Meranie prízemného ozónu vo Vysokých Tatrách


Meranie prízemného ozónu vo Vysokých Tatrách

Mapovanie fytotoxických ozónových dávok v lesnom prostredí Vysokých Tatier. To je projekt, ktorý rieši Národné lesnícke centrum – Lesnícky výskumný ústav Zvolen, pričom jeho partnerom je Geofyzikálny ústav SAV. Výskumníci sa zaoberajú návrhom systému hodnotenia potenciálneho rizika prízemného ozónu pre horské lesné ekosystémy.

Systém hodnotenia vychádza z analýzy prekračovania kritických úrovní fytotoxických ozónových dávok, založených na princípe prekračovania kritických úrovní stomatálnych tokov ozónu vo vybraných lesných porastoch v modelovom území Vysoké Tatry.

Ako sa uvádza v popise projektu, riešenie je rozdelené do štyroch etáp. Prvá etapa je zameraná na výber a založenie výskumných plôch a tvorby vstupnej databázy projektu. Druhá etapa je zameraná na realizáciu terénnych zisťovaní a lokálna parametrizácia modelu DO3SE; jej súčasťou je realizácia kontinuálnych meraní požadovaných vstupných parametrov na vybraných plochách, spresnenie parametrov modelového výpočtu pre lokálne podmienky a mapovanie vybraných pôdnych vlastností v modelovom území. Tretia etapa je venovaná analýze údajov a realizácii modelových výpočtov na základe všeobecnej a lokálnej parametrizácie, jej súčasťou bude validácia a spracovanie nameraných údajov a výpočet stomatálnych tokov a fytotoxických ozónových dávok pre vybrané rastliny. Štvrtá etapa je zameraná na návrh systému dlhodobého hodnotenia fytotoxických ozónových dávok prostredníctvom softwérovej aplikácie.

Rozsiahla údajová báza získaná počas riešenia projektu má byť využiteľná i pri modelovaní ostatných procesov v lesných ekosystémoch, ako aj na hodnotenie prekračovania kritických úrovní ozónu stanovených na ochranu ľudského zdravia. Faktom je, že ozón je identifikovateľný ľudským čuchom už pri koncentrácii 0,015 ppm.

Na Zemi sa vyskytuje v dvoch podobách. Ozón v stratosfére (15 – 50 km nad povrchom Zeme) je užitočný, pretože nás chráni pred škodlivým slnečným ultrafialovým žiarením. Prízemný ozón je naopak škodlivý, radí sa medzi toxické škodliviny, má nežiaduce účinky na naše priedušky a pľúca. Má tiež dráždivé účinky na očnú sliznicu, pôsobí negatívne na centrálnu nervovú sústavu. K najcitlivejším skupinám patria starší ľudia, osoby s ochoreniami dýchacej a srdcovo-cievnej sústavy, alergici a astmatici, malé deti a tehotné ženy.

Prízemný ozón sa uvoľňuje pri reakcii uhľovodíka s oxidom dusičitým, vznikajú tak emisie z dopravy a priemyslu v kombinácii so slnečným svetlom. Ozón je nepriaznivý aj pre rastliny, stromy či rôzne ekosystémy. Aj malé koncentrácie nepriaznivo ovplyvňujú fotosyntézu.

Ako vyplýva z naposledy zverejneného monitoringu lesov Slovenska, za ostatné tri dekády došlo k významným zmenám v kvalite ovzdušia na Slovensku i v Európe. „Znečistenie ovzdušia plynnými polutantmi má nepriaznivý vplyv na lesné dreviny a lesné ekosystémy. Ich význam spočíva najmä v tom, že sú fytotoxické už pri koncentráciách bežne sa vyskytujúcich na území celej Európy. Jedným z najdôležitejších stresových faktorov, ktorý okrem priameho poškodenia a vplyvu na produkciu prispieva k oslabeniu lesných ekosystémov a môže tak spôsobiť ich väčšiu náchylnosť na poškodenie ostatnými biotickými a abiotickými škodlivými činiteľmi, je v súčasnosti v značnej časti Európy troposférický ozón (prízemný ozón, O3).“

Ukážky koncentrácie ozónu v jednotlivých oblastiach (roky 2009 – 2012)

