Grafická ročenka

IV.2 BENZO[A]PYREN

IV.2.1 Znečištění ovzduší benzo[a]pyrenem v roce 2015

Znečištění ovzduší benzo[a]pyrenem patří k hlavním problémům zajištění kvality ovzduší v ČR. V roce 2016 překročily roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu imisní limit (1 ng.m^-3) na téměř 71 % stanic (tj. na 31 z celkového počtu 44 stanic s dostatečným počtem měření pro hodnocení). V meziročním srovnání tak došlo k nárůstu, neboť v roce 2015 bylo zaznamenáno překročení na 62 % stanic (tj. na 21 z 34 stanic s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení). Průměrné roční koncentrace v roce 2016 v porovnání s rokem 2015 (hodnoceno na základě souboru stanic, pro které jsou k dispozici data za rok 2015 i 2016) klesly na 59 % stanic. Průměrná roční koncentrace (zprůměrováno pro stejný soubor stanic, na kterých se měřilo v roce 2015 i 2016) byla v roce 2016 nepatrně vyšší (1,78 ng.m^-3) v porovnání s rokem 2015 (1,73 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 2016 byl imisní limit překročen na 25,9 % plochy území ČR (v roce 2015 na 20,3 % plochy území ČR) s cca 55,7 % obyvatel ČR (v roce 2015 přibližně 50,8 %).

Je třeba mít na zřeteli, že odhad polí ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu (obr. IV.2.1) je zatížen výrazně většími nejistotami ve srovnání s ostatními mapovanými látkami. Na nejistotě mapy se podílí nedostatečný počet měření na venkovských regionálních stanicích i absence rozsáhlejšího 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. Počet lokalit s měřením benzo[a]pyrenu je limitován zejména vysokými náklady na laboratorní analýzy. Nejistoty map jsou podrobně popsány v Příloze I.

Nejvyšší roční průměrná koncentrace v roce 2016 byla, podobně jako v předešlých letech, naměřena na průmyslové lokalitě Ostrava-Radvanice ZÚ (9,0 ng.m-3, což znamená devítinásobné překročení imisního limitu). Nadlimitních koncentrací bylo dosaženo i na ostatních čtyřech průmyslových lokalitách a na 63 % městských a předměstských pozaďových stanic. Koncentrace benzo[a]pyrenu jsou měřeny na šesti dopravních stanicích, přičemž na pěti z nich byl imisní limit překročen (tab. XIII.6). Překročení imisního limitu benzo[a]pyrenu je na většině stanic dáno víceméně rovnoměrným rozmístěním hlavního emisního zdroje této škodliviny, tj. vytápěním domácností. Nejvyšší koncentrace jsou měřeny, podobně jako u většiny ostatních polutantů, v aglomeraci O/K/F-M v důsledku nejvyššího emisního zatížení v rámci ČR (z různých typů zdrojů) a vlivu přeshraničního přenosu z Polska (podrobněji viz kapitola IV.2.3).

Na stanicích Ostrava-Radvanice ZÚ, Ostrava- Radvanice OZO, Ostrava-Přívoz a Český Těšín jsou každoročně měřeny nejvyšší koncentrace benzo[a]pyrenu v ČR. Dlouhodobě nepříznivou situaci na Ostravsko-Karvinsku a celoroční vliv emisí v této oblasti dokládá skutečnost, že v letním období, kdy se koncentrace benzo[a]pyrenu na jiných stanicích nezřídka pohybují kolem meze detekce (0,04 ng.m^-3), se na uvedených lokalitách vyskytují i denní koncentrace vyšší než 1 ng.m^-3 (např. Ostrava-Radvanice ZÚ 18,00 ng.m^-3 ve dnech 30. 7. 2016 a 8. 8. 2016, Ostrava-Radvanice OZO 11,00 ng.m^-3 dne 8. 8. 2016, Ostrava-Přívoz 2,02 ng.m^-3 dne 26. 8. 2016 a Český Těšín 1,45 ng.m^-3 dne 8. 6. 2016).

Nadlimitní úrovní benzo[a]pyrenu jsou pravděpodobně zatíženy i obce, ve kterých nejsou jeho koncentrace rutinně sledovány. Tato skutečnost je opakovaně potvrzována proměřováním nových lokalit, například Budišov nad Budišovkou a Mosty u Jablunkova v roce 2015, Sudice a Osoblaha v roce 2016 či Valašské Meziříčí, v provozu od roku 2013. Lokality Sudice (3,0 ng.m^-3) a Osoblaha (1,8 ng.m^-3), ve kterých bylo měření dotováno z rozpočtu Moravskoslezského kraje¹, leží v blízkosti polských hranic, a jsou tedy vystaveny vlivu lokálních topenišť a dalších zdrojů emisí z české i polské strany. Naproti tomu stanice ve Valašském Meziříčí, umístěná na pozemku školy v sídlišti, není přímo ovlivněna emisemi benzo[a]pyrenu z individuálního vytápění. Přesto se s roční průměrnou koncentrací 2,2 ng.m^-3 (2,9 ng.m^-3 v roce 2015) řadí tato lokalita k silně znečištěným.

