KVALITA OVZDUŠÍ V OPOČNĚ A MOŽNOSTI JEHO ZLEPŠENÍ

Transkript

1 VŠB - Technická univerzita Ostrava Výzkumné energetické centrum KVALITA OVZDUŠÍ V OPOČNĚ A MOŽNOSTI JEHO ZLEPŠENÍ Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Ing. David Kupka Ing. Rafał Chłond zpracováno v rámci projektu Zlepšení kvality ovzduší v příhraniční oblasti Česka a Polska Tento projekt je realizován v rámci Operačního programu přeshraniční spolupráce Česká republika - Polská republika , který je spolufinancován z Evropského fondu pro regionální rozvoj. Za finanční podpory Evropské unie z projektu OP VaVpI názvu Inovace pro efektivitu a životní prostředí.

2 Autoři: Recenzent: Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Ing. David Kupka Ing. Rafał Chłond doc. Ing. Marian Mikulík, Ph.D. Ostrava 2012 ISBN

3 OBSAH 1. Úvod Cíl a obsah Všeobecné informace Zákon o ohraně ovzduší Znečišťující látky Vymezení posuzovaného území Region Okres Obec Klimatické podmínky na území obce Měřicí stanice ve vymezeném území Emisní bilance PM z vytápění domácností na území obce Imisní situace PM plynoucí z vytápění domácností v obci Povaha a posuzování znečištění Imisní kampaň Lokalita Rozsah sledovaných látek ve vzorcích Analýzy Meteorologická situace Naměřené koncentrace Původ znečištění Seznam hlavních zdrojů emisí způsobujících znečištění Identifikace původců znečištění Modelování Informace o znečištění pocházejícím z jiných oblastí Návrhová opatření pro zlepšení kvality ovzduší Obecná opatření Podrobnosti o opatřeních ve vztahu k suspendovaným částicím Hodnocení dopadu opatření na kvalitu ovzduší Příslušné orgány Krajský úřad Obecní úřad Česká inspekce životního prostředí Ostatní orgány Závěr Seznam referencí... 72

4 1. ÚVOD Publikace "Kvalita ovzduší v Opočně a možnosti jeho zlepšení" je výsledkem realizovaného projektu zlepšení kvality ovzduší v oblastí příhraničí Polska a Česka. Program byl zaměřen především na problematiku prachových částic vznikajících při spalovacích procesech v malých lokálních topeništích. Konkrétním cílem projektu bylo stanovení míry znečištění ovzduší vlivem vytápění domácností v závislosti na použitém druhu paliva a spalovací technologii. Tato publikace uvádí nejdůležitější výsledky ze zpracované studie obdobného názvu. Částice PM (particulate matter) představují znečištění ovzduší formou směsi kapalných a pevných částic a směsi organických a anorganických látek rozptýlených ve vzduchu. Částice mohou obsahovat toxické látky, jako jsou polycyklické aromatické uhlovodíky (včetně benzo(a)pyrenu), těžké kovy, dioxiny a furany. Tyto částice se liší velikostí, složením a původem. PM 10 je částice s aerodynamickým průměrem 10 mikronů, který může dosáhnout horních cest dýchacích. Větší zdravotní riziko pak představují jemnější frakce PM 2,5, které pronikají až hluboko do plic. Základní směry činnosti pro dosažení přijatelné úrovně emisí prachu jsou zahrnuty v této publikaci. V rámci studie byly zpracovány emisní bilance pro zastavěné části obce, s jejichž pomocí byly na základě klimatických modelů simulovány imisní koncentrace v průběhu topné sezóny roku 2006 a Účelem tohoto snažení je posouzení významu plošných zdrojů znečišťujících látek ve vztahu k výsledné imisní koncentraci prachu v obci. Ze studie vyplývající závěry byly konfrontovány s měřeními realizovanými na vybraném místě obce v rámci imisní kampaně. Získané údaje poslouží k doporučením a optimálnímu návrhu opatření pro zlepšení kvality ovzduší v obci. 2. CÍL A OBSAH Účelem této publikace je definovat opatření na snížení úrovně emisí z plošných zdrojů znečištění v podobě spalovacích zařízení pro vytápění domácností v souladu s požadavky pro místní plány pro zlepšování kvality vnějšího ovzduší, které jsou definovány přílohou XV Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2008/50/ES ze dne 21. května 2008 o kvalitě vnějšího ovzduší a čistším ovzduší pro Evropu. Realizovaná opatření mají přispět ke: Zlepšení kvality ovzduší, a to snížením hladiny abnormální koncentrace znečišťujících látek, Zlepšení kvality života a zdraví obyvatel města, Rozvoji města a růstu spokojenosti občanů, a to prostřednictvím aktivace místních společností (více finančních prostředků zůstává v regionu), Dodržování právní povinnosti vyplývající ze závazků, které Česká republika přijala při svém přistoupení k Evropské unii. 4

5 3. VŠEOBECNÉ INFORMACE 3.1 Zákon o ohraně ovzduší Hlavním nástrojem právních předpisů EU, kterým se stanoví požadavky na ochranu ovzduší v členských státech EU je směrnice Evropského parlamentu a Rady 2008/50/ES ze dne 21. května 2008 o kvalitě ovzduší a čistším ovzduší pro Evropu (CAFE). Tato směrnice mění ustanovení stávajících směrnic 96/62/ES, 1999/30/ES, 2000/69/ES, 2002/3/ES a rozhodnutí Rady 97/101/ES, kterým se ruší a nahrazují je oba s účinností od Kromě kodifikace stávajících právních předpisů posiluje stávající ustanovení směrnice tak, aby byly členské státy povinny vypracovat a realizovat plány a programy zaměřené na řešení non-plnění. Směrnice zavádí nový přístup při kontrole PM 2,5, která doplňuje stávající způsoby řízení PM 10. To zahrnuje stanovení horní hranice koncentrace PM 2,5 ve vzduchu na ochranu obyvatelstva proti příliš vysokému riziku. Je doplněn právně závazný cíl snížit celkové expozici obyvatel PM 2,5 v letech v každém členském státě, na základě naměřených dat. Směrnice rovněž počítá s více komplexním monitorováním některých znečišťujících látek, jako PM 2,5. To umožní lepší pochopení znečištění a usnadnit budoucí vývoj účinnějších politik v této oblasti. zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší nařízení vlády č. 352/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další podmínky provozování spalovacích stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší nařízení vlády ze dne 2. února 2011, kterým se mění nařízení vlády č. 597/2006 Sb., o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 553/2002 Sb., kterou se stanoví hodnoty zvláštních imisních limitů znečišťujících látek, ústřední regulační řád a způsob jeho provozování včetně seznamu stacionárních zdrojů podléhajících regulaci, zásady pro vypracování a provozování krajských a místních regulačních řádů a způsob a rozsah zpřístupňování informací o úrovni znečištění ovzduší veřejnosti vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 356/2002 Sb., kterou se stanoví seznam znečišťujících látek, obecné emisní limity, způsob předávání zpráv a informací, zjišťování množství vypouštěných znečišťujících látek, tmavosti kouře, přípustné míry obtěžování zápachem a intenzity pachů, podmínky autorizace osob, požadavky na vedení provozní evidence zdrojů znečišťování ovzduší a podmínky jejich uplatňování nařízení vlády ze dne 3. července 2002, kterým se stanoví imisní limity a podmínky a způsob sledování, posuzování, hodnocení a řízení kvality ovzduší nařízení vlády 351/2002 dne 3. července 2002, kterým se stanoví závazné emisní stropy pro některé látky znečišťující ovzduší a způsob přípravy a provádění emisních inventur a emisních projekcí nařízení vlády č. 353/2002 Sb. ze dne 3. července 2002, kterým se stanoví emisní limity a další podmínky provozování ostatních stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší vyhláška č. 357/2002 Sb. Ministerstva životního prostředí ze dne 11. července 2002, kterou se stanoví požadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduší 5

