IV.9 LÁTKY BEZ IMISNÍHO LIMITU
 

IV.9.1 Těkavé organické látky

Těkavé organické látky (VOC) hrají důležitou úlohu v chemii ovzduší, a tedy i v oxidační síle atmosféry, což ovlivňuje stav a kvalitu ovzduší. Spolu s oxidy dusíku se VOC významně podílí na procesu tvorby přízemního ozonu a dalších fotooxidačních znečišťujících látek. Přeměny a odbourávání VOC zpravidla začínají reakcí s hydroxylovým radikálem (Vídeň 2005). Podle zákona o ochraně ovzduší je těkavou organickou látkou jakákoli organická sloučenina nebo směs organických sloučenin, s výjimkou metanu, která při 20 °C má tlak par 0,01 kPa nebo více, nebo má odpovídající těkavost za konkrétních podmínek jejího použití. Vzhledem k rozsahu různě dlouhé reaktivity jednotlivých VOC a k jejich množství nebyl u těchto látek stanoven imisní limit.

Monitoring VOC byl do programu EMEP zařazen na základě rozhodnutí EMEP Workshop on Measurements of Hydrocarbons/VOC v Lindau 1989 (EMEP 1990). Vlastní měření na Observatoři Košetice (OBK) bylo zahájeno v průběhu roku 1992, o tři roky později jej pak doplnilo identické měření na stanici Praha-Libuš. V rámci EMEP byl zpočátku monitoring realizován na pěti stanicích, ale v průběhu 20 let se počet stanic i rozsah měřených uhlovodíků několikrát změnil. Na OBK se podařilo udržet homogenní řadu měření až do současnosti. Od roku 2011 je OBK zapojena do projektu ACTRIS, realizovaného v rámci EU 7th Framework Programme INFRA-2010-1-1.1.16: Research Infrastructures for Atmospheric Research. Na tento projekt navázal nástupnický projekt ACTRIS-2 pod H2020-INFRAIA-20142015, realizovaný v období 5/2015–4/2019. Problematika VOC je řešena v pracovní skupině Trace gases networking: Volatile organic carbon and nitrogen oxides s cílem zkvalitnit a harmonizovat měření VOC v Evropě. V rámci projektu jsou vyvíjeny standardní operační postupy a testovány nejlepší měřicí techniky pro zajištění kvality. Laboratoř ČHMÚ se pravidelně účastní round robin testu, kde v oblasti vlastní analýzy VOC výsledky potvrzují, že laboratoř vyhovuje doporučovaným parametrům GC-systému a splňuje u většiny látek požadované nejistoty jak ve standardech, tak v reálných vzorcích. V listopadu 2016 proběhl v ČHMÚ (CLI a OBK) audit monitoringu VOCs v rámci ACTRIS-2. Auditoři konstatovali, že vybavení laboratoří, zajištění kvality dat a personální obsazení je na velmi dobré úrovni a odpovídá požadavkům ACTRIS. Pro zajištění zlepšení srovnatelnosti bylo doporučeno pořízení systému pro delší časový odběr. Průměrné roční koncentrace většiny VOC na stanicích OBK i Praha- Libuš vykazují během 24 let monitoringu statisticky významný sestupný trend, který reflektuje pokles emisí VOC jak v ČR, tak v celém středoevropském prostoru (tab. IV.9.1.1). Trend koncentrací etanu je mnohem výraznější na předměstské stanici Praha-Libuš než na pozaďové OBK. Výjimkou je pouze isopren, který je přírodního původu (je emitován listnatými stromy) a na obou stanicích vykazuje vzestupný trend. Obecně lze konstatovat, že koncentrace hlavních VOC byly v 90. letech minulého století na předměstské úrovni o cca 150–200 % vyšší než na pozaďové stanici. V poslední dekádě se rozdíly mezi oběma stanicemi výrazně zmenšují.

Výsledky získané v roce 2016 nijak nevybočují z dlouhodobých trendů (tab. IV.9.1.1). Roční chod většiny VOC reflektuje emisní úrovně, tedy maximální hodnoty v zimě a minima v létě, pouze u isoprenu je tomu naopak (tab. IV.9.1.1).

Z aktuální zprávy o měření VOC v rámci EMEP (NILU 2015) vyplývá, že koncentrace VOC v regionálním měřítku kontinuálně klesají a reflektují tak sestupný trend emisí. Úroveň koncentrací na OBK je srovnatelná s německými, švýcarskými a francouzskými stanicemi. U etanu je česká stanice dlouhodobě charakterizována nižšími ročními průměry. U většiny VOC jsou naměřené hodnoty v zimě obvykle velmi podobné německým stanicím, zatímco v létě jsou u hodnoty na OBK mírně nižší.

