Grafická ročenka

IV.2 BENZO[A]PYREN

IV.2.1 Znečištění ovzduší benzo[a]pyrenem v roce 2014

Znečištění ovzduší benzo[a]pyrenem patří k hlavním problémům zajištění kvality ovzduší v ČR. V roce 2014 překročily roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu imisní limit na více než 74 % stanic (tj. na 23 z celkového počtu 31 stanic s dostatečným počtem měření pro hodnocení). V meziročním srovnání došlo k mírnému nárůstu, neboť v roce 2013 došlo k překročení na téměř 68 % stanic (tj. na 21 z 31 stanic s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení). Průměrné roční koncentrace však v roce 2014 v porovnání s rokem 2013 (hodnoceno na základě souboru stanic, pro které jsou k dispozici data za rok 2013 i 2014) klesly na více než třech čtvrtinách lokalit. Rovněž průměrná roční koncentrace (zprůměrováno pro stejný soubor stanic, na kterých se měřilo v roce 2013 i 2014) byla v roce 2014 nižší (1,98 ng.m^-3) v porovnání s rokem 2013 (2,10 ng.m^-3).

Řada měst a obcí byla vyhodnocena, stejně jako v předchozích letech, jako území s překročeným imisním limitem (obr. IV.2.1). V roce 2014 byl imisní limit překročen na 10,7 % plochy území ČR (v roce 2013 na 17,4 % plochy území ČR). Procento obyvatel, které bylo v roce 2014 vystaveno nadlimitní koncentraci benzo[a]pyrenu, je odhadováno na 51,1 % (v roce 2013 přibližně 54,5 %).

Je třeba mít na zřeteli, že odhad polí ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu (obr. IV.2.1) je zatížen, ve srovnání s ostatními mapovanými látkami, největšími nejistotami plynoucími z nedostatečné hustoty měření. Na nejistotě mapy se podílí i nedostatečný počet měření na venkovských regionálních stanicích. Nejistotu do map však vnáší i absence měření v malých sídlech ČR, která by z hlediska znečištění ovzduší benzo[a]pyrenem reprezentovala zásadní vliv lokálních topenišť. Větší nejistotou je tedy zatíženo i posuzování meziroční změny podílu zasaženého území a obyvatel nadlimitními koncentracemi benzo[a]pyrenu. Více podrobností k nejistotě mapy lze nalézt v Příloze I.

Nejvyšší roční průměrná koncentrace v roce 2014 byla, podobně jako v předešlých letech, naměřena na průmyslové lokalitě Ostrava-Radvanice ZÚ (9,3 ng.m^-3, což znamená více než devítinásobné překročení imisního limitu). Nadlimitních koncentrací bylo dosaženo i na ostatních třech průmyslových lokalitách a na téměř 74 % městských a předměstských pozaďových stanicích. V rámci dopravních stanic jsou koncentrace benzo[a]pyrenu měřeny pouze na dvou stanicích, přičemž na obou byl imisní limit překročen (tab. XIII.6). Překročení imisního limitu pro benzo[a]pyren na většině stanic je dáno víceméně rovnoměrným rozmístěním hlavního emisního zdroje této látky, tj. vytápěním domácností. Nejvyšší koncentrace jsou měřeny, podobně jako u ostatních polutantů, v aglomeraci O/K/F-M v důsledku nejvyššího emisního zatížení v rámci ČR a vlivu přeshraničního přenosu z Polska (podrobněji viz kapitola IV.2.3).

Na stanicích Ostrava-Radvanice ZÚ, Ostrava Radvanice OZO, Ostrava-Přívoz, Český Těšín a Ostrava-Mariánské Hory jsou každoročně naměřeny nejvyšší koncentrace benzo[a]pyrenu v ČR (obr. IV.2.8). Dlouhodobě nepříznivou situaci na Ostravsko-Karvinsku a celoroční vliv emisí dokládá skutečnost, že v letním období, kdy se koncentrace benzo[a]pyrenu na jiných stanicích pohybují i kolem meze detekce (0,04 ng.m^-3), se na těchto stanicích vyskytují i denní koncentrace vyšší než 1 ng.m^-3 (např. Ostrava-Přívoz 2,97 ng.m^-3 dne 29. 7. 2014, Český Těšín 2,50 ng.m^-3 dne 3. 5. 2014, Ostrava-Radvanice ZÚ 19,00 ng.m^-3 dne 5. 7. 2014, Ostrava Radvanice OZO 11,00 ng.m^-3 dne 28. 8. 2014 a Ostrava-Mariánské Hory 6,30 ng.m^-3 dne 16. 8. 2014). Uvedené hodnoty denních koncentrací benzo[a]pyrenu v letním období v roce 2014 byly na těchto stanicích vyšší než denní koncentrace benzo[a]pyrenu naměřené v letním období roku 2013.

