zadavatel Vzorkování - měření

Transkript

1 vzorkování

2 problém zadání zadavatel řešitel řešení Zpráva deskripce návrh řešení analýza problému projekt laboratoř (měřicí skupina) interpretace výsledků Vzorkování - měření hodnoty

3 - Záchyt do kapaliny absorpce - NO 2, HCHO, NH 3, O 3 - Záchyt na filtrační médium - filtrace - částice, mikrobiologické faktory, vlákna - Záchyt na pevný sorbent - adsorpce - VOC, HCHO, NH 3 - Odběr do vzorkovnic - kanystry, plynové vaky - VOC, CO - Impakce - půdy a stripy (otisky) - mikrobiologické odběry - Pasivní odběry VOC, NO 2, částice - On-line analyzátory NO 2, O 3, SO 2, PM X - částice, VOC, CO, NH 3, TRS..

4 ON-LINE Analýza vzorku přímo navazuje na jeho odběr analyzátory Hodnocení krátkodobých i dlouhodobých hodnot. Omezeno na vybrané škodliviny. Nákladný provoz a údržba (kalibrace). Integrální postupy Analýza vzorku je oddělena od samotné analýzy, nutná úprava a transport vzorku do laboratoře. Širší rozsah měřených látek, vyšší mobilita a flexibilita pro reprezentativní vzorkování. Nivelizace extrémů, matriční efekty, stabilita vzorku, selektivita měření

5 5 až 20% 80 až 95% často i více než 200 % Analytické stanovení Zpracování a transport vzorku Odběr vzorku

6 Venkovní ovzduší: Vnitřní ovzduší:

7

8 DIRECTIVE 2008/50/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 21 May 2008 on ambient air quality and cleaner air for Europe Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/107/ES ze dne 15. prosince 2004 o obsahu arsenu, kadmia, rtuti, niklu a polycyklických aromatických uhlovodíků ve vnějším ovzduší Zákon o ochraně ovzduší Zákon č.201/2012 Sb. - Zákon o ochraně ovzduší Vyhláška č.330/2012 Sb. - Vyhláška o způsobu posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění, rozsahu informování veřejnosti o úrovni znečištění a při smogových situacích (ref. metody) Vyhláška MŽP č. 415/2012 Sb. z o přípustné úrovni znečišťování a jejím zjišťování a o provedení některých dalších ustanovení zákona o ochraně ovzduší (emise)

9 Vyhláška o způsobu posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění, rozsahu informování veřejnosti o úrovni znečištění a při smogových situacích z , č. 330/2012 Sb. V příloze č. 3. Vyhlášky 330/2012 Sb. (str. 4185) jsou stanoveny požadavky na měřicí lokality a umístění bodů vzorkování pro stacionární měření. Cíle pro kvalitu údajů získaných posuzováním úrovně znečištění Minimální počty měřicích lokalit pro stacionární měření Požadavky na měřicí lokality a umístění bodů vzorkování pro stacionární měření Horní a dolní meze pro posuzování úrovně znečištění Prekurzory troposférického ozónu Referenční metody sledování kvality ovzduší

10 Imisní limity SO 2, NO 2 a suma oxidů dusíku suspendované částice frakce PM 10, PM 2,5 CO O 3 Pb, Cd, As, Ni Benzen Benzo[a]pyren Měřené škodliviny, pro které nejsou stanoveny limity, ale mohou být stanoveny referenční koncentrace: NH 3, H 2 S, další VOC, prekurzory ozónu, další PAU (BaA, FEN), další TK

11 Automatický imisní monitoring - sledování okamžitých koncentrací znečisťujících látek Specializovaný imisní monitoring - odběr vzorků pro gravimetrické stanovení prašného aerosolu PM 10 a PM 2,5 - odběr vzorků pro stanovení těžkých kovů, pro stanovení těkavých organických látek a polycyklických aromatických uhlovodíků (POPs) - pasivní/aktivní odběr vzorků pro stanovení koncentrace benzenu - odběr srážek

12 Umístění stanice podle záměru - ochrana zdraví lidí, ochrana vegetace - měřítko - městská, předměstská, venkovská, dopravní - typ měření - kontinuální, indikativní - reprezentativnost lokality - vyloučení vlivu zdrojů Umístění podle podmínek - požadavky územního plánování - viditelnost místa ve vztahu k okolí - dostupnost technikům - přívod elektrického proudu, telefon,... - požadavky na společné umístění vzorkovačů pro různé znečisťující látky - zajištění bezpečnosti techniků i kolemjdoucích - zabezpečení vzorkovacích zařízení

