10. MONITORING PERSISTENTNÍCH ORGANICKÝCH POLUTANTŮ

Transkript

1 1. MONITORING PERSISTENTNÍCH ORGANICKÝCH POLUTANTŮ 1.1 Úvod První návrh koncepce monitoringu POPs - projekt SYMOS (Systém Monitoringu Organických sloučenin) byl vzat za základ koncepce ČHMÚ Praha a TOCOEN, s.r.o. Brno a je základem dlouhodobého monitoringu POPs na observatoři v Košeticích. Monitoring POPs byl rovněž součástí monitoringu potravních řetězců realizovaného v návaznosti na vládní usnesení 48/92. Systematicky se problematice monitoringu znečištění prostředí persistentními organickými látkami věnuje Ministerstvo zdravotnictví. V rámci Ministerstva životního prostředí a Ministerstvo zemědělství existují části velmi dobře koncepčně propracované (monitoring povrchových a podzemních vod ČHMÚ a VÚV a původní monitoring cizorodých látek v potravních řetězců nebo monitoring půd ÚKZÚZ). Přes uvedené je však možné konstatovat, že v současné době neexistuje dlouhodobá koncepce monitoringu integrující problematiku POPs ve smyslu mezinárodních závazků (Stockholmská konvence, Protokolu o POPs UN ECE CLRTAP) a na ani na meziresortní ani na resortní úrovni a také existuje minimální snaha o meziresortní koordinaci, optimální využití vkládaných finančních prostředků a využití a interpretaci získaných dat. Přesto jak vyplývá z kapitol 6-9 je množství informací o stavu kontaminace abiotických a biotických složek prostředí persistentními organickými látkami v ČR na vysoké úrovni a to i ve srovnání s řadou zemí EU. 1.2 Ministerstvo životního prostředí Úvod MŽP ČR garantuje původní program Hodnocení stavu životního prostředí: Monitoring cizorodých látek v potravních řetězcích (MR/14/95) vycházející z usnesení vlády ČR č. 48 ze dne 1/6/92. Projekt, který byl v létech koordinován VŠCHT Praha, navazoval na etapy koordinované Českým ekologickým ústavem. Pokud jde o POPs, zahrnoval sledování obsahu polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs), polychlorovaných bifenylů (PCBs) a organochlorových pesticidů (OCPs). Bylo sledováno 12 PAHs (z 16 prioritních dle US EPA nebyl sledován naftalen, acenaften, acenaftylen a fluoren), 7 indikátorových kongenerů PCBs (28, 52, 11, 118, 138, 153, 18) a 6 organochlorových pesticidů (α-, β-, γ-hch, HCB, DDT, DDE, případně další metabolity DDT). Do tohoto monitoringu bylo zahrnuto 22 lokalit, kde byly PAHs sledovány v zemědělských plodinách (jablka, pšenice, olejniny a zelí), krmivu, pylu, rybách, mechu, jehličí, úhrnné atmosférické depozici. PCBs a OCPs byly sledovány ve volně žijící zvěři (zajíc, srnec), bramborách, pylu, rybách, mechu, jehličí, mokré atmosférické depozici. V programu ovšem nebyla sledována půda a voda. Pro mezinárodní výkazy v oblasti ochrany ovzduší mají být do AE Guidebook zařazeny planární toxické kongenery IUPAC 77, 126, 169, v případě dostupnosti látky sekundární důležitosti: 118, 15, 123, 114, 156, 157, 167, 189. Těmto požadavkům odpovídá pouze jediný výše uvedený kongener 118. České MŽP (odbor odpadů) uvádí výčet kongenerů PCB na adrese da9?OpenDocument Součástí bylo i sledování směru pohybu organických kontaminantů nad územím ČR (PAHs). Vzorkovací stanoviště (7) byla umístěna na radiotelekomunikačních střediscích a stanicích. V-1

2 Dále byla realizována řada pilotních studií zaměřených například na jakost vzorkování, studium imisního poškození jehličí, hodnocení vlivu cizorodých látek na živé organismy, šíření vybraných polutantů a speciační analýzu. Program měl jako nedílnou součást řadu let zakomponován systém zabezpečení jakosti a řízení jakosti. Program měl oproti původnímu záměru spíše charakter výzkumný (byl také organizačně přeřazen do programu Věda a výzkum) a monitorovací část má charakter sledování zátěže určitých složek prostředí vybranými polutanty. Výsledky jsou prezentovány jednak formou ročenek (Hodnocení stavu ŽP - monitoring cizorodých látek v potravních řetězcích) a jednak na internetu na www stránce projektu ( V současné době jsou data z monitoringu z let uložena v databázi monitoringu, která je přístupná na serveru Komplexní databáze, která obsahuje konzistentní data z let , je k dispozici na vyžádání u garanta projektu. Každoroční výstupy z jednotlivých studií jsou dostupné u koordinátora projektu (VŠCHT Praha) nebo na MŽP Podprojekt plošného a komplexního monitoringu Úvod Realizace projektu vycházela z koncepce vzniklé v přípravné fázi tak, aby byly naplněny cíle usnesení vlády č. 48/1992. Pro výběr jednotlivých skupin cílových environmentálních kontaminantů do prezentovaného projektu byla použita následující kriteria: priority identifikované programem WHO Global Environmental Monitoring System (GEMS), spektrum sloučenin sledovaných v obdobných zahraničních studiích či monitorizačních programech, aktuální seznamy prioritních polutantů uváděných v mezinárodních konvencích a dokumentech EU, specifické problémy zaznamenané v rámci existujících studií zaměřených na incidenci kontaminantů v různých složkách ekosystému ČR, kontaminanty sledované v rámci monitoringu realizovaného na úrovni resortu Ministerstva zemědělství a Ministerstva zdravotnictví. Výsledky monitoringu měly přinést odpovědi na následující otázky: Jaký je výskyt a jak vysoké jsou běžné koncentrační hladiny (rozmezí) prioritních škodlivin v rostlinných a živočišných tkáních v různých oblastech České republiky (též v porovnání s údaji zahraničními)? Které indikátorové matrice (bioindikátory) jsou vhodné pro seldování úrovně znečištění, případně jaká je jich vypovídací hodnota? Jaké jsou rozdíly v zátěži jednotlivých regionů a lze usuzovat na zdroje znečištění? Jaké jsou dlouhodobé trendy v zátěži biotických složek životního prostředí? Do které oblasti je třeba orientovat další výzkumné či monitorovací aktivity? Výběr 22 sledovaných lokalit byl zachován po celou dobu trvání projektu, původní výběr kombinací analyt / matrice prošel určitým vývojem, jehož cílem bylo odstranit zbytečné duplicity s dalšími rezortními monitoringy a také vyloučit matrice s nízkou vypovídací hodnotou. Tento monitoring byl označen jako monitoring plošný. V-2

3 V roce 1996 došlo k výraznému rozšíření sledovaných matric o některé biotické složky životního prostředí, které slouží jako indikátory zátěže nejenom potravních řetězců člověka, ale i dalších volně žijících živočichů. Na 5 lokalitách (od roku 1999 v 6ti lokalitách), vyčleněných z původních 22, byl iniciován tzv. komplexní, resp. cílený monitoring. Zvoleny byly lokality charakterizující v maximální míře typické územní celky České republiky, a to jak morfologicky (nadmořská výška, orientace vůči převažujícímu směru větru apod.), tak s ohledem na zátěž (rozsah emisí) související s intenzitou anthropogenních činností. Soubor těchto stanovišť měl dále zahrnovat maximální množství analyzovaných materiálů, především bioindikátorů znečištění prostředí. Cílem tohoto projektu bylo: určení kritérií výběru vhodné lokality pro plošný monitoring znečištění (stavu) životního prostředí, určení typu analytické matrice zahrnující maximální míru informace o znečištění (stavu) životního prostředí, určení typu analytů, schopných poskytnout maximální míru informace o znečištění (stavu) životního prostředí, určení časového úseku nezbytného pro efektivní plošný monitoring znečištění (stavu) životního prostředí, vytvořit prostředí pro pilotní projekty (stomatální vosk, obsah znečišťujících látek v savcích, rybách apod.). Hlavním výsledkem plošného a komplexního monitoringu bylo vytvoření databáze o koncentračních hladinách sledovaných polutantů ve vybraných složkách životního prostředí a bioindikátorech. Databáze projektu vytvořená v letech obsahuje celkem záznamů (databázových vět). V rámci projektu byla značná pozornost věnována jak prostředkům zpřístupnění získaných dat orgánům státní správy, tak formě jejich efektivní prezentace a následného využití. Stručně lze dosažené výstupy charakterizovat následovně: Byly vybudovány prostředky pro uchovávání a sdílení informací uložených v databázi monitoringu. Vlastní databáze je založena na RDB Oracle. V roce 1997 byl umožněn on-line přístup do databáze primárních dat monitoringu prostřednictvím počítačové sítě a klienta pro MS Windows. Udělení přístupových práv do této databáze je v kompetenci MŽP. Systém dovoluje výběr jakéhokoliv souboru dat pro další zpracování a tabulkové či grafické znázornění. Umožňuje porovnání úrovně kontaminace různých matric v jednotlivých lokalitách, popř. v různých časových úsecích. Vybraná data je také možno exportovat ve formátu vhodném pro použití v jiných programech. Prostředky vybudované v rámci tohoto monitoringu tak dovolují naplňovat doporučení OECD týkající se volného přístupu k datům o znečištění životního prostředí 1. Vybraná data byla - spolu s kritickými komentáři a srovnáním se zahraničními systémy - publikována v jednotlivých ročenkách za léta 1995, 1996, 1997 a Tyto ročenky byly vydány v nákladu 2-25 výtisků a distribuovány prostřednictvím MŽP. Výsledky za roky 1999 a 2 byly publikovány v rámci souhrnného hodnocení let v nákladu 1 výtisků a jsou také distribuovány prostřednictvím MŽP. 1 United Nations, Economic Commission for Europe Committee on Environmental Policy Preparatory Meeting on Environmental Monitoring (September 2) - Reference: OECD (1999), Environmental Performance Reviews: Czech Republic, Paris Recommendations to the Czech Republic (1998): - Continue to develop the system for providing environmental information and implement the principles of free and easy access to this type of information - Improve data collections and reporting on heavy metals and other toxic substances V-3

4 Získaná data byla rovněž analyzována metodami multivariační analýzy: analýzou hlavních komponent (Principal Component Analysis, PCA) a shlukovou analýzou ve formě tzv. fuzzy analýzy. Jedná se o matematické prostředky, které dovolují extrahovat z rozsáhlých polí dat požadované informace. Dílčí výsledky těchto analýz již byly publikovány v rámci vydávaných ročenek. Projekt přinesl zcela původní přístup k hodnocení rozsáhlého souboru dat o zatížení životního prostředí, který dovoluje celou řadu objektivizovaných rozhodnutí ať již jde o oblasti, které by měly být předmětem zvýšeného zájmu z hlediska monitorovacích aktivit, tak o výběr vhodných matric s vysokou vypovídací hodnotou. Získané výsledky jednoznačně dokumentují vhodnost použití bioindikátorů (včetně některých zemědělských plodin) pokud jde o hodnocení stavu životního prostředí. Např. pyl, jehličí a mech lze doporučit jako vhodné bioindikátory zátěže ekosystému atmosférickými polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAHs) s komplementární vypovídací hodnotou 2. Souhrnně lze dokumentovat, že transport sledovaných znečišťujících látek ovzduším je dominantním zdrojem kontaminace ekosystému. Formulovat lze některé obecné závěry: Z pohledu hodnocení a ochrany životního prostředí je zajímavá skutečnost, že zatímco v rozsahu kontaminace jednotlivých lokalit PAHs se promítaly jak lokální emisní zdroje tak i dálkový přeshraniční transport (viz vesměs zřetelně zvýšená kontaminace PAHs prokazovaná u většiny lokalit na Moravě), v případě polychlorovaných bifenylů (PCBs) a perzistentních organochlorových pesticidů (OCPs) nebyly v rozsahu kontaminace terestrické složky ekosystému prokázány významné rozdíly a lze předpokládat, že se uplatňuje především imisní zátěž odpovídající dálkovému přenosu (jedinou výjimkou byla lokalita Jindřichův Hradec, kde opakovaně vysoké nálezy PCBs v pylu signalizovaly existenci lokálního emisního zdroje) 3. Na závěr této části lze konstatovat, že prezentované výsledky dovolují do budoucna výrazně zjednodušit a zefektivnit relevantní monitorizační aktivity a zlepšit ekonomické parametry resp. snížit náklady nezbytné pro realizaci této činnosti Podprojekt Zephyr Projekt s označením Zephyr představuje unikátní experiment zaměřený na dálkový přenos vybraných polutantů. Studie byla koncipována pro zjištění využitelnosti výškových vzorkovacích stanovišť při charakterizaci kvality ovzduší v regionálním měřítku. Při vývoji projektu byly sledovány tyto hlavní cíle: určení převládajících směrů pohybu vybraného souboru anorganických (As, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, V, Zn) a organických kontaminantů (12 PAHs) v mezní vrstvě atmosféry pro dané stanoviště, 2 V rámci monitoringu byly PAHs sledovány v různých typech rostlinných bioindikátorů, které vlastně reprezentují pasivní vzorkovače ( passive samplers ). Podle délky expozice atmosférickým imisím je možné je rozdělit do tří skupin: jablka, olejniny (řepka), pšenice, zelené krmivo (vojtěška) - reprezentují vegetační období dané plodiny event. interval mezi sečí, směsný plástový pyl - reprezentuje období květu flóry vyskytující se v dané lokalitě v okruhu několika kilometrů od daného úlu, jehličí smrku ztepilého, mech celoročně dostupné. Vypovídací schopnost jednotlivých indikátorů není identická - hodnoty celkových nálezů PAHs i jejich zastoupení se výrazně liší. 3 V navazujícím projektu byl v rámci pilotní studie proveden pokus o lokalizaci zdroje kontaminace v této lokalitě. Na základě úrovně nálezů PCB v různých typech matric (půdě, rostlinách a živočiších) a zastoupení jednotlivých kongenerů PCB ve směsi byla vyloučena přítomnost plošného zdroje kontaminace; za bodový zdroj znečištění lze považovat v tomto případě nátěrovou hmotu použitou pro ošetření povrchu úlu. V-4