6 Frakce PM 10 Tab, 1 Imisní limity pro suspendované částice prachu [1],[2] Mez pro posuzování [μg/m 3 Hodnota Doba ] imisního limitu průměrování [μg/m 3 ] LV Dolní LAT Horní UAT Povolený počet překročení 24 hodin kalendářní rok PM 2,5 kalendářní rok Znečišťující látky Zdroje emitující do ovzduší znečišťující látky jsou celostátně sledovány v rámci tzv. Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO). Správou databáze REZZO za celou Českou republiku je pověřen ČHMÚ. Jednotlivé dílčí databáze REZZO, které slouží k archivaci a prezentaci údajů o stacionárních a mobilních zdrojích znečišťování ovzduší, tvoří součást Informačního systému kvality ovzduší (ISKO) provozovaného rovněž ČHMÚ jako jeden ze základních článků soustavy nástrojů pro sledování a hodnocení kvality ovzduší v ČR. Druh zdroje Typ souboru obsahuje charakter zdroje způsob evidence Tab. 2 Členění databáze REZZO na kategorie Velké zdroje Střední zdroje Malé zdroje znečišťování znečišťování znečišťování Mobilní zdroje znečišťování REZZO 1 REZZO 2 REZZO 3 REZZO 4 stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu vyšším než 5 MW a zařízení zvlášť závažných technologických procesů stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu od 0,2 do 5 MW, zařízení závažných technologických procesů, uhelné lomy a plochy s možností hoření, zapaření nebo úletu znečišťujících látek stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu nižším než 0,2 MW; zařízení technologických procesů nespadajících do kategorie velkých a středních zdrojů; plochy na kterých jsou prováděny práce, které mohou způsobovat znečištění ovzduší; skládky paliv, surovin, produktů a odpadů a zachycených exhalátů a jiné stavby; zařízení a činnosti výrazně znečišťující ovzduší pohyblivá zařízení se spalovacími nebo jinými motory, zejména silniční motorová vozidla, železniční kolejová vozidla, plavidla a letadla bodové zdroje plošné zdroje liniové zdroje zdroje jednotlivě sledované zdroje hromadně sledované 6

7 Nejproblematičtějšími látkami jsou suspendované částice frakce PM 10, benzen, benzo(a)pyren, těžké kovy (arsen, méně kadmium a nikl). Tyto látky trvale překračují stanovené limitní hodnoty. S ohledem na zaměření publikace bude v následujícím textu pozornost věnována zejména suspendovaným částicím, a to frakce PM 10 a PM 2,5 Z celostátního hlediska jsou nejvýraznějšími původci emisí prachu mobilní zdroje (obr. 1). Mezi stacionárními zdroji ve všech krajích s výjimkou Moravskoslezského a Ústeckého dominují malá spalovací zařízení s výkony do 200 kw, kterými jsou především lokální topeniště v domácnostech. Obr. 1 Podíl kategorií REZZO na emisích TZL v ČR a vybraných krajích (2006) 7

8 4. VYMEZENÍ POSUZOVANÉHO ÚZEMÍ 4.1 Region Z pohledu hodnocení kvality ovzduší nevěnuje ČHMÚ Královéhradeckému kraji žádnou zvýšenou pozornost, která by byla odůvodněna vysokou intenzitou dopravy nebo velkými průmyslovými zdroji jako je tomu v případě Prahy a krajů Moravskoslezského a Ústeckého [3]. Správní území Královéhradecký kraj tvoří stejnojmennou zónu o rozloze km 2, v níž žije 561 tisíc obyvatel ve 448 obcích, přičemž 48 z nich má statut města. Ve městech žije 69 % obyvatel kraje. Téměř celé území kraje náleží do povodí Labe, jen okrajová část Broumovského výběžku k povodí Odry. Na severu a severovýchodě se rozkládají pohoří Krkonoše a Orlické hory, které na jihu a jihozápadě přecházejí do úrodné Polabské nížiny. Významnou část území tvoří krkonošské a orlické podhůří. Královéhradecký kraj lze charakterizovat jako zemědělsko-průmyslový. Průmysl je soustředěn do velkých měst, intenzivní zemědělství do oblasti Polabí. V severovýchodní hornaté části kraje s méně příznivými podmínkami pro zemědělství je rozvinut zpracovatelský, především textilní průmysl, který je soustředěn do většího počtu menších měst v podhůří. Obr. 2 Poloha regionu v rámci ČR Přibližně 4/5 emisí TZL v kraji připadají na plošné (cca 35 %) a liniové zdroje (cca 45 %) [4]. Plošné zdroje jsou lokální topeniště pro vytápění domácností, které v rámci kategorie REZZO 3 představují 80% podíl, zbývající část zahrnuje stavební činnost a chov hospodářských zvířat. Za liniové zdroje jsou považovány dopravní prostředky vymezené pozemními komunikacemi a dopravními koridory. Překročení ročních imisních limitů pro suspendované částice frakce PM 10 se v Královéhradeckém kraji vyskytuje zcela výjimečně, a to při déletrvajících nepříznivých rozptylových podmínkách. Za posledních 5 let se tak stalo jen v roce 2006, kdy byla na stanici Velichovky v okrese Náchod zaznamenána roční průměrná koncentrace ve výši 41,2 μg/m 3. Rozhodující měrou se na této situaci podílí intenzivní doprava. 8

9 REZZO 3 REZZO souhrn Obr. 3 Trendy plošných a celkových emisí TZL v Královéhradeckém kraji Koncentrace frakcí PM 2,5 jsou v ČR měřeny od roku 2004, ale teprve v roce 2011 byly nařízením vlády stanoveny imisní limity ve výši 25 μg.m -3. Koncentrace PM 2,5 ve srovnání s PM 10 dosahují obecně nižších hodnot (cca 75 %), přičemž jejich poměr se v průběhu kalendářního roku mění s největším přiblížením v zimních měsících (obr. 4). Obr. 4 Průměrné měsíční poměry PM 2,5 /PM 10 v roce

10 Velikost území Královéhradeckého kraje, na němž jsou překračovány denní emisní limity prachu silně závisí na klimatických podmínkách. Nejhorší situace nastala v roce 2005, kdy v důsledku velice špatných rozptylových podmínek byl imisní limit překročen na téměř polovině území kraje (tab. 3). Území, kde dojde k překročení imisního limitu alespoň jedné ze znečišťujících látek, je pak dle zákona č. 86/2002 Sb. označováno za oblast se zhoršenou kvalitou ovzduší (OZKO, obr. 5). Tab. 3 Rozsah území s překročeným denním limitem PM 10 Plocha kraje Podíl na rozloze Rok [km 2 ] kraje [%] , , , , ,6 Obr. 5 Oblasti s překročenými imisními limity pro ochranu zdraví (2006 a 2007) Roční imisní limity v případě suspendovaných částic frakce PM 10 byly v kraji od roku 2002 (od zavedení OZKO) překročeny jen na výše zmiňované stanici Velichovky v roce Tuto skutečnost částečně dokumentují obr. 6 až obr. 8. Obr. 6 Pole roční průměrné koncentrace PM 10 v roce 2006 a

