Emise Benzo(a)pyrenu v České Republice: Problém Znečištění Ovzduší

Benzo(a)pyren (BaP) patří v současnosti k hlavním problémům znečištění ovzduší v České republice. V minulém roce (2017) byl imisní limit pro roční průměrnou koncentraci, rovný 1 ng/m3, překročen na téměř dvou třetinách (65,8 %, 25 z 38) všech stanic s dostupnými daty. U žádné jiné látky s platným imisním limitem nedochází k překročení na tak velkém podílu stanic. Navíc je na některých místech tento limit překročen několikanásobně.

Co je Benzo(a)pyren?

Benzo[a]pyren je zástupce tzv. polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU nebo angl. PAH). Jsou to organické látky sestávající pouze z atomů uhlíku a vodíku. Patří sem celá řada látek, které se nevyskytují jen v ovzduší, ale také ve vodě a půdě. BaP je zástupcem PAH, který má stanovený imisní limit pro ochranu zdraví.

Monitorují se však i koncentrace dalších PAH a například poměry mezi koncentracemi různých PAH (tzv. diagnostické poměry) mohou pomoci při identifikaci možného zdroje znečištění. Řada PAH má toxické, mutagenní a/nebo karcinogenní vlastnosti.

Benzo(a)pyren patří mezi jedovaté látky, které se do těla dostávají vdechováním znečištěného vzduchu nebo prostřednictvím jemných částic polétavého prachu. Je karcinogenní, dráždí oči, nos, krk a průdušky. Chemický vzorec BaP je C20H12, jedná se o benzenový kruh spojený s pyrenem.

Významnost zdravotních účinků jednotlivých PAH se liší. Odhad celkového karcinogenního potenciálu PAH směsi v ovzduší vychází z porovnání potenciálních karcinogenních účinků se závažností BaP. Vyjadřuje se jako tzv. toxický ekvivalent BaP (TEQ BaP) a jeho výpočet je dán součtem součinů toxických ekvivalentových faktorů (TEF) stanovených US EPA a měřených koncentrací.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Většina BaP v ovzduší je navázána na jemnou frakci suspendovaných částic, tedy tzv. PM2,5.

Tabulka: Toxické ekvivalentové faktory (TEF) pro vybrané polycyklické aromatické uhlovodíky

Zdroje Benzo(a)pyrenu

PAH vznikají zejména během nedokonalého spalování. Zdrojem emisí BaP je v České republice téměř výhradně sektor Domácností, konkrétně pak především vytápění ve starých typech kotlů na tuhá paliva (uhlí, dřevo).

Ostatní zdroje jsou z celkového pohledu relativně nevýznamné, patří sem například spalování rostlinného materiálu, ale také některé průmyslové objekty, např. koksovny, které mohou mít výraznější vliv ve svém blízkém okolí. Dále je BaP obsažen také v cigaretovém kouři.

PAH vznikají také přirozeně, například během lesních požárů nebo během sopečných erupcí.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Emise BaP můžou být jak antropogenního, tak také přírodního původu. Tato organická látka vzniká obecně spalováním organické hmoty (uhlí a dřeva) a proto se do ovzduší uvolňuje například i během lesních požárů. Vznikají během nedokonalého spalování při teplotách 300 až 600°C. K tomu dochází nejčastěji právě v menších kotlích při spalování pevných paliv.

Přirozené emise BaP jsou však na našem území víceméně zanedbatelné v porovnání s emisemi antropogenními.

Veškeré zemědělství, doprava i služby se dohromady nepodílí na emisích BaP ani 2 %. Emise BaP pochází takřka výhradně z lokálního vytápění domácností (98,3 %). Dá se tedy říci, že za vysoké koncentrace látky, jejíž koncentrace nejvýrazněji a v největším rozsahu překračují imisní limity v ČR, můžou jednotlivé domácnosti.

Důležitá je jistě také osvěta - řada občanů se domnívá, že topení dřevem - tedy zcela přirozeným palivem - je zcela čistým způsobem vytápění. Může být a nemusí. Vždy totiž záleží do velké míry na podmínkách, za kterých je dřevo spalováno. Nejlepším řešením pro oblasti, kde není možné využít centrálního vytápění, je topení automatickým kotlem s co nejlepší emisní třídou, či využití tepelného čerpadla.

Situace v České republice

V roce 2021 překročily roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu imisní limit (1 ng·m‑3) na 40 % stanic, tj. na 19 z celkového počtu 49 stanic s dostatečným počtem naměřených dat pro hodnocení. Plocha s nadlimitními koncentracemi benzo[a]pyrenu byla v roce 2021 vymezena na 6,1 % plochy území ČR, kde žije přibližně cca 20 % obyvatel ČR. Plocha s nadlimitními koncentracemi byla v roce 2021 druhá nejmenší za posledních pět let.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Nejvíce zatíženými oblastmi s nejvyššími hodnotami koncentrací benzo[a]pyrenu z dlouhodobého hlediska zůstávají kraje Moravskoslezský, Zlínský a Olomoucký. Nejvyšší roční průměrné koncentrace benzo[a]pyrenu jsou dlouhodobě zaznamenávány na všech typech stanic na celém území aglomerace O/K/F-M.