5 lokalizace zdrojů znečištění ovzduší stanovišť vybraným souborem anorganických a organických analytů, posouzení případného vlivu dálkového transportu vybraného souboru anorganických a organických analytů pro dané stanoviště, určení geografické plochy, kterou získané výsledky charakterizují (rozlišení regionálního nebo místního charakteru vzorkovaného ovzduší) vycházející z identifikace uvedených zdrojů, posouzení případného rozdílu charakteru vzorku z výškového a pozemního stanoviště. Z nejvýznamnějších aktivit realizovaných v průběhu řešení studie Zephyr lze uvést následující: Byla vybudována síť vzorkovacích zařízení pro odběry těžkých kovů a polycyklických aromatických uhlovodíků a dále zařízení pro monitorování směru a rychlosti větru na výškových plošinách 7 radiokomunikačních věží na našich hraničních horách a v Praze. Odběrová zařízení byla umístěna ve výšce 4 až 13 m nad okolním terénem. V průběhu 5 let bylo získáno 3 údajů o množství uvedených škodlivin zachycených za měsíc spolu s údaji o rychlosti a směru větru v daném vzorkovacím bodě. V průběhu 5 let byly získány údaje o množství uvedených škodlivin zachycených ve 3- denních intervalech v synchronizovaných časových řadách, spolu se simultánním sběrem údajů o rychlosti a směru větru v daném vzorkovacím bodě. Proces šíření a chování organických kontaminantů v ovzduší se ukázal jako značně odlišný v porovnání s procesy ovlivňujícími výskyt anorganických kontaminantů. Výsledky monitoringu na výškových stanovištích ukázaly možnost podchytit některé významnější epizody dálkového přenosu především organických polutantů, minimálně v evropském měřítku. Při hodnocení získaných dat byly určeny analyty s největším vlivem na charakter ovzduší daných výškových stanovišť, byla porovnána kvalita ovzduší stanovišť a zjištěno, že jednotlivá stanoviště jsou po většinu sledovaného období ovlivňována regionálními podmínkami. Výsledky monitoringu s využitím výškových stanovišť charakterizují ovzduší regionu o rozloze nejméně stovek km 2. Na základě analýzy dat získaných ze souběžného monitoringu na pozemním a výškovém stanovišti v Praze vyplynuly výrazné rozdíly v kvalitě ovzduší dané především naprosto odlišnou skladbou anorganických i organických kontaminantů Podprojekt Studium chemického složení jehlic smrku ztepilého jako bioindikátoru zatížení životního prostředí Jehličí smrku ztepilého (Picea abies) bylo původně zařazeno do monitoringu tzv. komplexních lokalit pouze jako přirozený (pasivní) vzorkovač atmosférických polutantů s lipofilním charakterem. Další fází ve sledování vlivu zátěže ovzduší na stav smrkových porostů byla studie, jejímž cílem bylo analyzovat vztah mezi chemickým složením a morfologií vosku jehlic smrku ztepilého a zatížením dané lokality znečišťujícími látkami. V průběhu realizace projektu byly ověřeny nové metody odběru jehlic pro sledování epistomatálního vosku na jehlicích smrku ztepilého. Dále byly analyzovány rozdíly v chemickém (obsah hlavních komponent vosku, obsah přirozených pigmentů, terpenických sloučenin a PAHs) a morfologickém složení vosku a v emisi terpenických látek získaných v různých lokalitách vybranými spektroskopickými a chromatografickými technikami. Na základě získaných údajů byl navržen způsob hodnocení celkového zdravotního stavu stromu a podmínek růstu s ohledem na zatížení lokality polutanty a provedeno komplexní zhodnocení zátěže dané lokality organickými kontaminanty. V-5

6 Pilotní studie Pilotní studie realizované v rámci projektu se detailněji zabývaly otázkami sledování a hodnocení kontaminace vybraných složek ekosystému. Jednotlivé aspekty resp. tématické oblasti stručně charakterizované v následujících odstavcích, reflektovaly jak podněty získané v rámci plošného monitoringu, tak i aktuální trendy zaznamenané na mezinárodní úrovni a to jak oblasti vlastních environmentálních kontaminantů, tak i pokud jde o metody jejich sledování. V neposlední řadě byla pozornost věnována aplikaci moderních způsobů hodnocení biologických efektů vyvolaných znečistěným prostředím u biot. Byly realizovány následující studie; u některých z nich jsou stručně shrnuty v navazujících odstavcích jejich nejzajímavější výstupy: A. Hodnocení zátěže vodního ekosystému Syntetické analogy pižma V devadesátých letech minulého století byla do skupiny perzistentních environmentálních organických kontaminantů nově zařazena i skupina aromatických sloučenin používaných v kosmetickém průmyslu, při výrobě detergentů a různých vonných substancí. Jde o syntetické analogy pižma musk sloučeniny. Musk sloučeniny reprezentují relativně nepolární, lipofilní kontaminanty, se schopností kumulace ve složkách životního prostředí. Jsou charakterizovány vysokými hodnotami log Kow vesměs srovnatelnými s hodnotami uváděnými pro polychlorované bifenyly nebo organochlorované pesticidy. První nálezy syntetických analogů pižma byly identifikovány ve vzorcích ryb v zálivu u Tokia v Japonsku již v roce V následujících dvaceti letech byly tyto sloučeniny identifikovány ve všech složkách vodního ekosystému a také jako kontaminanty lidského organismu (byly identifikovány jak v mateřském mléce tak i ve složce tukové a krevní plazmě). Prezentovaná studie shrnuje jak základní informace o této skupině nových kontaminantů, tak především výsledky získané v rámci vyšetření více než 8 vzorků ryb a dalších složek vodního ekosystému v letech V rámci provedených experimentů byla nejprve vyvinuta a validována metoda pro stanovení pěti zástupců polycyklických sloučenin (celestolid, phantolid, traseolid, galaxolid, tonalit) a dvou zástupců nitrovaných sloučenin (musk xylen a musk keton). V posledním roce studie byly provedeny i první analýzy metabolitů nitrovaných derivátů syntetických analogů pižma (4-amino musk xylen, 2-amino musk xylen a 2-amino musk keton). Z hlediska hodnocení zátěže vodního ekosystému ČR musk sloučeninami lze za nejvíce kontaminované označit lokality, kde řeky opouštějí velké městské aglomerace, jedná se zejména o Klecany na řece Vltavě a Srnojedy na řece Labi. V obou těchto lokalitách byly zjištěny výrazně vyšší nálezy především polycyklických sloučenin. Tento fakt potvrzuje, že primárním zdrojem těchto sloučenin je komunální odpad V porovnání se zahraničními studiemi, jsou koncentrace musk sloučenin (zejména polycyklických-galaxolidu a tonalidu) relativně velmi vysoké, což může souviset s rozdíly v technologiích využívaných při čištění odpadních vod. Srovnání relativního zastoupení jednotlivých látek ukazuje na jejich odlišný osud (příjem, metabolismus, exkrece) v cejnu velkém ve srovnání s ostatními druhy sledovaných ryb. Rozdíly ve spektru musk sloučenin byly zjištěny jak ve svalovině, tak i v játrech. Podobné diference naznačují i nálezy 4-amino musk xylenu, který je hlavním metabolitem musk xylenu. Odlišné poměry metabolit/mateřská látka u jednotlivých druhů ryb ukazují na možnost rozdílných metabolických cest pro odbourávání těchto látek. V-6

7 Metabolity nitrovaných derivátů musk sloučenin mají v porovnání s mateřskými látkami vyšší karcinogenní potenciál a vyznačují se potenciálem interagovat s endokrinními systémy. Jejich poměrně vysoké nálezy v rybách jsou dalším důvodem, proč nadále monitorovat množství těchto látek ve vodním ekosystému. Perzistentní organochlorové sloučeniny Pro sledování zátěže vodního ekosystému persistentními organochlorovými xenobiotiky (indikátorové PCB a další látky) byly zvoleny nejvíce dostupné druhy sladkovodních ryb, lovené v monitorovaných lokalitách (Labe - Pardubice, Berounka - Praha-západ, Otava - Strakonice, Morava - Uherské Hradiště, Sázava - Žďár n. S.). Porovnání jednotlivých lokalit bylo provedeno pomocí nejhojněji zastoupeného druhu jelce tloušťě (Leuciscus cephalus), u kterého byly zjištěny při vyjádření na extrahovatelný lipidický podíl řádově srovnatelné obsahy sledovaných látek. Při přepočtu na celkovou svalovinu (tj. jedlý podíl, který představuje lepší vyjádření pro odhad zátěže člověka plynoucí z potenciální dietární expozice) byla jako relativně kontaminovaná klasifikována odběrová lokalita Uherské Hradiště (UH) na řece Moravě. Nálezy PCBs (suma) dosahovaly u starších bioindikátorových organismů až 16 ng.g -1 svaloviny. Celkově vyšší průměrné v jejich svalovině lze přičíst relativně vyšší tučnosti oproti rybám z jiných sledovaných lokalit. Dominantní příspěvky byly ve všech případech tvořeny výšechlorovanými kongenery PCB 153, 138 a 18. Se vzrůstající hmotností byl pozorován rostoucí obsah indikátorových PCBs ve svalovině, což je důkazem v literatuře často popisovaného jevu tzv. bioakumulace. Ze skupiny látek isomerů HCH tvořil dominantní příspěvek γ-isomer (tj. lindan), v minulosti často aplikovaný pro svoje insekticidní účinky. Ze skupiny látek DDT a jeho isomerů byl dominantní podíl tvořen p,p -DDE (příspěvky o,p - isomerů byly ve všech případech zanedbatelné), jejichž obsahy klesaly v pořadí DDE >> DDD > DDT, přičemž na Moravě byly zjištěny absolutně nejvyšší hladiny (až 1 ng.g -1 ). Hladiny průmyslových xenobiotik HCB se pohybovaly v řádu jednotek ng.g -1 svaloviny, zatímco obsahy oktachlorstyrenu (OCS) byly ve všech případech pouze desetiny ng.g -1. Při mezidruhovém srovnání byly při vyjádření nálezů perzistentních organochlorových kontaminantů na extrahované lipidy nalezeny u sledovaných druhů řádově stejné obsahy, při vyjádření na svalovinu se však vlivem vyššího obsahu lipidů u parmy obecné (Barbus barbus) významně projevily vyšší obsahy lipofilních látek (parma také dosahuje vysokého věku a hmotnosti za pomalého růstu, což je ideální pro sledování hydrofobních xenobiotik). Pro toxikologické zhodnocení rizika plynoucího z expozice kontaminovanou dietou je nutné provést vyšetření na obsah karcinogenních non- a mono-ortho (minoritních) kongenerů PCBs. V roce 2 byly provedeny analýzy dvou vzorků na obsah environmentálních karcinogenů, a to nejen toxických PCBs, ale i 17 prioritních PCDDs/Fs. U cejna velkého (Abramis bramis) z lokality Vltava - Klecany byla zjištěna hodnota f TEQ (22 pg.g -1 ), u parmy obecné z Labe - Dříteč nad Pardubicemi byla nalezena nižší hodnota (8 pg.g -1 ). Příspěvky polychlorovaných dibenzodioxinů a dibenzofuranů k celkové hodnotě f TEQ byly ve srovnání s PCBs menší (jen 11 %). Hodnocení zátěže vodního ekosystému PAHs na základě stanovení 1-hydroxypyrenu jako expozičního biomarkeru Pro kvantitativní posouzení expozice ryb biodostupnou frakcí PAHs se jako optimální jeví sledování representativního metabolitu, který lze s dostatečnou přesností stanovit. Jednou z takových sloučenin, dosud využívaných především ve studiích zaměřených na hodnocení expozice člověka, je 1- hydroxypyren (1-OHPY). V-7

