Benzo[a]pyren, Prach

Měřicí kampaň v malých obcích JMK během topné sezóny II. – analýza složení částic

V minulém článku o měření v malých obcích jsem psal o měření koncentrací suspendovaných částic PM10 a PM2,5. Dnes přidám něco k jejich složení, a co na svém povrchu tyto suspendované částice nesou. Mluvit budu zejména o benzo[a]pyrenu a prvkové analýze.

Benzo[a]pyren

Benzo[a]pyren byl odebírán vždy 8x na každé lokalitě a vždy v den, kdy probíhal odběr i ve státní síti imisního monitoringu tak, aby data mohla být srovnána. Koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší uvádí následující tabulky a graf. Tabuka uvádí koncentrace benzo[a]pyrenu (ng.m-3) v jednotlivých lokalitách (levá část tabulky), a relativní vztah ke koncentracemi měřeným v Brně – Líšni (pravá část tabulky) jako srovnání s městským pozadím v Brně.

Z uvedeného grafu i tabulky vyplývá, že koncentrace benzo[a]pyrenu jsou ve srovnání s městskou pozaďovou lokalitou Brno – Líšeň i s venkovskou pozaďovou lokalitou Kuchařovice (umístěnou v areálu profesionální meteorologické stanice mimo intravilán obce) vyšší. Hlavním zdrojem koncentrací benzo[a]pyrenu v malých obcích, a tedy i v Ostopovicích a Moravanech, jsou lokální topeniště, čímž se významně liší od lokality Brno – Líšeň, ležící v sídlišti napojeném na centrální zásobování teplem. Vysokým koncentracím pak nahrává terén a mírně horší provětrávatelnost obou lokalit v malých sídlech. Koncentrace byly ovlivněny i meteorologickými podmínkami, což je dobře patrné například na lokalitě Brno-Líšeň. Na absolutní hodnotu koncentrací pak měly významný vliv zejména lokální vlivy.

Koncentrace benzo[a]pyrenu v Moravanech se ze začátku kampaně pohybovaly zhruba na dvojnásobku koncentrací měřených ve stejné dny v Brně – Líšni. Ke konci kampaně se však dosáhly osmi až desetinásobku koncentrací městské pozaďové lokality. Tento nárůst souvisel s postupným poklesem teplot a nutností více topit.

V případě lokality Ostopovice byl vývoj koncentrací benzo[a]pyrenu velmi podobný. Ze začátku kampaně byly koncentrace benzo[a]pyrenu zhruba dvojnásobné až trojnásobné proti koncentracím měřeným v Brně – Líšni. Nízké teploty ke konci kampaně se odrazily ve zvýšené intenzitě topení a nárůstu koncentrací benzo[a]pyrenu. Dne 22. 11. pak byla naměřena v Ostopovicích vůbec nejvyšší hodnota za celou kampaň (7,35 ng∙m–3), což představovalo téměř osmnáctinásobek hodnoty naměřené ve stejný den v lokalitě Brno-Líšeň. Poslední hodnota byla v Ostopovicích více odlehlá a lišila se i od hodnot v Moravanech (ve zbytku kampaně byly koncentrace velmi podobné). Mohlo se tedy jednat i o další lokální ovlivnění. Polycyklické aromatické uhlovodíky vznikají při nedokonalém spalování organického materiálu, ke zvýšeným koncentracím tak například mohlo přispět i pálení mokrého listí atp. Jinak lze konstatovat, že koncentrace benzo[a]pyrenu byly v Ostopovicích i Moravanech velmi podobné.

Tato situace pochopitelně neplatí pouze pro lokality Moravany či Ostopovice. Měření v topné sezóně roku 2015 a 2016 poukázalo na podobné chování i v dalších obcích, které dosáhly obdobně vysokých koncentrací. Podobné koncentrace lze tedy očekávat i v dalších malých obcích Jihomoravského kraje, kde převažuje vytápění tuhými palivy ve starších kotlích. Státní síť imisního monitoringu bohužel pokrývá pouze málo lokalit ČR stacionárním měřením polycyklických aromatických uhlovodíků kvůli náročnosti jejich stanovení. Navíc je naprostá většina měření umístěná v hustěji zalidněných oblastech – především v městech či aglomeracích. Proto je velmi vhodné doplnit síť kampaňovými měřeními i v malých sídlech, kde dle naměřených výsledků může být kvalita ovzduší podstatně horší než v městech napojených na CZT.

