Atmosferickéčástice PM 10 PM 2.5. vazba. toxických látek. Velké množství. zdrojů. částic

Transkript

1 Persistentní organické polutanty v ovzduší & atmosferické částice Ivan Holoubek Jana Klánová Pavel Čupr Research Centre for Toxic Compounds in the Environment RECETOX Masaryk University, Brno, cupr@recetox.muni.cz

2 PM 10 PM 2.5 PM 1.0. Atmosferickéčástice vazba Velké množství zdrojů toxických látek Velké množství zdrojů částic 1) Lokální topeniště (zdroj částic i vázaných chemických látek) 2) Sekundární zdroje (kontaminované půdy, skládky těkání při vyšších teplotách v létě, ) 3) Rozhodující jsou parametry velikost povrchu částic, materiál, množství, Důležité je tedy monitorovat jak částice, tak i chemické látky na ně vázané. 2

3 POPs perzistentní organické polutanty Persistentní Bioakumulativní Toxické Schopné dálkového transportu Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants (POPs Convention) PCB 153 Gama-HCH BaP 2,3,7,8,TCDD HCB ZDROJ: Spalovací procesy (lokální topeniště) 3

4 Cíle Stockholmské úmluvy Cílem SÚ je chránit lidské zdraví a životní prostředí proti účinkům persistentním organickým polutantům. POPs se dělí na tři základní kategorie: Látky záměrně vyráběné a používané ve volném prostředí s cílem likvidace nežádoucích organismů - pesticidy; Látky záměrně vyráběné jako průmyslové chemikálie širokého použití polychlorované bifenyly, hexachlorbenzen; Látky vznikající jako vedlejší produkty různých technologických a spalovacích procesů hexachlorbenzen, polychlorované dibenzo-pdioxiny a dibenzofurany, (polycyklické aromatické uhlovodíky). 4

5 POPs perzistentní organické polutanty Další kandidátské látky POPs ČR závazek eliminace těchto látek z životního prostředí. -Realizovat opatření k eliminaci těchto látek -HODNOCENÍ ÚČINNOSTI plnění úmluvy = a realizovaných opatření?jak? 5

6 JAK PROVÁDĚT HODNOCENÍ ÚČINNOSTI OPATŘENÍ Aktivní vzorkovací techniky Gas Particles Glass Fiber Filter GFF Particulate Phase Polyurethane Foam PUF Gas Phase Air Pump High-Volume sampler - Přesné - Finančně náročné (často jen 24 hodinové odběry) 6

7 ODBĚRY SEPAROVANÝCH FRAKCÍ ČÁSTIC Vysokoobjemové čerpadlo s kaskádovým impaktorem frakce velikost částic [µm] A 7,2 10 B 3 7,2 C 1,5 3 D 0,95 1,5 E 0,45 0,95 F <0,45

8 Dlouhodobý monitoring PAHs in the ambient air, Kosetice observatory, PAHs in Ambient Air - Košetice Weekly Sampling Σ PAHs (Aerosol) Σ PAHs (Gas Phase) Sampling Date European Monitoring and Evaluation Programme (EMEP). - RECETOX, ČHMI 8 PAHs [ng.m-3]

9 Pasivní vzorkovače filtr z polyurethanové pěny zachycuje polutanty z okolního vzduchu tělo vzorkovače komora chránící filtr před deštěm, větrem, slunečním zářením 9

10 Pasivní vzorkovače Závěs Ocelová miska PUF filtr Cirkulace vzduchu 1) vzorkování látek v plynné frakci 2) vzorkování částic a navázaných chem. látek 10

11 Seasonal variation of PAH concentrations in the ambient air, Košetice observatory, Passive sampling, PAHs Benzo(ghi)perylene Dibenz(ah)anthracene Indeno(123cd)pyrene Benzo(a)pyrene Benzo(k)fluoranthene Benzo(b)fluoranthene Chrysene Benz(a)anthracene Pyrene Fluoranthene Anthracene Phenanthrene Fluorene Acenapthene Acenaphtylene Naphthalene ng/filter Date

12 Corelation of passive and active air sampling data, PAHs 1400 FLN Oct-2003 Mar-2004 Sep-2004 Feb-2005 Aug-2005 Jan-2006 Jul-2006 Dec-2006 Jun-2007 Nov-2007 May-2008 Nov-2008 Apr-2009 Oct-2009 FLN PAS FLN month median PAS ng / filter PUF + quartz ng m -3 12

