Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) v ovzduší

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) jsou běžnou součástí životního prostředí. Jsou to jedny z nejběžnějších polutantů. Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) je skupina více jak sta látek tvořených pouze uhlíkem a vodíkem ve formě benzenových jader (molekula PAH musí obsahovat více jak 2 jádra). Čisté sloučeniny jsou bílé nebo nažloutlé krystalické pevné látky.

Původ PAU

Původ PAHs je především ze spalování fosilních paliv. PAHs vznikají především při nedokonalém spalování v dopravě, lokálních topeništích a průmyslu. Dále jsou uvolňovány při tepelné úpravě potravin, například smažením či grilováním. Významným zdrojem je také kouření tabákových výrobků. Typicky se tyto látky uvolňují při nedokonalém spalovacím procesu.

Do prostředí se tedy dostávají zejména při výrobě energie, spalování odpadů, ze silniční dopravy, při krakování ropy, při výrobě hliníku, z metalurgických procesů, při výrobě koksu, asfaltu, při výrobě cementu, z rafinerií, krematorií, z požárů a v neposlední řadě při kouření. Ve všech případech, kdy pozorujeme vznik sazí a tmavého kouře, vznikají velká množství PAHs. Mezi přirozené zdroje PAHs v prostředí řadíme především vulkanickou činnost a požáry. Podle některých studií představují PAHs významný podíl veškerého uhlíku přítomného ve Vesmíru. Až na výjimky se PAHs cíleně nevyrábí, jsou však součástí řady průmyslových produktů jako je nafta nebo asfalt.

Chování PAU v prostředí

V atmosféře mohou existovat v plynné i v pevné fázi. PAHs v plynné fázi začínají od teploty cca 150 °C kondenzovat na prachové částice a proto je vysoké procento vzdušných PAHs vázáno na prach. Poločas rozpadu plynných PAHs je z pravidla kratší než jeden den. Navázané na pevné částice se klesají PAHs zpět na zem. V půdě je většina PAHS jen málo pohyblivých, u některých PAHs převládá zpětný odpar do ovzduší. Ve vodě dochází k postupné vazbě na sedimenty.

Dopady PAU na zdraví

Člověk může být PAHs vystaven vdechnutím, pozřením i kožním kontaktem. PAHs charakteristicky zapáchají, páry mají dráždivé účinky na oči a kůži, působí fotosensibilizaci a byly prokázány i negativní účinky na ledviny a játra. Při expozici dochází k podráždění kůže a očí. PAHs poškozují ledvinovou a jaterní tkáň. Studie na zvířatech prokázaly vliv na snížení plodnosti a vývojové vady potomků. K nejzávažnějším vlivům PAHs patří jejich karcinogenita. Rakovinotvornost PAHs na člověka byla prokázána u cigeretového kouře či sazí.

Čtěte také: Zdroje a dopady PAU

Nejznámější z kancerogenních PAHs je benzo(a)pyren, u kterého byl objasněn i mechanizmus, kterým přímo poškozuje genetickou informaci buněk. Benzo(a)pyren je spolu s ostatními PAHs přítomen v kouři ze spalování uhlí, dřeva, ve výfukových plynech a v cigaretovém kouři. PAHs jsou zde přítomny ve formě velmi jemných částic, které pronikají při vdechnutí až do plicních sklípků, kde se zachycují. Přítomnost PAHs je hlavní příčinou vzniku rakoviny plic. PAHs přijaté s potravou působí rakovinu zažívacího traktu a v případě kožního kontaktu rakovinu kůře. Karcinogenita PAHs stoupá se vzrůstajícím počtem jader, až dosáhne maxima pro uhlovodíky s pěti kondenzovanými benzenovými jádry, pak opět klesá.

IARC hodnotí 12 sloučenin PAHs jako karcinogenních:

• 2A - pravděpodobně karcinogenní pro lidi (benz(a)antracen, benzo(a)pyren, dibenz(ah)antracen)
• 2B - možná karcinogenní pro lidi ( benzo(b)fluoranten, benzo(j)fluoranten, benzo(k)fluoranten, dibenzo(ae)pyren, dibenzo(ah)pyren, dibenzo(ai)pyren, dibenzo(al)pyren, indeno(123cd)pyren, 5-metylchrysen)
• 3 - neklasifikovatelné jako lidský karcinogén (v této skupině uvádí IARC dalších 20 sloučenin)

Protože karcinogenita jednotlivých látek je různá, byl pro jednotlivé látky vyvinut systém toxických ekvivalentních faktorů (TEFs). Tyto hodnoty ukazují karcinogenní potenciál látky vztažený k benzo(a)pyrenu. Podle závěrů Vědeckého výboru pro potraviny (SCF) však tento systém vede k podcenění rizika.

Výskyt PAU

PAHs jsou se vyskytují prakticky ve všech složkách životního prostředí, v oblastech průmyslových i venkovských. V zimě jsou koncentrace PAHs v ovzduší několikanásobně vyšší než v létě. Výsledky monitoringu z roku 2004 ukázaly, že ve většině sledovaných měst byl překročen stanovený limit pro benzo(a)pyren. Obsah benzo(a)pyrenu v půdách se běžně pohybuje v hodnotách 10 - 1000 ng/g.

