4.1.1 Teplota vzduchu
Teplota vzduchu je v meteorologii velmi důleţitou veliĉinou. Jedná se o teplotu, která je měřena v zastíněném místě ve výšce 2 metry nad zemským povrchem. Dále se také zjišťuje minimální teplota vzduchu. Ta se měří 5 cm nad zemským povrchem. Nejvyšší teploty je moţné zaznamenat v odpoledních hodinách okolo 14 hodiny a naopak nejniţší teplotu je moţné naměřit 1 hodinu před východem Slunce. V rozdílných nadmořských výškách dochází k rozdílným teplotám (Geografický portál, 2018).
2018 20 Teplotu rovněţ ovlivňuje střídání roĉních období. Roĉní amplituda teplot je ovlivněna zeměpisnou šířkou, cirkulaĉními faktory a také je ovlivňována kontinuálně.
Pro mírný podnební pás je typická teplota 10 aţ 15 °C (Geografický portál, 2018).
4.1.2 Vlhkost vzduchu
Vlhkost vzduchu chápeme jako mnoţství vodní páry, které je obsaţeno ve vzduchu.
Vodní pára se nachází především ve spodní vrstvě atmosféry, která vzniká v důsledku vypařování vodní plochy. Ĉím větší je teplota vzduchu, tím více se vytvoří vodní páry.
Vlhkost vzduchu se měří pomocí vlhkoměrů (Meteorologické centrum, 2018).
4.1.3 Dešťové sráţky
Mechanický anemometr funguje na principu lopatek, které jsou roztáĉeny větrem,
2018 21 a z poĉtu otáĉek za jednotku ĉasu se vypoĉte rychlost větru. Aerodynamický anemometr urĉuje rychlost větru rozdílem mezi dynamickým tlakem a statickým tlakem. Zchlazovací anemometr obsahuje drát, který je zahřátý na vyšší teplotu, neţ je teplota vzduchu v daném okolí. Je známe, ţe ĉím je větší síla větru, tím více se teplota sniţuje (Meteorologické centrum, 2018). Směr proudění větru udává odkud vítr vane. V meteorologii směr větru můţeme stanovovat pomocí světových stran. V Ĉeské republice především převládá západní směr větrů (In-poĉasí, 2017). Také se můţe směr větru udávat v úhlových stupních. Například východní vítr je v úhlových stupních 90°, východní vítr 180°, jiţní vítr 270° a západní vítr 360°. Směr větru se urĉuje pomocí větrných směrovek, které jsou umístěny ve výšce 10 metrů nad zemským povrchem. Lze je nalézt na stoţárech (Meteorologické centrum, 2018).
Tabulka 1 Beaufortova stupnice (Meteorologické centrum, 2018)
Stupeň Rozsah [m/s] Slovem
Nultý stupeň 0 – 0,2 Bezvětří
První stupeň 0,3 – 1,5 Vánek
Druhý stupeň 1,6 – 3,3 Slabý vítr Třetí stupeň 3,4 – 5,4 Mírný vítr Ĉtvrtý stupeň 5,5 – 7,9 Dosti ĉerstvý vítr
Pátý stupeň 8 – 10,7 Ĉerstvý vítr Šestý stupeň 10,8 – 13,8 Silný vítr Sedmý stupeň 13,9 – 17,1 Prudký vítr
Osmý stupeň 17,2 – 20,7 Bouřlivý vítr Devátý stupeň 20,8 – 24,4 Vichřice Desátý stupeň 24,5 – 28,4 Silná vichřice Jedenáctý stupeň 28,5 – 32,6 Mohutná vichřice
Dvanáctý stupeň Nad 32,7 Orkán
2018 22 působení meteorologických jevů (Ostravská univerzita, 2018).
4.2 Vliv na kvalitu ovzduší
hodnoty, které překraĉují povolené mnoţství vypouštění škodlivých látek, se nejĉastěji vyskytují v období s inverzním teplotním zvrstvením. V Moravskoslezském kraji bylo zaznamenáno překroĉení asi 4,2 násobně. V chladném období jsou hodnoty překraĉovány2018 23 má menší význam a dopad na ţivotní prostředí neţ v chladném období. Kladný vliv teplého období bylo zaznamenáno při tvorbě přízemního ozónu (Blaţek, 2013).