11 Obr. 7 Pole roční průměrné koncentrace PM 10 v roce 2008 a 2009 Obr. 8 Pole roční průměrné koncentrace PM 10 v roce 2010 Nejvyšší 24hodinové koncentrace jsou dlouhodobě dosahovány v Hradci Králové, s výjimkou roku 2006, kdy vůbec nejvyšší hodnota 238 μg.m -3 byla zaznamenána na stanici Velichovky v okrese Náchod. Počet nadlimitních dnů se orientačně pohybuje mezi 20 až 70. Tab. 4 Maximální imisní koncentrace v kraji Rok Max koncentrace PM 10 [μg.m -3 ] Počet nadlimitních dnů [-]

12 4.2 Okres Okres Rychnov nad Kněžnou o rozloze 982 km 2 se rozprostírá v jihovýchodní části Královéhradeckého kraje. Oblast se zhoršenou kvalitou ovzduší zde byla naposledy vyhlášena v letech 2005 a 2006, a to přibližně na 50 % rozlohy okresu (především západní část). Emise TZL z velkých stacionárních zdrojů (REZZO 1) jsou zde nejvyšší v kraji. Naopak emise z lokálních topenišť (REZZO 3) odpovídají krajskému průměru. Po okresu Trutnov se jedná o okres s nejvyššími emisemi ze všech zdrojů REZZO, přičemž na každého obyvatele připadá 5,2 kg TZL ročně. Tab. 5 Emisní bilance okresů v kraji za rok 2009 [t/rok] [6] Okres Obyvatel REZZO 1 REZZO 2 REZZO 3 Souhrn Hradec Králové Podíl v kraji [%] ,3 16,9 168,4 201,6 11,0% Jičín ,3 275,3 15,1% Náchod ,3 11, ,0% Rychnov nad Kněžnou ,7 18,7 246,4 411,8 22,5% Trutnov ,1 326,3 259,5 646,9 35,4% 4.3 Obec Obr. 9 Poloha města v rámci okresu Rychnov nad Kněžnou Město Opočno s 3200 obyvateli (včetně příměstských částí Čánka a Dobříkovec) se nachází přibližně 16 km severozápadně od okresního města Rychnov nad Kněžnou. Leží na ploché pahorkatině Orlické tabule s průměrnou nadmořskou výškou 290 m. Okolní plochy jsou převážně orná půda (56 %) a lesní porost (20 %). Opočno se orientuje především na turistický ruch, služby a lehký průmysl je soustředěn do severozápadní části katastru. 12

13 Obr. 10 Satelitní snímek Opočna s vyznačením obytných lokalit Katastrální výměra Opočna činí 14,01 km 2, přičemž 9 % tohoto území představuje zastavěnou plochu, která byla podrobena emisní bilanci TZL ze spalovacích zdrojů pro vytápění domácností za účelem modelování imisních koncentrací suspendovaných částic v ovzduší. Obec je v rámci tříd lokalit pro výměnu informací zavedených Rozhodnutím rady 97/101/EC z 27. ledna 1997 specifikována následovně: Tab. 6 Třídy lokalit pro výměnu informací Parametr Název Značení Typ lokality pozaďová B Typ zóny (oblasti) venkovská R Charakteristika zóny (oblasti) přírodníregionální N-REG Opočno není ve vztahu k Programu snižování emisí a zlepšení kvality ovzduší Královéhradeckého kraje posuzováno jako prioritní obec/město, jelikož ve správním obvodu místního stavebního úřadu nedošlo v posledních 5 letech (od nejaktuálnějších údajů z roku 2010) alespoň ke 3 překročením přípustné úrovně znečištění. 4.4 Klimatické podmínky na území obce Předhůří Orlických hor patří k velmi vlhkému vrchovinnému okrsku mírně teplé oblasti. Průměrné roční úhrny srážek se pohybují okolo hodnot 600 až 700 mm, avšak zimy nejsou bohaté na sněhovou pokrývku. Průměrné roční teploty se pohybují v rozmezí 7 až 9 C. Podnebí hodnoceného území lze charakterizovat jako klima severního mírného pásu. Podle klimatologického členění ČR [8] spadá Opočno do mírné oblasti MT11, která se vyznačuje následujícími parametry. 13

14 Tab. 7 Typické klimatické podmínky v oblasti MT11 Parametr Rozměr Počet mrazivých dní [-] Počet ledových dní [-] Průměrná teplota v lednu [ C] Průměrná teplota v dubnu [ C] 7-8 Průměrná teplota v říjnu [ C] 7-8 Průměrný úhrn srážek [mm] 660 Obr. 11 Klimatické oblasti ČR (E. Quitt) Dlouhodobější pokles denní teploty pod 13 C vymezuje délku topné sezóny, která obvykle trvá od října do dubna (tab. 8). Tab. 8 Dlouhodobý teplotní normál v Opočně Parametr I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Rok Teplota [ C] -0,9-0,7 3,1 8,4 13,4 17,3 19,5 18,8 13,1 8,2 3,2-0,5 8,6 14

15 Vývoj teplot za posledních 10 let ve vztahu k dlouhodobému teplotnímu normálu znázorňuje obr průměrná teplota ( C) leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec DTN Obr. 12 Dlouhodobé průměry teploty vzduchu v ČR Tab. 11 uvádí orientační hodnoty směru větru v Opočně, ze kterých plyne, že nejčastěji vane ze západu (cca 61 dní v roce), jihozápadu (46) a severovýchodu (48). Severovýchodní směr je nejtypičtější pro sílu 4 Beaufortovy stupnice, kdy vítr začíná zvedat prach a kousky papíru. Tab. 9 Směr proudění větru v Opočně Parametr S SV V JV J JZ Z SZ Bezvětří Četnost [%] 9,6 13,1 8,3 11,1 10,8 12,6 16,8 8,8 8,9 4.5 Měřicí stanice ve vymezeném území V Královéhradeckém kraji se nachází 9 měřicích stanic, které dodávají data z monitoringu imisí PM 10 do databáze ISKO, avšak přímo ve městě Opočno v současnosti není žádna tato stanice umístěna. Nejbližší měřicí stanoviště jsou přibližně 16 km vzdušnou čarou vzdálené stanice v Rychnově nad Kněžnou (HRNKM) a Šerlich v obci Sedloňov (HSERA). Pouze ve stanici Rychnově nad Kněžnou jsou sledovány frakce PM 2,5, a to manuální metodou. Obr. 13 Síť měřicích stanic monitoringu kvality ovzduší v HKK 15

