SHMÚ vydal meteorologické výstrahy na Prízemný mrázVietor Zobraziť výstrahy

Aktuality SHMÚ

30 APR 2020

Vplyv opatrení súvisiacich s COVID-19 na kvalitu ovzdušia v SR - prvý mesiac

OVZDUŠIE | 30.4.2020 | ANALÝZA | JURAJ BEŇO, DUŠAN ŠTEFÁNIK

Článok je zameraný na analýzu vplyvu opatrení na zamedzenie šírenia ochorenia COVID-19 na území Slovenska na koncentrácie znečisťujúcich látok v ovzduší. Analýza sa týka obdobia prvého mesiaca po zavedení opatrení od 13.3. do 13.4.2020. Účelom aplikovaných opatrení bola najmä snaha o zredukovanie mobility populácie. Z tohto dôvodu bola pozornosť zameraná  hlavne na znečisťujúce látky produkované v cestnej doprave – PM10, NO2, NOx.  Analyzované boli hodinové časové rady dát pred a po zavedení opatrení, ako aj časové rady z predchádzajúcich rokov z meracích staníc na Slovensku. Počas prvého mesiaca opatrení, v porovnaní s desaťročným priemerom rokov 2010-19 daného obdobia, koncentrácie NO2  na 17 mestských staniciach SHMÚ poklesli priemerne o -24.5 % (-6 μg/m3), koncentrácie NOx na 19 staniciach poklesli priemerne o  -28.5 % (-13.5 μg/m3) a  koncentrácie PM10 na 29 staniciach klesli priemerne o -8.5 % (-2.6 μg/m3). Tieto poklesy koncentrácií sú v dobrej zhode s hrubým odhadom poklesu emisií v uvažovanom období voči predchádzajúcim rokom NOx o -27 % a PM10 o -5 % (zodpovedá poklesu dopravy o -60 %) za predpokladu priemerných rozptylových podmienok. Výrazný pokles koncentrácií v období po zavedení opatrení nastal hlavne na dopravných staniciach v časoch medzi 6 a 20 hodinou, pričom v čase špičky boli na stanici Trnavské mýto v Bratislave maximálne poklesy až na úrovni -52 % pre NO2 a  -64 % pre NOx oproti desaťročnému priemeru 2010-19 daného obdobia.

1.Úvod

* Uvedený článok bude publikovaný v Meteorologickom časopise SHMÚ, 2020, ročník 23, Číslo 1

Motiváciou tejto práce je analýza vplyvu opatrení zavedených ústredným krízovým štábom na zmiernenie dopadov šírenia ochorenia COVID-19 na koncentrácie znečisťujúcich látok v rámci územia SR. Zavedené ochranné opatrenia mali robustný charakter (uzavretie škôl, letísk, reštaurácií, barov, zákaz organizovania hromadných podujatí a veľa ďalších). Účelom ich zavedenia bolo najmä zníženie mobility obyvateľstva. Tieto opatrenia majú vplyv na využívanie motorových dopravných prostriedkov, a teda aj priamy vplyv na koncentrácie znečisťujúcich látok. Z tohto dôvodu sme sa zamerali najmä na vyhodnotenie vplyvu dopravy na namerané koncentrácie na mestských dopravných a pozaďových staniciach v rámci obdobia pred a po zavedení ochranných opatrení, ako aj na porovnanie koncentrácií s predchádzajúcimi rokmi pre príslušné časové obdobie. V tejto práci budeme ako termín zavedenia ochranných opatrení považovať 13.3.2020, kedy vošli do platnosti najprísnejšie z nich, čo sa aj prejavilo na poklese celkovej mobility (Obr.1). Mesiac pred zavedením opatrení sa považuje obdobie od 13.2.2020 do 12.3.2020. Mesiac po zavedení opatrení predstavuje obdobie od 13.3.2020 do 13.4.2020.

Obr.1. Trendy mobility pre vybrané vlakové stanice, autobusové stanice, mestskú dopravu. Pred zavedením opatrení (červené pozadie) a po zavedení opatrení (zelené pozadie) [1].

zmeny v trendoch

 

Z trendov naznačených v Obr.1 (dáta extrahované z Google report, podrobnejší popis metodiky sa dá nájsť v  [1]) je zrejmé, že došlo k výraznej redukcii využívania verejnej dopravy, ako aj pohybu ľudí v blízkosti dopravných centier. Podobné trendy sa dajú očakávať aj pri využívaní individuálnej cestnej dopravy .