8 Během presentované tříleté studie se 1-hydroxypyren osvědčil jako vhodný biomarker zátěže vodního ekosystému polyaromáty. Byla vyvinuta a validována jednoduchá analytická metoda stanovení tohoto biomarkeru ve žluči ryb. Pro dostatečnou reprezentativnost výsledků je nutné provádět hodnocení zátěže vodního ekosystému vždy na větším počtu ryb. Naplnění tohoto požadavku může být ovšem limitováno omezeným výskytem některých druhů ryb v různých lokalitách (např. okouna říčního, parmy obecné). Z tohoto hlediska se zdá být vcelku univerzálním bioindikátorem kontaminace vodních toků PAHs v ČR jelec tloušť a cejn velký. Oba tyto druhy se hojně vyskytují v našich řekách, a protože patří mezi všežravé druhy žijící při dně řek, mohou odrážet nejen příjem PAHs z kontaminované vody a sedimentů, ale také z potravy. Pro horní toky řek a horské bystřiny úlohu bioindikátoru kontaminace PAHs velmi dobře splňuje pstruh obecný. Tento druh dravých ryb odráží expozici PAHs prostřednictvím potravního řetězce, protože hlavní součást jeho diety jsou bentické bezobratlé organismy. Mezi obsahem 1-OHPY ve žluči pstruha a hladinami PAHs v sedimentu byly zjištěny positivní korelace. Podobný vztah byl pozorován také pro ostatní druhy ryb na Vltavě a Labi. Na straně druhé, korelace mezi nálezy 1-OHPY ve žluči jednotlivých druhů ryb a délkou jejich těla či jejich hmotností nalezena nebyla. Tato skutečnost potvrzuje hypotézu o poměrně rychlém metabolismu PAHs v organismu ryb, kdy hladiny 1-OHPY v rybách odrážejí spíše střednědobou zátěž ekosystému v dané lokalitě a k dlouhodobější kumulaci metabolitů PAHs v jejich orgánech nedochází. Všechny lokality s vyšším stupněm kontaminace se nacházely v těsné blízkosti průmyslových oblastí a městských aglomerací, které jsou vždy rozhodujícími zdroji znečištění. Potěšitelnou skutečností však bylo, že během tříletého období screeningu vodního ekosystému došlo k určitému celkovému snížení hladin PAHs v sedimentech v říčních profilech nacházejících se na Vltavě, což svědčí o klesající kontaminaci vody a sedimentů, pravděpodobně v důsledku účinných opatření směrovaných na ochranu čistoty tohoto vodního toku. Obdobný trend na Labi ani na horním toku Tiché Orlice pozorován nebyl. Aplikace nových, alternativních vzorkovacích technik Mezi nově zavedené techniky vzorkování používané pro posouzení zátěže nejen terestrického, ale i vodního ekosystému se řadí absorpční technika semipermeabilního membránového zařízení (SPMD, Semipermeable Membrane Device). SPMD je poměrně jednoduché zařízení složené z polopropustné membrány z neporézního polymerního materiálu a vhodného pohlcovacího média, tzv. sekvestrantu, kterým nejčastěji bývá triolein, jenž simuluje svými vlastnostmi triacylglyceroly tvořící majoritní složku živočišných lipidů. Samotné vzorkování je založeno na prostupnosti vzorkovaných látek přes membránu k sekvestrantu a simuluje tak přestup kontaminantů biomembránou (vodních) organismů. Zařízení je proto někdy také nazýváno virtuální rybou. Membrány naplněné sekvestrantem bývají během vzorkování vodního ekosystému umístěny v nerezovém ocelovém koši s upevňovacím lanem. SPMD je technikou vhodnou zejména pro monitoring lipofilních organických látek v životním prostředí. U většiny látek se při sekvestraci projevuje vliv rozpustnosti a dostupnosti těchto látek ve vodě a u větších molekul také stérické jevy. Tato technika vzorkování umožňuje porovnávat zátěž vybraných lokalit vodních ekosystémů, popř. sledovat časový vývoj znečištění persistentními polutanty, a to bez nutnosti nákladných terénních odběrů dosud používaných indikátorových organismů. V první fázi studie realizované v rámci projektu MR/14/95 byla posuzována možnost využití SPMD pro vzorkování organických kontaminantů přítomných ve vodním ekosystému a vyvíjeny techniky pro izolaci a stanovení těchto látek v SPMD. V rámci navazujícího projektu VaV 34/1/1 (viz kapitola ) bylo potvrzeno, že integrální vzorkování pomocí SPMD dobře reflektuje biologicky V-8

9 dostupnou frakci kontaminantů; relativní zastoupení jednotlivých látek např. pro musk sloučeniny (a do značné míry i pro ostatní látky) velmi dobře koreluje se zastoupením nalézaným v lipidických tkáních ryb. Pro ostatní sledované analyty (polychlorované bifenyly a ostatní organochlorované pesticidy) nejsou nálezy porovnatelné absolutně, ale je možné sledovat jejich relativní zastoupení, resp. porovnávat relativní zátěže v různých místech, popř. sledovat časové trendy znečištění. Optimalizace vzorkovacích postupů technikou SPMD, zejména s ohledem na délku vzorkovací periody a eliminaci vlivu biologického zarůstání (biofouling), popř. i rozdílných teplot pomocí vhodných referenčních sloučenin (PRC) je také předmětem navazující studie realizované v rámci třetí etapy monitoringu projekt VaV 34/1/1 (viz kapitola ). Posouzení biologických efektů vyvolaných u ichtyofauny environmentálními kontaminanty Součástí biologického monitoringu zátěže povrchových vod různými typy environmentálních kontaminantů je i sledování zdravotního stavu ryb exponovaných těmto škodlivinám. Jedním ze sledovaných kritérií bylo též stanovení diferenciálního počtu leukocytů (leukogramu). Výsledné hodnoty jsou ukazatelem zejména imunitního stavu ryb. K jeho změnám dochází nejen při onemocnění ale právě i působením environmentálních faktorů, přičemž důsledkem působení polutantů jsou poruchy nespecifické imunity. V takovémto případě je vhodné stanovit tzv. index stresové zátěže (tj. poměr mezi procentem lymfocytů a procentem buněk myeloidní řady), který se vypočte na základě stanovení diferenciálního počtu leukocytů (leukogramu). Na základě zjištěných údajů bylo zřejmé jednoznačné odlišení indexů stresové zátěže v lokalitě Otava Štěkeň Kestřany a v lokalitě Berounka Všenory. Nejnižší hodnota indexu stresové zátěže byla u všech ryb zjištěna v lokalitě Berounka Všenory. To svědčí o snížené nespecifické odolnosti ryb a koresponduje se zvýšeným obsahem organických polutantů v tkáních těchto ryb. Naproti tomu v lokalitě Otava Štěkeň - Kestřany byl obsah organických polutantů v rybách nejnižší. To rovněž koresponduje s hodnotami nejvyššího indexu stresové zátěže. Index stresové zátěže zjištěný jak u jelce tlouště, tak u okouna říčního v lokalitě Otava byl signifikantně vyšší (P<,5) ve srovnání s indexem stresové zátěže prokázaným u těchto indikátorových druhů ryb v lokalitách Berounka, Labe a Morava. K nejrozšířenějším a nejvíce používaným biochemickým markerům kontaminace patří jaterní detoxikační enzymy cytochromy P45, u ryb především P451A. Cytochrom P451A je nejčastěji stanovován jako 7-ethoxyresorufin--deethylasa (EROD). Rybí jaterní mikrosomální cytochromy jsou indukovány 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxinem a strukturně příbuznými aromatickými látkami ze skupiny polychlorovaných bifenylů (koplanární PCB), ze skupiny polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs) a některými dalšími xenobiotiky vykazujícími toxicitu TCDD-typu. Jak ukázaly výsledky monitoringu, aktivita jaterních mikrosomálních cytochromů koreluje s výskytem toxických efektů kontaminantů typu TCDD. Z toho vyplývá nález vyšších aktivit těchto enzymů v játrech ryb z lokalit zatížených koplanárními kongenery PCB a kontaminanty ze skupiny PAHs. Významným biomarkerem pro hodnocení zatížení akvatických systémů látkami s estrogenním účinkem (xenoestregenními polutanty) je také přítomnost vitellogeninu u ryb samčího pohlaví. Za běžných podmínek je vitellogenin syntetizován vlivem steroidního hormonu estradiolu v játrech ryb samičího pohlaví. Z jater je vitellogenin transportován krví do zrajících folikulů vaječníků, kde je převeden na lipovitellin a phosvithin. Pokud se ve vodním prostředí vyskytnou látky s estrogenním účinkem, pak syntéza vitellogeninu probíhá i v játrech ryb samčího pohlaví. Cílem studie bylo posoudit zatížení vybraných lokalit řeky Tiché Orlice a jejího přítoku Kralického potoka prostřednictvím stanovení vitellogeninu v krevní plazmě pstruhů obecných. V-9

10 Relativně nejvyšší zátěž vodního ekosystému širokou škálou enviromentálních kontaminantů, včetně zástupců PCBs, některých organochlorových pesticidů či PAHs byla zjištěna v blízkosti lokality Králíky. Tato skutečnost zřejmě souvisí s přítomností emisního zdroje sledovaných škodlivin, zejména PAHs a PCBs. Obecně lze konstatovat, že výsledky obsahu vitellogeninu v krevní plazmě samců pstruha obecného z jednotlivých sledovaných lokalit v obou sledovaných rocích velmi dobře korespondují s výsledky provedeného chemického monitoringu, s výjimkou obsahu DDT a jeho metabolitů v sedimentech dna. Na základě zjištěných údajů lze říci, že byla potvrzena dobrá funkce vitellogeninu jako markeru přítomnosti xenoestrogenů. Identifikace konkrétních látek, které pozorovaný efekt vyvolaly, bude předmětem navazujících studií (viz kapitola ). Je nutné dodat, že na žádné ze sledovaných lokalit nebyly zjištěny žádné klinické příznaky onemocnění ryb. Patologickoanatomickým vyšetřením nebyly nalezeny žádné patologické odchylky, ryby byly v dobré výživné i zdravotní kondici. B. Hodnocení zátěže terestrického ekosystému Lokalizace zdrojů zátěže terestrického ekosystému estery kyseliny ftalové Výsledky získané v průběhu dvouleté studie na základě vyšetření vzorků trvalého travního porostu, zeminy, povrchové vody a sedimentu naznačují možný příspěvek potenciálních zdrojů ke zvýšení zátěže ekosystému estery ftalové kyseliny v jejich nejbližším okolí, především v lokalitě Lomnice nad Popelkou (impaktní oblast závodu Technolen technický textil, a.s.). V lokalitě Napajedla (impaktní oblast závodu Fatra, o.z. ALIACHEM) nebyl prokázán vliv sledovaného zdroje na zatížení ekosystému estery ftalové kyseliny. Naměřené soubory dat nás však neopravňují k závěru, že sledované zdroje ovlivňují výrazně vzdálenější oblasti pomocí dálkového transportu. Faktem je, že pozaďová lokalita (Košetice) vykazovala oproti sledovaným lokalitám vesměs nižší hladiny esterů ftalové kyseliny. Živočišné bioindikátory stavu životního prostředí V rámci šestileté studie byl sledován obsah perzistentních organochlorových sloučenin, PCBs, OCPs a příbuzných látek, ve vzorcích odebraných ze zajíců odlovených v siti 22 lokalit ČR. Ve všech vyšetřovaných vzorcích byla prokázána přítomnost prakticky všech běžných organochlorových perzistentních kontaminantů, dominantními složkami prakticky ve všech lokalitách byly p,p -DDE a výšechlorované indikátorové kongenery 138, 153 a 18. Souhrnně lze konstatovat, že hladiny PCBs v zajících indikovaly v Evropě běžnou úroveň zátěže. V žádné ze sledovaných lokalit v průběhu monitorizačního období nebyla zaznamenána přítomnost významného emisního zdroje. K obdobným závěrům vedlo i vyšetření na obsah OCPs a příbuzných látek Vysoký poměr p,p'-dde ku mateřské látce indikuje, že se jedná o historickou zátěž. Aplikace nových, alternativních vzorkovacích technik pro posouzení zátěže terestrického ekosystému PAHs a nitro-pahs Pro sledování zátěže terestrické složky ekosystému PAHs a nitro-pahs byly, stejně jako v případě vodních toků, testovány aplikační možnosti techniky SPMD. Na základě výsledků zjištěných vzorkováním PAHs a nitro-pahs pomocí SPMD membrán v ovzduší v letech 1999 a 2 byly jako nejvíce zatížené PAHs vyhodnoceny lokality Valašské Meziříčí, Olomouc, Průhonice a Ostrava. Naopak "nejčistší" byly Prachatice a Staňkov. Tyto dvě lokality vykazovaly také opakovaně nejnižší hladiny nitro-pahs. Nejvyšší hladiny nitro-pahs byly zjištěny v membránách z Ostravy, Teplic a Průhonic, tedy z míst, kde byla dominantní spíše intenzivní automobilová doprava. Srovnání provedené na území Slovenska rovněž plně potvrdilo loni zjišťované výsledky. V-1