16 5. EMISNÍ BILANCE PM Z VYTÁPĚNÍ DOMÁCNOSTÍ NA ÚZEMÍ OBCE Jedním ze základních parametrů potřebných pro hodnocení emisní bilance je velikost vytápěné plochy, kterou je možné přibližně stanovit ze statistických údajů zjištěných v rámci sčítání lidu, domů a bytů, jenž se uskutečnilo v roce Tab. 10 Skladba bytů v Opočně Byty V bytových a ostatních domech V rodinných domech Celkem Počet Průměrná vytápěná plocha na byt [m 2 /byt] Vytápěná plocha celkem [m 2 ] 61,08 91,9 76, Byty v bytových a ostatních domech Byty v rodinných domech Byty v bytových a ostatních domech Byty v rodinných domech 50,6% 49,4% 40,5% 59,5% Obr. 14 Poměr počtu bytů (vlevo) a velikosti vytápěné plochy (vpravo) dle typu objektu Celková velikost vytápěné plochy v obci se dále člení na dílčí položky, které reflektují různou energetickou náročnost jednotlivých budov v důsledku tepelné ztráty. Energetickou náročnost lze vyjádřit prostřednictvím měrné potřeby tepla na vytápění: Tab. 11 Měrná potřeba tepla na vytápění dle typu objektu Tepelná ztráta objektu Roční měrná potřeba tepla [kwh/m 2 ] Měrná potřeba tepla [W/m 2 K] malá 110 1,1 střední 160 1,6 velká 250 2,5 Uvedené hodnoty samozřejmě představují orientační údaj, který charakterizuje určitý typ objektu. Novostavby se pohybují v rozmezí 80 až 150 kwh/m 2 a, zatímco staré nezateplené panelové domy se mohou blížit k 250 kwh/m 2 a. Tuto hranici pak dokonce překračují starší domy postavené z plných cihel bez jakékoli izolační úpravy. 16

17 Obr. 15 Potřeba tepla na vytápění dle typu objektu Aby bylo možné zohlednit vliv klimatických podmínek a teplotu v interiéru definující tepelnou pohodu, jsou tabelované hodnoty vztahující se k dlouhodobému teplotnímu normálu přepočítány na skutečný počet denostupňů plynoucí ze středních denních teplot získaných měřením venkovního vzduchu ve sledovaném období let 2006 a Tab. 12 Charakteristika topné sezóny v Opočně Parametr Délka topného období [dní] Počet dní pod 13 C Průměrná teplota vzduchu v TO [ C] 4,7 5,3 Teplota interiéru [ C] Počet denostupňů Obr. 16 Průměrné měsíční teploty v Opočně v analyzovaném období 17

18 Tab. 13 Počet bytů dle způsobu vytápění v Opočně Způsob vytápění v RD v BD Souhrnně CZT Uhlí Zemní plyn Biomasa Elektřina Ostatní (PB, LTO) Celkem Uhlí Zemní plyn Biomasa Elektřina Ostatní CZT Uhlí Zemní plyn Elektřina Biomasa Ostatní 4,1% 22,1% 0,7% 35,7% 8,0% 20,3% 52,8% 23,3% 13,3% 1,8% 17,9% Obr. 17 Poměr počtu bytů dle způsobu vytápění (RD vlevo, BD vpravo) CZT Uhlí Zemní plyn Elektřina Biomasa Ostatní CZT Uhlí Zemní plyn Biomasa Elektřina Ostatní 44,2% 14,0% 22% 33% 11,8% 7,1% 2,9% 20,0% 28% 1% 11% 5% Obr. 18 Poměr počtu bytů dle způsobu vytápění (souhrnně Opočno, souhrnně HKK) Opočno se vyznačuje nadprůměrným podílem elektrických topných zařízení ve srovnání s hodnotami pro celý kraj, avšak uhlí je pro téměř polovinu domácností stále hlavním palivem používaným pro vytápění, a to zejména na úkor zemního plynu, jenž využívá 14 % bytových jednotek. K roku 2008 stupeň plynofikace činil méně než 50 %. Předpokládá se, že dokončením plynofikace přejde 65 % odběratelů na spalování plynu. Tab. 14 Podíl bytů v Opočně v závislosti na tepelné ztrátě Objekt MTZ STZ VTZ Podíl na vytápěné ploše [%] 39,5 60,5 0 18

19 Tab. 15 Množství tepelné energie pro vytápění domácností v závislosti na tepelné ztrátě objektu Parametr Měrná potřeba tepla u domů s malou TZ [GJ/m 2 ] Měrná potřeba tepla u domů se střední TZ [GJ/m 2 ] Měrná potřeba tepla u domů s velkou TZ [GJ/m 2 ] Potřeba tepla na vytápění domů s malou TZ [GJ] Potřeba tepla na vytápění domů se střední TZ [GJ] Potřeba tepla na vytápění domů s velkou TZ [GJ] 0,37 0,35 0,53 0,50 0,83 0, CZT Černé uhlí Hnědé uhlí Zemní plyn Propan-butan Biomasa Elektřina 1,3% 47,1% 10,0% 21,5% 3,4% 0,5% Obr. 19 Podíl vytápěné plochy dle způsobu vytápění Tab. 16 Množství tepelné energie pro vytápění domácností dle paliva Potřeba tepla na vytápění [GJ/rok] Způsob vytápění CZT Černé uhlí Hnědé uhlí Zemní plyn Propan-butan LTO Biomasa Elektřina Celkem ,1% 19

20 Obr. 20 Účinnost transformace energie v palivu na teplo ve spalovacích zařízeních Obr. 21 Výhřevnost paliv v MJ/kg Spotřeba paliv je počítána jen pro ta topná zařízení, která představují plošné zdroje emisí, tzn. spalovací zařízení malých výkonů. Z tohoto důvodu jsou v dalším textu z emisní bilance vyřazeny systémy CZT a elektrická topná zařízení, do nichž je energie dodávána z velkých bodových zdrojů spadajících do kategorie REZZO 1, případně REZZO 2. Tab. 17 Spotřebované teplo na vytápění domácností v závislosti na použitém palivu Spotřeba tepla na vytápění [GJ/rok] Způsob vytápění Černé uhlí Hnědé uhlí Zemní plyn Propan-butan LTO Biomasa Celkem

21 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Tab. 18 Emisní faktory pro typické spalovací technologie PM Typ spalovacího zařízení 10 PM 2,5 [g/gj] [g/gj] Krby a kamna na ČU Kotle prohořívací na ČU Kotle odhořívací na ČU Kotle automatické na ČU Kotle na HU Kotle na zemní plyn 0,5 0,5 Kotle na propan-butan 0,5 0,5 Kotle na biomasu Tab. 19 Emise prachu v závislosti na spalovací technologii [kg/rok] Způsob vytápění PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Kamna a kotle na ČU Kamna a kotle na HU Kotle na zemní plyn Kotle na LTO Kamna a kotle na biomasu PM10 [kg/r] Celkem BIO LTO ZP HU ČU 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% PM2,5 [kg/r] Obr. 22 Podíl paliv na množství emisí z vytápění domácností Pro možnost srovnání Opočna s jinými obcemi HKK, případně se samotným krajem, byly vyhodnoceny měrné emise jako indikátory emisní bilance zdrojů pro vytápění. Uvedené srovnání je provedeno na základě vážených průměrů zohledňující velikost jednotlivých obcí Tab. 20 Měrné emise prachu Měrné emise PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [kg/ob.] 9,47 9,01 8,93 8,51 Na plochu zástavby [g/m 2 ] 24,10 22,95 3,81 3,62 Na vytápěnou plochu [g/m 2 ] 323,44 308,03 305,28 290,73 3 BIO LTO ZP HU ČU 21