Znečisťujúce látky vybrané v tejto analýze sú tie, ktoré sú najviac ovplyvňované zmenami intenzít dopravy a ich koncentrácie sú monitorované na väčšom počte  automatických monitorovacích staníc kvality ovzdušia SHMÚ: PM10, PM2.5, NO2, NOX (= NO + NO2). Hlavným zdrojom produkcie NOX v doprave sú chemické reakcie v spaľovacích motoroch pri vysokých teplotách. NOX je emitovaný prevažne vo forme NO a v menšej miere v NO2. Obe látky sú vysoko reaktívne plyny, ktoré v časovej škále niekoľkých minút podliehajú chemickým premenám, preto je ich maximálny výskyt v bezprostrednom okolí zdrojov, v tomto prípade v okolí ciest. Väčšina NO2 vzniká sekundárnymi reakciami NO s ozónom a peroxidovými  radikálmi [2]. Pevné častice sú produkované v rôznych veľkostných škálach (na automatických staniciach kvality ovzdušia SHMÚ monitorujeme dva typy: PM10 – častice s aerodynamickým priemerom menším ako 10 μm a PM2.5 – častice s aerodynamickým priemerom menším ako 2,5 μm). V rámci cestnej dopravy sú ich hlavným zdrojom naftové motory, avšak nezanedbateľný faktorom je aj resuspenzia usadenín pevných častíc na vozovke pri prejazde vozidla. Špecifikom emisií znečisťujúcich látok z cestnej dopravy sú  týždenné a denné cykly, v ktorých sú produkované.

Veľmi výrazným faktorom ovplyvňujúcim výsledné namerané koncentrácie sú poveternostné podmienky (teplota, rýchlosť vetra, výskyt teplotných inverzií a mnoho ďalších), ktoré majú  vplyv na množstvo a rozptyl vyprodukovaných znečisťujúcich látok, a teda aj vplyv na namerané koncentrácie. Zmeny v koncentráciách znečisťujúcich látok v dôsledku vplyvu poveternostných podmienok je veľmi náročné odfiltrovať a analyzovať, nakoľko ide o komplexne previazaný systém. V predloženej štúdii boli analyzované hodinové dáta z meracích staníc na Slovensku v správe SHMÚ za obdobie od začiatku roku 2010 až do polovice apríla 2020.

 

2.Meteorologické parametre

 

Obr. 2. Variácie meteorologických parametrov (teplota – horný graf, rýchlosť vetra – spodný graf) počas roka 2020 (zelená čiara) a ich priemer počas rokov 2010 až 2019 (červená čiara). Červené pozadie ohraničuje obdobie mesiac pred zavedením ochranných opatrení  a zelené pozadie mesiac po ich zavedení.

 

Pre charakteristiku rozptylovej situácie boli pre jednoduchosť študované základné meteorologické parametre teplota a rýchlosť vetra. Charakteristické podmienky približne mesiac pred zavedením ochranných opatrení sa vyznačujú zvýšenými priemernými dennými teplotami zhruba od začiatku februára spojenými s vyššou priemernou dennou rýchlosťou vetra v porovnaní s desaťročným priemerom 2010-19, podľa ktorého porovnávame aj hodnoty koncentrácií znečisťujúcich látok analyzované ďalej v článku. Po dátume zavedenia ochranných opatrení je viditeľný pokles rýchlosti vetra, ktorá klesla pod 10-ročný priemer, ako aj mierny pokles teploty. Vybrané meteorologické ukazovatele sú  platné pre Bratislavu a okolie.  Podrobnejšia analýza dopravných cyklov bola zameraná na dopravnú stanicu z tejto oblasti. Uvedené charakteristiky naznačujú, že v tejto oblasti boli priaznivejšie rozptylové podmienky mesiac pred zavedením opatrení ako mesiac po ich zavedení. Samozrejme, detailnejšia analýza rozptylových podmienok zahrňujúca spracovanie väčšieho počtu meteorologických parametrov pre väčší počet meracích bodov by bola potrebná. Cieľom tejto predbežnej analýzy je poukázať na trend vo vývoji počasia a odhadnúť jeho možný vplyv na namerané koncentrácie.

 

3.Koncentrácie znečisťujúcich látok na regionálnych pozaďových staniciach

 

Regionálnymi pozaďovými stanicami nazývame tie, ktoré sú umiestnené v odľahlejších oblastiach bez prítomnosti výrazných zdrojov znečistenia v ich okolí. Ich úlohou je monitorovať pozaďové koncentrácie pre danú časť regiónu.

V rámci analýz koncentrácií z pozaďových regionálnych staníc boli spracované všetky dostupné dáta pre vybrané znečisťujúce látky. Cieľom bolo vyhodnotiť zmenu koncentrácií v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi za vybrané obdobie medzi 13.3. a 13.4. príslušného roku (Obr. 3 , Tab. 1) , ako aj ukázať trend vývoja koncentrácií od začiatku roka 2020 (Obr. 4). Na Obr. 3 a 4 sú dáta z regionálnej pozaďovej stanice Topoľníky lokalizovanej západne od Dunajskej Stredy v nadmorskej výške na úrovni 110 m.

Obr. 3. Topoľníky – Priemerné koncentrácie NO2, NOx a PM10 v období 13.3. až 13.4. pre roky 2010 až 2020 so smerodajnou odchýlkou. Bodkovaná čiara predstavuje priemer koncentrácií v rokoch 2010 až 2019. Čiarkované horizontálne čiary znázorňujú smerodajnú odchýlku k danému priemeru.

