Steel ostali „uväznené“ pod hranicou inverzie, a pri počiatočnom slabom južnom prúdení tak mohli mať vplyv na vysoké koncentrácie namerané na staniciach NMSKO v Košiciach. Podobný vývoj mohol nastať aj v blízkosti iných veľkých alebo stredných zdrojov znečisťovania.

ANALÝZA SMOGOVÝCH SITUÁCIÍ

V popisovanom období sme zaznamenali na všetkých staniciach NMSKO spolu 46 dní, v ktorých prekročila priemerná denná hodnota koncentrácií PM₁₀ počas dvoch po sebe nasledujúcich dní informačný prah, a 5 dní, kedy prekročila výstražný prah. Nie všetky tieto situácie však boli aj vyhlásené, pretože nie vždy bola splnená podmienka nasledujúceho 6-hodinového nárastu koncentrácií. Signál „Výstraha“ nebol vyhlásený ani raz. Ukázalo sa, že podmienky vyhlasovania smogových situácií sú zvolené dosť nevhodne, pretože k ich vyhlasovaniu dochádzalo s veľkým časovým oneskorením, a ich trvanie bolo následne veľmi krátke. SHMÚ bol preto požiadaný Ministerstvom životného prostredia o vypracovanie novej metodiky pre smogové varovné systémy tak, aby vyhlasovanie smogových situácií bolo z praktického hľadiska pre verejnosť užitočné. V novelizovanom zákone o ovzduší sme navrhli systém založený, podobne ako v ČR, na dvanásťhodinových kĺzavých priemeroch koncentrácií, pričom sa tiež berie do úvahy predpokladaný budúci vývoj rozptylovej situácie v nasledujúcom dni. Analýza januára 2017 pomocou navrhovanej metodiky ukázala, že by podľa nej bolo vyhlásených 205 dní smogových situácií 1. stupňa (upozornenie), a 28 dní situácií 2. stupňa (výstraha). Smogové situácie by boli vyhlasované v priemere o 45 hodín skôr oproti pôvodnej metodike.  Na Obr. 1 sú zobrazené priebehy koncentrácií PM₁₀ pre vybrané stanice, kde sú vyššie uvedené závery dobre ilustrované obzvlášť v prípade Ružomberka.

Obr. 1 Priebeh priemerných hodinových, priemerných denných a 12-hodinového priemeru hodnôt koncentrácií PM₁₀ na vybraných staniciach NMSKO

Na Obr. 2 možno vidieť priemerný denný chod koncentrácií PM₁₀ počas smogovej epizódy v januári 2017 na vybraných staniciach. Na vidieckych pozaďových staniciach je denný chod málo výrazný, maximum je o 20. hodine. Naopak veľmi výrazný denných chod je v Ružomberku a v Jelšave s hlavným minimom o 14. a vedľajším ráno. Maximá o 9. a 20. hodine pravdepodobne súvisia so zvýšenými emisiami z lokálnych kúrenísk počas večerného a ranného zakurovania. Na dopravných staniciach v Banskej Bystrici a Košiciach je denný chod zložitejší a ovplyvňujú ho ako emisie z dopravy tak aj z lokálnych kúrenísk, prípadne ďalších zdrojov. Vplyv vykurovania je výraznejší v Banskej Bystrici.

GEOGRAFICKÁ ŠPECIFIKÁCIA SMOGOVEJ SITUÁCIE

Podľa vtedy platnej legislatívy by sa mala smogová situácia vyhlasovať v zóne alebo aglomerácii, ak sú dosiahnuté podmienky pre vyhlásenie aspoň na polovičnom počte monitorovacích staníc v danej zóne alebo aglomerácii. Slovensko je v súvislosti s hodnotením PM₁₀ rozdelené na 8 zón, ktoré zodpovedajú administratívnym krajom, a dve aglomerácie (Bratislava, Košice). V súvislosti so smogovými situáciami tu však nastáva praktický problém, pretože kraje sú geograficky rozsiahle a ich hranice sú stanovené administratívne, pričom nezodpovedajú geomorfológii krajiny.