Vysoké nadlimitní koncentrace benzo[a]pyrenu se zde vyskytují ve spojitosti s nejvyšším emisním zatížením v rámci ČR (z různých typů zdrojů), včetně vlivu přeshraničního přenosu z Polska. Stejně jako v minulých letech, i v roce 2021 byla nejvyšší roční průměrná koncentrace benzo[a]pyrenu (8,9 ng·m‑3) zaznamenána na průmyslové stanici Ostrava-Radvanice ZÚ, kde byl roční imisní limit benzo[a]pyrenu překročen téměř devítinásobně.

Koncentrace BaP vzhledem ke svému nejvýznamnějšímu zdroji (lokální vytápění) vykazují velmi výrazný roční chod s maximem během topné sezóny a minimy v létě. K vyšším koncentracím v zimě přispívají také obecně horší rozptylové podmínky, což platí obecně pro téměř všechny znečišťující látky.

Vzhledem k faktu, že se můžou rozptylové podmínky rod od roku výrazně lišit, je pro zhodnocení celkového trendu BaP nutné sledovat dlouhodobější vývoj koncentrací.

Na výše uvedeném grafu jsou na tom venkovské stanice nejlépe, z praxe na základě krátkodobých měření v malých obcích však víme, že jsou tyto lokality z hlediska koncentrací BaP v ovzduší velmi problematické. Vzhledem k počtu malých obcí a zejména časové a finanční náročnosti měření BaP však bude počet lokalit s měřením vždy omezený, byť je jedním z aktuálních cílů ČHMÚ právě nejistotu měření a průměrování BaP snižovat.

Tabulka: Stanice s nejvyššími průměrnými ročními koncentracemi BaP v ČR (2017) [ng/m3]. Zdroj dat: ČHMÚ

Situace v Evropě

Zhodnotit situaci v evropském kontextu můžeme na základě nedávno vydané zprávy Evropské agentury pro životní prostředí (European Environment Agency, EEA). Průměrné roční koncentrace nad 1,0 ng/m3 byly naměřeny v celkem 13 státech, především ve střední a východní Evropě. Nejhorší situace je v tomto ohledu nadále v Polsku.

EEA také jasně zmiňuje, že vysoké koncentrace BaP jsou způsobeny především kvůli lokálnímu vytápění uhlím a dřevem. V některých zemích jižní Evropy má významnější podíl také spalování zemědělského odpadu.

Z výše uvedené mapy je vidět, že Česká republika patří v evropském kontextu k zemím s nadprůměrnými ročními koncentracemi BaP. Kromě zmíněného Polska a ČR jsou vyšší koncentrace například také v Maďarsku, Slovensku, Rakousku, Itálii nebo Chorvatsku. Velmi dobře je na tom například Nizozemsko, Švédsko, Portugalsko či Španělsko.

Situace v Jihomoravském, Zlínském kraji a Kraji Vysočina

Ač se však na první pohled zdá situace v JMK dobrá, z praxe víme, že tomu tak není. V JMK je poměrně velkým problémem lokální vytápění v malých obcích. ČHMÚ provádí i krátkodobá měření právě v malých obcích a jak již bylo popsáno dříve, naměřené koncentrace několikanásobně převyšují hodnoty z výše uvedených tří stanic (teplárny Brno v rámci centrálního vytápění využívají zemní plyn). Během nepříznivých rozptylových podmínek se můžou vysoké koncentrace v malých obcích významně podepsat i na zvýšených koncentracích ve vzdálenějším okolí, což lze některé dny pozorovat i v Brně.

Horší je situace ve Zlíně. Tady bohužel dochází k překračování imisního limitu pravidelně: 1,8 ng/m3 (2013), 1,4 ng/m3 (2014), 1,7 ng/m3 (2015), 1,5 ng/m3 (2016) a 1,8 ng/m3 (2017). Za vyššími koncentracemi BaP ve Zlínském kraji stojí stejně jako všude jinde lokální vytápění, podepisuje se zde ale také poloha blíže Moravskoslezskému kraji a Polsku, odkud při severovýchodním směru větru můžou znečišťující látky dálkovým transportem pronikat.

Vliv na zdraví

BaP je vysoce karcinogenní a mutagenní a má mj. negativní účinky na nervový a imunitní systém. Expozice BaP limituje tvorbu makrofágů - buněk, které jsou v těle zodpovědné za pohlcování cizorodých částic (bakterií, virů, odumřelých buněk apod.).

BaP (a jeho metabolity v těle), jako vysoce karcinogenní látka, může přispívat ke vzniku nádorů. Metabolity BaP se totiž mohou vázat a reagovat s DNA a vést tak k tvorbě mutací.

PAH obecně jsou látky biochemicky rezistentní a díky své dobré rozpustnosti v tucích jsou v těle přenášeny.

tags: #emise #benzopyrenu

Oblíbené příspěvky:

• Shrnutí knihy Sídliště v ohrožení
• Hygiena, veterinární medicína a ekologie
• Technická kontrola vozidel
• Studénka: Stav ovzduší
• Skladování Jaderného Odpadu