Nadlimitními koncentracemi benzo[a]pyrenu jsou pravděpodobně zatíženy i obce, ve kterých nejsou jeho koncentrace rutinně sledovány. Tato skutečnost je opakovaně potvrzována proměřováním nových lokalit, například Brušperk, Ludgeřovice či Valašské Meziříčí. Lokality Brušperk (4,7 ng.m^-3) a Ludgeřovice (5,4 ng.m^-3), ve kterých bylo měření v roce 2014 dotováno z rozpočtu Moravskoslezského kraje¹, leží nedaleko Ostravy, a jsou tedy vystaveny jak vlivu průmyslové oblasti, tak i lokálních topenišť a dopravy. Naproti tomu stanice ve Valašském Meziříčí, která je v provozu od roku 2013, je umístěna na pozemku školy v sídlišti a není přímo ovlivněna emisemi benzo[a]pyrenu. Přesto se v důsledku roční průměrné koncentrace 2,1 ng.m^-3 (2,9 ng.m^-3 v roce 2013) řadí tato lokalita k silně znečištěným.

Koncentrace benzo[a]pyrenu vykazují výrazný roční chod (obr. IV.2.5, obr. IV.2.8) s maximy v zimním období a minimem v letním období. V zimním období zvýšené koncentrace v atmosféře souvisí se zvýšenými emisemi polycyklických aromatických uhlovodíků (dále PAH) ze sezonních antropogenních zdrojů – z lokálních topenišť (tj. nejvýznamnějšího zdroje emisí benzo[a]pyrenu – obr. IV.2.9). Významným zdrojem emisí PAH je i doprava, u které v zimním období dochází navíc k navýšení emisí PAH v důsledku studených startů. Dále jsou zvýšené koncentrace způsobeny zhoršenými rozptylovými podmínkami v zimním období, jednodušší konverzí plyn-částice při nízkých teplotách a nižším fotochemickým rozkladem PAH. V letním období naopak dochází k poklesu koncentrací v důsledku lepších rozptylových podmínek, zvýšeného chemického a fotochemického rozkladu PAH za vyšší intenzity slunečního záření a vysokých teplot a samozřejmě poklesu emisí z antropogenních zdrojů (Li et al. 2009; Ludykar et al. 1999; Teixeira et al. 2012).

V roce 2014 byly naměřeny nejvyšší koncentrace v měsících leden–březen a říjen–prosinec (obr. IV.2.6), a to zejména v důsledku nízkých teplot a nepříznivých rozptylových podmínek v průběhu celého zimního období. Rok 2014 byl z hlediska rozptylových podmínek příznivější a teplotně nadnormální (viz kap. III), což společně s menší intenzitou vytápění vedlo k nižším koncentracím oproti předcházejícím rokům.

IV.2.2 Vývoj koncentrací benzo[a]pyrenu

Trendy průměrných ročních koncentrací benzo[a]pyrenu jsou znázorněny od roku 2006. V celorepublikovém průměru je úroveň této škodliviny dlouhodobě nadlimitní, a to přibližně dvojnásobně (obr. IV.2.4). Nejvyšší koncentrace benzo[a]pyrenu byly naměřeny v roce 2006 (více než trojnásobné překročení hodnoty imisního limitu) v důsledku zhoršených meteorologických a rozptylových podmínek. Od roku 2007 koncentrace benzo[a]pyrenu kolísají a nevykazují výrazný trend; v meziročním srovnání 2013/2014 lze konstatovat mírný pokles koncentrací, a to v celorepublikovém průměru, o necelých 5,5 %. Tento pokles však úzce souvisí s meteorologickou situací během celého roku a nelze z něj vyvozovat žádné závěry ohledně zdrojů emisí. Nejvyšších koncentrací je dosahováno na lokalitách průmyslových, nadlimitní koncentrace se však vyskytují i na stanicích dopravních, městských a předměstských (obr. IV.2.5 a IV.2.6). Jak bylo již zmíněno, nedostatečný počet měření na venkovských lokalitách nedovoluje blíže odhadnout výši koncentrací benzo[a]pyrenu v menších sídlech, nicméně na základě skladby zdrojů emisí a např. studie Krejčí (2012) lze předpokládat, že i zde jsou koncentrace nadlimitní. Vztah mezi koncentracemi benzo[a]pyrenu a částic PM₁₀ v zimních měsících 2010–2014 znázorňuje obr. IV.2.7.