11 Relativní zastoupení nitro-pahs v parní fázi se v letním období 2 u všech lokalit lišilo od spektra nalézaného na podzim 1999, což může být důsledkem jednak meteorologických podmínek (teplota, sluneční svit,...) a jednak vlivem topné sezony v říjnu Pro kvantitativní porovnávání úrovně zátěže za různých klimatických podmínek bude ale nutné vypracovat postupy využívající vhodných referenčních sloučenin k eliminaci vnějších vlivů. Byl prokázán jistý vztah mezi koncentracemi naftalenu v ovzduší a koncentracemi jeho nitro-derivátů, tj.1- a 2-nitronaftalenu. Vzhledem k předpokládanému mechanismu vzniku nitro-pahs a značnému dennímu kolísání však nebude zřejmě možno na základě měření koncentrací naftalenu provádět kvantitativní odhady koncentrací nitro-pahs. Z porovnání koncentrací PAHs a nitro-pahs ve volném ovzduší byly vypočteny hodnoty intenzit vzorkování SPMD (m 3.den -1 ). Byla tak demonstrována vhodnost SPMD membrán pro vzorkování PAHs jinak běžně sorbovaných na polyurethanovou pěnu (PUF) aktivních samplerů. Pozoruhodná je vysoká účinnost membrán pro nitroderiváty PAHs, především 1- a 2-nitronaftalen, 9-nitro-anthracen a 2- a 3-nitrofluoranthen. Jako bioindikátorová rostlina byla v této studii použita petržel. Byly vypočteny koncentrační poměry mezi SPMD a petrželí a též rovnovážné koeficienty mezi vzduchem a petrželí. Přes značné odlišnosti v sorpční kapacitě obou matric lze konstatovat, že v profilech (relativním zastoupení) PAHs a jejich nitro-derivátů nelze prokázat zásadní rozdíly. SPMD membrány by tedy zřejmě mohly vcelku dobře při pasivním vzorkování nahradit bioindikátorové rostliny, jakkoli s jistými omezeními. C. Modely pro zatížení životního prostředí těžkými kovy a polyaromatickými uhlovodíky v prachových částicích aerosolu a v některých biomarkerech Studie byla zaměřena na vytvoření časových plánů vzorkování a na získání dat za účelem vytvoření modelu lokality, která se vyznačuje různými zdroji znečištění (průmyslovou činností, dopravou, lokálními zdroji znečištění). Při tvorbě modelu byly využity biomarkery pro těžké kovy (dřevokazné houby), které se vyskytovaly v dané lokalitě. Současně byl sledován i obsah těžkých kovů a PAHs v prachových částicích aerosolu. Studie byla realizována v blízkosti emisního zdroje znečištění, DEZA Valašské Meziříčí. Jedním z cílů studie bylo i ověření různých způsobů zpracování vícerozměrných dat (PCA, fuzzy analýza, vícerozměrné regresní metody). D. Speciace organokovových sloučenin rtuti v životním prostředí Vzhledem k tomu, že organokovové sloučeniny rtuti představují významné kontaminanty životního prostředí a stanovení jejich stopových hladin je velmi obtížné, bylo cílem této studie ověřit možnosti speciace organokovových sloučeniny rtuti ve vybraných biotických matricích (dřevokazných houbách a rybách). Výstupem studie byl validovaný analytický postup pro stanovení sloučenin rtuti v biotických matricích Třetí etapa V letech tedy navázal na program Monitoringu cizorodých látek v potravních řetězcích další projekt s názvem "Vliv chemického znečištění životního prostředí na kontaminaci a kvalitu biotických složek ekosystému", opět podpořený grantem MŽP ČR (34/1/1). Zmíněný projekt je orientován zejména na: hledání nových, v ČR dosud nesledovaných environmentálních kontaminantů, V-11

12 analýzu trendů v zátěži terestrických a vodních ekosystémů vybranými perzistentními organickými látkami a toxickými kovy, sledování dlouhodobého působení kontaminovaného prostředí na biotu, hodnocení rizik, jejich prevence a eventuelně eliminace, vyhledávání nových způsobů vzorkování, vyhledávání nových vhodných bioindikátorových organizmů a biomarkerů expozice, navrhování metod pro komplexní hodnocení obsahu škodlivých látek z emisních zdrojů, stanovení transferu, expozice a synergických efektů prioritních škodlivin. Realizace výše uvedených cílů by měla důsledně vycházet z průběžné harmonizace jednotlivých aktivit s prioritami a aktuelními trendy v členských zemích EU i v návaznosti na kmenový soubor indikátorů deklarovaný OECD. Vzhledem ke spíše výzkumnému charakteru projektu, s přihlédnutém k uvedeným cílům a dále k poznatkům získaným v průběhu předchozí etapy, došlo v rámci tohoto projektu k omezení počtu lokalit sledovaných pro posouzení zátěže terestrické složky ekosystému na 6 (původně komplexně sledovaných). Pro sledování zátěže vodního ekosystému bylo vybráno 11 lokalit na řekách Vltavě, Labi a Tiché Orlici, výčet sledovaných analytů byl v obou případech zachován. PAHs jsou monitorovány v pšenici (zástupce zemědělských plodin), travním porostu, pylu, mechu, jehličí, úhrnné atmosférické depozici a dále v říčních sedimentech, PCBs a OCPs v pylu, rybách a říčních sedimentech. Vedle těchto běžně monitorovaných POPs byly do programu monitoringu zátěže vodního ekosystému zařazeny i další skupiny nových organických kontaminantů, jako jsou alkylfenoly a polybromované difenylethery. Sledování syntetických analogů pižma ( musk sloučenin) pokračuje v návaznosti na předchozí projekt. Data, zjištěná v rámci programu, jsou průběžně vkládána do databáze navazující na předchozí projekt. Dílčí výsledky získané v průběhu realizace některých studií v rámci projektu v letech 21 a 22, zejména z oblasti sledování zátěže vodního ekosystému, jsou uvedeny v následujícím textu. Porovnáním hladin kontaminace v jednotlivých lokalitách na řekách Vltava, Labe a Tichá Orlice byly potvrzeny rozdíly mezi nálezy organických kontaminantů ve vzorcích ryb odlovených v lokalitách nad a pod velkými městskými aglomeracemi. Nejvyšší hladiny všech sledovaných skupin organických polutantů byly zjištěny nejen v rybách, ale i v sedimentech, zejména pod významnou městskou aglomerací v lokalitě Klecany, umístěnou několik kilometrů po proudu řeky Vltavy pod Prahou, v blízkosti čističky odpadních vod, kde dochází k hromadění komunálních a průmyslových odpadů a dále v lokalitě Hřensko, tj. v místě, kde Labe opouští Českou Republiku. V rámci porovnání zátěže jednotlivých druhů ryb indikátorovými kongenery PCBs a PBDEs, vybranými OCPs, "musk" sloučeninami a alkylfenoly byly nejvyšší hladiny těchto analytů zjištěny ve vzorcích parmy obecné. Vysoké nálezy souvisí s poměrně velkou tučností svaloviny této ryby v porovnání s ostatními sledovanými druhy. Naopak nejnižší obsahy byly nalezeny ve vzorcích okouna říčního, který je zástupcem dravých ryb s relativně nízkým obsahem lipidů. Obecně bylo zaznamenáno, že se vzrůstající tučností sledovaných druhů ryb vzrůstá i rozsah kumulace všech sledovaných skupin perzistentních organických kontaminantů. Na příkladu PCBs a PBDEs jsou na obrázku 1-1 dokumentovány zmíněné trendy v zátěži sledovaných lokalit a jednotlivých druhů ryb na řekách Vltavě, Labi a Tiché Orlici. V souladu s nálezy PCB, PBDE a musk sloučenin v rybách byly i v případě SPMD zjištěny nejvyšší hladiny těchto skupin kontaminantů pod významnou městskou aglomerací, v lokalitě Klecany na řece Vltavě. Na obrázku 1-2 je na příkladu nálezů a relativního zastoupení hladin musk sloučenin v rybách a SPMD v lokalitě Klecany dokumentována vypovídací schopnost tohoto způsobu vzorkování. V-12

13 směr toku Labe směr toku Vltavy Tichá Orlice Obsah (µg.kg -1 svaloviny) PARDUBICE PRAHA 2 Cejn velký Jelec tloušť Parma obecná Okoun říční Cejn velký Jelec tloušť Parma obecná Okoun říční Cejn velký Jelec tloušť Parma obecná Okoun říční Cejn velký Jelec tloušť Okoun říční Jelec tloušť Okoun říční Cejn velký Jelec tloušť Okoun říční Cejn velký Jelec tloušť Parma obecná Okoun říční Cejn velký Jelec tloušť Pstruh obecný Králíky Pstruh obecný Pstruh obecný Lichkov Červená Voda Kunětice Srnojedy/Valy Hřensko Hluboká Štechovice Podolí Klecany Zelčín Tichá Orlice suma indikátorových kongenerů PCB (rok 21) suma indikátorových kongenerů PCB (rok 22) Obrázek 1-1a: Porovnání hladin PCBs (vážených průměrů) zjištěných v různých druzích ryb odlovených ve sledovaných lokalitách řek Vltava, Labe a Tichá Orlice v letech 21 a Obsah (µg.kg -1 svaloviny) směr toku Labe směr toku Vltavy 2 Kunětice Srnojedy Hřensko Hluboká Štěchovice Podolí Klecany Zelčín majoritní kongener PBDE 47 suma ostatních kongenerů PBDE Obrázek 1-1b: Porovnání hladin PBDEs zjištěných ve sledovaných lokalitách řek Vltava a Labe v roce 21 ve svalovině jelce tlouště V-13

14 1% 8 1% 6 8% 6% 4% 2% % SPMD jelec tloušť cejn velký parma obecná okoun říční galaxolid tonalid suma majoritních "musk" sloučenin Obsah (µg.kg 1 tuku) 8% 6% 4% 2% % SPMD jelec tloušť cejn velký parma obecná celestolid traseolid musk ketone okoun říční Obsah (µg.kg 1 tuku) phantolid musk xylene suma minoritních "musk" sloučenin Obrázek 1-2: Nálezy a relativní zastoupení musk sloučenin v rybách a SPMD v lokalitě Klecany na řece Vltavě v roce Český hydrometeorologický ústav + RECETOX - TOCOEN & Associates Brno ČHMÚ Praha a RECETOX - TOCOEN & Associates Brno (RECETOX MU Brno, TOCOEN s.r.o.) realizují od roku 1988 v rámci projektu TOCOEN (Toxic Organic COmpounds in Environment) a zmiňovaného projektu SYMOS monitoring POPs na regionální pozaďové observatoři ČHMÚ v Košeticích. Vybrané POPs (PAHs, PCBs, OCPs a občasně PCDD/Fs) jsou sledovány v ovzduší (jednou týdně), v mokré atmosférické depozici (každá srážková událost), v povrchových vodách, v sedimentech, půdách, jehličí a mechu (jednou ročně). Projekt je hrazen z prostředků obou institucí. Odběry a analýzy jsou realizovány dle metodik EMEP. Výsledky jsou předávány do mezinárodního chemického koordinačního centra EMEP v NILU, Norsko a jsou zveřejňovány v ročence ČHMÚ (Znečištění ovzduší na území ČR) a dále na internetové adrese ( Imisní hodnoty polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs - celkem 16 sloučenin) jsou měřeny na dalších osmi stanicích ČHMÚ. Podle vyhl. MŽP č. 117/97 jsou získávány údaje z měření emisí POPs na velkých zdrojích, další údaje měřením na vybraných zdrojích v rámci řešení projektů VaV a projektů PPŽP MŽP. U některých zdrojů lze provádět výpočet emisí POPs pomocí emisních faktorů z měřením získaných údajů o emisi POPs na obdobných typech zdrojů. Data lze získat buď prostřednictvím jejich primárního shromažďovatele (regionálních odborů ČIŽP) nebo v souhrnné formě od sekundárního zpracovatele (ČHMÚ Praha, - kontaktní osoba Ing. Pavel Machálek, tel.: , machalek@chmi.cz). 1.4 Ministerstvo zdravotnictví MZd ČR realizuje systém monitorování zdravotního stavu obyvatelstva podle Usnesení vlády ČR č. 369/91 Sb. Systém je prováděn ve třiceti lokalitách (hlavní město Praha, vybraná okresní města, včetně bývalých krajských měst, s možností i případného plošného rozšíření). Součástí je i vlastní systém zabezpečení jakosti a řízení jakosti. V rámci subsystému Zdravotní důsledky a rizika znečištěného ovzduší jsou sledovány PAHs (12 látek), a to v 7 městech. Další subsystém je zaměřen na Zdravotní důsledky a rizika znečištění pitné vody, který probíhá na 3 vybraných lokalitách. Pokud jde o POPs, jsou sledovány látky obsažené V-14