4.2.3 Závislost koncentrace škodlivin na směru větru
Směr větru je povaţován za významný meteorologický jev, který znaĉně ovlivňuje znaĉně úroveň zneĉištění ovzduší. Vítr ovlivňuje šíření a rozptýlení zneĉišťujících látek v atmosféře. Při větší rychlosti větru dochází k intenzivnějšímu rozptylu škodlivých látek v ovzduší (Blaţek, 2013).
2018 24
5 METODIKA ODBĚRU A ANALÝZY VZORKŮ
Odběry vzorků celkové depozice v zájmových lokalitách probíhaly po dobu jednoho roku, tedy v období od 1. 1. 2017 do 31. 12. 2017. Vzorky byly odebírány ve 24 hodinových intervalech. Po odběru byly vzorky přelity do sterilních plastových lahvích a následně odvezeny do laboratoří Katedry geologického inţenýrství k vlastní chemické analýze. Minimálním mnoţstvím, potřebným pro stanovení sledovaných parametrů bylo 0,5 l dešťové vody. Jelikoţ jsem v rámci své předchozí bakalářské práce jsem odebírala vzorky v zimním období, věděla jsem, ţe škola nemá k dispozici ţádné přístroje pro měření mokré atmosférické depozice. Proto jsem si vyrobila své vlastní zařízení, z plastových vzorkovnic o objemu 5 l, které mi dobře slouţilo po celou dobu monitoringu.
5.1 Analytické metody stanovení prvků
Pro stanovení koncentrací vybraných iontů, hodnoty pH a vodivosti v odebraných vzorcích celkové depozice byly pouţity tyto analytické metody:
ĈSN ISO 10523 Jakost vod - Stanovení pH
ĈSN EN 27888 Jakost vod. Stanovení elektrické konduktivity (ISO 7888:1985)
ĈSN EN ISO 10304-1 Jakost vod - Stanovení rozpuštěných aniontů metodou kapalinové chromatografie iontů - Ĉást 1: Stanovení bromidů, chloridů, fluoridů, dusiĉnanů, dusitanů, fosforeĉnanů a síranů
ĈSN ISO 7150-1 - Jakost vod. Stanovení amonných iontů. Ĉást 1: Manuální spektrometrická metoda
ĈSN ISO 6059 Jakost vod. Stanovení sumy vápníku a hořĉíku. Odměrná metoda s EDTA ĈSN ISO 6058 Jakost vod. Stanovení vápníku. Odměrná metoda s EDTA
Stanovení koncentrace sodíku iontově selektivní elektrodou (ISE) na automatickém analyzátoru LAQUAtwin firmy Horiba
Stanovení koncentrace draslíku iontově selektivní elektrodou (ISE) na automatickém analyzátoru LAQUAtwin firmy Horiba
2018 25
6 VYHODNOCENÍ CHEMICKÉHO SLOŢENÍ CELKOVÉ DEPOZICE
V odebíraných vzorcích celkové depozice bylo sledováno celkem třináct předem vybraných parametrů: hodnota pH, vodivost, fluoridy (F-), chloridy (Cl-), dusitany (NO2)-, rozpustnost a biologickou dostupnost chemických sloţek jako jsou ţiviny (fosfor, dusík, uhlík, aj.). pH také urĉuje, zda můţe vodní ţivot vyuţít fosfor a také v jakém mnoţství. iontové vedení. Elektrickou vodivost chápeme jako poměr mezi proudovou hustotou a intenzitou elektrického pole (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018).
Ĉistá voda není dobrým vodiĉem elektrické energie. Obvykle destilovaná voda s oxidem uhliĉitým ve vzduchu má dobrou vodivost. Vzhledem k tomu, ţe elektrický proud je transportován ionty v roztoku, vodivost se zvyšuje s rostoucí koncentrací iontů.
2018 26 antropogenním zástupcem fluoridů jsou elektrárny. Fluoridy jsou obsaţeny v zubních pastách, lécích, atd. (atsdr.cdc.gov, 2003). Fluoridy se do ţivých organismů dostávají pomoci vdechování, kde jsou následně dobře absorbovány. Fluoridy jsou z těla vyluĉovány moĉí (atsdr.cdc.gov, 2003).