13 Corelation of passive and active air sampling data, PAHs 30 CHR Oct-2003 Mar-2004 Sep-2004 Feb-2005 Aug-2005 Jan-2006 Jul-2006 Dec-2006 Jun-2007 Nov-2007 May-2008 Nov-2008 Apr-2009 Oct-2009 CHR PAS CHR month median PAS ng / filter PUF + quartz ng m -3 13

14 Corelation of passive and active air sampling data, PCBs 2.5 PCB Oct-2003 Mar-2004 Sep-2004 Mar-2005 Sep-2005 Feb-2006 Aug-2006 Jan-2007 Jul-2007 Jan-2008 Jun-2008 Dec-2008 May-2009 Nov-2009 PCB 28 year median PCB 28 PAS PAS ng / filter PUF + quartz ng m -3 14

15 Corelation of passive and active air sampling data, PCBs 3.0 PCB Oct-2003 Mar-2004 Sep-2004 Mar-2005 Sep-2005 Feb-2006 Aug-2006 Jan-2007 Jul-2007 Jan-2008 Jun-2008 Dec-2008 May-2009 Nov-2009 PCB 153 year median PCB 153 PAS PAS ng / filter PUF + quartz ng m -3 15

16 Corelation of passive and active air sampling data, HCHs 50 HCB Oct-2003 Mar-2004 Sep-2004 Mar-2005 Sep-2005 Feb-2006 Aug-2006 Jan-2007 Jul-2007 Jan-2008 Jun-2008 Dec-2008 May-2009 Nov-2009 HCB year median HCB PAS PAS ng / filter PUF + quartz ng m -3 16

17 Aplikace pasivního vzorkování monitoring ČR MONET_CZ MONET_CZ - hlavní cíle: dlouhodobé sledování prostorových a časových trendů v distribuci POPs v prostředí sledování vlivu bodových a difúzních zdrojů studium dálkového transportu těchto látek splnění závazkůčr vyplývající z mezinárodních úmluv zavedení světově unikátní monitorovací sítě sloužící jako model 17

18 Passive sampling , CZ 18

19 Passive sampling , CZ 19

20 Central and Eastern European Network MONET-CEECs = 20 zemí CEE + 2 země střední Asie 20

21 Central and Eastern Europe, Africa, Fiji MONET-Afrika = 17 zemí Afriky MONET-PIs = Pacifické ostrovy - Fiji 21

22 MONET_EUROPE sampling sites 22 22

23 RECETOX / Národní POPs Centrum ČR MONET-CZ Krajské studie optimalizace monitoringu v ČR časový harmonogram

24 2010 Moravskoslezský kraj - Skřipov Moravskoslezský kraj - Pustějov Moravskoslezský kraj - Nošovice Moravskoslezský kraj - Třinec Moravskoslezský kraj - Ostrava-Bartovice Moravskoslezský kraj - Ostrava-Matiční Moravskoslezský kraj - Věřňovice Moravskoslezský kraj - Heřmanovice Olomoucký kraj - Prostějov, průmyslová zóna Olomoucký kraj - Olomouc KÚ Olomoucký kraj - Potštát Olomoucký kraj - Bělotín Olomoucký kraj - Hranice, cementárna Olomoucký kraj - Přerov Pardubický kraj - Pardubice, Rosice Pardubický kraj - Pardubice, Dukla Pardubický kraj - Prachovice Pardubický kraj - Dašice Pardubický kraj - Kunvald Královehradecký kraj - Úpice, hvězdárna Královehradecký kraj - Hradec Králové, hvězdárna Královehradecký kraj - Náchod Královehradecký kraj - Rychnov nad Kněznou Královehradecký kraj -Solnice 24