Ženevský protokol o redukci emisí VOC a jejich transhraničním přenosu byl přijat v listopadu 1991 a vstoupil v platnost v září 1997 (UN-ECE 1991). Protokol obsahoval tři možnosti redukce VOC:

1. 30% redukce emisí VOC do roku 1999, přičemž jako základ byly použity roky 1984 a 1990;
2. Stejná redukce jako v bodě (1) a zajistit, aby celkové národní emise 1999 nepřesáhly úroveň z roku 1988;
3. Kde emise 1988 nepřekračují stanovené limity, mohou státy přijmout jako emisní strop úroveň z roku 1999.

V roce 1999 byl přijat Göteborský protokol ke zmírnění acidifikace, eutrofizace a dopadů přízemního ozonu, který vstoupil v platnost 17. května 2005 (UN-ECE 1999). Protokol obsahuje emisní stropy pro rok 2010 pro 4 polutanty včetně VOC. Podle protokolu měly být evropské emise VOC sníženy alespoň o 40 % proti roku 1990. ČR, podobně jako většina středoevropských zemí (s výjimkou Polska) tento limit splnila; emise VOC v ČR za období 1990–2010 poklesly o 51 % (EEA 2013b).

Emise těkavých organických látek

Chemické produkty obsahující VOC jsou používány v celé řadě aplikací v domácnostech i průmyslu jako čisticí prostředky, rozpouštědla a odmašťovadla. Mohou být součástí barev, laků, lepidel a farmaceutických přípravků. Uvolňují se při skladování a použití ropných produktů. VOC vznikají také při nedokonalém spalování fosilních paliv.

Nejvýznamnější zdroje emisí VOC v ČR se nacházejí v sektoru užití a aplikace organických rozpouštědel (NFR 2D3), který se na znečišťování ovzduší těmito látkami v roce 2015 podílel 50,6 % (obr. IV.9.1.2). Do tohoto sektoru spadají činnosti 2D3a - Použití rozpouštědel v domácnostech (7,4 %), 2D3b - Asfaltování silnic a chodníků (0,3 %), 2D3c - Výroba asfaltových krytin a jejich použití (0,04 %), 2D3d - Aplikace nátěrových hmot (21,4 %), 2D3e - Odmašťování (5,5 %), 2D3f - Chemické čištění (0,04 %), 2D3g - Výroba a zpracování chemických produktů (7,8 %), 2D3h - Tiskárenský průmysl (2,8 %) a 2D3i - Ostatní použití rozpouštědel (5,4 %). Část těchto emisí je do ovzduší vnášena řízeně, ale většina jich uniká do ovzduší ve formě fugitivních emisí, jejichž omezování je obtížné. Největší množství emisí VOC ze spalovacích procesů vzniká v sektorech 1A4bi - Lokální vytápění domácností (18,2 %), 1A3bi - Silniční doprava: Osobní automobily (3,3 %), 1A3biii - Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny (4,6 %) a v sektoru 1A1a - Veřejná energetika a výroba tepla (3,3 %). V souvislosti s dopravou jsou emise VOC uvolňovány do ovzduší také ve formě par z palivových systémů automobilů; ty jsou zahrnuty v sektoru 1A3bv - Silniční doprava: Odpary benzinu (5,9 %). Významné množství emisí VOC se do ovzduší uvolňuje při těžbě uhlí – sektor 1B1a - Fugitivní emise z pevných paliv: Těžba a manipulace s uhlím (5,5 %).

Celkové emise VOC měly v období let 2007–2015 klesající trend (obr. IV.9.1.3), který byl způsoben aplikací produktů s nižším obsahem těkavých organických látek, např. vodou ředitelných barev nebo práškových plastů. U maloodběratelských balení nátěrových hmot je uplatňována legislativní regulace, omezující maximální obsah rozpouštědel v produktech dodávaných na trh. Vlivem neustálé obnovy vozového parku dochází i k průběžnému snižování emisí VOC z dopravy.

Tab. IV.9.1.1 Stanice s průměrnými ročními koncentracemi VOC v ovzduší

Obr. IV.9.1.1 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací VOC, 2016

Obr. IV.9.1.2 Podíl sektorů NFR na celkových emisích VOC, 2015

Obr. IV.9.1.3 Vývoj celkových emisí VOC, 2007–2015

Tab. IV.9.3.1 Stanice měřicí rtuť v ovzduší s uvedenými koncentracemi

Tab. IV.9.3.2 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací rtuti na stanici Košetice