Každým nádychom

Atmosféra je plynná hmota, ktorá obklopuje našu planétu a je usporiadaná vo vrstvách s rozličnými hustotami plynov. Najtenšia a najnižšia (prízemná) vrstva je známa ako troposféra. Žijú v nej rastliny a živočíchy a vyskytujú sa v nej naše modely počasia. Jej nadmorská výška je okolo 7 kilometrov na póloch a 17 kilometrov na rovníku.

Ako zvyšok atmosféry, aj troposféra je dynamická. V závislosti od nadmorskej výšky má ovzdušie rôznu hustotu a rôzne chemické zloženie. Vzduch neustále prúdi okolo zemegule, pričom prechádza ponad oceány, ako aj veľké pevninské oblasti. Vietor dokáže na nové miesta prenášať malé organizmy vrátane baktérií, vírusov, semien a inváznych druhov.

To, čo nazývame vzduchom, sa skladá z …

Suchý vzduch tvorí približne 78 % dusíka, 21 % kyslíka a 1 % argónu. Vo vzduchu sa nachádza aj vodná para, ktorá tvorí 0,1 % až 4 % troposféry. Teplejší vzduch obyčajne obsahuje viac vodnej pary ako chladnejší vzduch.

Vzduch obsahuje aj veľmi malé množstvá iných plynov nazývaných stopové plyny vrátane oxidu uhličitého a metánu. Koncentrácie takýchto menšinovo zastúpených plynov v atmosfére sú vo všeobecnosti merané ako počet častíc na milión (ppm). Napríklad hodnoty koncentrácií oxidu uhličitého, jedného z najhlavnejších a najčastejších stopových plynov v atmosfére, boli v roku 2011 odhadované na 391 ppm alebo 0,0391 % (indikátor agentúry EEA týkajúci sa atmosférických koncentrácií).

Okrem toho existujú ešte tisíce iných plynov a častíc (vrátane sadze a kovov), ktoré sa vypúšťajú do atmosféry z prírodných zdrojov, ako aj zdrojov vytvorených človekom.

Zloženie ovzdušia v troposfére sa stále mení. Niektoré z látok v ovzduší sú vysoko reaktívne, inými slovami, sú náchylnejšie na vzájomnú interakciu s inými látkami. Tzv. sekundárne znečisťujúce látky škodlivé pre naše zdravie a životné prostredie sa môžu vytvoriť pri vzájomnej reakcii niektorých látok. Teplo, aj zo slnka, je zvyčajne katalyzátorom, ktorý umožňuje alebo spúšťa procesy chemických reakcií.

(c) Stephen Mynhardt, ImaginAIR/EEA

Čo nazývame znečistením ovzdušia

Nie všetky látky v ovzduší sa považujú za znečisťujúce. Vo všeobecnosti je znečistenie ovzdušia definované ako existencia určitých znečisťujúcich látok v atmosfére na úrovniach, ktoré majú škodlivý vplyv na ľudské zdravie, životné prostredie a naše kultúrne dedičstvo (budovy, pamiatky a materiály). V kontexte právnych predpisov je zahrnuté len znečistenie zdrojmi vytvorenými človekom, napriek tomu, že znečistenie môžeme v iných kontextoch definovať širšie.

Nie všetky znečisťujúce látky v ovzduší pochádzajú zo zdrojov vytvorených človekom. Pri mnohých prírodných javoch vrátane sopečných erupcií, lesných požiarov a piesočných búrok sa do atmosféry uvoľňujú látky znečisťujúce ovzdušie. Tuhé znečisťujúce častice môžu prejsť celkom veľké vzdialenosti v závislosti od sily vetra a oblačnosti. Bez ohľadu na to, či sú vytvorené človekom alebo prírodné, keď už sú tieto látky v atmosfére, môžu sa podieľať na chemických reakciách a prispievať k znečisteniu ovzdušia. Jasná obloha a veľká viditeľnosť nie sú bezpodmienečne znakmi čistého ovzdušia.