IV.2.3 Emise benzo[a]pyrenu

Emise PAH, zastoupených v oblasti sledování kvality ovzduší benzo[a]pyrenem, jsou produkovány téměř výhradně spalovacími procesy, při nichž nedochází k dostatečné oxidaci přítomných organických spalitelných látek. Benzo[a]pyren je produktem nedokonalého spalování při teplotách 300 až 600 °C. Mezi jeho nejvýznamnější zdroje se proto řadí spalování pevných paliv v kotlích nižších výkonů, především v domácích topeništích, a doprava.

Sektor 1A4bi-Lokální vytápění domácností se na emisích benzo[a]pyrenu v roce 2013 v celorepublikovém měřítku podílel 87,1 % (obr. IV.2.9). Hlavní příčinou takto vysokého podílu je spalování pevných paliv, především uhlí, v kotlích starších typů (odhořívací, prohořívací). Podle odborných odhadů tvoří odhořívací a prohořívací kotle až 85 % všech zařízení na spalování pevných paliv v domácnostech (Bufka 2011). Vliv sektorů 1A3biii-Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny a 1A3bi-Silniční doprava: Osobní automobily je odhadován na 10,2 %. Ostatní významnější zdroje emisí benzo[a]pyrenu se nacházejí v sektorech 1A2a-Spalovací procesy v průmyslu a stavebnictví: Železo a ocel (spékací pásy aglomerace) a 1B1b-Fugitivní emise z pevných paliv: Transformace pevných paliv (netěsnosti koksárenských baterií).

V jednotlivých oblastech ČR se podíl jednotlivých typů zdrojů na celkových emisích liší podle konkrétní skladby zdrojů v dané oblasti. Díky dominantnímu podílu sektoru 1A4bi jsou emise benzo[a]pyrenu rozloženy na území obydlené zástavby celé ČR (obr. IV.2.11) a jejich množství v období 2007–2013 bylo závislé především na teplotním charakteru topných sezon (obr. IV.2.10). Vliv dopravy se uplatňuje především podél dálnic a na území větších městských celků. Největší produkcí emisí benzo[a]pyrenu je zatížena aglomerace O/K/F-M z důvodu zastoupení podniků na výrobu železa a oceli a na ně navázaných provozů zaměřených na výrobu koksu.

Tab. XIII.6 Stanice s nejvyššími hodnotami ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu v ovzduší

Obr. IV.2.1 Pole roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu, 2014

Obr. IV.2.2 Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší na vybraných stanicích, 2004–2014

Obr. IV.2.3 Pětiletý průměr ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu, 2010–2014

Obr. IV.2.4 Trendy ročních charakteristik benzo[a]pyrenu v České republice, 2006–2014

Obr. IV.2.5 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací benzo[a]pyrenu (průměry pro daný typ stanice), 2014

Obr. IV.2.6 Měsíční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu a částic PM₁₀ na jednotlivých lokalitách v zimních měsících, 2014

Obr. IV.2.7 Koncentrace benzo[a]pyrenu a částic PM₁₀ na jednotlivých lokalitách v zimních měsících, 2010–2014

Obr. IV.2.8 24hod. koncentrace na stanicích s nejvyššími ročními koncentracemi benzo[a]pyrenu, 2014

Obr. IV.2.9 Podíl sektorů NFR na celkových emisích benzo[a]pyrenu, 2013

Obr. IV.2.10 Vývoj celkových emisí benzo[a]pyrenu, 2007-2013

Obr. IV.2.11 Emisní hustoty benzo[a]pyrenu ze čtverců 5x5 km, 2013

¹Podrobné každoroční vyhodnocení viz www.chmi.cz.