Benzo[a]pyren je prokázaný karcinogen, má tedy velmi negativní účinky na lidské zdraví. Z kampaní v posledních letech vyplývá, že v topné sezóně jsou vyšší koncentrace měřeny v malých obcích, než ve větších městech s centrálním zásobováním teplem. V létě jsou pak koncentrace této látky prakticky nulové v celé ČR. I proto je velmi důležité, čím a jak člověk topí. Z hlediska paliv jsou nejvhodnější plyn, popř. tepelná čerpadla. Obě tyto varianty prakticky neprodukují žádné polycyklické aromatické uhlovodíky ani prašnost. Naopak vysoké koncentrace těchto škodlivin produkují kotle na tuhá paliva – zejména starší výroby. Roli sehrává i samotné palivo (např. dobře neproschlé dřevo může produkovat více emisí škodlivin než koks). Velmi důležitý je i způsob topení. Aby nevznikaly tyto karcinogenní látky, je potřeba dostatečný přísun vzduchu, aby hoření probíhalo co nejlépe. To je v rozporu s častou praxí, kdy se zatopí a úplně se uzavře přívod vzduchu, aby palivo co nejdéle vydrželo. Proto mají moderní kotle na pevná paliva automatickou regulaci, aby vznikalo co nejméně emisí.

Prvková analýza a těžké kovy

V české legislativě jsou stanoveny imisní limity pro čtyři těžké kovy – arsen (As), kadmium (Cd), nikl (Ni) a olovo (Pb). Tyto kovy jsou standardně stanovovány a vyhodnocovány v rámci státní sítě imisního monitoringu. Avšak v rámci analytického stanovení pomocí ICP-MS (hmotový spektrometr s indukčně vázanou plazmou) jsou stanovovány i další prvky – v analýze vzorků z Moravan a Ostopovic jich bylo celkem 62. Je tedy možné si udělat představu zastoupení zejména kovových prvků v ovzduší těchto lokalit.

Jak již bylo uvedeno, jedná se zejména o kovové prvky periodické soustavy prvků. Chybí tedy prvky, jako např. vodík, kyslík, uhlík, dusík, síra, halogenidy atp. Tyto prvky není možné pomocí stávající metody stanovit.

Koncentrace jednotlivých kovových prvků v denních odběrech suspendovaných částic PM10 zobrazují následující dva grafy. Z grafů je patrné, že ze všech 62 analyzovaných prvků se na celkové koncentraci podílí zejména 8 nejdůležitějších prvků, které představují více než 95 % sumy všech měřených prvků. Jedná se hliník (Al), vápník (Ca), železo (Fe), draslík (K), hořčík (Mg), sodík (Na), křemík (Si) a zinek (Zn). Ostatní prvky včetně legislativou sledované čtveřice jsou zastoupeny pouze minoritně.

Dále je potřeba upozornit, že suma všech kovových prvků se na hmotnostní koncentraci podílí maximálně zhruba 2 µg∙m–3. Zbylou hmotu koncentrace PM10 pak tvoří zejména uhlík (saze, organické látky, uhličitany), kyslík (soli kyslíkatých kyselin, oxidy, organické látky), dusík (dusičnany, organické látky), či síra (sírany a siřičitany, organické látky). Pod pojmem organické látky je potřeba si představit širokou škálu látek, mezi které spadají např. polycyklické aromatické uhlovodíky (viz výše).

Následující grafy zobrazují relativní zastoupení 8 nejvýznamnějších prvků v sumě 62 kovových prvků, analyzovaných v odebraných částicích PM10. Z grafů je patrné. Že se v obou lokalitách vymyká 11. 11. 2017, kdy bylo naměřeno nezvykle velké množství sodíku. Mírně se pak obě lokality liší 21. 11. 2017, kdy v Moravanech bylo měřeno relativně vyšší množství draslíku, zatímco v Ostopovicích relativně vyšší množství železa. Z absolutních čísel (viz grafy výše) vyplývá, že draslíku bylo zhruba stejné množství v obou lokalitách. Lokalita Ostopovice tedy byla více ovlivněna zdrojem emitujícím železo. Tímto zdrojem může být např. nedaleká železniční trať.