Napriek výrazným zlepšeniam, ktoré sa podarilo dosiahnuť za posledné desaťročia, znečistenie ovzdušia v Európe naďalej poškodzuje naše zdravie a životné prostredie. Konkrétne znečistenie z tuhých znečisťujúcich častíc a z ozónu predstavuje závažné zdravotné riziko pre európskych občanov, pričom ovplyvňuje kvalitu života a znižuje priemernú dĺžku života. Rôzne znečisťujúce látky majú však rozdielne zdroje a následky. Oplatí sa bližšie pozrieť na hlavné znečisťujúce látky.

Keď v ovzduší prúdia drobné častice

Tuhé znečisťujúce častice (PM) sú látky znečisťujúce ovzdušie, ktoré spôsobujú najväčšie škody na ľudskom zdraví v Európe. Predstavte si ich ako častice, ktoré sú tak ľahké, že môžu prúdiť vo vzduchu. Niektoré z týchto častíc sú také malé (jedna tridsatina k jednej pätine priemeru ľudského vlasu), že sa dostanú nielen hlboko do našich pľúc, ale môžu prejsť aj do nášho krvného obehu ako kyslík.

Niektoré z nich sa uvoľňujú priamo do atmosféry. Iné sa vyskytujú ako výsledok chemických reakcií a obsahujú prekurzorové plyny, konkrétne oxid siričitý, oxidy dusíka, amoniak a prchavé organické zlúčeniny.

Tieto častice sa môžu skladať z rozličných chemických zložiek a ich vplyv na naše zdravie a životné prostredie závisí od ich zloženia. V tuhých znečisťujúcich časticiach možno nájsť aj niektoré ťažké kovy, ako sú arzén, kadmium, ortuť a nikel.

Z nedávnej štúdie Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) vyplýva, že znečistenie ovzdušia jemnými časticami (PM2,5, t. j. tuhé častice s priemerom najviac 2,5 mikrometra) by mohlo predstavovať väčší problém pre zdravie, ako sa pôvodne odhadovalo. Zo štúdie Preskúmanie dôkazov o zdravotných aspektoch znečistenia ovzdušia ďalej vyplýva, že dlhodobé vystavenie jemným časticiam môže spustiť aterosklerózou, mať nežiaduce následky pri pôrode a spôsobiť detské respiračné ochorenia. WHO v nej takisto naznačuje možné prepojenie s vývojom nervového systému, kognitívnymi funkciami a cukrovkou a potvrdzuje príčinný vzťah medzi PM2,5 a úmrtiami v dôsledku srdcovo-cievnych a respiračných ochorení.

V závislosti od chemického zloženia môžu častice zároveň ovplyvňovať celosvetovú klímu, a to buď zohrievaním, alebo ochladzovaním planéty. Napríklad čierny uhlík, jedna z bežných súčastí sadze, ktorý sa väčšinou nachádza v jemných časticiach (s priemerom menším ako 2,5 mikrometra), vzniká neúplným spaľovaním fosílnych palív, ako aj horením dreva. V mestských oblastiach sú emisie čierneho uhlíka väčšinou spôsobené cestnou dopravou, predovšetkým dieselovými motormi. Okrem vplyvov na zdravie prispieva čierny uhlík v tuhých znečisťujúcich časticiach k zmene klímy tým, že absorbuje slnečné teplo a otepľuje atmosféru.

(c) Andrzej Bochenski, ImaginAIR/EEA

Ozón: keď sa spoja tri atómy kyslíka

Ozón je špecifická a vysoko reaktívna forma kyslíka zložená z troch atómov kyslíka. V stratosfére, jednej z horných vrstiev atmosféry, nás ozón chráni pred nebezpečným ultrafialovým slnečným žiarením. Avšak v najnižšej vrstve atmosféry, troposfére, je ozón v skutočnosti významnou znečisťujúcou látkou, ktorá má vplyv na zdravie a prírodu.