Legislativa

PAHs jsou podle Přílohy č. 1 vyhl. č. 356/2002 Sb. zařazen do skupiny 3 mezi persistentní organické látky (POPs). Uvedena je jednak suma PAHs, jednak deset látek, mezi které patří fluoranhten, pyren, chrysen, benzo(b)fluoranthen, benzo(k)fluoranthen, benzo(a)pyren, benzo(ghi)pyrelen, indeno(1,2,3-c,d)pyren, benz(a)antracen a dibenz(a)antracen. Platí obecný emisní limit 0,2 mg/m3 pro celkovou hmotnostní koncentraci těchto látek. Podle Přílohy č. 1 k nařízení vlády č. 350/2002 Sb. je stanoven limit pro PAHs vyjádřených jako benzo(a)pyren ve výši 1 ng/m3.

Čtěte také: Dopady PAU

Pitná voda: 0,1 µg/l nejvyšší mezní hodnota (NMH) pro PAHs (vyhl. č. 252/2004 Sb.) Pozn. Limitní hodnot se vztahuje na součet kvantitativně stanovených následujících specifických látek: benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, benzo[ghi]perylen, indeno[1,2,3-cd]pyren. Není-li látka zjištěna kvantitativně, k součtu se přičítá nula. Jsou-li stanoveny další látky typu polyaromatických uhlovodíků, nelze jejich hodnotu zahrnout do ukazatele PAU. S výjimkou benzo[a]pyrenu, pro který je stanovena limitní hodnota (ukazatel č. 18), se v případě jejich nálezu nad mezí detekce postupuje podle § 4 odst. 6 zákona.

V případě skupiny prioritních látek, jimiž jsou polyaromatické uhlovodíky (PAU), se NEK-RP ve vodě vztahují ke koncentraci benzo(a)pyrenu, z jehož toxicity vycházejí. NEK-RP: norma environmentální kvality vyjádřená jako celoroční průměrná hodnota. Není-li uvedeno jinak, použije se na celkovou koncentraci všech izomerů. NEK-NPK: norma environmentální kvality vyjádřená jako nejvyšší přípustná hodnota je nepřekročitelná.

Vyhláška 153/2016 Sb. stanoví v zemědělské půdě tzv. preventivní limity rizikových látek a prvků. Vyhláška MŽP č. 294/2005 Sb.stanovuje v příloze č.4 limit pro sumu PAU, které lze uložit na skládku inertního odpadu ve výši 80 mg/kg suš. a v příloze č.10 požadavek na obsah PAU pro obsah škodlivin v odpadech využívaných na povrchu terénu ve výši 6 mg/kg suš. Limity pro PAHs v potravinách jsou uvedeny v příloze č.2 vyhlášky č. 53/2002 Sb.

Od 1. ledna 2010 se na evropský trh nesmí dodávat pneumatiky, které byly vyrobeny s použitím olejů s vysokým obsahem PAHs a je omezeno používat i takovéto plnící oleje (usnesení Rady ze 17.10.2005).Integrovaný registr znečišťování (NV č. 368/2003 Sb.): ohlašovací prahy v kg/rok pro emise do vzduchu = 50, pro emise do vody = 5, pro emise do půdy = 5 a pro přenosy mimo provozovnu = 50.

Smyslem indikátorů znečištění je indikace míst s přítomností chemických látek vyžadující další zkoumání a hodnocení, zda výskyt škodliviny nereprezentuje riziko pro lidské zdraví. Toto pravidlo neplatí pro: 1) významné plošně zvýšené koncentrace hodnocené chemické látky, které nepřekračují hodnotu indikátoru znečištění, 2) případy překročení příslušných legislativních ukazatelů (i když nebyla překročena hodnota indikátoru znečištění, 3) případy významného rizika nepříznivého vlivu na ekosystémy.

Čtěte také: Polycyklické aromatické uhlovodíky

Měření PAU v Jihomoravském kraji a Kraji Vysočina

Dvě zimy a jedno léto. Tak dlouho trvalo měření polycyklických aromatických uhlovodíků včetně karcinogenního Benzo[a]pyrenu v Jihomoravském kraji a Kraji Vysočina, které provedli odborníci z Centra dopravního výzkumu ve spolupráci se společností Envitech Bohemia. Občané je mohli vidět na 120 místech území Jihomoravského kraje a Kraje Vysočina ve třech ročních obdobích: v zimě a v létě 2022 a v následné zimě 2023. Odebrali při nich 2.160 ks vzorků filtrů se zachycenými aerosolovými částicemi PM10. Jedná se o mikročástice o velikosti do 10 mikrometrů, které poškozují hlavně kardiovaskulární a plicní systém. Na tyto částice se také váží nebezpečné polycyklické aromatické uhlovodíky, které jsou často mutagenní a karcinogenní (mj. Benzo(a)pyren).