15 v dosud platné ČSN Pitná voda (benzo(a)pyren, lindan, HCB, DDT, PCBs). Další subsystém Zdravotní důsledky zátěže lidského organismu cizorodými látkami z potravinových řetězců, dietární expozice se skládá ze dvou částí a je realizován ve 12 městech. Jeho druhá část se zabývá monitorováním dietární expozice populace vybraným chemickým látkám (včetně POPs - PCBs, aldrin, endrin, dieldrin, methoxychlor, endosulfan, heptachlorepoxid, lindan a další HCHs, HCB, DDTs). Posledním subsystémem, který zahrnuje i chemický monitoring, je subsystém Zdravotní důsledky expozice lidského organismu toxickým látkám ze zevního prostředí, biologický monitoring. Zahrnuje monitorování toxických látek, popřípadě jejich metabolitů (biomarkery, interní dávky) a vybraných biologických změn v biologických materiálech (krev, moč, vlasy, zuby) populačních skupin dospělých, dětí a žen po porodu ve čtyřech vybraných městech. Ze skupiny POPs jsou sledovány indikátorové kongenery PCBs a vybrané OCPs v mateřském mléce, placentě a pupečníkové krvi. Je rovněž monitorována mutagenní aktivita prašných částic (frakce PM 1 ) v ovzduší v návaznosti na analýzu PAHs v subsystému Ovzduší. 1.5 Ministerstvo zemědělství Úvod Aktivity resortu v oblasti POPs jsou rozděleny mezi programy několika resortních ústavů. Bazální monitoring zemědělských půd zajišťuje ÚKZÚZ a jsou sledovány PCBs a vybrané OCPs (HCH, HCB, DDTs) v ornicích a podorničí kontaminovaných i pozaďových oblastí (včetně CHKO) a dále je sledováno 16 PAHs. VÚMOP je zaměřen na monitoring POPs ve středočeském regionu, kde se nachází významné bodové zdroje kontaminace a který navazuje na oblast hlavního města Prahy a rovněž monitoruje vliv záplav na znečištění půd. Z POPs jsou sledovány PAHs (12) a OCPs (HCB, DDTs, HCHs) a PCBs. OCPs a PCBs jsou sledovány i v rybách některých nádrží a řek. Jedná se spíše o pilotní studie než pravidelný monitoring. POPs jsou sledovány i v rámci aktivit podniků Povodí na jednotlivých řekách - vodoteče 1 a 2 řádu, tj. velké profily - jedná se o kombinaci kontrolních a monitorovacích aktivit Sledování persistentních organických polutantů v rámci programu bazálního monitoringu půd ČR Rozsah sledování a síť pozorovacích ploch Soubor pozorovacích ploch bazálního monitoringu zemědělských půd je v provozu od roku 1992, kdy byl proveden první odběr vzorků v základní síti 2 pozorovacích ploch. V roce 1995 byl odběr zopakován za použití optimalizované metodiky terénních prací. V roce 1996 byl založen soubor 27 pozorovacích ploch na různým způsobem kontaminovaných půdách, především za účelem sledování chování kontaminantů v půdě a cest jejich přestupů do potravního řetězce - s ohledem na zdroj kontaminace. Sledování obsahů POPs je prováděno od roku 1997 na stálém souboru 4 pozorovacích ploch, z toho je 35 na zemědělské půdě, s důrazem na subsystém v kontaminovaných územích a 5 ploch je umístěno na nenarušených půdách v subsystému monitoringu v chráněných územích. Výběr je proveden s ohledem na potenciální zdroje kontaminace a na předchozí sledování v letech Lokalizace všech pozorovacích ploch je schematicky znázorněna na mapě (obrázek 1-4). Pozorovací plochy pro odběr vzorků POPs jsou vyznačeny křížkem. V-15

16 Sledovány jsou skupiny látek: polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs), sleduje se seznam vybraných 16 nebo 12 individuálních uhlovodíků, polychlorované bifenyly (PCBs), kongenery 28, 52, 11, 138, 153, 18 persistentní organochlorové pesticidy a jejich metabolity (DDT, DDD, DDE, HCH, HCB). Obrázek 1-4: Lokalizace pozorovacích ploch bazálního monitoringu zemědělských půd 1.6 Další aktivity Úvod Sledování POPs je i součástí některých výzkumných projektů a pilotních studií s několikaletým programem, jejichž výsledky jsou využitelné pro posouzení stavu zátěže složek prostředí POPs (ovzduší - projekty Silesia, Teplice, Praha; vody a sedimenty - projekt Labe, Odra, TOCOEN/Morava (Chemical Time Bombs) a TOCOEN/IDRIS; půdy a lesní ekosystémy - TOCOEN/Mountains, TOCOEN/Surroundings of model sources), projekty vědy a výzkumu VaV/52/1/97 - vybrané/typické emisní zdroje POPs. V-16

17 1.6.2 Lokalizace odběrových míst Projektů R-T&A Pokud jde o odběrové lokality Projektů R-T&A týkajících se POPs a využitelných pro hodnocení kritických zátěží, je jejich přehled uveden v následujícím textu Projekt TOCOEN/Košetice regionální pozaďový monitoring POPs Regionální pozaďový monitoring PBTs (POPs) jako součást Projektu TOCOEN (Toxic Organic COmpounds in the ENvironment) je realizován v prostoru observatoře Košetice od roku Tento monitoring je součástí dlouhodobé spolupráce mezi Českým hydrometeorologickým ústavem a RECETOX - TOCOEN & Associates. Projekt TOCOEN je dlouhodobý environmentální výzkumný projekt zahrnující řadu českých a zahraničních univerzit a dalších institucí. Tato část Projektu TOCOEN je zaměřena na stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků (PAHs), organochlorových pesticidů (OCPs) a polychlorovaných bifenylů (PCBs) ve vzorcích ovzduší (A - jedenkrát týdně), srážkových vod (RW - každá událost), povrchových vod (W), sedimentů (SED), půd (S), terrestrické bioty (žížaly (E), mechy (M) a jehličí (N) - jedenkrát za rok. Odběry vzorků byly zahájeny na podzim roku Počet odběrových míst pro jednotlivé matrice je popsán v tabulce 1-1. Tabulka 1-1: Přehled odběrových míst, typů odebíraných vzorků a frekvence vzorkování Typ vzorku Start Číslo místa dle ČHMÚ Číslo místa dle Projektu TOCOEN Frekvence vzorkování Volné ovzduší Týdně Mokrá depozice Každá událost Povrchové vody , 72, 74, 75, 76, 77 4, 2, 1, 12a, 12b, 14 Ročně Sedimenty , 72, 74, 75, 76, 77 4, 2, 1, 12a, 12b, 14 Ročně Půdy , 85, 86, 87, 88, 89, 9, 91 1, 3, 5, 7, 8, 9, 11, 13, 15 Ročně Opad Ročně Smrkové a borové jehličí , 87, 88, 89, 91 5, 7, 8, 9, 13, (15), (16) Ročně Mechy , 87, 88, 89, 91 5, 7, 8, 9, 13, (15), (16) Ročně Stanovované látky: polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) - 16 US EPA; organochlorované pesticidy (OCPs) - Σ DDTs (DDT+DDE+DDD), Σ HCHs (hexachlorcyklohexany = α+β+γ+δ+ε, hexachlorbenzen (HCB), polychlorované bifenyly (PCBs) - kongenery IUPAC č. 28, 52, 11, 118, 138, 153, 18), polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany (PCDDs/Fs) - 2,3,7,8- substituované kongenery a homologické skupiny Pokud jde o výsledky náležející do části Integrovaného monitoringu POPs v areálu observatoře jsou k dispozici stanovení obsahu PAHs, OCPs, PCBs a v omezeném rozsahu i PCDDs/Fs na uvedeném počtu (tabulka 1-1) lokalit v povrchových vodách, sedimentech, půdách, meších a jehličí Projekt TOCOEN/Morava (Chemical Time Bombs) kontaminace sedimentů v povodí řeky Moravy Tabulka (1-2) uvádí přehled odběrových míst z povodí řeky Moravy, jenž byly sledovány v rámci různých částí Projektu TOCOEN v posledních deseti letech. V-17

18 Projekt TOCOEN/IDRIS hodnocení ekologických rizik část kontaminace sedimentů v povodí řeky Moravy a kontaminace nivních půd v povodí Lokality sloužící pro odběr sedimentů jsou uvedeny v předchozím bodě a lokality odběrů půdních vzorků uvádí tabulka Projekt TOCOEN/Mountains kontaminace horských smrkových ekosystémů (půdy, jehličí, vzduch) Od roku 1994 se jako součást Projektu TOCOEN uskutečňují také sledování vybraných POPs ve vesokohorských ekosystémech, kde se sledují v ovzduší, jehličí a půdách se základním cílem studia dálkového transportu těchto látek nad územím ČR a jejich sekundárních reakcí v lesních půdách a také studia jejich výskytu v těchto ekosystémech Projekt TOCOEN/Surrounding of industrial sources kontaminace okolí velkých průmyslových podniků či lokalit s velkou koncentrací sídel a průmyslu Jednou ze základních částí dlouhodobé strategie je sledování POPs v okolí vybraných průmyslových zdrojů nebo v průmyslových regionech. Základní přehled a charakteristika měření na sledovaných lokalitách je uveden v tabulce 1-2. Výsledky z uvedených projektů a studií jsou uloženy v archivu projektu TOCOEN, částečně jsou dostupné na adrese: Tabulka 1-2: Popis studií zaměřených na sledování POPs v okolí velkých průmyslových zdrojů a průmyslových regionech (A ovzduší, W povrchová voda, SED sedimenty, S půdy, M mechy, N jehličí, E žížaly) Sledovaný zdroj/region DEZA Valašské Meziříčí Sokolovská uhelná a.s. Období měření Sledované POPs Sledované matrice/počet odběrových míst PAHs A/4 W/9 SED/9 S/2 M/12 N/12 E/ PAHs A/4 W/6 SED/6 S/8 M/8 N/8 E/5 Poznámky pokračuje PAHs A/8 Českomoravský cement a.s., závod Mokrá pokračuje PAHs, OCPs, PCBs, PCDDs/Fs (HMs) A/2 W/2 SED/2 V současné době (od roku 1998 hlavně půda 12 lokalit, 4- krát ročně) V-18

19 S/12 krát ročně) Českomoravský cement a.s., závod Mokrá 21 PAHs, OCPs, PCBs, PCDDs/Fs (VOCs, HMs) A/3 SED/17 S/22 Ovzduší 3-krát ročně v týdenních kampaních s 24- hodinovými odběry na 3 odběrových místech Region Zlín PAHs, OCPs, PCBs, PCDDs/Fs (VOCs, HMs) A/17 S/ PAHs, OCPs, PCBs, PCDDs/Fs (HMs) SED/12 S/18 21, 22, 23 PAHs, OCPs, PCBs, PCDDs/Fs (VOCs, HMs) A/3 SED/5 S/6 Starší či epizodická měření okolí Lachema Brno ( ), LIAZ Mnichovo Hradiště (199), Ostramo Ostrava (199) Projekt ČHMÚ Pohyb a výskyt nebezpečných látek v hydrosféře ČR Cíle projektu Český hydrometeorologický ústav řeší na základě smlouvy podepsané dne s MŽP ČR grantový projekt VaV/65/3/ Výskyt a pohyb nebezpečných látek v hydrosféře ČR. Celková doba řešení projektu je tři roky (2 22). Cíle projektu jsou následující: Hlavním cílem projektu je výzkum výskytu nebezpečných látek v jednotlivých složkách hydrosféry v takovém rozsahu, jak jsou definovány ve směrnici 76/464/EHS) a dceřiných směrnicích, směrnici 8/68/EHS i IPPC směrnici 96/91 EH a v neposlední řadě v nedávno přijaté Rámcové směrnici. Vzhledem k tomu, že Česká republika žádá o přechodné období v aproximaci směrnic o nebezpečných látkách, vyřešení této problematiky je jednou z priorit v oblasti vodního hospodářství. V tomto ohledu bude provedena rešerše rozsahu monitoringu jakosti povrchových a podzemních vod v zemích EU. Cílem projektu je také bližší specifikace nebezpečných látek, které jsou relevantní pro Českou republiku, vzhledem k jejich možnému výskytu ve vodním prostředí a upřesnění jakostních cílů pro povrchové a podzemní vody dotčené vypouštěním příslušných látek. Dalším cílem navrhovaného projektu je vyhodnocení trendů dlouhodobého vývoje znečištění nebezpečnými látkami v objektech pozorování státních sítí sledování jakosti vod a v dalších sítích pozorování (SMS, podniky Povodí, a.s., a dalších účelových monitorovacích sítí). V rámci projektu bude také vyhodnocen vývoj stavu znečištění vod vzhledem k jakostním cílům definovaným v jednotlivých směrnicích EU. V souvislosti s uvedenými cíli bude empiricky a modelově hodnocena vzájemná vazba povrchové vody podzemní vody. Bude proveden výzkum výskytu prioritních polutantů v různých částech vodního ekosystému voda, plavenina, sediment i biota formou inspekčního monitoringu a určení rozdělovacích koeficientů v závislosti na místních fyzicko-geografických podmínkách. Dalším cílem projektu je identifikace, inventarizace a kategorizace zdrojů specifického znečištění na území České republiky a následné posouzení jejich možného dopadu na složky hydrosféry, včetně identifikace zasažených vodních útvarů na základě již provedených prací a studií. Výsledky tohoto projektu budou v terminologii rámcové směrnice představovat přehled důsledků lidské činnosti na stav povrchových vod a na podzemní vody a budou V-19