Prízemný ozón sa tvorí ako výsledok zložených chemických reakcií medzi prekurzorovými plynmi, ako sú oxidy dusíka, a prchavými organickými zlúčeninami bez obsahu metánu. Metán a oxid uhoľnatý tiež zohrávajú úlohu pri jeho vzniku.

Ozón je silný a agresívny. Vysoké úrovne ozónu spôsobujú rozožieranie materiálov, budov a živého tkaniva. Ozón znižuje schopnosť rastlín uskutočňovať fotosyntézu a zabraňuje im vo vstrebávaní oxidu uhličitého. Oslabuje tiež rozmnožovanie a rast rastlín, výsledkom čoho sa znižuje úrodnosť, ako aj prírastok lesov. V ľudskom tele spôsobuje zápaly pľúc a priedušiek.

Keď je naše telo vystavené ozónu, snaží sa zabrániť jeho preniknutiu do pľúc. Tento reflex znižuje množstvo kyslíka, ktorý dýchame. Vdychovanie menšieho množstva kyslíka spôsobuje intenzívnejšiu prácu srdca. Takže pre ľudí, ktorí už trpia srdcovo-cievnymi a respiračnými ochoreniami, napríklad astmou, môže mať pôsobenie vysokých hodnôt ozónu vysiľujúce a dokonca smrteľné následky.

Čo sa ešte v zmesi nachádza?

Ozón a tuhé znečisťujúce častice nie sú jediné látky znečisťujúce ovzdušie, ktoré v Európe vzbudzujú obavy. Naše osobné a nákladné autá, elektrárne a iné priemyselné zariadenia potrebujú energiu. Takmer všetky vozidlá a zariadenia využívajú nejakú formu paliva a spaľujú ho, aby získali energiu.

Spaľovanie palív obyčajne mení formu mnohých látok vrátane dusíka, najčastejšieho plynu v našej atmosfére. Keď dusík reaguje s kyslíkom, v ovzduší sa vytvárajú oxidy dusíka (vrátane oxidu dusičitého — NO2). Keď dusík reaguje s atómami vodíka, vytvorí sa amoniak (NH3), ktorý predstavuje ďalšiu látku znečisťujúcu ovzdušie so závažnými škodlivými účinkami na ľudské zdravie a prírodu.

V skutočnosti sa pri spaľovacích procesoch uvoľňuje celý rad iných látok znečisťujúcich ovzdušie, od oxidu siričitého a benzénu po oxid uhoľnatý a ťažké kovy. Niektoré z týchto znečisťujúcich látok majú krátkodobé účinky na ľudské zdravie. Iné, vrátane niektorých ťažkých kovov a perzistentných organických znečisťujúcich látok, sa v prostredí hromadia. To im umožňuje preniknúť do nášho potravinového reťazca a nakoniec skončia na našich tanieroch.

Ostatné znečisťujúce látky, napríklad benzén, môžu poškodiť genetický materiál našich buniek a v prípade dlhodobého vystavenia spôsobiť rakovinu. Keďže benzén sa používa ako prídavná látka v benzíne, okolo 80 % benzénu uvoľňovaného do atmosféry v Európe pochádza zo spaľovania palív používaných vo vozidlách.

Iná známa rakovinotvorná znečisťujúca látka, benzo(a)pyrén (BaP), sa uvoľňuje najmä spaľovaním dreva alebo uhlia v domácich peciach. Výfukové plyny z automobilov, predovšetkým z dieselových vozidiel, predstavujú ďalší zdroj BaP. Okrem spôsobovania rakoviny, môže BaP dráždiť oči, nos, hrdlo a priedušky. BaP sa zvyčajne nachádza v jemných časticiach.