Koncentrácie NO2 a PM10 v Topoľníkoch (Obr. 3) v roku 2020 nevykazujú významné odchýlky vzhľadom na porovnávaný priemer dát od roku 2010 po rok 2019 pre vybrané obdobie po zavedení opatrení. V prípade NOX bol zaznamenaný výrazný nárast oproti priemeru. Výpadky dát pre niektoré roky sú spôsobené zmenami v technológií meracích staníc.

Obr. 4. Topoľníky – Porovnanie týždenných priemerných koncentrácií pre rok 2020 (tmavo zelená čiara),  rok 2019 (oranžová čiara) a priemeru z obdobia od roku 2010 po 2019 (červená čiara). Mesiac pred  (červené pozadie) a mesiac po (zelené pozadie) zavedení ochranných opatrení.

 

Z hľadiska vývoja časových radov koncentrácií  grafy na Obr. 4 ukazujú spoločný trend poklesu koncentrácií v roku 2020 vplyvom priaznivých rozptylových podmienok na začiatku februára s postupným priblížením sa k priemerným hodnotám v prípade PM10 a NO2 v čase zavedenia opatrení. Trend vývoja pre NOX je podobný ako v predchádzajúcich prípadoch, ale so značne zvýšenými koncentráciami voči priemeru.

Tab. 1.   Priemer pre regionálne pozaďové stanice za obdobie  13.3. -13.4. pre roky 2010-19, rok 2019 a rok 2020. Posledné dva stĺpce predstavujú percentuálnu zmenu k príslušným referenčným rokom vypočítanú ako: (priemer 2020 – referenčný priemer) / referenčný priemer x 100%.

 

Názov stanice

Látka

Priemer

2010-19

Priemer

2019

Priemer

2020

Zmena

2020 k

(2010-19)

[%]

Zmena

2020 k 2019

[%]

Chopok, EMEP

NO2

3.1

2.9

2.9

-6

0

Gánovce, Meteo. st.

NO2

8.5

9.9

9.3

9

-6

Kojšovská hola

NO2

3

4.4

4

33

-9

Starina, Vodná nádrž, EMEP

NO2

3.1

3

2.9

-6

-3

Stará Lesná, AÚ SAV, EMEP

NO2

4.3

4.7

4.4

2

-6

Topoľníky, Aszód, EMEP

NO2

8.9

10.9

8.4

-6

-23

Chopok, EMEP

NOX

5.2

4.9

7.9

52

61

Gánovce, Meteo. st.

NOX

12.8

13.8

13.8

8

0

Kojšovská hola

NOX

4.8

5.5

4.6

-4

-16

Starina, Vodná nádrž, EMEP

NOX

4.6

4.5

2.9

-37

-36

Stará Lesná, AÚ SAV, EMEP

NOX

6.3

6.1

10.6

68

74

Topoľníky, Aszód, EMEP

NOX

11.5

11.7

20.3

77

74

Kolonické sedlo

PM10

21.2

22.4

22.9

8

2

Stará Lesná, AÚ SAV, EMEP

PM10

16.7

17.5

17.4

4

-1

Topolníky, Aszód, EMEP

PM10

25.9

27.6

25

-3

-9

Zmeny vo vývoji koncentrácií (Tab. 1.) v porovnaní s priemerom vybraného obdobia z predchádzajúcich rokov, ako aj v porovnaní s minulým rokom varírujú medzi zápornými a kladnými hodnotami bez výraznejších náznakov spoločných trendov. Koncentrácie PM10 v uvažovanom období roku 2020 v porovnaní s priemerom 2010-19 priemerne vzrástli o +3%, ale v porovnaní s rokom 2019 klesli o -3%. Koncentrácie NO2 v uvažovanom období roku 2020 v porovnaní s priemerom 2010-19 priemerne vzrástli o +4%, ale v porovnaní s rokom 2019 poklesli o -8%. Koncentrácie NOx v uvažovanom období roku 2020 v porovnaní s priemerom 2010-19 vzrástli o +27% a v porovnaní s rokom 2019 o +26 %. Výraznejší nárast koncentrácií NOX na troch regionálnych pozaďových staniciach, pri súčasnom znížení NO2 je predmetom ďalšieho štúdia nad rámec predloženej publikácie.

 

4.Koncentrácie znečisťujúcich látok na mestských pozaďových staniciach

 

Mestské pozaďové stanice sú stanice umiestnené v  častiach miest a predmestí vo väčšej vzdialenosti od centrálnych dopravných uzlov a iných, silnejších zdrojov znečistenia.

V rámci tejto kapitoly boli analyzované koncentrácie z mestských a predmestských pozaďových staníc.  Spracované boli všetky dostupné dáta pre vybrané znečisťujúce látky. Cieľom, tak ako aj v prípade regionálnych pozaďových staníc, bolo vyhodnotiť zmenu koncentrácií v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi za obdobie medzi 13.3. a 13.4. príslušného roku (Obr.  5, Tab.  2) a ukázať trend vývoja koncentrácií od začiatku roka 2020 (Obr.  6) v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi. Ako vzorová stanica bola vybraná stanica Jeséniova v Bratislave, lokalizovaná v areáli SHMÚ na Kolibe v nadmorskej výške 283 m.