25 Moravskoslezský kraj Skřipov 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 25

26 Moravskoslezský kraj Pustějov 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 26

27 Moravskoslezský kraj Nošovice 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 27

28 Moravskoslezský kraj Třinec 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 28

29 Moravskoslezský kraj Ostrava-Bartovice 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 29

30 Moravskoslezský kraj Ostrava-Matiční 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 30

31 Moravskoslezský kraj Věřňovice 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 31

32 Moravskoslezský kraj Heřmanovice 2010 pasivní vzorkování volného ovzduší (5 měsíční kampaň) 32

33 Projekt INTERREG - MONAIRNET Evropská územní spolupráce Rakousko - Česká republika ( Interreg ) Záměr: Posílení příhraniční spolupráce mezi ČR a Rakouskem v oblasti hodnocení zatížení volného ovzduší POPs daného regionu. Cíl: zřízení společné monitorovací sítě s jednoročním měřícím programem Monitorovací program: 20 lokalt s PAS vzorkovači, 6 lok. atmosferické depozice, 8 lokalit s odběry jehlic a 2 lokality s novými vícesměrovými HiVol odběrovými čerpadly. Tím se získají poprvé v historii srovnatelná data koncentrací POPs ve vzduchu pro celou oblast (Rakousko, JČK, Vysočina a JMK). Navázání této sítě na již existující velkoplošné monitorovací sítě (EMEP, MONARPOP, MONET) Hlavní výstupy: data budou interpretována a zveřejněna pomocí workshopu, přednášek, brožur, odborných článků a informačních letáků, které budou široce distribuovány. osvěta a zveřejňování výsledků poslouží k lepší informovanosti obyvatel regionu, posílení spolupráce mezi regiony 33

34 Projekt INTERREG - MONAIRNET 34

35 PAS pasivní vzorkovače RISK ASSESSMENT Využití modelů farmakokinetický model expozice Případová studie Zlín Aglomerace města ZLÍN 10 lokalit březen říjen 2006 Pasivní vzorkovače 35

36 CHEMICKÁ ANALÝZA Koncentrace PAHs (ng/filtr)

37 CHEMICKÁ ANALÝZA Koncentrace PAHs ng/filtr 37

38 RISK ASSESSMENT METHODOLOGY farmakokinetický model expozice where CA... Air Concentration IF... Intake Factor CDI = CA IF IF = ( IR A EF ED BW AT ET ) (mg/kg/day) where IR-A... Inhalation Rate ET... Exposure Time EF... Exposure Frequency BW Body Weight AT Averaging Time ED... Exposure Duration Inhalation exposure dose was compute - methodology US EPA

39 RISK ASSESSMENT RISK = 1 - exp (-CDI * SF) GIS Benzo-a-pyrene Chryzene Dibezo-ah-antracen Benzo-a-antracen Total RISK (sum of individual Chemical-risks) All 45 chemicals togeother

40 VÝSLEDKY ANALÝZY RIZIK Odhad pravděpodobnostního karcinogenního rizika spojeného s inhalační expozicí

41 Využití modelů rozptylové modely Případová studie Valašské Meziříčí Podíly typů zdrojů na znečištění ovzduší BaP v lokalitě Hvězdárna v období podle modelu SYMOS 97 0% 2% REZZO 1 a 2 REZZO 3 REZZO 4 98% 41

42 Využití modelů rozptylové modely TRENDY a využití pro eliminaci zdrojů 1) Využití nových kvalitnějších modelů Lagrangeovské modely - Novější a dokonalejší modely - Dokáží kvalitněji reprezentovat meteorologické podmínky, k modelování nepoužívají pouze jednu větrnou růžici (jako např gausovské modely typu SYMOS), ale vyžadují detailnější meteorologická data - Jejich náročnost na meteorologická data a komplexnost a často nepříliš příjemné uživatelské rozhraní brzdí jejich nástup - Často jsou také náročnější na výpočetní techniku - Časem by měly nahradit Gaussovské modely 2) Vytvoření aktivních live models propojený výpočet rozptylových situací (variant s eliminovanými zdroji, včetně REZZO 3) 42

43 GENASIS Environmentální expertní informační systém - otvírá cestu k informacím o kontaminaci životního prostředí POPs - nástroj na interpretaci dat o vývoji kontaminace ŽP (analytické moduly,..) 43

44 Take home message - Nejen částice, ale i toxické látky vázané na ně představují RIZIKO při inhalační expozici - Aby bylo možné RIZIKA eliminovat, oba tyto parametry je nutné monitorovat a správně vyhodnotit - Existují účinné nové nástroje na zhodnocení vývoje imisní situace - Monitoring nemusí být finančně náročný - Realizace expertního systému GENASIS RNDr. Pavel Čupr, Ph.D. cupr@recetox.muni.cz

45 Děkuji za pozornost Acknowledgement Jana Klánová Jana Borůvková, Jiří Kohoutek, Roman Prokeš, Iva Poláková, Eva Krejčí, Radovan Kareš, Petra Přibylová, Jiří Jarkovský, Alice Dvorská, Jiří Komprda, Klára Kubošová, Ondřej Sáňka Ivan Holoubek Support: MONAIRNET M00124, EU ERDF Ministry of Education of the Czech Republic CETOCOEN No. CZ.1.05/2.1.00/ ). MSM INCHEMBIOL Czech Hydrometeorological Institute