Meranie vplyvov na ľudské zdravie

Napriek tomu, že znečistenie ovzdušia má vplyv na každého, nie každého ovplyvňuje v rovnakej miere a rovnakým spôsobom. Viac ľudí je vystavených znečisteniu ovzdušia v mestských oblastiach kvôli vyššej hustote zaľudnenia. Niektoré skupiny ľudí sú zraniteľnejšie vrátane tých, ktorí trpia srdcovo-cievnymi a respiračnými ochoreniami, ľudí s reakčným ochorením dýchacích ciest a alergiami dýchacích ciest, starších ľudí a dojčiat.

„Znečistenie životného prostredia ovplyvňuje rovnako obyvateľov rozvinutých a rozvojových krajín,“ hovorí Marie-Eve Hérouxová z Regionálneho úradu Svetovej zdravotníckej organizácie pre Európu. „Dokonca aj v Európe je stále veľký podiel obyvateľstva vystaveného úrovniam, ktoré prekračujú odporúčania usmernení pre kvalitu ovzdušia.“

Nie je jednoduché odhadnúť úplný rozsah škôd na našom zdraví a životnom prostredí, ktoré sú spôsobené znečistením ovzdušia. Existuje však veľa štúdií založených na rôznych odvetviach alebo zdrojoch znečistenia.

Podľa projektu Aphekom, ktorý je spolufinancovaný Európskou komisiou, vedie znečistenie ovzdušia k skráteniu priemernej dĺžky života o približne 8,6 mesiaca na osobu.

Niektoré hospodárske modely sa môžu využiť na odhad nákladov týkajúcich sa znečistenia ovzdušia. Tieto modely zvyčajne obsahujú náklady na zdravotnú starostlivosť spôsobené znečistením ovzdušia (strata produktivity, dodatočné medicínske náklady atď.), ako aj náklady vyplývajúce z nižšej úrodnosti a škôd vzniknutých na určitých materiáloch. Takéto modely však nezahŕňajú všetky náklady pre spoločnosť spôsobené znečistením ovzdušia.

Aj napriek svojim obmedzeniam tieto odhady nákladov naznačujú rozsah škôd. Takmer 10 000 priemyselných zariadení v celej Európe podáva správy o rôznych znečisťujúcich látkach, ktoré uvoľňujú do atmosféry, Európskemu registru uvoľňovania a prenosov znečisťujúcich látok (E-PRTR). Na základe verejne dostupných údajov agentúra EEA odhadla, že v roku 2009 stálo Európanov znečistenie ovzdušia z 10 000 najväčších znečisťujúcich zariadení v Európe 102 — 160 miliárd EUR. Pričom len 191 zariadení bolo uznaných za zodpovedných za polovicu celkových nákladov na škody.

Existujú aj štúdie s odhadmi možných prínosov, ktoré by sme mohli získať zlepšovaním kvality ovzdušia. Napríklad v štúdii projektu Aphekom sa predpovedá, že zníženie ročných úrovní PM2,5 na úrovne podľa usmernení Svetovej zdravotníckej organizácie by viedlo k nárastu priemernej dĺžky života v rozsahu od 22 mesiacov v priemere na osobu v Bukurešti a 19 mesiacov v Budapešti až po 2 mesiace v Malage a menej ako polovicu mesiaca v Dubline.

Vplyvy dusíka na prírodu

Nielen ľudské zdravie je ovplyvňované znečistením ovzdušia. Rôzne látky znečisťujúce ovzdušie majú rozdielne vplyvy na širokú škálu ekosystémov. Nadmerné množstvá dusíka však predstavujú osobitné riziká.

Dusík je jednou z kľúčových živín nachádzajúcich sa v životnom prostredí, ktoré rastliny potrebujú na zdravý rast a prežitie. Je rozpustný vo vode a následne ho rastliny vstrebávajú cez koreňový systém. Keďže rastliny využívajú veľké množstvá dusíka a existujúce množstvá odčerpávajú z pôdy, poľnohospodári a pestovatelia zvyčajne používajú hnojivá a pridávajú do pôdy živiny vrátane dusíka, aby zvýšili objem úrody.

