Grafická ročenka 2017
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 2017 překročily roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu imisní limit (1 ng.m-3) na téměř 66 % stanic (tj. na 25 z celkového počtu 38 stanic s dostatečným počtem měření pro hodnocení; obr. IV.2.2). V meziročním srovnání tak došlo k poklesu, neboť v roce 2016 bylo zaznamenáno překročení na 71 % stanic (tj. na 31 z 44 stanic s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení). Průměrné roční koncentrace v roce 2017 v porovnání s rokem 2016 (hodnoceno na základě souboru stanic, pro které jsou k dispozici data za rok 2016 i 2017) klesly na 36 % stanic. Průměrná roční koncentrace (zprůměrováno pro stejný soubor stanic, na kterých se měřilo v letech 2016 i 2017) byla v roce 2017 nepatrně vyšší (1,92 ng.m-3) v porovnání s rokem 2016 (1,84 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 2017 byl imisní limit překročen na 26,0 % plochy území ČR (v roce 2016 na 25,9 % plochy území ČR) s cca 61,8 % obyvatel ČR (v roce 2016 přibližně 55,7 %).
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 2017 byla, podobně jako v předešlých letech, naměřena na průmyslové lokalitě Ostrava-Radvanice ZÚ (9,6 ng.m-3, což znamená devítinásobné překročení imisního limitu). Nadlimitních koncentrací bylo dosaženo i na dalších dvou průmyslových lokalitách a na 59 % 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 kap. 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 19,0 ng.m-3 dne 25. 7. 2017, Ostrava-Radvanice OZO 15,0 ng.m-3 dne 19. 7. 2017, Ostrava-Přívoz 2,5 ng.m-3 dne 19. 7. 2017 a Český Těšín 1,2 ng.m-3 dne 30. 8. 2017).
Nadlimitní úrovní benzo[a]pyrenu jsou zatíženy i obce, ve kterých nejsou jeho koncentrace rutinně sledovány. Tato skutečnost je opakovaně potvrzována proměřováním různých lokalit dotovaných z rozpočtu Moravskoslezského kraje1, například Český Těšín-autobusové nádraží (4,4 ng.m-3), Vražné (3,3 ng.m-3) a Opava-univerzitní zahrada (1,8 ng.m-3) v roce 2017, Sudice a Osoblaha v roce 2016, či Valašské Meziříčí (v provozu od roku 2013). Stanice ve Valašském Meziříčí, která je umístěna na pozemku školy v sídlišti, není přímo ovlivněna emisemi benzo[a]pyrenu z individuálního vytápění. Přesto se s roční průměrnou koncentrací 2,8 ng.m-3 (resp. 2,2 ng.m-3 v roce 2016) řadí tato lokalita k silně znečištěným (obr. IV.2.4).
V roce 2017 byly v rámci již třetího roku kampaňového měření pro Jihomoravský kraj proměřeny v topné sezoně dvě malé obce Ostopovice a Moravany. 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 koncem listopadu, kdy hodnoty denních koncentrací benzo[a]pyrenu v Ostopovicích osmnáctinásobně 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.2.6).
Koncentrace benzo[a]pyrenu vykazují výrazný roční chod (obr. IV.2.7) s maximy v zimním období a minimy 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.2.10). 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.2.5). 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 2016/2017 lze konstatovat mírný nárůst koncentrací na všech typech lokalit. Nejvyšších koncentrací je dosahováno na lokalitách průmyslových, nadlimitní koncentrace se však vyskytují i na stanicích dopravních, městských a předměstských (obr. IV.2.5). Jak již bylo 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 PM v zimních měsících 2013–2017 10 znázorňuje obr. IV.2.8, pětiletý průměr ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu pak obr. IV.2.3.
IV.2.3 Emise benzo[a]pyrenu
PAH, z nichž je v oblasti ochrany ovzduší sledován zejména benzo[a]pyren, 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.
Sektor 1A4bi – Lokální vytápění domácností se na emisích benzo[a]pyrenu v roce 2016 v celorepublikovém měřítku podílel 98,4 %. (obr. IV.2.8). Hlavní příčinou takto vysokého podílu je spalování pevných paliv, především uhlí, v kotlích starších typů (odhořívací, prohořívací). Podle výsledků statistického šetření ENERGO představovaly v roce 2015 odhořívací a prohořívací kotle až 79 % všech kotlů na spalování pevných paliv v domácnostech ČR. Vliv sektoru dopravy je odhadován na 1,3 % (obr. IV.2.9).
Vzhledem k dominantnímu podílu sektoru 1A4bi
jsou emise benzo[a]pyrenu rozloženy na území
obydlené zástavby celé ČR a jejich množství
v období 2008–2016 bylo závislé především na
vývoji spotřeby pevných paliv v domácnostech
(obr. IV.2.10). Vliv dopravy se uplatňuje především
podél dálnic, komunikací s intenzivní dopravou
a na území větších městských celků. Největšími
emisemi benzo[a]pyrenu je zatížen Moravskoslezský
kraj z důvodu vyššího podílu spalování
černého uhlí v domácnostech v kotlích prohořívacího
typu (obr. IV.2.11).
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,
2017
Obr. IV.2.2 Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu měřené na stanicích imisního monitoringu, 2017
Obr. IV.2.3 Pětiletý průměr ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu,
2012–2016
Obr. IV.2.4 Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší
na vybraných stanicích, 2007–2017
Obr. IV.2.5 Trendy ročních charakteristik benzo[a]pyrenu v České
republice, 2006–2017
Obr. IV.2.6 24hodinové koncentrace benzo[a]pyrenu měřené v malých sídlech Jihomoravského kraje a v Brně, 2017
Obr. IV.2.7 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací benzo[a]pyrenu
(průměry pro daný typ stanice), 2017
Obr. IV.2.8 Koncentrace benzo[a]pyrenu a částic PM10 na
jednotlivých lokalitách v zimních měsících, 2013–2017
Obr. IV.2.9 Podíl sektorů NFR na celkových emisích benzo[a]pyrenu, 2016
Obr. IV.2.10 Vývoj celkových emisí benzo[a]pyrenu, 2008-2016
Obr. IV.2.11 Emisní hustoty benzo[a]pyrenu ze čtverců 5x5 km, 2016
1Podrobné každoroční vyhodnocení viz www.chmi.cz.