Obr. 5. Bratislava, Jeséniova – Priemerné koncentrácie NO2, NOx a PM10 v období 13.3. až 13.4. pre roky 2010 až 2020 so smerodajnou odchýlkou. Bodkovaná čiara predstavuje priemer koncentrácií v rokoch 2010 až 2019. Čiarkované horizontálne čiary znázorňujú smerodajnú odchýlku k danému priemeru.

Priemerné koncentrácie NO2 a NOX v roku 2020 na Obr. 5 sú výrazne nižšie oproti 10-ročnému priemeru 2010-19 a sú aj nižšie v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi. Priemerné koncentrácie PM10 sú v roku 2020 na úrovni priemeru 2010-19.

Obr. 6. Bratislava, Jeséniova – Porovnanie týždenných priemerných koncentrácií pre rok 2020 (tmavo zelená čiara),  rok 2019 (oranžová čiara) a priemeru z obdobia od roku 2010 po 2019 (červená čiara). Mesiac pred  (červené pozadie) a mesiac po (zelené pozadie) zavedení ochranných opatrení.

Trendy priebehu koncentrácií v roku 2020 na Obr. 6 majú klesajúci charakter od začiatku februára pre všetky látky. V prípade PM10 dochádza k prudkému nárastu koncentrácií a priblíženiu sa k priemeru krátko pred zavedením ochranných opatrení. Situácia je odlišná pre NO2 a NOX, kde nedochádza k návratu k priemerných hodnotám, ale trend vývoja pokračuje v mierne klesajúcej fáze. V prípade koncentrácii PM10 sa zrejme prejavil silný cezhraničný prenos v závere 13. týždňa. Pôvod prašnosti bol pravdepodobne v oblastiach púšte Karakum a v okolí Kaspického mora [3].

Tab. 2.   Priemer pre mestské a predmestské pozaďové stanice za obdobie  13.3. -13.4. pre roky 2010-2019, rok 2019 a rok 2020. Posledné dva stĺpce predstavujú percentuálnu zmenu k príslušným referenčným rokom vypočítanú ako: (priemer 2020 – referenčný priemer) / referenčný priemer x 100%.

 

Názov stanice

Látka

Priemer

2010-2019

Priemer

2019

Priemer

2020

Zmena

2020

k (2010-19)

 [%]

Zmena

2020 k 2019

[%]

Banská Bystrica, Zelená

NO2

8.5

8

6.1

-28

-24

Bratislava, Jeséniova

NO2

13.8

9.8

9.1

-34

-7

Bratislava, Mamateyova

NO2

26.9

23.8

19.4

-28

-18

Humenné, Nám. slobody

NO2

10.6

9.8

7.8

-26

-20

Jelšava, Jesenského

NO2

8.3

9.7

7.7

-7

-21

Nitra, Janíkovce

NO2

13.1

12.6

10.1

-23

-20

Prievidza, Malonecpalská

NO2

17.4

17.1

13

-25

-24

Ružomberok, Riadok

NO2

21.3

18.6

17.1

-20

-8

Žilina, Obežná

NO2

24

22.9

15.9

-34

-31

Banská Bystrica, Zelená

NOX

12.5

10.2

6.3

-50

-38

Bratislava, Jeséniova

NOX

19.9

11.2

9.4

-53

-16

Bratislava, Mamateyova

NOX

40

30.6

26.7

-33

-13

Humenné, Nám. slobody

NOX

13.3

12.3

9.5

-29

-23

Jelšava, Jesenského

NOX

12

11.9

11

-8

-8

Nitra, Janíkovce

NOX

16.1

16.9

11.3

-30

-33

Prievidza, Malonecpalská

NOX

27.4

26.1

19.3

-30

-26

Ružomberok, Riadok

NOX

36.3

28.9

24.4

-33

-16

Žilina, Obežná

NOX

37.4

32.9

27.9

-25

-15

Banská Bystrica, Zelená

PM10

18.7

17.4

19.7

5

13

Bratislava, Jeséniova

PM10

25.4

23.3

24.8

-2

6

Bratislava, Kamenné nám.