Dusík prítomný v ovzduší má podobný účinok. Keď sa nadbytočný dusík zachytí na vodných útvaroch alebo v pôde, môžu ho výhodne využiť určité druhy v ekosystémoch, v ktorých sa nachádzajú obmedzené množstvá živín, napríklad v tzv. citlivých ekosystémoch s jedinečnou flórou a faunou. Nadmerné zásoby živín v týchto ekosystémoch môžu úplne zmeniť rovnováhu medzi druhmi a môžu viesť k strate biodiverzity v zasiahnutých oblastiach. V sladkovodných a pobrežných ekosystémoch to môže prispieť k premnoženiu rias.

Reakcia ekosystémov na nadmerné usádzanie dusíka je známa ako eutrofizácia. Za posledné dve desaťročia poklesol počet oblastí s citlivými ekosystémami postihnutými eutrofizáciou len mierne. V súčasnosti sa odhaduje, že viac ako polovica celkovej oblasti definovanej ako citlivé ekosystémy čelí riziku eutrofizácie.

Zlúčeniny dusíka tiež prispievajú k okysľovaniu sladkých vôd alebo lesných pôd, pričom majú vplyv na druhy, ktoré sú od týchto ekosystémov závislé. Podobne ako vplyvy eutrofizácie môžu byť nové životné podmienky výhodnejšie pre niektoré druhy na úkor iných.

EÚ sa podarilo významne zmenšiť oblasť citlivých ekosystémov ovplyvnených okysľovaním a to predovšetkým vďaka veľkému zníženiu emisií oxidu siričitého. Len niekoľko oblastí s najviac znečistenými miestami v EÚ, najmä v Holandsku a v Nemecku, čelí problémom s okysľovaním.

(c) Leona Matoušková, ImaginAIR/EEA

"Jizerské hory, chránená krajinná oblasť rozprestierajúca sa v severnej časti Českej republiky, sa nachádza v regióne, ktorý bol v minulosti v dôsledku veľkého znečistenia ovzdušia neslávne známy ako tzv. čierny trojuholník."
Leona Matoušková,  Česká republika

Znečisťovanie bez hraníc

Napriek tomu, že niektoré oblasti a krajiny môžu pociťovať závažnejšie vplyvy na verejné zdravie a životné prostredie ako iné, znečistenie ovzdušia je globálnym problémom.

Globálne prúdenie vetrov znamená, že látky znečisťujúce ovzdušie sa premiestňujú po celom svete. Časť látok znečisťujúcich ovzdušie a ich prekurzory zistené v Európe sú emitované v Ázii a Severnej Amerike. Podobne sa časť znečisťujúcich látok uvoľňovaných do ovzdušia v Európe presúva do iných regiónov a na iné kontinenty.

To isté platí aj v menšej miere. Kvalita ovzdušia v mestských oblastiach je vo všeobecnosti ovplyvňovaná kvalitou ovzdušia v okolitých vidieckych oblastiach a naopak.

„Dýchame neustále a sme vystavení znečisteniu ovzdušia, či už vnútri alebo vonku,“ tvrdí Erik Lebret z Národného inštitútu pre verejné zdravie a životné prostredie (RIVM) v Holandsku. „Všade, kam ideme, dýchame vzduch, ktorý je znečisťovaný celým radom látok na úrovniach, pri akých môžete niekedy očakávať nepriaznivé účinky na zdravie. Bohužiaľ, neexistuje miesto, kde by sme mohli dýchať len čistý vzduch.“

Ďalšie informácie

• Technická správa agentúry EEA 15/2011 - Odhalenie nákladov na znečistenie ovzdušia z priemyselných zariadení v Európe
• Svetová zdravotnícka organizácia: Znečisťovanie ovzdušia a vplyvy na zdravie a štúdia projektu Aphekom