13 Volba vzorkovací metodiky - distribuce škodlivin v ovzduší - stabilita škodlivin - typ měření - kontinuální, integrální, indikativní - požadavky na časové rozlišení - analytické požadavky - další fyzikálně-chemické vlastnosti škodlivin: (tepelná stabilita, těkavost, polarita, iontový charakter, chemické složení, environmentálně-chemické vlastnosti) Volba typu podle meteorologických podmínek - rychlost a směr větru - teplota, atmosférický tlak - intenzita slunečního svitu - srážky (typ a intenzita) - relativní vlhkost

14 Měřicí lokality zaměřené na ochranu zdraví lidí se vybírají tak, aby poskytly údaje o: a) oblastech v rámci zón a aglomerací, v nichž se vyskytují nejvyšší úrovně znečištění, jimž bude obyvatelstvo pravděpodobně přímo nebo nepřímo vystaveno po dobu významnou ve vztahu k průměrované době dotyčného imisního limitu, b) úrovních znečištění v jiných oblastech v rámci zón a aglomerací, které jsou reprezentativní pro expozici obyvatelstva obecně. Měřicí lokality se zpravidla vybírají tak, aby se zamezilo měření velmi malých mikroprostředí. To znamená, že měřicí lokalita je vybrána tak, aby vzorky vzduchu byly pokud možno reprezentativní pro úsek komunikace o délce minimálně 100 m u dopravních lokalit, pro m u předměstských lokalit a pro území o rozměrech alespoň 250 m x 250 m u průmyslových lokalit. Městské pozaďové lokality se vybírají tak, aby na úroveň znečištění v těchto lokalitách působily veškeré zdroje umístěné proti větru od měřicí lokality. Úroveň znečištění by neměl převážně ovlivňovat pouze jeden zdroj znečišťování, pokud taková situace není typická pro rozsáhlejší městskou oblast. Měřicí lokalita by měla být reprezentativní pro území o rozloze několika km 2.

15 Měřicí lokality se zpravidla vybírají tak, aby naměřené úrovně znečištění byly reprezentativní i pro podobné oblasti, které neleží v jejich bezprostřední blízkosti. Pokud je cílem zjištění pozaďových úrovní znečištění, nesmí být měřící lokalita ovlivněna aglomeracemi nebo průmyslovými zónami nacházejícími se blíže než v okruhu 5 kilometrů. Pokud má být posouzen příspěvek z průmyslových zdrojů znečišťování, je alespoň jedna měřicí lokalita vybrána po převládajícím směru větru od zdroje znečišťování v nejbližší rezidenční oblasti. Pokud není známa pozaďová úroveň znečištění, vybere se jedna měřicí lokalita také na návětrné straně stacionárního zdroje (při zohlednění převládajícího směru větru).

16 Proud vzduchu kolem vstupního otvoru odběrové sondy nesmí být omezen (musí být volný v sektoru minimálně 270 ) a v blízkosti nesmí být žádné překážky ovlivňující proud vzduchu (odběrové zařízení musí být zpravidla vzdáleno od budov, balkonů, stromů a jiných překážek více než dvojnásobek počtu metrů, než je výška překážky, která odběrové zařízení přesahuje, minimálně 0,5 m od nejbližší budovy v případě míst odběru vzorků reprezentujících úroveň znečištění v linii obytné zástavby). Vstupní otvor odběrové sondy se zpravidla umístí ve výšce mezi 1,5 m (dýchací zóna) a 4 m nad zemí, za určitých okolností může být zapotřebí vyšší poloha (až 8 m), vyšší umístění může být rovněž vhodné, je-li stanice reprezentativní pro velkou oblast. Vstupní otvor odběrové sondy nesmí být umístěn v bezprostřední blízkosti zdrojů, aby bylo zamezeno přímému vlivu emisí nesmísených s okolním vzduchem. Výstupní otvor odběrového zařízení musí být umístěn tak, aby byl znemožněn vstup vytékajícího odebraného vzduchu zpět do vstupního otvoru odběrového zařízení.