22 Tab. 21 Měrné emise prachu v kraji Měrné emise PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [kg/ob.] 5,38 5,13 5,09 4,84 Na plochu zástavby [g/m 2 ] 10,48 9,98 9,91 9,44 Na vytápěnou plochu [g/m 2 ] 178,87 170,34 168,99 160,92 Poznámka: vyjádřeno jako celkové emise v kraji vztažené na celkový počet obyvatel a plochy, tzn. vážené průměry. Tab. 22 Poměrové vyjádření měrných emisí v Opočně k HKK Poměr emisí PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele 1,76 1,76 1,76 1,76 Na plochu zástavby 2,30 2,30 2,30 2,29 Na vytápěnou plochu 1,81 1,81 1,81 1,81 Suma faktorů (ob.+zástavba) 4,06 4,06 4,06 4,05 Tab. 23 Obce s nejvyššími emisemi prachu z vytápění domácností [kg] Pořadí Obec PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Trutnov Hradec Králové Hořice Broumov Náchod Červený Kostelec Rychnov nad Kněžnou Dobruška Dvůr Králové nad Labem Sobotka Vrchlabí Nová Paka Jaroměř Hronov Vamberk Nové Město nad Metují Jičín Opočno Nový Bydžov Chlumec nad Cidlinou SUMA SUMA HKK

23 Z výše uvedeného vyplývá, že emise TZL v Opočně v důsledku vytápění domácností pomocí lokálních spalovacích zařízení představují pouze 1% podíl v rámci HKK, přesto však patří mezi dvacítku největších plošných zdrojů kraje. V přepočtu množství emisí prachu PM 10 na jednoho obyvatele zaujímá Opočno 261. příčku ze všech 448 obcí HKK. Nejhůře jsou na tom v tomto ohledu ty nejmenší obce, kde není možnost využívat systémy CZT, ani zemní plyn. Takových se v pomyslném žebříčku před obcí Opočno nachází 175. Vezmou-li se v potaz pouze obce větší než 1000 obyvatel, posouvá se Opočno na 13. příčku. V kategorii obcí nad 3000 obyvatel je již na přední příčce. Tab. 24 Emise prachu na obyvatele v obcích nad 1000 obyvatel [kg/ob.a] Pořadí Obec PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Bohuslavice 17,18 16,36 16,22 15,44 2 Vítězná 17,01 16,20 16,11 15,34 3 Sobotka 15,37 14,64 14,51 13,82 4 Provodov-Šonov 14,48 13,79 13,66 13,01 5 Chotěvice 14,19 13,51 13,40 12,76 6 Libáň 13,75 13,10 12,96 12,34 7 Čermná nad Orlicí 13,18 12,55 12,43 11,84 8 Teplice nad Metují 13,03 12,41 12,34 11,75 9 Horní Maršov 12,83 12,22 12,17 11,59 10 Kopidlno 11,96 11,39 11,27 10,73 11 České Meziříčí 11,90 11,33 11,22 10,69 12 Stará Paka 9,76 9,30 9,23 8,79 13 Opočno 9,47 9,01 8,93 8,51 14 Studnice 8,61 8,20 8,12 7,73 15 Smidary 8,59 8,18 8,12 7,73 16 Pecka 8,56 8,15 8,09 7,71 17 Malé Svatoňovice 8,40 8,00 7,95 7,57 18 Ostroměř 8,39 7,98 7,91 7,53 19 Rudník 8,16 7,77 7,72 7,35 20 Solnice 8,14 7,75 7,69 7,32 Tab. 25 Emise prachu na obyvatele ve srovnatelně velkých obcích HKK [kg/ob.a] Pořadí Obec PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Opočno 9,47 9,01 8,93 8,51 2 Meziměstí 8,05 7,67 7,62 7,26 3 Rtyně v Podkrkonoší 4,64 4,42 4,38 4,18 4 Smiřice 2,44 2,32 2,30 2,19 23

24 Obr. 23 Množství PM 10 na obyvatele v roce 2007 v okrese Rychnov nad Kněžnou Obr. 24 Množství PM 2,5 na obyvatele v roce 2007 v okrese Rychnov nad Kněžnou 24

25 Obr. 25 Množství PM 10 na obyvatele v roce 2007 v HKK Obr. 26 Množství PM 2,5 na obyvatele v roce 2007 v HKK 25

26 Emise vztažené na zastavěnou plochu představují do značné míry variaci indikátoru dle obyvatel se změnou pořadí většiny obcí. Pozice Opočna se v tomto ohledu znatelně zlepšuje, přesto ve srovnání se stejně velkými městy má jednoznačně nejvyšší měrné emise. Tab. 26 Emise prachu na m 2 zástavby ve srovnatelně velkých obcích HKK [kg/m 2 a] Pořadí Obec PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Opočno 24,10 22,95 22,75 21,66 2 Meziměstí 13,07 12,45 12,37 11,78 3 Rtyně v Podkrkonoší 12,34 11,75 11,67 11,11 4 Smiřice 8,83 8,41 8,33 7,93 Grafické znázornění tohoto parametru pro všechny obce v okrese Rychnov nad Kněžnou a v celém Královéhradeckém kraji pro rok 2007 nabízí obr. 27 a obr. 28, respektive obr. 29 a obr. 30. Obr. 27 Množství PM 10 na m 2 zástavby v roce 2007 v okrese Rychnov nad Kněžnou 26

27 Obr. 28 Množství PM 2,5 na m 2 zástavby v roce 2007 v okrese Rychnov nad Kněžnou Obr. 29 Množství PM 10 na m 2 zástavby v roce 2007 v HKK 27

28 Obr. 30 Množství PM 2,5 v kg na m 2 zástavby v roce 2007 v HKK U následujících obrázků se setkáváme s pojmem suma faktorů. Jedná se o součet podílů měrné emise na obyvatele a měrné emise na zastavěnou plochu v dané obci ku příslušným měrným emisím většího územního celku. Kombinuje tak význam těchto parametrů do jednoho indikátoru, kterým je možné pohodlně identifikovat rozsah zatížení jednotlivých obcí. Vzhledem k tomu, že tato publikace byla zpracována v rámci Operačního programu přeshraniční spolupráce Česká republika Polská republika, byla jako výchozí územní celek zvolena celá příhraniční oblast. Tato oblast pokrývá na české straně rozlohu krajů Moravskoslezského, Olomouckého, Pardubického, Královéhradeckého a Libereckého, zatímco na polské straně zahrnuje Opolské vojvodství a pohraniční části vojvodství Slezského a Dolnoslezského. Okres Rychnov nad Kněžnou na obr. 31 a dále HKK na obr. 32 představují mapové výseky, na nichž jsou uvedeny číselné údaje sumy faktorů platné právě pro jmenovaný nadřazený územní celek (příhraničí). Tyto hodnoty sice nekorespondují s daty, které bychom získali při analýze pouze okresu/kraje, ale názorně ilustrují rozdílné emisní situace v každé obci. Nejnižší hodnoty sumy faktorů můžeme očekávat u velkých měst, jakožto urbanizovaných sídel s vysokou hustotou obyvatel, jenž z velké části pro vytápění domácností využívají zemní plyn nebo teplo prostřednictvím systému CZT. Naproti tomu obce s několika málo stovkami obyvatel bydlících výhradně ve starších rodinných domech vybavených kotli na tuhá paliva se vyznačují hodnotami nejvyššími. 28