Filtry se zachycenými částicemi pracovníci analyzují v akreditované laboratoři. Zjišťují v nich koncentraci polycyklických aromatických uhlovodíků (PAU), mimo jiné také karcinogenního Benzo(a)pyrenu. Výsledky jsou základem pro přípravu akčního plánu vedoucího ke zlepšení kvality ovzduší obou krajů, dotčených měst a obcí. Zpracuje ho firma Bucek, s. r. o. Měření bylo primárně zaměřeno na lokální topeniště. Průběžné výsledky ukazují na jejich významný podíl na kvalitě ovzduší. Je to zřejmé z porovnání výsledků ze zimních období a letní odběrové kampaně, kdy se netopí. Na vybraných lokalitách byly kontinuálně měřeny také koncentrace plynných škodlivin.

Mgr. Roman Ličbinský, Ph.D., ředitel Divize udržitelné dopravy a diagnostiky dopravních staveb Centra dopravního výzkumu přiblížil přítomným motivaci řešitelského týmu, cíle projektu, kritéria výběru lokalit, vybraná města a obce, kde byla a budou realizována měření kvality ovzduší a odběry vzorků aerosolových částic. Všechny dosud naměřené hodnoty prošly detailním odborným zpracováním. „Na základě zjištěných výsledků připravujeme akční plány, ve kterých městům a obcím navrhneme opatření ke zlepšení kvality ovzduší,“ doplňuje Jakub Bucek z firmy Bucek, s. r. o.

Akční plány budou zpracovány na konci roku 2023 a následně předány krajskému úřadu ke schválení tak, aby mohly být do konce řešení projektu zveřejněny. Znečištění ovzduší karcinogenním benzo(a)pyrenem patří k hlavním problémům kvality ovzduší. „Průběžné výsledky měření ukazují, že městské lokality s vysokým podílem centrálního zásobováním teplem vykazují nižší koncentrace než venkovské lokality s významným zastoupením spalování pevných paliv pro vytápění domácností.

Je doloženo, že polycyklické aromatické uhlovodíky jsou karcinogenní látky, které vznikají nekvalitním spalováním jak v tepelných zdrojích, tak ve spalovacích motorech. Průběžné výsledky měření ukazují, že lokality s centrálním zásobováním teplem vykazují nižší koncentrace než venkovské lokality s individuálními zdroji tepla na pevná paliva. Informace z měření jsou důležité pro rozhodování o zacílení další podpory výměny starých lokálních zdrojů tepla,“ uvedl radní Kraje Vysočina pro lesní a vodní hospodářství, zemědělství a životní prostředí pan Ing.

Na webových stránkách projektu www.monitoringpau.cz. Čtenáři zde najdou interaktivní mapu, na které mohou zjistit, kde aktuálně měření probíhá a nově zde také naleznou mapu s výsledky zimní etapy. „V mapě výsledků jsou jednotlivé body označující místo měření barevně rozlišeny podle průměrné koncentrace Benzo(a)pyrenu za měřené období. Po najetí kurzoru myši na konkrétní bod webové aplikace se zobrazí graf s výsledky,“ vysvětluje Roman Ličbinský, ředitel odborné divize z Centra dopravního výzkumu. Zimní etapa měření proběhla bez potíží. To samé se dá říct i o končící letní etapě, kdy i přes značně proměnlivé počasí, vysoké teploty a bouřky vše proběhlo bez větších komplikací.

„Co se týče součinnosti se starosty a zástupci obcí, spolupracovalo se nám velmi dobře, bez sebemenších potíží, jako při řešení zimní etapy. Měření kvality ovzduší budou pokračovat třetí etapou, která proběhne ve stejném období jako letošní zimní etapa, tedy od 18. ledna 2023. Měřené lokality zůstanou stejné jako v předešlých etapách.

Nitro- a oxyderiváty polycyklických aromatických uhlovodíků (NPAH, OPAH) se vyskytují v ovzduší a představují vysoké zdravotní riziko, ale jen velmi málo je známo o jejich distribuci v životním prostředí. V předloženém návrhu projektu plánujeme využít nedávno vyvinutých experimentálních a modelových metod pro studium atmosférické distribuce a osudu NPAH a OPAH. Mezi sledované látky plánujeme zahrnout také silné mutageny, které dosud nebyly zkoumány. Projekt bude zahrnovat měření v ovzduší na středoevropské pozaďové lokalitě během různých ročních období a poprvé i nad oceánem a v Arktidě. Vzhledem k jejich semivolatilitě a pomalému odbourávání v povrchových složkách prostředí se očekává, že tyto znečišťující látky budou podléhat tzv. „multi-hop“ dálkovému transportu. Proto budou měřeny jejich koncentrace v půdě a povrchové vodě a bude stanoven související směr jejich výměny mezi povrchy a ovzduším na středoevropské pozaďové lokalitě a v mořské vodě v Atlantiku.

tags: #polycyklické #aromatické #uhlovodíky #v #ovzduší #muni

Oblíbené příspěvky:

• Recyklace baterií v ČR
• Normy pro vedení odpadu pod omítkou
• Komplexní přístupy k ochraně vody
• Úsporná Řešení Chlazení Odpadu
• Ohrožení raků v ČR