17 U odběrových zařízení zaměřených na dopravu by: a. body vzorkování měly být alespoň 25m od okraje velkých křižovatek a nejméně 4 m od středu nejbližšího dopravního pruhu, b. body vzorkování pro měření oxidu dusičitého a oxidu uhelnatého měly být nejdále 5 m od okraje vozovky, c. body vzorkování měly být umístěny tak, aby měření byla reprezentativní pro úroveň znečištění ovzduší v blízkosti linie obytné zástavby, ale nejdále 10m od okraje vozovky. Body vzorkování se umisťují tak, aby byly brány v úvahu následující faktory: a) rušivé zdroje, b) bezpečnost, zejména bezpečnost veřejnosti a provozního personálu, c) přístupnost, d) dostupnost elektrické energie a telefonního spojení, e) viditelnost místa v jeho okolí, f) vhodnost sloučení míst odběru vzorků pro různé znečišťující látky, g) požadavky územního plánování.

18

19

20

21 Síť stacionárních stanic měření kvality ovzduší ALE nepokrývá a z ekonomických důvodů ani nemůže pokrývat všechny možné lokality. Často se proto objevuje objednávka (objektivní, společenská, komerční) na zjištění kvality ovzduší v určité oblasti, kde jsou nedostatečné podklady o: znečištění ovzduší; prostorové variabilitě nebo výškovém gradientu koncentračních polí škodlivin v ovzduší; vlivu specifického zdroje lokálního charakteru (bodový, průmyslový nebo významný liniový zdroj) na obyvatelstvo (často se jedná o stížnosti nebo konflikty). Specifickým a poměrně častým případem je hodnocení representativnosti existujících vzorkovacích míst pro měření kvality ovzduší a jejich vypovídací schopnosti ve vztahu k jiným lokalitám.

22

23 Přichází v úvahu: v lokalitách s významnými lokálními zdroji v místech, kde bylo zrušeno stacionární řešení v případě sledování účinnosti opatření ke snížení znečištění ovzduší na základě imisní/emisní analýzy (Strategie, využití OP, plány rozvoje města) průkaznost stavu politické rozhodnutí V případě stížností/konfliktů

24 seznámení se záměrem objednatele (důvod, finanční možnosti) představení možností měření a vyhodnocení (délka měření, způsob, počet lokalit, ) výběr způsobu měření (v souladu s potřebou a možnostmi objednatele se zahrnutím přínosu měření - pro obyvatele, státní správu, zdroje, ) výběr lokalit měření (vhodná lokalita/y s dostupností všech potřeb pro kvalitní měření, zajištění bezpečnosti, obsluhy, )

25 vlastní měření (včetně zajištění kvality měření, smluv a proškolení případné obsluhy, ) vyhodnocení měření se zahrnutím požadavku objednatele (kromě výsledků v tabulkách a grafech zhodnotit slovně jak vlastní měření, tak i jeho důsledky např. v případě zdravotních dopadů nutná spolupráce s dalšími odborníky) v případě potřeby zajistit oponenturu odborníků seznámení objednatele s výsledky měření (předání zprávy, analýzy, rozptylové studie, ) seznámení širšího vedení/obyvatel s výsledky měření (nejlépe veřejné zasedání)

26 V úvodní fázi analýzy problému a přípravy projektu je nutno v prvé úrovni upřesnit a diskutovat zadání, které musí jednoznačně stanovit požadavky na data o kvalitě ovzduší (rozsah, prostorové a časové pokrytí) a na vyhodnocení a interpretaci. Druhá rozhodovací úroveň pak již má čistě praktický obsah a souvisí s ekonomickou analýzou, která rozhodne o tom, zda a v jakém rozsahu je zadání realizovatelné. Vypracování projektu měření, který vychází ze zadání a stanovuje takové požadavky na měření, aby jeho výstupem byla data, která umožní representativní deskripci problému a ověření stanovené hypotézy s případným vyústěním v návrhu řešení.