PM10

24.5

26.4

27.4

12

4

Bratislava, Mamateyova

PM10

28.6

25.7

25.6

-10

0

Bystricany, Rozvodna SSE

PM10

28.4

22.9

26.8

-6

17

Handlová, Morovianska cesta

PM10

26.9

21.6

33.5

25

55

Hnúšta, Hlavná

PM10

26.2

22

21.1

-19

-4

Humenné, Nám. slobody

PM10

27

26.4

27.5

2

4

Jelšava, Jesenského

PM10

32.4

30.3

35.7

10

18

Košice, Amurská

PM10

26.9

26.2

27.1

1

3

Nitra, Janíkovce

PM10

29.5

25.6

28

-5

9

Prievidza, Malonecpalská

PM10

28.4

22.9

21.5

-24

-6

Ružomberok, Riadok

PM10

34.9

25.7

33

-5

28

Strážske, Mierová

PM10

28.2

25.7

25.2

-11

-2

Vranov nad Top., M.R.Štefánika

PM10

28.6

24.3

19.4

-32

-20

Zvolen, J. Alexyho

PM10

22.8

21.6

21.9

-4

1

Žiar nad Hronom, Jilemnického

PM10

20.7

18.7

18.3

-12

-2

Žilina, Obežná

PM10

34.7

23.3

29.3

-16

26

Zmeny koncentrácií pre mestské pozaďové stanice (Tab. 2) v porovnaní s 10-ročným priemerom a predchádzajúcim rokom vykazujú jednoznačný pokles pre NOx a NO2 vo všetkých pozorovaných prípadoch. V prípade PM10 sa zmeny pohybujú v rozmedzí od -32 do +25 % v porovnaní s 10-ročným priemerom. Koncentrácie PM10 v uvažovanom období roku 2020 v porovnaní s priemerom 2010-19 priemerne klesli o -5% a v porovnaní s rokom 2019 vzrástli o +8%.

Zmeny koncentrácií NO2 voči 10-ročnému priemeru sa pohybujú v rozmedzí od -7 do -34 % s priemerom pre všetky stanice na úrovni -25 %. Zmeny koncentrácií NOx  voči 10-ročnému priemeru sú výraznejšie  od  -8 až po -53 % , s priemerom na úrovni -32 %. Pozorované trendy sú menej výrazné pri porovnaní s rokom 2019, kde priemerný pokles zo všetkých staníc pre NO2 je na úrovni -19 % a pre NOx -21 %.

 

5. Mestské dopravné stanice

 

Mestské dopravné stanice sú umiestňované v blízkosti dopravných uzlov. Ich cieľom je monitorovanie kvality ovzdušia v oblastiach so zvýšenou záťažou z cestnej dopravy.

Vývoj koncentrácií v mestských dopravných staniciach bol analyzovaný na troch miestach SR. Pre západné Slovensko bola vybraná dopravná stanica na Trnavskom mýte lokalizovaná v najzaťaženejšej časti Bratislavy na križovatke Vajnorskej a Šancovej ulice. V rámci stredného Slovenska bola vybraná dopravná stanica v Banskej Bystrici na Štefánikovom nábreží. Pre východné Slovensko bola vybraná stanica Košice, Štefánikova neďaleko kruhového objazdu v centre mesta. Na Obr. 7-9 je vykreslený vývoj koncentrácií na uvažovaných staniciach. Vo všetkých troch prípadoch je viditeľný klesajúci trend v období po zavedení ochranných opatrení s najvýraznejším poklesom pre stanicu Košice, Štefánikova.

Na stanici Trnavské mýto je evidentný strmý pokles koncentrácií všetkých analyzovaných znečisťujúcich látok na začiatku februára s konštantným trendom v ďalšom období pre NO2 a NOX.  Koncentrácie PM10 sa približujú k priemernej hodnote tesne pred zavedením opatrení.

Obr. 7. Bratislava, Trnavské mýto – Porovnanie týždenných priemerných koncentrácií pre rok 2020 (tmavo zelená čiara),  rok 2019 (oranžová čiara) a priemeru z obdobia od roku 2010 po 2019 (červená čiara). Mesiac pred  (červené pozadie) a mesiac po (zelené pozadie) zavedení ochranných opatrení.

 

Obr. 8. Banská Bystrica, Štefánikovo nábrežie – Porovnanie týždenných priemerných koncentrácií pre rok 2020 (tmavo zelená čiara),  rok 2019 (oranžová čiara) a priemeru z obdobia od roku 2010 po 2019 (červená čiara). Mesiac pred  (červené pozadie) a mesiac po (zelené pozadie) zavedení ochranných opatrení.

Obr.  9. Košice, Štefánikova – Porovnanie týždenných priemerných koncentrácií pre rok 2020 (tmavo zelená čiara),  rok 2019 (oranžová čiara) a priemeru z obdobia od roku 2010 po 2019 (červená čiara). Mesiac pred  (červené pozadie) a mesiac po (zelené pozadie) zavedení ochranných opatrení.

Tab. 3.   Priemer pre mestské dopravné stanice za obdobie  13.3. -13.4. pre roky 2010-2019, rok 2019 a rok 2020. Posledné dva stĺpce predstavujú percentuálnu zmenu k príslušným referenčným rokom, vypočítanú ako: (priemer 2020 – referenčný priemer) / referenčný priemer x 100 %.

 

Názov stanice

Látka

Priemer

2010-19

Priemer

2019

Priemer

2020

Zmena

2020 k

(2010-19)

 [%]

Zmena

2020 k 2019

 [%]

Banská Bystrica, Štefánik. náb.