Legislativou sledované těžké kovy

Jak již bylo uvedeno výše, imisní limit mají pouze čtyři těžké kovy (As, Cd, Ni a Pb). Ani jeden z nich však nepatří mezi 8 nejvíce zastoupených prvků. Rovněž naměřené koncentrace v obou lokalitách jsou velmi nízké, jak ukazují následující grafy.

Imisní limity pro všechny čtyři těžké kovy se vztahují k průměrné roční koncentraci. Z pěti uvedených vzorků tedy nelze vyvozovat velké závěry. Přesto je z obou lokalit patrné, že měřené hodnoty se pohybují výrazně pod hodnotami imisních limitů pro jednotlivé těžké kovy. Všechny hodnoty leží rovněž pod dolními mezemi pro posuzování (As = 2,4 ng∙m–3, Cd = 2 ng∙m–3, Ni = 10 ng∙m–3, Pb = 200 ng∙m–3), což řečí legislativy znamená, že v těchto lokalitách není potřeba měřit koncentrace těchto škodlivin, stačí modelování. Obdobné hodnoty jsou měřeny i v lokalitě Brno – Líšeň, těžké kovy zde dlouhodobě nepřekračují dolní mez pro posuzování. A to přesto, že nedaleko leží spalovna komunálního odpadu, která bývá občas označována za zdroj těžkých kovů v ovzduší Jihomoravského kraje. Zvýšené koncentrace kovů dne 8. 11. 2017 jsou spojeny s vyššími koncentracemi PM10 i PM2,5 obecně v tento den – i koncentrace kovů tedy vzrostla proti ostatním dnům.

Závěrem

Z uvedených analýz vyplývá, že z hlediska těžkých kovů, sledovaných legislativou, se v Jihomoravském kraji nemáme čeho bát. Naopak z hlediska karcinogenního benzo[a]pyrenu může v topné sezóně v malých obcích docházet k vysokým koncentracím. A zatímco v městských oblastech, s byty napojenými na centrální zásobování teplem, není imisní limit dlouhodobě překračován (v Jihomoravském kraji naposledy v roce 2012), v malých obcích k překračování docházet může, a pokud by zde byla umístěna stanice státní sítě imisního monitoringu, pravděpodobně by překročení limitu potvrdila. Bohužel měření státní sítě je takřka výhradně umístěno ve větších městech, a tak situaci v malých obcích nám přibližují pouze kampaňová měření, jaká provádí např. Jihomoravský kraj. A mimo jiné to poukazuje na velkou nejistotu v mapách ČHMÚ, protože do modelování vstupují z velké části městské hodnoty koncentrací.

Zcela jasným viníkem vysokých koncentrací této rakovinotvorné látky v malých obcích jsou lokální topeniště. Potvrzují to i emisní bilance jak pro celou ČR, tak pro Jihomoravský kraj. Rovněž z ročního chodu koncentrací benzo[a]pyrenu je patrné, že v létě jsou koncentrace prakticky nulové, zatímco v zimě mohou být velmi vysoké. Je potřeba upozornit, že kromě plynu či tepelných čerpadel produkují benzo[a]pyren všechna ostatní paliva, včetně např. dřeva. I proto si myslím, že by kotlíkové dotace měly být poskytovány pouze na plynové kotle či tepelná čerpadla. Bohužel tato řešení jsou dražší, a tudíž by neproběhl „patřičný počet výměn kotlů pro splnění indikátoru v ministerské tabulce“. Je dle mého smutné, že se volí levnější varianta, která však nemá patřičný efekt.

Bohužel u nás se často znečištění ovzduší svádí na dopravu nebo na průmysl. Málokterý z politiků má „gule“ říct, že z velké části si za to lidé můžou sami tím, jak topí … jsou to koneckonců voliči, a těm je potřeba lézt do … no vy víte kam 😉 I proto to tady neustále zdůrazňuji. Topením v lokálních topeništích velmi výrazně ovlivňujeme ovzduší my všichni, zejména pak z hlediska velmi karcinogenních látek, jako je benzo[a]pyren. A lidé by se opravdu měli zamyslet nad tím, čím topí, protože když už je jim jedno, že otravují své sousedy, tak jim snad není jedno, že ničí zdraví i sobě a svým dětem.

Oštítkováno , , , , ,

Okomentujte článek ...