27 Zahrnuje průzkum lokality včetně popisu meteorologických faktorů (převládající směry větru, srážkový úhrn, vývoj teplot ), emisní inventuru, výběr indikátorů, rešerši podkladů o imisní zátěži v lokalitě a vymezení zájmové oblasti. Může zahrnovat i vstupní měření, jeho vyhodnocení a statistickou prostorovou analýzu. Nejdůležitějšími a vždy neopomenutelnými součástmi jsou průzkum lokality spojený s vymezením zájmové oblasti, emisní inventura a výběr indikátorů znečištění ovzduší a deskripce meteorologických faktorů. Místa vzorkování by měla, s výjimkou zdrojově zaměřených projektů, respektovat jak požadavky platného právního předpisu, tak zkušeností a selského rozumu včetně zajištění bezpečnosti obsluhy vzorkovacího zařízení a veřejnosti, přístupnost ke vzorkovacímu zařízení, zdroj elektřiny. Samozřejmostí by již v současnosti měla být jejich identifikace zeměpisnými souřadnicemi systémem GPS.

28 Rozsah, četnost a frekvence vzorkování. Legislativní požadavky jsou sice pokryty přílohami č. 2, 3 a 4 Vyhlášky 330/2012 Sb., ale základním určujícím kritériem vždy bude typ a rozsah požadovaných informací. Zatímco délka měření je obvykle určena zadáním, pro četnost a frekvenci vzorkování platí, že: pro hodnocení akutních účinků, krátkodobé variability (< 60 minut) a střednědobých (v řádu dnů) intervalů popisujících smogové či lokální zdrojové epizody je zapotřebí vzorkovat pomocí kontinuálních systémů s odpovídající úrovní integrace měřeného signálu tj. okamžitých koncentrací; pro hodnocení chronického působení a dlouhodobé zátěže je možno využít možností a výhod integrálních metod. Pro specifické škodliviny (prvky, persistentní organické polutanty), které jsou stanovovány postupy stopové analýzy, je to dokonce zatím jediné řešení. U integrálních metod lze aplikovat, při zachování potřebného rozsahu získávané informace, jak diskontinuální vzorkování, tak sumační odběry. Pro hodnocení ve vztahu ke stanoveným imisním (cílovým imisním) limitům však musí být splněny požadavky příslušného legislativního předpisu.

29 metodicky a organizačně relativně náročným postupem jsou kampaňová intervalová měření, která pokrývají standardní antropogenní cykly či variabilitu režimu hodnocených zdrojů v charakteristických obdobích (topná, přechodná, netopná sezóna). Jejich platnost lze, s jistou mírou aproximace, rozšířit statistickými postupy nebo analýzou dat z blízkých stacionárních stanic; do této kategorie lze zařadit i náhodné odběry vzorků. Patří sem plány založené na náhodném vzorkování (vzhledem k času a prostoru). Vyhodnocení pak vychází z předpokladu, že soubor náhodných měření pokrývajících minimálně kalendářní rok, lze s určitými omezeními používat jako representativní pro proměřovanou oblast. Přestože kampaňová a náhodná měření většinou nemohou splnit požadavky právního předpisu, tj. získané výsledky mohou mít ve vztahu k platným imisním či cílovým imisním limitům pouze orientační charakter, je možno tímto přístupem získat velmi cenná data. Vyhodnocení takových datových souborů se ovšem musí řídit jinými než legislativně závaznými principy a je často založeno na řešení modelů statistické prostorové analýzy.

30 Výběr vhodných analytických metod pro měření kvality ovzduší a odběr vzorků vždy vychází ze spektra vybraných indikátorů a typů hodnocených zdrojů. Rozhodují vždy požadavky na získávané základní charakteristiky studovaných znaků kvality ovzduší (okamžité nebo integrální hodnoty) a ekonomické hledisko. Je nutné vždy zvážit, v závislosti na zadání a možnostech pracoviště, jaké postupy budou použity v konkrétním případě. Vybrané analytické metody musí být vždy validovány. Obecným doporučením je využít možnosti kontinuálních metod při krátkodobých měřeních cílených na deskripci variability a koncentračních excesů a integrálních metod pro dlouhodobé projekty. Technické normy již zahrnují mimo postupu analýzy i popis postupu definovaného odběru vzorku, lze zde zestručnit požadavky na systém zajištění jakosti. Laboratoř organizace zajišťující měření, musí mít v ČR platný uznaný systém jakosti tj. akreditaci ČIA podle ČSN EN ISO/IEC nebo resortní autorizaci MŽP ve znění 32 až 34 zákona o ochraně ovzduší. Možnou eventualitou mohou být i jiné systémy jakosti, které jsou v ČR, členské zemi Evropské unie, uznávány.