NO2

39.7

30.3

24.4

-39

-19

Bratislava, Trnavské mýto

NO2

43.2

47.1

32.3

-25

-31

Košice, Štefánikova

NO2

36.4

31.3

21.6

-41

-31

Krompachy, SNP

NO2

14.9

19.5

14

-6

-28

Malacky, Mierové námestie

NO2

25.3

23

19.8

-22

-14

Martin, Jesenského

NO2

29.9

26.2

20.4

-32

-22

Nitra, Štúrova

NO2

33.4

31.3

25.8

-23

-18

Prešov, arm. gen. L. Svobodu

NO2

39.7

45.8

34.4

-13

-25

Trenčín, Hasičská

NO2

28.9

27.6

23.6

-18

-14

Trnava, Kollárova

NO2

35.3

36

27.8

-21

-23

Banská Bystrica, Štefánik. náb.

NOX

103.4

71.9

48.5

-53

-33

Bratislava, Trnavské mýto

NOX

89.8

101.5

55

-39

-46

Košice, Štefánikova

NOX

73.3

57.5

40.2

-45

-30

Krompachy, SNP

NOX

26.3

32.5

23.1

-12

-29

Malacky, Mierové námestie

NOX

47

42.3

60.5

29

43

Martin, Jesenského

NOX

57.2

50.6

37.6

-34

-26

Nitra, Štúrova

NOX

60.9

55.6

45.5

-25

-18

Prešov, arm. gen. L. Svobodu

NOX

94.3

112.3

83

-12

-26

Trenčín, Hasičská

NOX

53.2

47.7

37.6

-29

-21

Trnava, Kollárova

NOX

79.3

75.4

54.9

-31

-27

Banská Bystrica, Štefánik. náb.

PM10

35.5

28.9

26.7

-25

-8

Bratislava, Trnavské mýto

PM10

35.5

27.9

32.8

-8

18

Košice, Štefánikova

PM10

39

35.7

30.6

-22

-14

Krompachy, SNP

PM10

34.6

28

28.5

-18

2

Malacky, Mierové námestie

PM10

28.3

29.7

25.7

-9

-13

Martin, Jesenského

PM10

31.6

27.5

26.5

-16

-4

Nitra, Štúrova

PM10

31.7

27.2

29.2

-8

7

Prešov, arm. gen. L. Svobodu

PM10

35.9

30

31.6

-12

5

Senica, Hviezdoslavova

PM10

31.7

25.9

27.4

-14

6

Trenčín, Hasičská

PM10

35.3

28.6

28.8

-18

1

Trnava, Kollárova

PM10

32.5

27.3

30.1

-7

10

Zmeny koncentrácií pre mestské dopravné stanice (Tab. 3) v porovnaní s 10-ročným priemerom a predchádzajúcim rokom ukazujú výrazný pokles pre NOX,  NO2 vo všetkých pozorovaných prípadoch (okrem merania NOX  -   Malacky). V porovnaní s predchádzajúcim rokom je stále evidentný pokles pre NOX  a NO2. Koncentrácie PM10 v uvažovanom období roku 2020 v porovnaní s priemerom 2010-19 priemerne klesli o -14 % a v porovnaní s rokom 2019 vzrástli o +1 %.

Zmeny koncentrácií NO2 voči 10-ročnému priemeru sa pohybujú od -6 do -41 % s priemerom pre všetky stanice na úrovni -24 %. Zmeny koncentrácií NOX  voči 10-ročnému priemeru sú výraznejšie od  +29 až po -53 % , s priemerom na úrovni -25 %. Pozorované trendy sú menej výrazné pri porovnaní s rokom 2019, kde priemerný pokles zo všetkých staníc pre NO2 je na úrovni -23 % a pre NOX -21 %.

 

6. Detailnejšia analýza – dopravná stanica

 

Na zachytenie periodických cyklov v doprave (ranná a večerná špička, pracovný týždeň a víkend), boli dáta príslušným spôsobom filtrované pre jednotlivé dni v týždni a hodiny počas dňa. Ako modelová bola vybraná dopravná stanica Trnavské Mýto, nakoľko namerané koncentrácie na nej majú výrazný denný a týždenný cyklus.

Na Obr. 10 sú zobrazené charakteristické priebehy koncentrácií pre jeden ukážkový pracovný deň (streda) na stanici Trnavské mýto. Na Obr. 11 sú tieto priebehy spriemerované pre celý pracovný týždeň. V grafoch pre NO2 a NOX sú dobre viditeľné charakteristické maximá pre rannú a poobednú zhustenú cestnú premávku. Pri porovnaní dát z aktuálneho roku s minulými je vidieť, že k najvýraznejšej zmene dochádza hlavne v oblasti medzi 6 a 20 h s tým, že v nočných hodinách sa koncentrácie približujú k priemeru. V prípade NO2 pre hodiny poobednej špičky vzniká pokles koncentrácií až na úrovni približne 50 %, pre NOx je tento pokles ešte výraznejší na úrovni 60 % v porovnaní s priemerom rokov 2010-19. Koncentrácie oboch látok sa približujú k desaťročnému priemeru počas nočnej premávky.  Tieto trendy sú badateľné aj pri porovnaní koncentrácií s obdobím pred zavedením ochranných opatrení, ako aj v porovnaní s 10-ročným priemerom (Obr. 11).