29 Obr. 31 Suma faktorů PM 10 roce 2007 v okrese Rychnov nad Kněžnou Obr. 32 Suma faktorů PM 10 v roce 2007 v HKK 29

30 Jak bylo již zmíněno výše, číselné údaje sumy faktorů na obr. 32 se vztahují k celé analyzované česko-polské příhraniční oblasti. Tyto se pohybují na poměrně nízkých hodnotách, jelikož se do nich výrazně promítá skladba spalovacích zařízení u našich sousedů. V Polsku je spalování uhlí jednoznačně dominantní způsob vytápění domácností, což se pochopitelně promítá do emisní bilance. Tím se srovnávací základna (průměrné měrné emise celého příhraničí) dostává na zcela jinou (vyšší) úroveň. Počet obyvatel Suma faktorů emisí PM Staré Hrady Sobotka Opočno Vamberk Broumov Dobruška Rychnov nad Kněžnou Trutnov Vrchlabí Smiřice Náchod Jaroměř Jičín Hradec Králové Obr. 33 Průběh závislost sumy faktorů PM 10 na velikosti obce Emise PM10 [kg/rok] Podíl tuhých paliv na vytápění [%] Staré Hrady Sobotka Opočno Vamberk Broumov Dobruška Rychnov nad Kněžnou Trutnov Vrchlabí Smiřice Náchod Jaroměř Jičín Hradec Králové Obr. 34 Emise prachu frakce PM 10 v závislosti na podílu tuhých paliv na vytápění 30

31 6. IMISNÍ SITUACE PM PLYNOUCÍ Z VYTÁPĚNÍ DOMÁCNOSTÍ V OBCI Zimní měsíce na začátku roku 2006 se vyznačovaly neobvykle nízkými teplotami, které se podepsaly na vysoké spotřebě paliva pro zajištění optimální tepelné pohody domácností. Tomu odpovídají i imise suspendovaných částic ze spalovacích procesů v lokálních zdrojích tepla, které v tomto období dosahovaly svých špičkových hodnot z dvouletého analyzovaného intervalu, což ostře kontrastuje s počátkem roku 2007, jenž byl naopak mimořádně teplý (obr. 35) PM PM Koncentrace [ug/mn 3 ] Obr. 35 Vývoj imisní koncentrace PM 10 v obci v topném období Koncentrace PM 2,5 poměrně věrně kopírují koncentrační profil PM 10, avšak s průměrně 8% posunem směrem k nižším hodnotám. Nevyšší dosažená odchylka mezi PM 10 a PM 2,5 činí cca 13 % (obr. 36). Jak je zřejmé z uvedených grafů, nejvyšší hodnoty imisní koncentrace pocházejí ze dne , kdy bylo v případě PM 10 dosaženo téměř dvojnásobku 24hodinového imisního limitu (94 μg/m 3 ) PM10 PM2,5 Koncentrace [ug/mn 3 ] Obr. 36 Srovnání imisí dle frakce PM v obci v topném období

32 Za povšimnutí stojí srovnání s datem , kdy byla změřena nejnižší průměrná denní teplota -15,9 C se severozápadním prouděním větru o rychlostí 1,7 m/s. Z grafu je zřejmé, že přes nepatrně lepší rozptylové podmínky jsou imisní koncentrace několikanásobně nižší (24 μg/m 3 ) navzdory vyšším emisím TZL, které vyplývají z větší potřeby tepla na vytápění objektů. Srovnání s hodnotami naměřenými na stanicích nejblíže k Opočnu ukazuje tab. 27 Tab. 27 Průměrné 24hodinové koncentrace PM 10 [μg/m 3 ] v okolí Opočna (2006) Lokalita Rychnov nad Kněžnou Sedloňov (Šerlich) 12 6 Velichovky Délku topného období a počet nadlimitních dnů v roce ve vztahu k imisnímu limitu udává tab. 28. Průměrná koncentrace v obci za celé topné období naznačuje, že imisní limit pro kalendářní rok (PM μg/m 3, PM 2,5 25 μg/m 3 ) nebyl překročen. Tab. 28 Koncentrace PM v ovzduší vlivem vytápění domácností v obci Parametr Rozměr Topné období Počet dnů topného období Velikost suspendovaných částic PM10 PM2,5 PM10 PM2,5 Počet dnů nad 25 % limitu Počet dnů nad 50 % limitu Počet dnů nad 75 % limitu Počet dnů nad 100 % limitu Lokální maximum v obci Prům. koncentrace v obci za TO 13,9 13,1 13,5 12,6 Stále je ovšem nutné mít na paměti, že tyto závěry vyplývají z analýzy domácích zdrojů vytápění a nezahrnují vliv dopravy ani velkých stacionárních zdrojů. Výsledné koncentrace, obzvláště v částech obce zatížených frekventovanou dopravou, jsou s největší pravděpodobností podstatně vyšší (viz obr. 37). Z uvedeného je však zřejmé, že spalováním fosilních paliv a biomasy v domácích topeništích je roční imisní limit PM 10 naplněn ze 35 %, v případě PM 2,5 pak z 54 %. Obr. 37 Srovnání imisí dle frakce PM v obci v topném období

33 7. POVAHA A POSUZOVÁNÍ ZNEČIŠTĚNÍ 7.1 Imisní kampaň Hlavním cílem měřicí kampaně byl sběr vstupních dat pro receptorové modelování metodou Chemical Mass Balance (CMB) za účelem identifikace zdrojů znečišťování ovzduší v obci v takové míře, aby bylo možné stanovit vliv lokálních spalovacích zařízení pro vytápění domácností na výslednou kvalitu ovzduší v obci. Odběry vzorků ovzduší v Opočně probíhaly od soboty do úterý Délka jednoho odběru byla 24h, přičemž dva odběry byly realizovány ve dnech pracovního klidu a dva v běžné pracovní dny tak, aby se zohlednily různé režimy vytápění Lokalita Odběrové místo bylo zvoleno na dvorku bytového domu v severní rezidenční části obce. Poměrně frekventovaná silnice č. 304 (5000 vozů denně, [9]) se nachází ve vzdálenosti cca 300 m jihozápadním směrem. Obr. 38 Pozice odběrového místa v Opočně Rozsah sledovaných látek ve vzorcích Pro receptorové modelování byly z odebraných vzorků vyhodnoceny hmotnostní koncentrace těchto látek: a) PM 10 a PM 2,5 b) PAU ve frakci PM 2,5 + plynná fáze (PUF patrona) fluoren, fenantren, antracen, fluoranten, pyren, benzo(a)antracen, chrysen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)pyren, indeno(1,2,3,c,d)pyren, dibenzo(a,h)antracen, benzo(g,h,i)perylen c) VOC v plynné fázi etan, eten, propan, propen, i-butan, n-butan, acetylen, suma buteny, i-pentan, n- pentan, suma penteny, metylcyklopentan, 2,3-dimetylbutan, 2+3 metylpentan, n- 33