31 Specifikace a instalace měřicího - vzorkovacího systému, zkušební provoz, měření. V této fázi musí být zajištěny všechny náležitosti spojené s instalací měřicího vzorkovacího systému včetně proškolení obsluhy, zajištění sběru dat u kontinuálních metod a transportu vzorků do laboratoře a uplatnění všech nutných kontrolních procesů (záznamy, archivace dat, revize). Důležitou součástí, zvláště u automatizovaných systémů, je zkušební provoz odladění. Měření kvality ovzduší musí být plně kontrolovaným a průběžně ověřovaným rutinním procesem.

32 Representativnost vzhledem k dlouhodobým klimatickým trendům, plnění existujících legislativně stanovených kritérií, hodnocení ve vztahu k vlivu na zdraví.

33

34 Venkovní ovzduší: Vnitřní ovzduší:

35 Obecně - široké spektrum nezávislých typů mikroprostředí, které mohou mít zcela specifické mikroklima... lze definovat jako ovzduší, které nemá přímé spojení s ovzduším venkovním a/nebo je natolik ovlivňováno vnitřními zdroji, že se významně liší od ovzduší venkovního. Lze ho rozdělit na : - Byty (dosud neřešeno) - Pracovní prostředí (Vyhláška 361/2007 Sb. novela 68/2010 Sb. a 9/2013 Sb.) specifickou kategorií jsou zde tzv. čisté prostory (ve vztahu k produktu nebo činnosti) - Pobytové místnosti (jejich výčet je v 13 zákona 258/2000 Sb. ve znění následných právních úprav), definice ve vyhlášce 268/2009 Sb. - Ostatní (dopravní prostředky, jiné stavby např. archivy)

36

37 Zákon o ochraně veřejného zdraví č. 258/2000 Sb. v aktuálním znění, 13 Vyhláška MZ ČR č. 6/2003 Sb., kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností Vyhláška MMR ČR č. 20/2012 Sb., kterou se mění vyhláška č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby Vyhláška č. 343/2009 Sb., kterou se mění vyhláška č. 410/2005 Sb., o hygienických požadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých Metodický návod - pro měření a stanovení chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů kvality vnitřního prostředí podle vyhlášky č. 6/2003 Sb. Vydalo MINISTERSTVO ZDRAVOTNICTVÍ HLAVNÍ HYGIENIK ČESKÉ REPUBLIKY, V Praze dne 23.března 2007 (čj. OVZ /8559)

38 nízké měřené koncentrace (1, až 1, ), nehomogenita koncentračních polí, komplexnost dějů, chemismus emitovaných látek a dynamika spolupůsobících zdrojů s sebou přináší zvýšené nároky na systém zajištění jakosti získávaných údajů. Na: - reprezentativnost měření (v relaci k zadání měření) závislou na zvolené strategii (plánu) vzorkování na lokalizaci odběrových míst, na četnosti a frekvenci vzorkování a na dalších, často neovlivnitelných faktorech, ze kterých mezi nejvýznamnější z nich patří mikroklimatické jevy; - validaci použité měřicí metody (včetně vzorkování) - kvalifikaci pracovníků, na archivaci a správu dat, kontrolu údajů, verifikaci primárních naměřených hodnot - zpracování a interpretaci

39 - Při analýze a přípravě projektu a při měření respektovat - tvar prostoru a rozmístění potenciálních zdrojů, systém výměny vzduchu, povahu a režim činnosti zdrojů, uživatele a jejich činnosti, typ a využití měřeného prostoru a mikroklimatické faktory. - Měření nebo odběr vzorku nesmí významně ovlivnit/ovlivňovat aktivity a využití vnitřního prostředí (hluk, zábor prostoru) ani měřené hodnoty. - Odběr nebo měřené hodnoty nesmí být ovlivněny uživatelem/uživateli proměřovaného prostoru. - Tam, kde lze - využít analyzátory/metody používané pro analýzu vnějšího ovzduší.

40 instalace a kontrola systému 40

41 41

42 Metodický návod - pro měření a stanovení chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů kvality vnitřního prostředí podle Vyhlášky č. 6/2003 Sb. vydalo Ministerstvo zdravotnictví hlavní hygienik České republiky, v Praze dne 23.března 2007 (čj. OVZ /8559) 42