20 podkladem pro ustanovení programů opatření s cílem progresivně postoupit k dosažení dobrého stavu u povrchových vod a na dosažení dobrého ekologického potenciálu a dobrého chemického stavu povrchových vod a dosažení dobrého stavu podzemní vody u všech útvarů podzemních vod v České republice. Jedním z výsledků projektu bude úprava státních sítí sledování jakosti vod, a to jak v rozsahu a četnostech sledování jednotlivých parametrů, tak především v lokalizaci jednotlivých objektů sledování, aby byly věcně naplňovány výše zmíněné směrnice z hlediska státního zabezpečení provozního monitoringu. Výsledky řešení budou uloženy a aplikovány přímo v řešitelské organizaci a softwarové produkty použité pro řešení tohoto projektu budou nadále používány v rámci standardních činností řešitele pro podporu státní správy. Výsledky projektu budou také použity pro vytvoření interaktivně přístupných souborů CD s obecnými informacemi o stavu a vývoji jakosti vod v ČR, přístupných na CD nebo na Internetu, použitelných širokou odbornou i laickou veřejností. Obrázek 1-5: Lokalizace odběrů plavenin Obrázek 1-6: Lokalizace odběrů sedimentů V-2

21 Literatura Rieder, M. (koord.). (2): Závěrečná zpráva projektu VaV "Pohyb a výskyt nebezpečných látek v hydrosféře ČR" č. VaV/65/3/. ČHMÚ Praha. 1.7 Ostatní možné zdroje dat Část emisních dat získaných měřením není dostupná prostřednictvím ČIŽP, je chráněna obchodním tajemstvím a je majetkem zadavatelů měření (především velké energetické zdroje, spalovny komunálního odpadu, významné hutní podniky, koksovny, petrochemický průmysl). Atmosférická depozice nezbytná pro další souvislosti týkající se účinků na ekosystémy (kritických zátěží) je sledována pouze v části mokrá depozice, schází propočty suché depozice. Monitoring Státní meliorační správy se zabývá sledováním vybraných proměnných prostředí ve spravovaných akvatických ekosystémech. Výsledky jsou pravidelně uveřejňovány v souhrnných tematických zprávách MZe ČR i MŽP ČR a dále prostřednictvím www stránek Obsahuje: 1. Monitoring jakosti vody na drobných vodních tocích 2. Monitoring jakosti vody na malých vodních nádržích 3. Monitoring chemického složení sedimentů v drobných vodních tocích 4. Monitoring chemického složení sedimentů v malých vodních nádržích 5. Hydrobiologický monitoring 6. Ostatní souvisící činnosti (GIS, sledování průtoků, hydrologie malých povodí) Kontaktní osoba: Mgr. Jan Hodovský, Hlinky 6, 63 Brno, tel.: 5/ , fax: 5/ , monsms@monsms.cz. 1.8 Incidence perzistentních organických kontaminantů ve vybraných složkách životního prostředí ČR ( ) Úvod V předkládané zprávě jsou shrnuty nejvýznamnější poznatky o incidenci perzistentních organických polutantů (POPs) v biotické složce ekosystému ČR získané řešitelským pracovištěm VŠCHT Praha v letech v rámci realizace projektu VAV Hodnocení stavu životního prostředí Monitoring cizorodých látek v potravních řetězcích a v letech navazujícího projektu "Vliv chemického znečištění životního prostředí na kontaminaci a kvalitu biotických složek ekosystému", v obou případech financovaného MŽP ČR. V textové části je uveden popis projektu resp. základní údaje o struktuře projektu a charakteru generovaných dat a v navazujících částech jsou pak převážně v grafické formě - přehledně prezentovány nejvýznamnější výstupy projektu. V-21

22 1.8.2 Charakterizace podmínek odběru vzorků a jejich vyšetření na obsah POPs Lokality terestrického ekosystému Výběr byl v případě plošného monitoringu (viz tabulka 1-3) realizován s ohledem na význam lokality pro zemědělskou produkci, potenciální imisní zátěž a geografickou polohu v rámci ČR. Zohledněna byla též potřeba podchytit rozdílné klimatické vlivy a různé půdní typy. Kromě plošně zaměřeného monitoringu byly některé z lokalit sledovány komplexně tak, aby bylo možno hodnotit také vzájemné vztahy mezi jednotlivými složkami prostředí v souvislostech s vnějšími podmínkami. Takovýchto "komplexních" lokalit bylo vybráno celkem 5 (PU, PZ, ST, UH, ZR); spektrum sledovaných matric zde bylo rozšířeno o bioindikátorové organismy: mechorosty, jehličí, volně žijící zvěř (zajíci) a ryby. V referenční lokalitě Svratouch (okres Chrudim ČR) byly od roku 1999 odebírány vzorky atmosférické depozice, jehličí a mechorostů. Sledované lokality ilustruje obrázek 1-4. Tabulka 1-3: 22 lokalit základní monitorovací sítě, komplexní lokality terestrického ekosystému (* = komplexní lokalita) Okres, ve kterém se lokalita nachází Kód Sledováno od roku Pořad. číslo Benešov u Prahy BN Brno - venkov BO Břeclav BV České Budějovice CB Děčín DC Jičín JC Jindřichův Hradec JH Karlovy Vary KV Mělník ME Most MO Olomouc OL Ostrava OS Pardubice* PU Plzeň - sever PS Praha - východ PY Praha - západ* PZ Strakonice* ST Šumperk SU Uherské Hradiště* UH Vsetín VS Znojmo ZN Žďár n.sázavou* ZR V-22

23 Lokality vodního ekosystému Pozornost byla též zaměřena na kontaminaci vodního ekosystému. Stručný přehled pravidelně sledovaných lokalit je shrnut v Tabulce 1-4. Tabulka 1-4: Lokality monitorované v rámci sledování zátěže vodního ekosystému (stav rok 21) Řeka Lokalita Řeka Lokalita Řeka Lokalita Tichá Orlice Červená Voda Králíky Lichkov Labe Kunětice Srnojedy Štětí Hřensko Vltava Hluboká n. Vltavou Štěchovice Podolí Klecany Děčín Most Mělník Jičín Karlovy Vary Plzeň - sever Praha - východ Praha - západ Benešov Pardubice Šumperk Olomouc Ostrava - město Žďár nad Sázavou Vsetín Strakonice České Budějovice Jindřichův Hradec Znojmo Brno - venkov Břeclav Uherské Hradiště Obrázek 1-6: Dlouhodobě sledované lokality ČR, ve kterých byly realizovány odběry vzorků Benešov BN, Brno-venkov BO, Břeclav BV, České Budějovice CB, Děčín DC, Jičín JC, Jindřichův Hradec JH, Karlovy Vary KV, Mělník ME, Most MO, Olomouc OL, Ostrava OS, Plzeň-sever PS, Praha-východ PY, Šumperk SU, Vsetín VS, Znojmo ZN Komplexně sledované lokality - Pardubice PU, Praha-západ PZ, Strakonice ST, Uherské Hradiště UH, Žďár nad Sázavou ZR, Chrudim - CR V-23

24 Výběr sledovaných matric Spektrum sledovaných matric bylo průběžně hodnoceno z hlediska vypovídací hodnoty a aktualizováno Tabulky ilustrují postupnou změnu výchozí orientace projektu na potravní řetězce člověka na studium plošné chemické kontaminace biotických složek životního prostředí a bioindikátorů znečištění ovzduší a povrchových vod. Tabulka 1-5: Přehled vzorků analyzovaných v létech na 22 lokalitách základní monitorovací sítě (PAHs, PCBs, OCPs) Matrice PCBs a OCPs Počty vzorů sledovaných v daném roce* PAHs Zajíc - svalovina Zajíc - játra Zajíc - ledvina Srnec - svalovina Srnec - játra Srnec - ledvina Zelí Brambory Jablka Pšenice Řepka Krmivo objemné Pyl Med Bulk * Analyty zahrnuté v jednotlivých skupinách: PCBs (polychlorované bifenyly): indikátorové kongenery č. 28, 52, 11, 118, 138, 153, 18 OCPs (organochlorové pesticidy a příbuzné sloučeniny): α-hch, β- HCH, γ-hch (lindan), HCB, DDE, DDT, oktachlorstyren PAHs (polycyklické aromatické uhlovodíky): naftalen, acenaften, fenantren, antracen, fluoranten, pyren, benz(a)antracen, chrysen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)pyren, dibenz(a,h)antracen, benzo(g,h,i)perylen, indeno(1,2,3-cd)pyren Tabulka 1-6: Počty analyzovaných vzorků v létech v komplexních lokalitách (těžké kovy) Matrice Těžké kovy Zajíc - svalovina Zajíc - játra Zajíc - ledviny Zajíc - kostní dřeň Zajíc - ledviny - tuk V-24

25 Ryby Mech Jehličí Bulk Tabulka 1-7: Počty analyzovaných vzorků v létech v komplexních lokalitách (PAHs, OCPs, PCBs) Matrice PCBs a OCPs PAHs Zajíc - svalovina Zajíc - játra Zajíc - ledviny Zajíc - kostní dřeň Zajíc - ledviny - tuk Ryby a) Mech Jehličí Bulk a) pstruh obecný (Salmo trutta), cejn velký (Abramis brama), jelec tloušť (Leuciscus cephalus), okoun říční (Perca fluviatilis), parma obecná (Barbus barbus) Souhrn nejvýznamnějších výstupů sledování POPs v biotických matricích ekosystému ČR Hodnocení zátěže terestrického ekosystému polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAHs) ve vybraných lokalitách České republiky Součástí projektu "Hodnocení stavu životního prostředí: monitoring cizorodých látek v potravních řetězcích" bylo i sledování zátěže ekosystému České republiky polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAHs). Hlavními cíli části projektu, která se zabývala sledováním obsahu PAHs v různých typech rostlinných matric a atmosférické depozici, bylo charakterizovat plošnou zátěž agrárních ekosystémů a případné časové trendy v úrovni kontaminace vybraných lokalit České republiky PAHs. Dále byly hledány vhodné indikátorové organismy pro posouzení zátěže biotické složky ekosystému PAHs. V průběhu let byl získán soubor dat, na základě kterého byly nejen vytipovány oblasti ČR se zvýšenou úrovní kontaminace PAHs, ale i vybrány vhodné matrice s vysokou vypovídací hodnotou vhodné pro sledování zátěže ekosystému. V letech 21 a 22 navázal, jak již bylo zmíněno dřívě, na tento dlouholetý projekt další s názvem "Vliv chemického znečištění životního prostředí na kontaminaci a kvalitu biotických složek ekosystému". S přihlédnutím k poznatkům získaným v průběhu předchozí etapy došlo v rámci tohoto projektu k omezení počtu lokalit sledovaných pro posouzení zátěže terestrické složky ekosystému na tzv. komplexně sledované lokality. Tyto lokality byly zvoleny tak, aby charakterizovaly v maximální míře typické územní celky České republiky, a to jak morfologicky (nadmořská výška, orientace vůči převažujícímu směru větru apod.), tak s ohledem na zátěž (rozsah imisí) související s intenzitou antropogenních činností. Pro sledování obsahu PAHs byly, na základě poznatků získaných v průběhu V-25

26 řešení předchozího projektu, vybrány následující zemědělské (pšenice, trvalý travní porost - reprezentující objemná krmiva) a bioindikátorové matrice (pyl, jehličí, mech) a dále atmosférická depozice. Na příkladu pšenice (zástupce zemědělských plodin) a dále pylu (zástupce bioindikátorových matric) je na obrázcích 1-7 a 1-8 ilustrován průběh zátěže sledovaných 22 lokalit ČR v letech a dále tzv. komplexně sledovaných lokalit (PU - Pardubice, PZ - Praha-západ, ST - Strakonice, UH - Uherské Hradiště, ZR - Žďár nad Sázavou a referenční lokalita CR - Chrudim) v letech 21 a 22. Pšenice je odebírána ve stadiu vegetační zralosti, tj. v období července a srpna, v případě pylu jsou realizovány tři odběry v průběhu období květu rostlin, tj. od června do srpna. Na základě údajů získaných pro obě matrice v posledně zmíněných lokalitách je možné říci, že ani v roce 21, ani v roce 22 nedošlo ve většině lokalit oproti předchozímu období k podstatné změně v obsahu PAHs ve smyslu vyšších či nižších nálezů, a tedy ani k výraznému odchýlení od průměrné zátěže sledovaných lokalit PAHs. Pouze v lokalitě Uherské Hradiště (UH) byl v pylu v květnu roku 21 zjištěn výrazně zvýšený nález PAHs oproti předchozím odběrům v letech Tento extrém se však v průběhu následujících odběrů v roce 21 a 22 neopakoval; ve vzorcích získaných v následujících odběrech byly naopak zjištěny zřetelně nižší obsahy PAHs v porovnání s předchozími lety. Nálezy PAHs v pšenici v referenční lokalitě Svratouch (CR) se pohybovaly na podobné úrovni jako ve většině ostatních sledovaných lokalit; v pylu byly v této lokalitě zjištěny v obou letech vyrovnané obsahy PAHs, na úrovni nejnižších hladin získaných ze všech provedených odběrů. Na obrázcích 1-9 a 1-1 je dokumentován průběh zátěže sledovaných lokalit ČR pomocí mediánů obsahů PAH v pšenici a pylu v letech Na základě těchto údajů lze říci, že se mezi nejvíce zatížené oblasti ČR řadí oblast severní a střední Moravy, tj. Ostrava (OS), Olomouc (OL) a Šumperk (SU), mezi lokality s nejnižšími úrovní kontaminace PAH naopak v Čechách např. Benešov (BN) a na Moravě např. Břeclav (BV) Obsah (ug/kg původní hmotnosti) BN BO BV CB DC JC JH KV ME MO OL OS PS PU PY PZ ST SU UH VS ZN ZR CR rok 1995 rok 1996 rok 1997 rok 1998 rok 1999 rok 2 rok 21 rok 22 Obrázek 1-7: Celkové obsahy PAHs v pšenici ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech a komplexně odebíraných lokalitách v letech 21 a 22 (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti) Kontaminace atmosféry organickými polutanty je nejčastěji sledována pomocí tzv. aktivních odběrů ovzduší. Realizace tohoto způsobu odběrů je však náročná a nákladná. Z tohoto důvodu byly údaje o úrovni znečištění ovzduší ve sledovaných lokalitách získány analýzou atmosférických depozic. Ty V-26

