2.3.5 Aromatické uhlovodíky v ovzduší  

S rostoucí intenzitou automobilové dopravy roste význam sledování znečištění ovzduší aromatickými uhlovodíky. Rozhodujícím zdrojem atmosférických emisí aromatických uhlovodíků – zejména benzenu a jeho alkyl derivátů – jsou především výfukové plyny benzinových motorových vozidel. Dalším významným zdrojem emisí těchto uhlovodíků jsou ztráty vypařováním při manipulaci, skladování a distribuci benzinů. Emise z mobilních zdrojů představuje cca 85 % celkových emisí aromatických uhlovodíků, přičemž převládající část připadá na emise z výfukových plynů. Odhaduje se, že zbývajících 15 % emisí pochází ze stacionárních zdrojů emisí, přičemž rozhodující podíl připadá na procesy produkující aromatické uhlovodíky a procesy, kde se tyto sloučeniny používají k výrobě dalších chemikálií. Data z monitoringu ukazují, že podíl aromatických uhlovodíků představuje kolem 20–40 % z celkového množství nemethanických uhlovodíků v ovzduší evropských měst [12, 13].

Z hlediska zdravotních rizik je z uvedených aromatických uhlovodíků nejzávažnější znečišťující příměsí benzen, který je známý lidský karcinogen. V literatuře je popsán velký počet případů myeloblastické a erytroblastické leukemie spojené s expozicemi benzenu. Pro koncentraci benzenu v ovzduší 1 μg.m-3 se hodnota celoživotního rizika leukemie odhaduje na 4,4–7,6x 10-6 [14].

Data ukazují, že obsah benzenu v benzinu je kolem 1,5 %, zatímco paliva dieselových motorů obsahují relativně zanedbatelné koncentrace benzenu. Benzen obsažený ve výfukových plynech je především nespálený benzen z paliva. Dalším příspěvkem emisí benzenu z výfukových plynů je benzen vzniklý z nebenzenových aromatických uhlovodíků obsažených v palivu (70–80 % benzenu v emisích). Částečně je benzen ve výfukových plynech tvořen také z nearomatických uhlovodíků.

Benzen je velmi stálý a odolný proti chemickému ataku. Ve srovnání s ostatními aromatickými uhlovodíky je benzen minimálně reaktivní a patří k nejméně reaktivním částicím v atmosféře. Jedinou významnější, i když pomalou, reakcí benzenu v přízemní atmosféře je reakce s OH radikálem. Vypočtené doby setrvání benzenu v atmosféře – při uvažování především reakcí s OH radikály v plynné fázi a odstraňování benzenu z atmosféry procesy suché a mokré depozice – se pohybují od 2 dnů při letních bezoblačných podmínkách do několika měsíců při oblačném počasí v zimním období. Pozorované stabilní produkty atmosférických oxidací benzenu jsou fenoly (fenol a nitrofenol) a aldehydy, zejména glyoxal (CHO)2.

Toluen a xyleny reagují s OH radikály 5x, respektive 19x rychleji než benzen a podílejí se tak významně na reakcích vedoucích ke kumulaci ozonu v obdobích fotochemického smogu.

V roce 1998 začalo pravidelné sledování těchto uhlovodíků, jmenovitě benzenu, toluenu, o-, m- a p-xylenu ethylbenzenu, na čtyřech stanicích AIM ČHMU: Most, Praha 4-Libuš, Pardubice-Rosice a Mikulov-Sedlec. Měření se provádí pomocí kontinuálních analyzátorů BTX, pracujících na principu plynové chromatografie. Obr. 2-63 ukazuje roční chody denních průměrných koncentrací uvedených aromatických uhlovodíků na těchto stanicích. Obr. 2-61 pak ukazuje průměrný týdenní chod půlhodinových koncentrací benzenu v zimním období a v létě na stanicích Most a Libuš. Obr. 2-62 ukazuje průměrné denní chody půlhodinových koncentrací benzenu na stanicích Most a Libuš pro všední dny a soboty a neděle pro zimní a letní období. Jak týdenní, tak denní chody koncentrací benzenu korespondují dobře s chodem intenzity dopravy a ukazují tak názorně na rozhodující podíl emisí z mobilních zdrojů. Zároveň vystihují i rozdílné dopravní režimy o pracovních dnech v porovnání s dopravním režimem o sobotách a nedělích i rozdíly mezi jednotlivými lokalitami.

Roční průměrná koncentrace benzenu na stanici Praha 4-Libuš byla 5 μg.m-3. Lze oprávněně odhadovat, že v centru města – s daleko vyšší intenzitou dopravy – budou roční průměrné koncentrace daleko vyšší a budou velmi pravděpodobně přesahovat hodnotu 10 μg.m-3, což je mírnější varianta limitní úrovně pro benzen v připravovaných návrzích Evropské unie. Pro následující léta připravuje ČHMÚ rozšíření počtu míst kontinuálně monitorujících aromatické uhlovodíky, zejména o lokality vybrané pro sledování vlivu dopravy na znečištění městského ovzduší.