34 hexan, isopren, benzen, cyklohexan, n-heptan, toluen, 2+3metylheptan, n-oktan, etylbenzen, m+p xylen, o xylen, nonan, suma benzen+3c d) Těžké kovy ve frakci PM 2,5 Li, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Mo, Ag, Cd, In, Sb, Te, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Yb, W, Tl, Pb, Bi) e) Organický a elementární uhlík ve frakci PM 2,5 f) PCDD/F a PCB ve frakci PM 2,5 + plynná fáze PCB 14 kongenerů: PCB81, PCB77, PCB126, PCB169, PCB123, PCB118, PCB114, PCB105, PCB167, PCB156, PCB157, PCB189, PCB180, PCB170 PCDD/F - 17 toxických kongenerů Analýzy Vzorky ovzduší odebrané v rámci imisní kampaně byly na základě akreditovaných postupů podrobeny laboratorním analýzám, jejichž výsledky byly použity jako vstupní parametry pro receptorové modelování obnášející: normalizace emisních koncentrací vyhodnocení korelačních matic - souvislost emise/imise odhad původu znečištění PAU - charakteristické PAU indexy srovnání prototypů imisních dat s emisním podpisem zdroje samotné receptorové modelování pomocí CMB vyhodnocení modelu CMB a interpretace výsledků Meteorologická situace Po celou dobu měřicí kampaně bylo oblačno až zataženo s občasnými dešťovými přeháňkami. Inverzní situace nenastala. Následující tabulka shrnuje průměrné hodnoty za každý den měření. Tab. 29 Klimatické podmínky v období měřicí kampaně Datum Vlhkost vzduchu [%] Teplota vzduchu [ C] Rychlost větru [m/s] ,68 1,09 1, ,40 6,88 1, ,78 2,32 1, ,65 1,88 0,65 34

35 Obr. 39 Trajektorie proudění větru v období měřicí kampaně Naměřené koncentrace Polycyklické aromatické uhlovodíky PAU PAU jsou organické látky s karcinogenními a mutagenními účinky, které jsou schopny dlouhodobě přetrvávat v životním prostředí. Příčinou vnosu PAU do ovzduší je jednak nedokonalé spalovaní fosilních paliv jak ve stacionárních (domácí topeniště), tak i mobilních zdrojích (vznětové motory), ale také některé technologie jako výroba koksu a železa. Podle platné legislativy (NV č. 597/2006 Sb.) je stanoven roční imisní limit pro benzo(a)pyren ve výši 1 ng/m 3. Koncentrace benzenu ve volném ovzduší vykazují sezónní vliv. V zimních měsících jsou koncentrace řádově 10x vyšší než v létě. Tab. 30 Naměřené koncentrace PAU v období měřicí kampaně (ng/m 3 ) Látka So Ne Po Út fluoren fenanthren anthracen 3,9 5, fluoranten pyren benzo(a)anthracen 5,5 5, chrysen 1,2 1,4 2,8 9,2 benzo(b)fluoranten 2,7 2,5 3,5 9,7 benzo(k)fluoranten 1,4 1,3 1,9 5,5 benzo(a)pyren 2,9 2,9 4,1 14 benzo(ghi)perylen 1,9 1,6 2,2 6,8 dibenzo(ah)anthracen 0,41 0,57 0,73 3,7 indeno(1,2,3-cd)pyren 2,2 2,4 2,4 9,5 Suma PAU

36 Koncentrace [ng/m3] fluoren fenanthren anthracen fluoranten pyren benzo(a)anthracen chrysen benzo(b)fluoranten benzo(k)fluoranten benzo(a)pyren benzo(ghi)perylen dibenzo(ah)anthracen indeno(1,2,3-cd)pyren Obr. 40 Střední imisní koncentrace PAU za období imisní kampaně Úroveň znečištění území ČR se pohybuje v jednotkách ng/m 3 a v průmyslových oblastech až v desítkách ng/m 3. Obecně platí, že čím horší je zima, tím vyšší jsou koncentrace PAU. S výjimkou úterý byly v Opočně naměřeny průměrné koncentrace. S jistotou lze tvrdit, že roční imisní limit benzo(a)pyrenu není v místě odběru překračován. Město Tab. 31 Srovnání SUMA PAU s jinými městy Ústí nad Labem Bílý Kříž Kolín Praha- Vinohrady Ostrava- Poruba Ostrava- Přívoz Hradec Králové Brno- Tuřany Karviná- Mizerov Karviná- Fryštát Zima [ng/m 3 ] Léto [ng/m 3 ] Město Tab. 32 Srovnání benzo(a)pyrenu s jinými městy Ústí nad Labem Bílý Kříž Kolín Praha- Vinohrady Ostrava- Poruba Ostrava- Přívoz Hradec Králové Brno- Tuřany Karviná- Mizerov Karviná- Fryštát Zima [ng/m 3 ] 2,6 1,2 1,7 2,3 2,7 4,1 6,3 0, Léto [ng/m 3 ] 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,3 0,2 0,1 0,7 0,5 Těžké kovy Jde o skupinu prvků správně definovanou jako stopové chemické prvky určitých vlastností. Proto jsou mezi nimi zastoupeny nejen kovy podle specifické hmotnosti opravdu "těžké" (rtuť Hg, měď Cu, olovo Pb), ale také kovy, které tak nazvat nelze (berylium Be, hliník Al, baryum Ba), dále polokovy (arzen As, selen Se, telur Te, thalium Tl), a dokonce i nekovy (bór B, chlór Cl, síra S). Některé těžké kovy (Fe, Cu, Zn) jsou toxické jen při vyšších koncentracích, jiné (Pb, Hg, Cd) jsou však toxické při všech koncentracích. V atmosféře pochází většina kovů z antropogenních činností ve formě aerosolu či popílku. Z tohoto hlediska jsou jako hlavní antropogenní polutanty brány olovo, kadmium, arsen, rtuť a chrom. Jako rizikové k nim přistupují podle Světové zdravotní organizace (WHO) ještě mangan, nikl, radon a vanad. 36

37 Zdrojem většiny kovů je metalurgický průmysl, automobilová doprava, výroba cementu a skla a spalování fosilních paliv, odpadů a čistírenských kalů. Podle NV č. 597/2006 Sb. existuje roční imisní limit pro olovo ve výši 0,5 µg/m 3. Pro následující prvky jsou pak stanoveny cílové imisní limity s termínem plnění : kadmium 5 ng/m 3, arsen 6 ng/m 3 a nikl 20 ng/m Koncentrace[ng/m 3 ] Na Mg Al K Ca Mn Fe Zn Pb Obr. 41 Střední imisní koncentrace za období imisní kampaně (Na-Zn) 5 4 Koncentrace[ng/m 3 ] Cr Ni Cu As Se Tv Sr Mb Cd Sb Ba Bi Obr. 42 Střední imisní koncentrace za období imisní kampaně (Cr-Bi) 37