Chloridy (Cl-)
Chloridy jsou do prostředí uvolňovány antropogenní ĉinností, ale také přirozenými cestami. Největší mnoţství chloridů pochází ze spalování uhlí, z chemického průmyslu nebo z průmyslu, kde se vyrábějí chlorované plastické hmoty. Dále zde můţeme zařadit potravinářský průmysl, metalurgii nebo elektrotechniku. Mezi přirozené zdroje můţeme zařadit vymývání chloridů, které jsou obsaţeny v horninách. Chloridy se do atmosférické depozice dostávají prostřednictvím vulkanické ĉinnosti nebo také unášením kapek slané vody z mořské hladiny pomocí větrů (Nováková, 2011). vyskytují, vznikly biochemickou oxidací amoniakálního dusíku nebo biochemickou redukcí dusiĉnanů. V atmosférických sráţkách můţeme najít dusitany anorganického původu. Jestliţe jsou ve vodách obsaţeny dusitany, budou doprovázeny dusiĉnany
2018 27 následovně ovlivňuje mokrou depozici. Suché ukládání dusiĉnanů přispívá k následnému zneĉištění povodí. Atmosférická depozice můţe zahrnout polovinu celkového vstupu dusíku do atmosféry (Giblin, © Marine Biological Laboratory). aplikací, vĉetně farmaceutických přípravků, výrobků pro osobní péĉi, průmyslových a institucionálních ĉisticích prostředků a dalších technických pouţití, jako například v hasicích přístrojích. Kdyţ se vápník přidává k slouĉeninám fosforu, získáváme výrobky jako je fosforeĉnan vápenatý, který se pouţívá jako lešticí prostředek v zubní pastě (Phosphate facts, © 2017).
Fosforeĉnany jsou významnou souĉástí kaţdodenního ţivota. V mnoha vodních útvarech je fosfor limitující ţivinou a kontrola jeho úrovně je důleţitým krokem v prevenci eutrofizace nebo nadbytku ţivin. Ve většině oblastí pochází převáţná většina fosforu ze samotného prostředí. Pouhá třetina, pochází ze spotřebních výrobků. Existuje několik vlastností, které definují fosfátové látky, především molekulární strukturu a pH. Ty urĉují funkĉnost fosforeĉnanů, které zase urĉují, jakým způsobem se pouţívají fosfáty. Mohou přispět silou pufrování, sekvestraĉním (nebo chelataĉním) výkonem, disperzními a absorpĉními schopnostmi a rozpustností. Fosfáty se obvykle pouţívají jako slouĉeniny fosfátových iontů v kombinaci s jedním nebo více běţnými prvky, jako je sodík, vápník,
2018 28 draslík a hliník (Phosphate facts, © 2017). Fosfor ve vodách dělíme na dvě skupiny, a to na rozpuštěný a nerozpuštěný (Chříbková, 2016).
Sírany (SO4)
2-Sírany pocházejí především z antropogenní ĉinnosti. Pro lidské zdraví jsou velmi nebezpeĉné, jelikoţ jsou karcinogenní. Sírany najdeme především v ĉisticích prostředcích, jako jsou šampony, zubní pasty, ĉisticí prostředky na obliĉej, aj. Díky této látce mohou většinu plodin toxický. Amoniakální dusík je primárním produktem organických dusíkatých látek ţivoĉišného i rostlinného původu (PubChem, © 2018). Ve vodách se amoniak nevyskytuje, neboť není přírodního původu. Amoniak se vyskytuje především tam, kde probíhá zemědělská výroba a kde se vyskytuje kalová nebo splašková odpadní chuť (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018).