Pri pohľade na priebeh koncentrácií PM10 na Obr. 11 vidíme, že koncentrácie po zavedení opatrení sú počas celého 24-hodinového priebehu na vyššej úrovni ako pred zavedením opatrení, ale v oboch prípadoch sú hodnoty nižšie ako priemer predchádzajúcich rokov.

Obr. 10. Bratislava, Trnavské mýto – priemerné hodinové koncentrácie na stanici pre všetky stredy za sledované obdobie 13.3.-13.4 pre vybrané roky.

 

Obr. 11. Bratislava, Trnavské mýto – priemerné hodinové koncentrácie na stanici pre celý pracovný týždeň za obdobie: Červená: 13.2-13.4 pre roky 2010-2019, Žltá: 13.2.2020-12.3.2020. Zelená: 13.3.2020-13.4.2020.

 

 

7. Záver

 

Cieľom analýzy bolo porovnanie vývoja koncentrácií znečisťujúcich látok v období mesiac pred a mesiac po zavedení ochranných opatrení, ako aj porovnanie koncentrácií s predchádzajúcimi rokmi.

Počas prvého mesiaca (13.3.-13.4.20) platnosti prísnych opatrení kvôli zamedzeniu šírenia ochorenia COVID-19 poklesli koncentrácie NO2  na 17 mestských staniciach SHMÚ oproti desaťročnému priemeru 2010-19 daného obdobia priemerne o -24.5 % (-6 μg/m3). Najväčší pokles -41 % bol zaznamenaný na stanici Košice, Štefániková  Najnižší pokles -6 % na stanici Krompachy, SNP. Koncentrácie NOx na 19 staniciach SHMÚ oproti desaťročnému priemeru 2010-19 daného obdobia poklesli priemerne o -28.5 % (-13.5 μg/m3). Najväčší pokles -53 % bol zaznamenaný na stanici Banská Bystrica, Štefánik. Náb. Najväčší nárast +29 % na stanici Malacky, Mierové námestie (jediná mestská stanica s nárastom). V prípade PM10 bol zaznamenaný miernejší pokles koncentrácií. Koncentrácie PM10 na 29 staniciach SHMÚ oproti desaťročnému priemeru 2010-19 daného obdobia klesli priemerne o -8.5 % (-2.5μg/m3). Najväčší pokles -32 % bol zaznamenaný na stanici Vranov nad Top., M.R.Štefánika. Najväčší nárast +25 % na stanici Handlová, Morovianska cesta.

Ako bolo predpokladané, výraznejší pokles koncentrácií NOX a NO2 oproti priemeru sledovaného obdobia 2010-19 bol zaznamenaný takmer na všetkých mestských pozaďových a dopravných staniciach. Analýza dát z regionálnych pozaďových staníc neukázala významný trend poklesu koncentrácií oproti priemeru sledovaného obdobia 2010-19. Pokles koncentrácií NOX a NO2 v oblasti miest by mohli v uvažovanom období spôsobiť dva faktory – priaznivé rozptylové podmienky alebo pokles emisií v dôsledku uvažovaných opatrení, najmä v doprave a v menšej miere v priemysle. Predpokladáme, že rozptylové podmienky boli v uvažovanom období roku 2020 skôr priemerné až mierne podpriemerné oproti priemeru 2010-19. Usudzujeme to na základe nasledovných faktov: a) počas uvažovaného obdobia boli na území Slovenska pozorované časté vpády studeného arktického vzduchu, b) koncentrácie na pozaďových staniciach (ďaleko od zdrojov) nevykazovali výrazný pokles c) z porovnania priemernej teploty a rýchlosti vetra na meteorologických staniciach vidíme, že tieto dva parametre boli skôr priemerné až podpriemerné (Obr. 2. pre stanicu Bratislava-letisko, ale podobné priebehy vykazuje väčšina meteorologických staníc). Z týchto dôvodov sa dá usúdiť, že uvedené poklesy koncentrácií NOX a NO2 v oblasti miest voči priemeru 2010-19, boli spôsobené najmä poklesom emisií. V správe SHMÚ [4] sa uvádza, že najvýraznejším zdrojom emisií NOX je doprava – takmer 45 %, ďalej nasleduje priemysel, sektor obchodu a služieb, poľnohospodárstvo a domácnosti. V uvažovanom období pri porovnaní s priemerom 2010-19  zrejme mierne poklesli emisie zo sektoru priemysel a obchod a služby, zatiaľ čo mierny nárast možno predpokladať zo sektoru domácnosti (častejší pobyt doma, nižšie teploty). Emisie z poľnohospodárstva by mali ostať na približne rovnakej úrovni. Pre jednoduchosť je možné predpokladať, že celkovo bol pokles emisií spôsobený len poklesom emisií z dopravy, ktoré by podľa reportu [1] mohli poklesnúť o -60 %. Potom hrubý odhad pre celkový pokles emisií NOX v uvažovanom období by bol na úrovni -27% (-0,6×0,45×100 %).  Toto číslo sa celkom dobre zhoduje s celkovým priemerným poklesom NOX na všetkých mestských a predmestských staniciach na Slovensku rovným -28,5 %. Poznamenajme však, že detailnejšie analýzy vplyvu rozptylových podmienok a zníženia emisií by boli potrebné.