V roce 2016 byly v rámci již druhého roku kampaňového měření pro Jihomoravský kraj proměřeny v topné sezoně dvě malé obce (Babice u Rosic a Jinačovice). Měření probíhala na přelomu října a listopadu v době, kdy postupně klesaly venkovní teploty a započala topná sezona. Naměřené denní koncentrace benzo[a]pyrenu dosahovaly několikanásobně vyšších hodnot než hodnoty měřené v lokalitě Brno-Líšeň, která leží ve stejném kraji, avšak obydlí v nejbližším okolí jsou napojena na centrální zdroj tepla. Nejvýraznější rozdíl v koncentracích byl naměřen začátkem listopadu, kdy průměrné denní teploty poklesly pod 0 °C a hodnoty denních koncentrací benzo[a]pyrenu v Jinačovicích desetinásobně převyšovaly hodnoty naměřené v Brně-Líšni. Vzhledem k tomu, že počet hodnot koncentrací získaných kampaňovým měřením neumožňuje dle platné legislativy výpočet ročních průměrných koncentrací, je výše uvedené hodnocení založeno pouze na porovnání průměrných denních koncentrací (obr. IV.2.5).

Koncentrace benzo[a]pyrenu vykazují výrazný roční chod (obr. IV.2.6) s maximy v zimním období a minimem v letním období. V zimním období zvýšené koncentrace v atmosféře souvisí se zvýšenými emisemi polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH) ze sezonních antropogenních zdrojů – z lokálních topenišť (tj. nejvýznamnějšího zdroje emisí benzo[a]pyrenu – obr. IV.2.8). 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 díky zlepšení rozptylových podmínek, zvýšení chemického a fotochemického rozkladu PAH za vyšší intenzity slunečního záření a vysokých teplot a samozřejmě také díky poklesu emisí z antropogenních zdrojů (Li et al. 2009; Ludykar et al. 1999; Teixeira et al. 2012).

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 kolísaly a nevykazovaly výrazný trend; v meziročním srovnání 2015/2016 lze konstatovat mírný nárůst koncentrací na všech typech lokalit s výjimkou dopravních stanic. Nejvyšších koncentrací je dosahováno na lokalitách průmyslových, nadlimitní koncentrace se však vyskytují i na stanicích dopravních, městských a předměstských (obr. IV.2.4). 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 2011–2015 znázorňuje obr. IV.2.7.

IV.2.3 Emise benzo[a]pyrenu

PAH, zastoupené 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 2015 v celorepublikovém měřítku podílel 97,3 % (obr. IV.2.8). Hlavní příčinou takto vysokého podílu je spalování pevných paliv, především uhlí, v kotlích starších typů (odhořívací, prohořívací). Podle odborných odhadů představovaly v roce 2010 odhořívací a prohořívací kotle až 85 % všech zařízení na spalování pevných paliv v domácnostech ČR (Bufka 2011). Vliv sektorů 1A3biii – Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny, 1A3bi – Silniční doprava: Osobní automobily a 1A4cii – Zemědělství, lesnictví, rybolov: Nesilniční vozidla a ostatní stroje je odhadován na 1,8 %. Ostatní významnější zdroje emisí benzo[a]pyrenu se nacházejí v sektorech 1A4ai – Služby, institutce: Stacionární spalovací zdroje 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. Vzhledem k dominantnímu podílu sektoru 1A4bi jsou emise benzo[a]pyrenu rozloženy na území obydlené zástavby celé ČR a jejich množství v období 2007–2015 bylo závislé především na teplotním charakteru topných sezon (obr. IV.2.9). Vliv dopravy se uplatňuje především podél dálnic, komunikací s intenzivní dopravou a na území větších městských celků. Největšími emisemi 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 (obr. IV.2.10).

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, 2016

Obr. IV.2.2 Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší na vybraných stanicích, 2006–2016

Obr. IV.2.3 Pětiletý průměr ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu, 2012–2016

Obr. IV.2.4 Trendy ročních charakteristik benzo[a]pyrenu v České republice, 2006–2016

Obr. IV.2.5 Srovnání koncentrací benzo[a]pyrenu v malých sídlech Jihomoravského kraje s lokalitami v aglomeracích Brno a O/K/F-M, 25. 10. 2015 – 3. 11. 2016

Obr. IV.2.6 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací benzo[a]pyrenu (průměry pro daný typ stanice), 2016

Obr. IV.2.7 Koncentrace benzo[a]pyrenu a částic PM₁₀ na jednotlivých lokalitách v zimních měsících, 2012–2016

Obr. IV.2.8 Podíl sektorů NFR na celkových emisích benzo[a]pyrenu, 2015

Obr. IV.2.9 Vývoj celkových emisí benzo[a]pyrenu, 2007-2015

Obr. IV.2.10 Emisní hustoty benzo[a]pyrenu ze čtverců 5x5 km, 2015

¹Podrobné každoroční vyhodnocení viz www.chmi.cz.