Vápník se můţe uvolňovat z hornin, jako je vápenec, mramor, dolomit, sádrovec, fluorit a apatit. Vápník je urĉujícím faktorem tvrdosti vody, protoţe se nachází ve vodě jako Ca2+ ionty. Vápník je přítomen v různých stavebních materiálech, jako je cement, cihla a beton. Je přítomen v bateriích a je aplikován v omítce jako síran vápenatý. Kovový vápník se pouţívá pří výrobě zirkonia a thoria. Vápník můţe extrahovat oxid siřiĉitý z průmyslových výfuků a neutralizovat kyselinou sírovou před vyprázdněním. Dalšími
2018 29 příklady aplikací vápníku jsou chlorid vápenatý jako bělící ĉinidlo a dezinfekce, fosforeĉnan vápenatý ve sklářském a porcelánovém průmyslu, polysulfid vápenatý a hydroxid jako vloĉkovací látky při ĉištění odpadních vod a fluorid vápenatý jako ĉinidlo zákalu v průmyslových odvětvích smaltu. Vápník můţe být také aplikován pro odstranění uhlíku a síry ze ţeleza a slitin ţeleza a pro odvodnění oleje. Vápenec se aplikuje jako plnivo při výrobě papíru, coţ způsobuje, ţe papír má bělejší barvu. V plastech vede ke zlepšení stability. Vápník ĉasto pozitivně ovlivňuje kvalitu půdy a jeho různé slouĉeniny se pouţívají jako hnojivo (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018). tvorbu ledvinových kamenů. Primární funkce draslíku v těle zahrnují regulaci rovnováhy tekutin a kontrolu elektrických aktivit srdce a jiných svalů. Dospělí pacienti by měli dostateĉně rozpustná ve vodě (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018).
Proĉ je sodík přítomen ve vodě? Sodné slouĉeniny přirozeně skonĉí ve vodě. Jak jiţ bylo uvedeno výše, sodík pochází z hornin a půd. Nejen moře, ale i řeky a jezera obsahují
2018 30 významné mnoţství sodíku. Koncentrace jsou však mnohem niţší, v závislosti na geologických podmínkách a kontaminaci odpadních vod. Slouĉeniny sodíku jsou pouţívány v mnoha různých průmyslových odvětvích a mohou také skonĉit ve vodách
Předávkování kuchyňskou solí způsobuje zvýšený krevní tlak, arteriosklerózu, edém, hyperosmolaritu, zmatenost a zvýšené riziko infekce. Nedostatek sodíku můţe vést k dehydrataci, křeĉem, paralýze svalů, poklesu růstu a celkové necitlivosti. Obecně platí, (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018).
Velké mnoţství minerálů obsahuje hořĉík, například dolomit (uhliĉitan vápenatý-hořeĉnatý a magnezit. Hořĉík má nejrůznější vyuţití, a proto můţe skonĉit ve vodě mnoha různými způsoby. Průmyslové odvětví přidává hořĉík do plastů a dalších materiálů jako
2018 31 protipoţární opatření nebo jako plnivo. Hořĉík také konĉí v ţivotním prostředí při aplikaci hnojiv a při krmení skotu. Hydroxid hořeĉnatý se aplikuje jako flokulant v ĉistírnách odpadních vod. Horĉík je také mino jiné projímadlo. Slouĉeniny hořĉíku se obvykle z vody odstraňují, protoţe zvyšují tvrdost vody (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018).
Lidské tělo obsahuje asi 25 g hořĉíku, z toho 60% je přítomno v kostech a 40%
je přítomno ve svalech a jiných tkáních. Nejsou známy ţádné případy otravy hořĉíkem.
Při vysokých perorálních dávkách můţe způsobit zvracení a horeĉnatý průjem. Vysoké dávky hořĉíku v lécích a doplňcích stravy mohou způsobit svalové zmírnění, nervové problémy, deprese a změny osobnosti (Lenntech: Water Treatment Solutions, © 1998-2018).
6.2 Srovnání s dalšími regióny ĈR
Pro srovnání s jednotlivými regiony Ĉeské republiky byla pouţita data, jeţ jsou k dispozici na webových stránkách Ĉeského hydrometeorologického ústavu. Pouţila jsem tabelární roĉenky z roku 2016, neboť data z roku 2017 ještě nejsou veřejnosti dostupná.
Sráţky byly odebírány metodou bulk s prašným spádem. Tato metoda je popsána v podkapitole 3.2.1 Vertikální sloţka. Pro srovnání s Ĉeskou republikou jsem nepouţila koncentrace dusitanů a fosforeĉnanů, jelikoţ ty Ĉeským hydrometeorologickým ústavem nebyly měřeny. Srovnání jsem provedla pro jednotlivá roĉní období - jaro, léto, podzim a zimu s pouţitím hodnot vypoĉtených jako aritmetický průměr stanovených koncentrací v daném období. V následujících obrazcích (obrázek 9-19) jsou znázorněny průměrné hodnoty sledovaných parametrů pro jednotlivé regiony ĈR.
Na obrázku ĉíslo 9 můţeme vidět znázorněnou hodnotu pH, jeţ nám můţe
2018 32