27 však zahrnují vedle mokré jen část suché depozice a v období bez srážek nepodávají relevantní informaci o zátěži PAHs. Vzhledem k tomu, že jak suchá, tak mokrá depozice, představují významnou cestu kontaminace terestrického ekosystému (včetně agrárního), jeví se tento způsob sledování zátěže atmosféry jako relativně vhodný (a hlavně méně nákladný) pro získání informace o kontaminaci dané lokality PAHs. Atmosférická depozice byla sledována metodou bulk, tj. bez oddělení suché depozice od mokré, pomocí záchytné a sběrné nádoby. Jak vyplývá z 1-11, kde jsou uvedeny sumy PAHs zjištěné v atmosférické depozici v letech ve 22 lokalitách ČR a v letech 21 a 22 v komplexně sledovaných lokalitách, nálezy PAHs z let 21 a 22 se ve většině komplexních lokalit podstatně neliší od hladin zjištěných v předchozích letech; na základě všech získaných dat lze říci, že se řadí na úroveň střední až nízké zátěže. Pouze v lokalitách Strakonice (ST) a Uherské Hradiště (UH) bylo zejména v roce 22 zaznamenáno výrazné snížení hladin PAHs. Tento pokles v případě UH koresponduje s nálezy v pylu; u jehličí a mechu je v této lokalitě zmíněný trend zaznamenáván již od roku 1999, kdy hladina kontaminace poklesla z velmi extrémních nálezů na úroveň podobnou jako v ostatních hodnocených lokalitách (obrázek 1-12). V referenční lokalitě Svratouch (CR) se obsahy PAHs zjištěné v atmosférické depozici pohybovaly, stejně jako v případě pylu, na úrovni nejnižších nálezů z celého souboru vyšetřovaných vzorků ,6 Obsah (ug/kg původní hmotnosti) BN BO BV CB DC JC JH KV ,5 337,5 27,7 384,4 21,4 32,7 Obsah (ug/kg původní hmotnosti) ME MO OL OS PS PU PY PZ V-27

28 Obsah (ug/kg původní hmotnosti) ,8 ST SU UH VS ZN ZR CR IX/1995 VI,VII/1996 VIII/1996 VI,VII/1997 VIII/1997 VI/1998 VII/1998 VIII/1998 V/1999 VI/1999 VII/1999 V/2 VI,VII/2 VII,VIII/2 V/21 VI/21 VIII/21 V/22 VI/22 VIII/22 Obrázek 1-8: Celkové obsahy PAHs v pylu ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech a komplexně odebíraných lokalitách v letech 21 a 22 (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti) 18 Obsah (ug/kg původní hmotnosti) JC BO BN PY MO BV PU ME ST PZ UH PS ZN CR CB KV ZR VS DC JH OS OL SU medián 1% kvantil 9% kvantil Obrázek 1-9: Celkové obsahy PAHs v pšenici ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech a komplexně odebíraných lokalitách v letech 21 a 22 (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti, řazeno podle mediánu sumy PAHs; úsečka značí kvantily 1 a 9 %) V-28

29 Obsah (ug/kg původní hmotnosti) ,1 CR BV MO DC BN PZ ME PU PS JC KV PY BO ZR JH ST CB SU UH OL ZN OS VS medián 1% kvantil 9% kvantil Obrázek 1-1: Celkové obsahy PAHs v pylu ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech a komplexně odebíraných lokalitách v letech 21 a 22 (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti, řazeno podle mediánu sumy PAHs; úsečka značí kvantily 1 a 9 %) , ug/m2.rok BN BO BV CB DC JC JH KV ,7 1753,2 1635, 41557,7 25 ug/m2.rok ME MO OL OS PS PU PY PZ V-29

30 ug/m2.rok ST SU UH VS ZN ZR CR IX/96 VI-97 X/97 VIII/98 XI/98 VII/99 IX/99 VI/2 VIII/2 VI/21 VIII/21 X/21 VI/22 VIII/22 X/22 Obrázek 1-11: Celkové obsahy PAHs v atmosférické depozici ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech a komplexně odebíraných lokalitách v letech 21 a 22 (hodnoty v µg.m -2.den - 1 ) Na příkladu mechu a jehličí, které jsou odebírány od roku 1997 čtyřikrát ročně v dubnu, červnu, srpnu a říjnu, jsou dokumentovány časové trendy v nálezech a případné změny v relativním zastoupení jednotlivých skupin PAHs v letech (obrázek 1-12). Z obrázků jsou zřejmé změny v obsahu PAHs v těchto bioindikátorech v rámci sledovaného období, odlišná výše nálezů a také rozdílné relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs, tj. tří-, čtyř- a vícejaderných, v obou sledovaných matricích. Na základě hladin PAHs zjištěných v mechu a jehličí v komplexně odebíraných lokalitách není možné, stejně jako u předchozích matric pšenice, pylu a atmosférické depozice, jednoznačně konstatovat, zda je některá z těchto lokalit více či méně zatížena PAHs. Také z porovnání nálezů PAHs v komplexně sledovaných lokalitách a referenční lokalitě Chrudim (odběrové místo Svratouch) nevyplývá, že by se tato lokalita výrazně odlišovala od ostatních sledovaných lokalit. Toto zjištění odpovídá i zátěži hodnocené na základě pšenice, pylu a atmosférické depozice. Pozitivní je zjištění, že v porovnání s extrémními nálezy pozorovanými v letních měsících v letech došlo, jak již bylo řečeno, v lokalitě Uherské Hradiště v letech ke snížení hladin PAHs zejména v mechu na úroveň nacházenou v ostatních komplexně odebíraných lokalitách. Pokles nálezů byl pravděpodobně důsledkem eliminace potenciálního zdroje PAHs. Nálezy PAHs v obou matricích v průběhu roku kolísají, je však možné vypozorovat, nejen z údajů uvedených na obrázku obrázku 1-12, ale i z obrázků 1-13 až 1-15, že jsou vyšší hladiny PAHs v obou bioindikátorech nacházeny obvykle v měsíci dubnu či červnu, relativně nízké obsahy naopak v říjnu. Příčinou zvýšených nálezů může být doznívající vliv topné sezóny, který se v případě nižších nálezů v říjnu, zejména u mechu, ještě nestačil výrazněji projevit. Zdá se, že mech reaguje, vzhledem k průběhu nálezů PAHs v jednotlivých odběrech, opožděně, v porovnání s jehličím o jeden odběr, tj. o 2 měsíce (viz obrázky 1-14 a 1-15). Na obrázku 1-13 je znázorněno relativní zastoupení PAHs a jejich hladiny zjištěné v trvalém travním porostu, pylu a atmosférické depozici v rámci odběrů provedených v letech 21 a 22. V případě trvalého travního porostu byly ve většině komplexních lokalit v obou letech nacházeny, v porovnání s ostatními měsíci, vyšší hladiny PAHs v říjnovém odběru. Za předpokladu, že by v tomto období, vzhledem k již probíhající topné sezóně, měly být hladiny PAHs v ovzduší vyšší než v letním období, reaguje pravděpodobně tato rostlinná matrice, v porovnání s ostatními sledovanými, lépe na změny v úrovni zátěže atmosféry. Tento trend je podobný i u atmosférické depozice; v této matrici je však aktuální odraz zátěže atmosféry v nálezu v depozici, vzhledem ke způsobu vzorkování, předpokládán. V-3

31 Porovnáním průběhu nálezů PAHs v atmosférické depozici a trvalém travním porostu ve stejné době odběrů lze také říci, že tyto dvě matrice reagují synchronně. V referenční lokalitě (CR) byla i v případě travního porostu (stejně jako u předchozích diskutovaných matric) zjištěna podobná úroveň nálezů PAHs jako u ostatních komplexních lokalit. I když nelze o žádné ze sledovaných komplexních lokalit říci, zda je více či méně kontaminována PAHs než ostatní, je možné s určitou mírou nejistoty alespoň vybrat lokality se stabilní úrovní zátěže. Mezi ně můžeme zařadit Pardubice (PU) a Prahu-západ (PZ) (viz obrázky 1-12 až 1-14). O těchto dvou oblastech je také možné říci, že je zde zejména v rostlinných matricích dlouhodobě nacházeno mírně odlišné spektru PAHs (vyšší zastoupení spíše lehčích PAHs), než v ostatních lokalitách, což svědčí spíše o vlivu atmosférického transportu na aktuální míru zátěže než nějakého konkrétního zdroje PAHs. Z grafů uvedených na obrázcích 1-12 až 1-14 také vyplývá, že s výškou nálezu (zejména u extrémů, např. v lokalitě UH) se také mění relativní zastoupení typické pro danou matrici, tzn. že je snížen podíl těkavých ve prospěch (navýšení) vícejaderných PAHs. V případě porovnání nálezů PAHs v jednotlivých matricích je nejmenší měrou kontaminována pšenice, dále pyl, jehličí a travní porost; nejvyšší hladiny PAHs jsou nacházeny v mechu. rel.zast.3-jaderných PAU rel.zast.4-jaderných PAU rel.zast.5,6-jaderných PAU suma PAH 7 37 Pardubice (jehličí) 3 % Obsah (ug/kg sušiny) V-96 VI-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 V-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X Pardubice (mech) VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 V-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 % Obsah (ug/kg sušiny) 2 V-31

32 Praha-západ (jehličí) % Obsah (ug/kg sušiny) 1 5 VI-96 VIII-96 XI-96 V-97 VI-97 VIII-97 X-97 V-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VIII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 Praha-západ (mech) % Obsah (ug/kg sušiny) 1 2 VI-96 VIII-96 XI-96 V-97 VI-97 VIII-97 X-97 V-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X Strakonice (jehličí) % Obsah (ug/kg sušiny) VI-96 VIII-96 XI-96 V-97 VI-97 VIII-97 X-97 V-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VIII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 Strakonice (mech) VI-96 VIII-96 XI-96 V-97 VI-97 VIII-97 X-97 V-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VIII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 % Obsah (ug/kg sušiny) 2 V-32

33 Uherské Hradiště (jehličí) % Obsah (ug/kg sušiny) VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 IV-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X Uherské Hradiště (mech) % Obsah (ug/kg sušiny) 1 2 VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 IV-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VIII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 Žďár nad Sázavou (jehličí) % Obsah (ug/kg sušiny) 1 5 VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 IV-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 7 Žďár nad Sázavou (mech) VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 IV-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 % Obsah (ug/kg sušiny) 2 V-33

34 Chrudim (jehličí) % nesledováno Obsah (ug/kg sušiny) VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 IV-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 7 Chrudim (mech) 16 % nesledováno Obsah (ug/kg sušiny) VI-96 VIII-96 XI-96 IV-97 VI-97 VIII-97 X-97 IV-98 VI-98 VIII-98 X-98 IV-99 VI-99 VIII-99 X-99 IV- VI- VII- X- IV-1 VI-1 VIII-1 X-1 IV-2 VI-2 VIII-2 X-2 Obrázek 1-12: Celkové obsahy PAHs a relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs v mechu a jehličí v komplexně sledovaných lokalitách ČR a referenční lokalitě Chrudim v letech (hodnoty v ng.g -1 sušiny) a) Trvalý travní porost % Obsah (ug/kg sušiny) 1 5 PU PU PZ PZ ST ST UH UH ZR ZR CR CR VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH suma PAH V-34

35 % PU PU PU PU PZ PZ PZ PZ ST ST ST ST UH UH UH UH ZR ZR ZR ZR CR CR CR CR VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 V-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X Obsah (ug/kg sušiny) rel. zast. 3 PAH rel. zast. 4 PAH rel. zast PAH suma PAH b) Pyl 7 6 % Obsah (ug/kg původní hmotnosti) PU PU PU PZ PZ PZ ST ST ST UH UH UH ZR ZR ZR CR CR CR V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH suma PAH c) Trvalý travní porost % Obsah (ug/kg sušiny) 1 5 PU PU PZ PZ ST ST UH UH ZR ZR CR CR VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 VIII-1 X-1 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH suma PAH V-35