V citovanej správe sa uvádza, že krátkodobé i dlhodobé emisné limity stanovené na ochranu lesných ekosystémov sú každoročne prekračované takmer na celom území Slovenska a negatívne účinky ozónu na vegetáciu možno očakávať i vo fotochemicky menej priaznivých rokoch. „Sledovanie koncentrácií plynných polutantov je dôležité i pre pochopenie kolobehu niektorých prvkov v lesnom ekosystéme. Analýzy zrážok na voľnej ploche a v poraste poskytujú nedostatočné informácie pre spoľahlivý odhad suchej depozície, najmä zlúčenín dusíka a je nutné ďalšie modelovanie. Merania koncentrácií plynných polutantov v atmosfére, ako sú oxid siričitý (SO2), oxid dusičitý (NO2) a amoniak (NH3) pomôžu spresniť odhady suchej depozície do porastu.“

Slovenský hydrometeorologický ústav prevádzkuje Národnú monitorovaciu sieť kvality ovzdušia, súčasťou ktorej sú okrem ich vlastných monitorovacích staníc aj monitorovacie stanice iných prevádzkovateľov. Kontinuálne merania koncentrácií plynných polutantov sú však väčšinou sústredené do miest a husto obývaných oblastí, iba časť z týchto monitorovacích staníc monitoruje vidiecke pozadie a iba časť z týchto údajov sa dá vztiahnuť na lesné územia. Pre ostatnú časť územia Slovenska sa jednotlivé ozónové charakteristiky odvodzujú prevažne modelovacími technikami, či už jednoduchým priestorovým modelovaním alebo použitím náročných fotochemických modelov.

Ďalej sa v monitorovacej správe uvádza, že tieto modely majú rôznu mieru nepresnosti a je zložité pomocou nich presne odvodiť ozónové charakteristiky pre konkrétnu lokalitu. „Na lokalitách bez možnosti kontinuálneho merania koncentrácií ozónu sa môžu využívať pasívne metódy zisťovania koncentrácií ozónu, ktoré sú jednak finančne menej náročné a najmä sú nezávislé na dodávke elektrickej energie, čo je pre väčšinu výskumných plôch najviac limitujúci faktor. Tieto metódy sú založené na reakcii plynného polutanta s absorbentom, ktorým je napustený filter. Na základe celkového množstva vzniknutého produktu, reakcie a času, v ktorom bol filter vystavený koncentráciám sledovaného polutanta sa vypočíta priemerná koncentrácia pre daný interval expozície. Pasívne metódy sú označované aj ako sumačné metódy,“ tvrdia lesníci.

V správe zverejnenej Národným lesníckym centrom – Lesníckym výskumným ústavom Zvolen sa pripomína, že prízemný ozón je pre lesné ekosystémy v súčasnosti jedným z najdôležitejších stresových faktorov, ktorý okrem priameho poškodenia a vplyvu na produkciu, prispieva k oslabeniu lesných ekosystémov. „TMP Poľana – Hukavský grúň je v rámci siete monitorovacích plôch jedinou lokalitou, z ktorej máme dlhší časový rad údajov o koncentráciách ozónu. Prízemný ozón na tejto lokalite dosahuje typický ročný priebeh s jednoduchým alebo dvojitým maximom v jarnom až letnom období a minimálnymi koncentráciami v zimnom období. Z výsledkov meraní nevyplýva žiadny trend koncentrácií ozónu v sledovanom období, medziročné rozdiely sú spôsobené najmä rozdielnymi fotochemickými podmienkami v jednotlivých rokoch merania.“

 

Informácie poskytla: Ing. Hana Pavlendová, PhD., Odborný garant a zodpovedný riešiteľ  

Spracovala: Slávka Habrmanová

Ilustračné foto: Pixabay.com

Uverejnila: VČ

Hore
Prechod VK na VND - jeseň
Bratislavská vedecká cukráreň
QUARK
Atmosféra počas TVT 2017
téma mesiaca
brožúra Veda v Centre 2015
Veda v Centre
Aurelium - centrum vedy
kúpa časopisov jún 2016
TVT 2017 články
TAG Ženy vo vede
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Spektrum vedy
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Spánková medicína je odbor zaoberajúci sa aj poruchami životných funkcií počas spánku.
Zistite viac