38 0,3 Koncentrace [ng/m 3 ] 0,2 0,1 0 Li V Co Ga Ag In Te Cs La Ce Pr Nd Obr. 43 Střední imisní koncentrace za období imisní kampaně (Li-Nd) V rámci ČR byla od roku 2006 změřena nejvyšší roční koncentrace niklu 14 ng/m 3, kadmia 4,4 ng/m 3, arsenu 13,5 ng/m 3 a olova 0,12 µg/m 3, přičemž průměrné hodnoty v malých obcích se nacházejí výrazně níže. Z naměřených údajů a výše uvedených skutečností je zřejmé, že koncentrace všech hlavních sledovaných prvků se pohybují hluboko pod imisními limity a pro obyvatele v Opočně nepředstavují zdravotní riziko. Těkavé organické látky VOC Mezi velmi sledované látky spadající do VOC patří benzen. Jeho nejvýznamnějšími antropogenní zdroji jsou: výfukové plyny automobilu, těkání benzínu spalování uhlíkatých paliv (uhlí, oleje) rafinerie ropy a plynu chemický průmysl. Přirozené zdroje benzenu, jako jsou výbuchy sopek nebo lesní požáry, jsou ve srovnání se zdroji antropogenními nevýznamné. Benzen muže vstupovat do těla převážně inhalačně nebo orálně. Průnik kůží není tak nebezpečný, protože se většina benzenu rychle odpaří. Po expozici se benzen distribuuje do celého těla. Akutní toxicita je způsobena přímo benzenem, příčinou chronické toxicity jsou spíše jeho metabolity. Benzen primárně poškozuje centrální nervovou soustavu, imunitní systém a krvetvorbu. Muže dojít až ke smrti z důvodu selhání dýchání a srdeční arytmie. Při dlouhodobé expozici muže způsobovat leukémii. Negativní je i jeho příspěvek ke vzniku fotochemického smogu. Podle platné legislativy (NV č. 597/2006 Sb.) je stanoven roční imisní limit pro benzen 5 µg/m 3. Koncentrace benzenu ve volném ovzduší vykazují sezónní vliv. V zimních měsících jsou koncentrace vyšší než v létě. Důležitou roli hraje také přítomnost zdroje benzenu, která může zásadním způsobem ovlivnit výsledky. Naměřené koncentrace benzenu jsou typické pro zimní období a bývají na území kraje měřeny na velmi podobné úrovni. 38

39 Benzen 6 5 roční imisní limit Imisní koncentrace [µg/m 3 ] Obr. 44 Imisní koncentrace benzenu za období imisní kampaně 12 VOC Imisní koncentrace [µg/m 3 ] ethylen hexan ethan propan toluen n-butan acetylen 2-methy lbutan isobutan Obr. 45 Střední imisní koncentrace vybraných VOC za období imisní kampaně 39

40 2,5 VOC Imisní koncentrace [µg/m 3 ] 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 1 -buten m,p-xylen propen suma benzen+3c pentan ethylbenzen o-xylen 2-methylheptan cyklohexan 2-methylpentan 3 -methylpentan Obr. 46 Střední imisní koncentrace vybraných VOC za období imisní kampaně 1,2 VOC Imisní koncentrace [µg/m 3 ] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 mez detekce 0,0 heptan 3 -methy lheptan nonan 2,3 -dimethy lbutan methylcyklopentan trans 2-buten cis 2-buten 1 -penten isopren trans 2-penten cis 2-penten n-oktan Obr. 47 Střední imisní koncentrace vybraných VOC za období imisní kampaně Polychlorované dibenzodioxiny a difurany PCDD/F Znečištění ovzduší dioxiny v ČR je kontrolováno zejména přes emise vzhledem k těžké právní postižitelnosti subjektů při měření imisí a vzhledem k dálkovému transportu polutantů v atmosféře. Přesto existuje několik předpisů pro maximální přípustné koncentrace látek v ovzduší (pro imisní koncentrace). Ze starších jsou to hygienické limity AHEM [11]. Pro limitní koncentraci dioxinů je uváděna hodnota 20 fg TEQ/m 3. Ze zahraničních limitů lze zmínit zejména limitní hodnoty dle směrnice pro kvalitu ovzduší v Evropě WHO [12] a limitní koncentrace odvozené na základě výpočtu rizika (RBC) platné pro US EPA [13]. Hodnota pro 2,3,7,8-TCDD je 50 fg TEQ/m 3 jako koncentrace, pro níž je individuální kancerogenní riziko (ICR) rovno 10-6 (1 nový případ rakoviny na 1 mil. obyvatel). 40

41 35 Suma PCDD a PCDF PCDD PCDF 30 Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] limitní hodnota PCDD dle AHEM Obr. 48 Imisní koncentrace dioxinů a furanů za období imisní kampaně Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] ,3,7,8-TCDD limitní hodnota PCDD dle WHO Obr. 49 Imisní koncentrace dioxinu 2,3,7,8-TCDD za období imisní kampaně 41

42 PCDD 10 6,850 7,575 Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 1 1,075 0,968 1,063 1,006 0, TCDD 12378PeCDD HxCDD HxCDD HxCDD HpCDD OCDD Obr. 50 Střední imisní koncentrace PCDD za období imisní kampaně PCDF 100 Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] ,715 0,449 12,700 1,708 0,895 1,228 0,918 0,253 0,130 0, TCDF 12378PeCDF 23478PeCDF HxCDF HxCDF HxCDF HxCDF HpCDF HpCDF OCDF Obr. 51 Střední imisní koncentrace PCDF za období imisní kampaně Město Tab. 33 Naměřené koncentrace PCDD/F v Opočně (fg TEQ/m 3 ) Datum PCDD 32, ,4 13,3 PCDF 22,3 17,1 19,3 25,4 PCDD/F 54,8 32, ,8 Tab. 34 Srovnání PCDD/F s jinými městy (data z let ) Ústí nad Labem Liberec Praha- Libuš Praha- Vinohrady Ostrava- Poruba Ostravacentrum Ostrava- Bartovice Hradec Králové Min fg TEQ/m Max fg TEQ/m Pardubice Brno Košetice 42

43 Nejvyšší koncentrace v místě měření byla zaznamenána v sobotu 3.12., kdy se naměřená koncentrace pohybovala na 3 až 5násobku hodnot v ostatních dnech. Obecně je kontaminace prostředí nízká, čemuž odpovídá i nízké akutní nebezpečí z hlediska působení dioxinů a tyto v posuzované lokalitě nepředstavují zdravotní riziko. Polychlorované bifenyly PCB Polychlorované bifenyly jsou skupinou chemických sloučenin, které řadíme mezi perzistentní organické látky, jenž dlouhodobě setrvávají v prostředí nerozkládají se a hromadí se v potravním řetězci. Neexistuje pro ně imisní limit, avšak sledují se podobně jako PAU v emisích. V současné době se PCB již nevyrábějí, emise pocházejí z používání výrobku a z odpadu s obsahem PCB. Malé množství PCB se také muže vyskytovat v celé řadě halogenovaných sloučenin. Velké množství PCB se nadále uvolňuje při přehřátí nebo explozi transformátoru a kondenzátoru. Zdrojem jsou také průmyslové procesy, např. elektrárny a zpracování železa a oceli. Nejvýznamnějším zdrojem je však redistribuce již dříve uvolněných PCB. Používání PCB podléhá regulaci a nové úniky do prostředí jsou ve srovnání s minulostí minimální. V atmosféře se PCB vyskytují hlavně v plynné formě ( %), menší množství je navázáno na pevné částice. Expozice PCB ovlivňuje mozek, imunitní a reprodukční systém. Chronické inhalační expozice ovlivňují dýchací ústrojí, trávicí trakt, játra, kůži a oči. Expozice PCB muže způsobovat rakovinu jater. 10,00 PCB Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 1,00 0,10 0,01 0,00 PCB81 PCB77 PCB126 PCB169 PCB123 PCB118 PCB114 PCB105 PCB167 PCB156 PCB157 PCB189 Obr. 52 Střední imisní koncentrace PCB za období imisní kampaně Tab. 35 Naměřené koncentrace SUMA PCB v Opočně Datum PCB [fg TEQ/m 3 ] 1,3 1,8 2,0 1,9 PCB [pg/m 3 ] 2,2 4,3 3,6 3,0 43