Pre PM10 je situácia komplikovanejšia. Tieto koncentrácie sú viac ovplyvnené  cezhraničným prenosom (výrazný cezhraničný prenos bol pozorovaný na začiatku opatrení, závere 13. týždňa s pravdepodobným pôvodom prašnosti v oblastiach púšte Karakum a v okolí Kaspického mora [3]) a najvýznamnejším zdrojom ich emisií sú lokálne kúreniská – vyše  60 %, nasleduje poľnohospodárstvo, doprava (okolo 9 %) a priemysel [4]. Rovnako ako v prípade NOX sa dá predpokladať, že mierne zvýšenie emisií z lokálnych kúrenísk oproti priemeru 2020-19 sa vykompenzuje s miernym poklesom emisií z priemyslu a obchodu a služieb. Odhad celkového poklesu emisií je daný -60 % znížením emisií z dopravy, čo predstavuje približne -5,4 % poklesu celkových emisií PM10 na Slovensku. Treba spomenúť, že výpočet resuspenzie pevných častíc z vozovky pri prejazde vozidla, spôsobuje, že emisie PM10 z dopravy sú určené s veľkou nepresnosťou. Pri predpoklade priemerných rozptylových podmienok v uvažovanom období s porovnaním rokov 2010-19, môžeme povedať, že trend poklesu koncentrácií PM10 o -8,5 % na všetkých mestských staniciach bol spôsobený najmä poklesom emisií z dopravy. Poznamenajme, že tento pokles je len -5 % pre mestské a predmestské stanice a až  -14% pre mestské dopravné stanice. Pre tri regionálne pozaďové stanice bol zaznamenaný dokonca priemerný nárast koncentrácií o +3%.

Z analýzy priebehu koncentrácií na stanici Trnavské mýto v Bratislave a meteorologických parametrov na stanici Bratislava-letisko vidíme, že od začiatku februára, vplyvom priaznivých rozptylových podmienok, koncentrácie všetkých vybraných znečisťujúcich látok klesali. V prípade NOX a NO2 trend poklesu koncentrácií pokračuje naďalej aj po zavedení ochranných opatrení, napriek zhoršeniu rozptylových podmienok v porovnaní s predchádzajúcim obdobím. V prípade pevných častíc PM10  dochádza k nárastu koncentrácií voči obdobiu pred prijatými opatreniami, čo je zrejme spôsobené najmä dominantným príspevkom lokálnych kúrenísk v práve prebiehajúcej vykurovacej sezóne v spoločnej kombinácii s meteorologickými podmienkami.

Analýza denného priebehu koncentrácií NOX a NO2 na dopravných staniciach ukázala, že výrazný pokles koncentrácií v období po zavedení opatrení nastal hlavne v časoch medzi 6 a 20 hodinou, pričom maximálne poklesy (až na úrovni -52 % pre NO2 a -64 % pre NOX na stanici Trnavské mýto v porovnaní s 10-ročným priemerom) boli zaznamenané práve v hodinách dopravnej špičky. Koncentrácie oboch látok sa približujú k desaťročnému priemeru počas nočnej premávky.

Treba podotknúť, že v prípade analýzy porovnania vývoja koncentrácií znečisťujúcich látok v období mesiac pred a mesiac po zavedení ochranných opatrení, treba zvážiť tri faktory. Okrem analýz rozptylových podmienok a poklesu emisií, ktoré boli nevyhnutné  pri porovnaní poklesu koncentrácií oproti priemerným hodnotám rokov 2010-19 za sledované obdobie, v tomto prípade je nutné ešte posúdiť vplyv prirodzeného poklesu koncentrácií s prechodom zo zimného obdobia do jarného, ktorý nastáva každým rokom.

Poďakovanie

Ďakujeme Jane Krajčovičovej za odborné pripomienky k článku.

 

Použitá literatúra:

[1] Google reoport, trends in mobility - https://www.google.com/covid19/mobility/, posledný prístup dňa 27.4.2020

[2] Ralf Kurtenbach, Jörg Kleffmann, Anita Niedojadlo & Peter Wiesen,  Primary NO2 emissions and their impact on air quality in traffic environments in Germany, Environmental Sciences Europe, 2012

[3] https://www.severe-weather.eu/mcd/high-values-pm10-air-pollutants-europe-mk/ , posledný prístup dňa 27.4.2020

[4] SHMÚ, 2018. Správa o kvalite ovzdušia v Slovenskej republike 2018, dostupné: http://www.shmu.sk/sk/?page=997, posledný prístup 1.4.2020 



skok na menu ↑


skok na začiatok stránky ↑