Kvalita ovzduší v okrese Olomouc a vývoj znečištění atmosféry v období 1981-1990 a 1991-2000 jako odezva na strukturální změny v průmyslu (s možností využití nástrojů GIS)

Mgr. Martin JUREK

Doctoral thesis

Air quality in the district of Olomouc and trend in atmospheric pollution in 1981-1990 and 1991-2000 as a response to structural changes in industry (with the utilisation of GIS tools)

Abstract:

Cílem disertační práce s názvem Kvalita ovzduší v okrese Olomouc a vývoj znečištění atmosféry v období 1981-1990 a 1991-2000 jako odezva na strukturální změny v průmyslu (s možností využití nástrojů GIS) je analyzovat vývoj koncentrací znečišťujících látek v ovzduší ve vztahu k průmyslovým zdrojům emisí. Zvolené období posledních dvou dekád 20. století je symetricky rozděleno počátkem transformace centrálně plánované ekonomiky v tržní hospodářství. Práce zajišťuje přítomnost trendů vývoje na základě emisních inventur převzatých z celostátního registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO) a dostupných dat o koncentracích základních znečišťujících látek z monitorovacích stanic na území okresu Olomouc. Pomocí tříletých klouzavých průměrů a Mann-Kendallova neparametrického testu byly statisticky hodnoceny trendy vývoje ročních průměrných koncentrací a zároveň i dvou dílčích sezón: teplých půlroků (duben-září) a chladných půlroků (říjen-březen). Všechny velké zdroje znečišťování v okrese Olomouc se záznamem o emisích v registru REZZO 1 za období 1981-2000 byly roztříděny do sedmi kategorií účelové typizace sestavené podle četnosti výskytů různých typů výrob v okrese Olomouc s ohledem na převládající výrobní technologii ovlivňující čistotou ovzduší (průmyslové zdroje tepla, hutní výroba a slévání kovů, strojírenství, potravinářství, těžba a zpracování nerostných surovin, zemědělská výroba, ostatní typy zdrojů). Analýza emisní bilance ve vztahu k této účelové typizaci umožnila určit trendy vývoje emisí z jednotlivých vymezených typů průmyslové výroby v okrese. Pomocí nástrojů GIS byly jednotlivé zdroje identifikovány do sítě čtverců 2 km x 2 km přeložené přes území okresu Olomouc za účelem analýzy vývoje prostorového rozložení měrných emisí. Hlavní závěry práce jsou následující: pro průměrné koncentrace polétavého prachu a oxidu siřičitého ve venkovním ovzduší byl ve studovaném časovém období statisticky prokázán klesající trend, zatímco pro koncentrace oxidu dusíku nebyl prokázán trend ani klesající, ani vzestupný. Nejvyšší podíl na celkových emisích skupiny velkých zdrojů znečišťování měly průmyslové zdroje tepla. Dominantní vliv na vývoj objemů měly zejména emise Teplárny Olomouc. Byly identifikovány další tři významné skupiny průmyslových zdrojů emisí: hutní výroba a slévárenství, strojírenství a potravinářství. Roční objemy emisí za období let 1981-2000 vykazovaly obecně klesající trend. V případě průmyslových zdrojů tepla ovlivnila celkové objemy emisí především modernizace technologických zařízení a částečně také obměna paliv. U dalších skupin výrob snížení emisí nastalo synergickou kombinací investic do modernizace a útlumu výroby v důsledku zastaralosti výrobních celků nebo ztráty odbytišť a konkurenceschopnosti. Prostorová interpretace rozložení emisí v území ukázala na pět stabilních shluků zdrojů znečišťování, z nichž největším bylo přímo město Olomouc, dále pak Uničov, Litovel, Šternberk a Hlubočky. Celková úroveň emisních hustot měla u všech tří hodnocených znečišťujících látek během studovaného období sestupný trend.

Abstract:

The aim of this dissertation thesis entitled Air quality in the district of Olomouc and trends in atmospheric pollution in 1981-1990 and 1991-2000 as a response to structural changes in industry (with the ulisation of GIS tools) is to analyse the development in air pollution levels bound to the background of industrial sources. The timeframe of this study is equally divided between the late period of a centrally-planned economy in the socialist Czechoslovakia and the early years of an emerging market economy. The Czech emission inventory records for the large sources of air pollution as well as air pollution levels from two monitoring station were examined to decets and assess the hypothetical trends. Three-year moving averages and the Mann-Kendall non-parametric test were applied to air pollution levels averaged over a period of one year as well as over two distinct seasons: warm (April to September) and cold (October to March). All the large sources of air pollution as recorded in the national emissions inventory were spatially identified adn sorted into seven gunctional groups according to the frequency of occurrence in the district of Olomouc and considering the prevailing technology with an effect to air pollution (heating plants, smelting of metals, manufacturing of machinery, food processing, extraction and processing of raw materials, agricultural production, other types of manufacturing). The emissions inventory was analysed with respect to the seven functional groups to find out the trends in emission levels for the distinct groups of sources. Using GIS tools the emissions were spatially encoded to a 2 km x 2 km grid overaly of the district of Olomouc, this way being visually presented to demonstrate the changing intenstity of distribution of emissions within the district. The main findings of the study are the following: the air pollution levels of suspended particular matter as well as of sulphur dioxide decreased over time, while no general trend was detected dor nitrogen oxides. The group heating plants was recognized as responsible for the major part of total emissions from the large in pollution sources, espencially the central heating plant in the city of Olomouc was detected as a source capable to overrun all other changes within the structure of annual emission totals. Three more groups were assessed as significant: smelting of metals, manufacturing of machinery, and food processing. Generally decreasing trends in annual emission totals over the period 1981-2000 were detected. With the heating plants a general upgrade in technology and partly in the fuels used was interpreted as the major cause of the observed reduction. For the other three significant groups a synergic combination of investment into technology and reducing the production a general upgrade in technology and partly in the fuels used was interpreted as the major souca of the observed reduction. For the other three significant groups a synergic combination of investment into technology and reducing the production due to its obsolescence or lack of competitive strength was identified. Spatially the emission were distributed into five stable clusters of grid-cells, representing the city of Olomouc, the towns of Litovel, Uničov, Šternberk, and the municipality of Hlubočky. The overal values of emission densities were identified as decreasing over the studies period.

Keywords

kvalita ovzduší, znečištění atmosféry, emise, transformace průmyslu, okres Olomouc

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 7. 2007

Accessible from:: 1. 7. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 3. 7. 2007
• Supervisor: Doc. RNDr. Miroslav Vysoudil, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Geography / Environmental Geography