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 2015 překročily roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu imisní limit (1 ng.m-3) na téměř 62 % stanic (tj. na 21 z celkového počtu 34 stanic s dostatečným počtem měření pro hodnocení). V meziročním srovnání došlo k poklesu, neboť v roce 2014 došlo k překročení na více než 74 % stanic (tj. na 23 z 31 stanic s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení). Průměrné roční koncentrace v roce 2015 v porovnání s rokem 2014 (hodnoceno na základě souboru stanic, pro které jsou k dispozici data za rok 2014 i 2015) klesly na 50 % stanic. Rovněž průměrná roční koncentrace (zprůměrováno pro stejný soubor stanic, na kterých se měřilo v roce 2014 i 2015) byla v roce 2015 nižší (1,77 ng.m-3) v porovnání s rokem 2014 (1,98 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 2015 byl imisní limit překročen na 20,3 % plochy území ČR (v roce 2014 na 10,7 % plochy území ČR) s cca 50,8 % obyvatel ČR (v roce 2014 přibližně 51,1 %). Přestože se plocha území ČR s nadlimitními koncentracemi téměř zdvojnásobila, procento zasažení obyvatel zůstalo prakticky stejné. Vysvětlením je pokles koncentrací pod imisní limit především v místech s vysokým počtem obyvatel, zejména v Praze a Plzni.

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 2015 byla, podobně jako v předešlých letech, naměřena na průmyslové lokalitě Ostrava-Radvanice ZÚ (7,8 ng.m-3, což znamená téměř osminásobné překročení imisního limitu). Nadlimitních koncentrací bylo dosaženo i na dvou ze tří ostatních průmyslových lokalit a na téměř 61 % městských a předměstských pozaďových stanicích. V rámci dopravních stanic jsou koncentrace benzo[a]pyrenu měřeny na čtyřech stanicích, přičemž na třech byl imisní limit překročen (tab. XIII.6). Překročení imisního limitu benzo[a]pyrenu na většině stanic je 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 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 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 těchto stanicích vyskytují i denní koncentrace vyšší než 1 ng.m-3 (např. Ostrava-Radvanice ZÚ 14,00 ng.m-3 dne 6. 6. 2015, Ostrava-Radvanice OZO 8,00 ng.m-3 dne 6. 6. 2015, Ostrava-Přívoz 7,08 ng.m-3 dne 20. 8. 2015 a Český Těšín 1,86 ng.m-3 dne 11. 8. 2015).

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 a Ludgeřovice v roce 2014, Budišov nad Budišovkou a Mosty u Jablunkova v roce 2015 či Valašské Meziříčí. Lokality Brušperk (4,7 ng.m-3), Ludgeřovice (5,4 ng.m-3), Budišov nad Budišovkou (2,0 ng.m-3) a Mosty u Jablunkova (2,1 ng.m-3), ve kterých bylo měření dotováno z rozpočtu Moravskoslezského kraje1, leží v blízkosti moravskoslezské průmyslové aglomerace, 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 díky roční průměrné koncentraci 2,9 ng.m-3 (2,1 ng.m-3 v roce 2014) řadí tato lokalita k silně znečištěným.

V roce 2015 byla navíc v rámci kampaňového měření v Jihomoravském kraji v topné sezoně proměřena tři malá sídla (Prace, Chudčice, Velké Pavlovice) s různým stupněm využívání plynu pro vytápění domácností. Měření probíhala na přelomu října a listopadu v době, kdy byla ve značné části zón a aglomerací vyhlášena smogová situace z důvodů vysokých koncentrací PM10. Tato situace ještě zvýraznila problém, který může nastávat v malých sídlech. Naměřené koncentrace dosahovaly několikanásobně vyšších hodnot než na lokalitě Brno-Líšeň, která leží ve stejném kraji, ale je napojena na centrální zdroj tepla. Byly dokonce srovnatelné s dlouhodobě nejznečištěnějšími lokalitami aglomerace O/K/F-M. Vzhledem k tomu, že počet hodnot koncentrací získaných kampaňovým měřením neumožňuje dle platné legislativy výpočet ročních průměrných koncentrací, je výše uvedené hodnocení založeno 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 2014/2015 lze konstatovat pokles 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.2.4). 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 2014 v celorepublikovém měřítku podílel 84,0% (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 ČR (Bufka 2011). Vliv sektorů 1A3biii-Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny a 1A3bi-Silniční doprava: Osobní automobily je odhadován na 12,4 %. 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. Vzhledem k dominantnímu podílu sektoru 1A4bi jsou emise benzo[a]pyrenu rozloženy na území obydlené zástavby celé ČR a jejich množství v období 2007–2014 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, 2015


Obr. IV.2.2 Roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu v ovzduší na vybraných stanicích, 2005–2015


Obr. IV.2.3 Pětiletý průměr ročních průměrných koncentrací benzo[a]pyrenu, 2011–2015


Obr. IV.2.4 Trendy ročních charakteristik benzo[a]pyrenu v České republice, 2006–2015


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


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. – 8. 11. 2015


Obr. IV.2.6 Roční chod průměrných měsíčních koncentrací benzo[a]pyrenu (průměry pro daný typ stanice), 2015


Obr. IV.2.7 Koncentrace benzo[a]pyrenu a částic PM10 na jednotlivých lokalitách v zimních měsících, 2011–2015


Obr. IV.2.8 Podíl sektorů NFR na celkových emisích benzo[a]pyrenu, 2014


Obr. IV.2.9 Vývoj celkových emisí benzo[a]pyrenu, 2007-2014


Obr. IV.2.10 Emisní hustoty benzo[a]pyrenu ze čtverců 5x5 km, 2014


1Podrobné každoroční vyhodnocení viz www.chmi.cz.