Obr.2 Priemerný denný chod koncentrácií PM₁₀ počas smogových situácií na vybraných staniciach NMSKO

Tak napríklad Žilina, Martin a Ružomberok patria do Žilinského kraja, pričom sa nachádzajú v troch dolinách, resp. kotlinách, ktoré sú oddelené pomerne vysokými pohoriami Malej a Veľkej Fatry. Tieto pohoria značne ovplyvňujú prúdenie vzduchu a lokálne rozptylové podmienky. Často sa stáva, že Žilina, prípadne Martin, je už pod vplyvom prechádzajúceho atmosférického frontu a rozptylové podmienky sú dobré, pričom sa front na pohorí spomalí alebo zastaví a v Ružomberku pokračuje zlá rozptylová situácia. V takomto prípade by sme napriek tomu smogovú situáciu vyhlásiť nemohli, pričom ľudia v Ružomberku by boli vystavení vysokým koncentráciám PM₁₀. Ďalším problémom je fakt, že do rozsiahlych území krajov spadajú aj pomerne veľké územia, na ktorých je kvalita ovzdušia dobrá aj počas situácií, keď je v mestách a obciach smog. Väčšina existujúcich monitorovacích staníc sa nachádza v problematických oblastiach. Preto sme usúdili, že nemá praktický zmysel vyhlasovať smogové situácie pre celú zónu, a sústredili sme ich na jednotlivé oblasti riadenia kvality ovzdušia,  kde sme smogové situácie vyhlasovali prakticky na základe údajov jednej alebo dvoch monitorovacích staníc. Preto sme z nového návrhu zákona vyhlasovanie smogových situácií v rozsahu zón vypustili.

PODMIENKY NOVÉHO SMOGOVÉHO VAROVNÉHO SYSTÉMU PRE PM₁₀

Špecifikácia podmienkok pre vyhlasovanie smogových situácií pre PM₁₀ tak, ako je uvedená v novelizovanom zákone a vyhláške je nasledujúca:

• Oznámenie o vzniku smogovej situácie nasleduje pre častice PM₁₀ po prekročení informačného prahu 100 µg/m³ vyjadreného ako 12-hodinový kĺzavý priemer koncentrácie častíc PM₁₀ a súčasne podľa vyhodnotenia vývoja znečistenia ovzdušia na základe meteorologickej predpovede nie je odôvodnené predpokladať zníženie koncentrácie tejto znečisťujúcej látky v priebehu nasledujúcich 24 hodín pod hodnotu informačného prahu.

• Výstraha pred závažnou smogovou situáciou nasleduje po prekročení výstražného prahu 150 µg/m³ vyjadreného ako 12-hodinový kĺzavý priemer koncentrácie častíc PM₁₀ a súčasne podľa vyhodnotenia vývoja znečistenia ovzdušia na základe meteorologickej predpovede nie je odôvodnené predpokladať zníženie koncentrácie tejto znečisťujúcej látky v priebehu nasledujúcich 24 hodín pod hodnotu výstražného prahu.

• Podmienky na vydanie oznámenia o pominutí smogovej situácie alebo oznámenia  o zrušení výstrahy pred závažnou smogovou situáciou nastanú, ak koncentrácia žiadnej znečisťujúcej látky neprekračuje príslušnú  prahovú hodnotu a tento stav trvá

  • súvisle 24 hodín a podľa vyhodnotenia vývoja znečistenia ovzdušia na základe meteorologickej predpovede nie je odôvodnené predpokladať opätovné prekročenie príslušnej prahovej hodnoty v priebehu nasledujúcich 24 hodín, alebo

  • najmenej 3 hodiny a podľa vyhodnotenia vývoja znečistenia ovzdušia na základe meteorologickej predpovede je takmer vylúčené opätovné prekročenie príslušnej prahovej hodnoty v priebehu nasledujúcich 24 hodín.

Záver

Nový systém vyhlasovania smogových situácií sa začal uplatňovať od 1. decembra. Prvým prípadom smogovej situácie sa stala Jelšava a blízke okolie, kde nastali podmienky na vyhlásenie upozornenia na smogovú situáciu 6.decembra popoludní a neskôr večer bola vyhlásená výstraha pred závažnou smogovou situáciou. Informácie boli uverejnené na stránke SHMÚ, bola informovaná stála služba SKR MVSR, boli rozoslané verejnoprávnym médiám, a meteorológovia informovali o vzniknutej situácii vo svojich živých vstupoch do rozhlasu. Čas ukáže, či boli novelizáciou dokonale postihnuté všetky praktické nuansy dopadu systému, zatiaľ sa však zdá, že  účel novelizácie, teda čo najvčasnejšie informovanie verejnosti, bol dosiahnutý.

Tab. 1 Smogové situácie v januári 2017 (oranžová – upozornenie, červená – výstraha) nájdtete TU:

Pozn.: V tabuľke nebol braný do úvahy vývoj v nasledujúcich 6 hodinách