36 % PU PU PU PU PZ PZ PZ PZ ST ST ST ST UH UH UH UH ZR ZR ZR ZR CR CR CR CR VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 V-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X-2 VI-2 VII-2 VIII-2 X Obsah (ug/kg sušiny) rel. zast. 3 PAH rel. zast. 4 PAH rel. zast PAH suma PAH d) Pyl 7 6 % PU PU PU PZ PZ PZ ST ST ST UH UH UH ZR ZR ZR CR CR CR V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII-1 V-1 VI-1 VIII Obsah (ug/kg původní hmotnosti) rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH suma PAH Obrázek 1-13: Celkové obsahy PAHs a relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs v pylu, trvalém travním porostu a atmosférické depozici v komplexně sledovaných lokalitách ČR a referenční lokalitě Chrudim v letech 21 a 22 a) Pyl 7 18 % Obsah (ug/kg pův. hm.) PU1 PU2 PU3 PZ1 PZ2 PZ3 ST1 ST2 ST3 UH1 UH2 UH3 ZR1 ZR2 ZR3 CR1 CR2 CR3 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH medián sumy PAH V-36

37 b) Jehličí % PU1 PU2 PU3 PU4 PZ1 PZ2 PZ3 PZ4 ST1 ST2 ST3 ST4 UH1 UH2 UH3 UH4 ZR1 ZR2 ZR3 ZR4 CR1 CR2 CR3 CR Obsah (ug/kg sušiny) rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH medián sumy PAH c) Mech % Obsah (ug/kg sušiny) PU1 PU2 PU3 PU4 PZ1 PZ2 PZ3 PZ4 ST1 ST2 ST3 ST4 UH1 UH2 UH3 UH4 ZR1 ZR2 ZR3 ZR4 CR1 CR2 CR3 CR4 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH medián sumy PAH d) Travní porost 6 4 % Obsah (ug/kg sušiny) PU1 PU2 PU3 PZ1 PZ2 PZ3 ST1 ST2 ST3 UH1 UH2 UH3 ZR1 ZR2 ZR3 CR1 CR2 CR3 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH medián sumy PAH V-37

38 e) Atmosférická depozice % Obsah (ug/m2.rok) PU1 PU2 PU3 PZ1 PZ2 PZ3 ST1 ST1 ST3 UH1 UH2 UH3 ZR1 ZR2 ZR3 CR1 CR2 CR3 rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH medián sumy PAH Obrázek 1-14: Porovnání nálezů a relativního zastoupení PAHs ve sledovaných matricích v rámci jednotlivých odběrů provedených v komplexně sledovaných lokalitách ČR, agregovaná data (hodnoty v ng.g -1 původní hmoty příp. sušiny nebo µg/m 2.rok; medián, kvantily 1% a 9%, relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs) Zajímavé je porovnání zastoupení PAHs v jednotlivých matricích a jejich změna v průběhu odebíraného období, tj. v měsících dubnu, červnu/červenci, srpnu a říjnu (obrázek 1-15). Obrázek 1-15 zřetelně dokumentuje rozdílnou vypovídací schopnost jednotlivých matric pro sledování změn v zastoupení PAHs, která je důsledkem rozdílů ve složení a morfologii jejich povrchu. U matric s voskovitým či relativně velkým povrchem (jehličí, pyl a travní porost) jsou ve spektru zastoupeny ve větší míře spíše tří a čtyřjaderné PAHs. V průběhu letních měsíců dochází u jehličí ke zvýšení podílu tříjaderných analytů. Tyto látky jsou patrně v důsledku vyšších teplot přítomny spíše v plynné fázi atmosféry, což usnadňuje jejich sorpci (přímý přechod) na voskovitý povrch jehlic. V případě pylu, tedy další matrice s voskovitým povrchem, je změna ve spektru PAHs v letních měsících podobná jako u jehličí, tj. nárůst podílu tříjaderných oproti výšejaderným PAHs. Celkově však v této matrici, na rozdíl od jehličí, převládají spíše nížejaderné analyty oproti pěti- a šestijaderným. Podobně jako u jehličí bylo zaznamenáno i u travního porostu zřetelné navýšení čtyřjaderných PAHs v říjnovém odběru na úkor tříjaderných. V mechu je výsledné zastoupení PAHs, tj. vyšší podíl čtyř- a vícejaderných PAHs v sumě (přednostně sorbovaných na částice přítomné v atmosféře), patrně důsledkem záchytu většího množství částic, které jsou na této matrici, vzhledem k členitosti povrchu, lépe zadržovány. Téměř žádná přítomnost kutikuly na povrchu mechu má pravděpodobně za následek malý podíl nížejaderných PAHs sorbovaný na povrchu této matrice. V průběhu odebíraného období byl v mechu zaznamenán v letních měsících nárůst čtyřjaderných PAHs, díky snížení podílu tříjaderných, které jsou vzhledem k vyšším teplotám v letním období přítomny spíše v plynné fázi atmosféry. Příčinou je pravděpodobně vytěkání deponovaných nížejaderných PAHs z povrchu částic. Zřejmě nejlépe však odráží sezónní variabilitu v zastoupení PAHs v ovzduší atmosférická depozice. Zajímavá je zejména výrazná změna v poměru jednotlivých skupin PAHs v podzimních měsících oproti předchozímu období, především nárůstu nížejaderných PAHs. Díky změnám v teplotě (chladnější období) pravděpodobně dochází vlivem kondenzace i k vyšší míře sorpce těchto analytů na V-38

39 atmosférické částice. Vzhledem k tomu, že částice představují dominantní příspěvek nálezů PAHs v atmosférické depozici, je tento předpoklad pro nárůst nížejaderných PAH v depozici v měsíci říjnu více než odůvodněný. Z výše uvedených úvah vyplývá, že zejména atmosférická depozice, ale i jehličí a trvalý travní porost odráží pravděpodobně změny v distribuci PAHs mezi plynnou fází atmosféry a částicemi v průběhu roku lépe než například mech. a) Jehličí b) Mech % Obsah (ug/kg sušiny) % Obsah (ug/kg sušiny) duben červen srpen říjen duben červen srpen říjen 3-jaderné PAH 5,6-jaderné PAH 4-jaderné PAH medián sumy PAH 3-jaderné PAH 5,6-jaderné PAH 4-jaderné PAH medián sumy PAH c) Trvalý travní porost d) Pyl % Obsah (ug/kg sušiny) % Obsah (ug/kg pův. hm.) 3-jaderné PAH 5,6-jaderné PAH srpen říjen 4-jaderné PAH median sumy PAH květen-červen rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH červenčervenec červenčervenec červenecsrpen rel.zast.4-jaderných PAH median sumy PAH V-39

40 e) Atmosférická depozice % ug/m2.den červen srpen říjen rel.zast.3-jaderných PAH rel.zast.4-jaderných PAH rel.zast.5,6-jaderných PAH median sumy PAH Obrázek 1-15: Porovnání relativního zastoupení jednotlivých skupin PAHs ve sledovaných matricích (mech, jehličí, pyl, atmosférická depozice - agregovaná data ; travní porost - agregovaná data 21-22) V dalších částech jsou prezentovány další výsledky tohoto velmi cenného, dlouhodobého projektu týkající se hodnocení obsahu PAHs v olejninách (kapitola ) a jablek ( ). V části jsou uvedeny příklady agregovaných dat týkajících se výskytu PAHs v různých matricích. Projekt sleduje i další typy polutantů a matric. Ukázky vystupů tykající se PCBs a OCPs v rostlinných bioindikátorech (mechorosty, jehličí, pyl) jsou uvedeny v kapitole , a dále jejich výskyt v rybách ( ) a zajících ( ) Olejniny Obsah (ug/kg původní hmotnosti) BN JC ME KV JH ST PS PY CB PU DC PZ MO BV ZN UH BO VS OL OS ZR SU Obrázek 1-16: Celkové obsahy PAHs v olejninách ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti, řazeno podle mediánu sumy PAHs) ,4 V-4

41 TEQ (ug/kg původní hmotnosti) , 33,2 ME JH MO KV BN PU PY PS BV CB PZ ZN JC ST OL DC BO ZR UH OS VS SU Obrázek 1-17: Hodnoty TEQ v olejninách ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech (v ng.g -1 původní hmotnosti, řazeno podle mediánu sumy TEQ) % , Obsah (ug/kg původní hmotnosti) BN JC ME KV JH ST PS PY CB PU DC PZ MO BV ZN UH BO VS OL OS ZR SU 3-jaderné PAH 4-jaderné PAH 5,6-jaderné PAH median sumy PAH, kvantily Obrázek 1-18: Porovnání zátěže olejnin PAHs v jednotlivých lokalitách ČR, agregovaná data (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti, relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs, kvantily 1% a 9%, řazeno podle mediánu sumy PAHs) 1% 8% 6% 4% 2% % ME MO PU BN KV BV DC JC JH BO OS ST PZ PS ZR VS SU OL ZN UH PY CB PHAN ANTR FLAN PYR BEAN CHR BEFLU BEFL BEPYR DIBEA BEPER Obrázek 1-19: Relativní zastoupení jednotlivých PAHs v olejninách ve sledovaných 22 lokalitách ČR (agregovaná data , řazeno podle obsahu PHAN) ICDP V-41

42 Jablka Obsah (ug/kg původní hmotnosti) BO JH BV UH ZN MO CB KV PS VS DC ME ST SU PU PY PZ OS ZR JC OL BN Obrázek 1-2: Celkové obsahy PAHs v jablkách ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti, řazeno podle mediánu PAHs) 1,5 2,8 TEQ (ug/kg původní hmotnosti) 1,2,9,6,3, DC ME PU BN CB BV PY KV JH MO ZN PZ PS BO ST ZR VS OS OL SU JC UH Obrázek 1-21: Hodnoty TEQ v jablkách ve 22 sledovaných lokalitách ČR v letech (v ng.g -1 původní hmotnosti, řazeno podle mediánu TEQ) % BO JH BV UH ZN MO CB KV PS VS DC ME ST SU PU PY PZ OS ZR JC OL BN 3-jaderné PAH 4-jaderné PAH 5,6-jaderné PAH median sumy PAH, kvantily Obsah (ug/kg původní hmotnosti) Obrázek 1-22: Porovnání zátěže jablek PAHs v jednotlivých lokalitách ČR, agregovaná data (hodnoty v ng.g -1 původní hmotnosti, relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs, kvantily 1% a 9%, řazeno podle mediánu sumy PAHs) V-42

43 1% 8% 6% 4% 2% % CB BV PZ PY ME PU ZN KV JC ST PS MO DC ZR BO JH OL VS BN UH OS SU PHAN ANTR FLAN PYR BEAN CHR BEFLU BEFL BEPYR DIBEA BEPER ICDP Obrázek 1-23: Relativní zastoupení jednotlivých PAHs v jablkách ve sledovaných 22 lokalitách ČR (agregovaná data , řazeno podle obsahu PHAN) Agregovaná data, souhrn výsledků 7 6 % Obsah jablka olejniny pšenice pyl krmiva jehličí mech atm. depozice 3-jaderné PAH 4-jaderné PAH 5,6-jaderné PAH median sumy PAH, kvantily Obrázek 1-24: Relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs a jejich obsah ve sledovaných matricích, agregovaná data (obsah v µg/m 2.rok - atm. depozice a ng.g -1 původní motnosti - ostatní matrice, medián, kvantily 1% a 9%, relativní zastoupení jednotlivých skupin PAHs) jablka pšenice olejniny pyl krmiva jehličí mech atm. depozice PHAN ANTR FLAN PYR BEAN CHR BEFLU BEFL BEPYR BEPER DIBEA ICDP % 2% 4% 6% 8% 1% Obrázek 1-25: Relativní zastoupení jednotlivých PAHs ve sledovaných matricích, agregovaná data V-43

44 krmiva PHAN ANTR FLAN pyl PYR BEAN pšenice olejniny CHR BEFLU BEFL BEPYR DIBEA jablka BEPER,,5 1, 1,5 2, 2,5 3, ICDP TEQ Obrázek 1-26: Podíl jednotlivých PAHs ve sledovaných matricích vyjádřený jako TEQ, agregovaná data (hodnoty v ng.g -1 ) index zátěže ME BN MO PU PY PZ BV JC KV DC BO PS JH ZN CB ST ZR UH OS VS OL SU Obrázek 1-27: Porovnání monitorovaných lokalit podle celkového indexu zátěže PAH (suma) v letech (biotické matrice) Obrázek 1-28: Okresy ČR, kde se projevily během monitoringu potravních řetězců, zejména v posledních dvou letech, zvýšené obsahy polyaromatických uhlovodíků (okresy s nejvyššími obsahy PAH ve vzorcích a zvýšeným počtem takto kontaminovaných vzorků oranžově, ostatní okresy se zvýšenými obsahy PAH ve vzorcích červeně, ostatní sledované okresy šedě) - zhodnocení provedeno na základě "fuzzy" analýzy V-44

45 PCBs a OCPs v rostlinných bioindikátorech Mechorosty a jehličí 5, 4, PARDUBICE sum.ind.pcb 5, 4, UHERSKÉ HRADIŠTĚ sum.ind.pcb ug/kg 3, 2, ug/kg 3, 2, 1, 1,, , , 4, 7,8 PRAHA - západ sum.ind.pcb 5, 4, 7,8 ŽĎÁR n/s. sum.ind.pcb ug/kg 3, 2, ug/kg 3, 2, 1, 1,, , , 4, STRAKONICE sum.ind.pcb 5, 4, CHRUDIM sum.ind.pcb ug/kg 3, 2, ug/kg 3, 2, 1, 1,, , Obrázek 1-29: Suma indikátorových PCBs v mechu [ng.g -1 sušiny] odebraných v průběhu let v komplexně sledovaných lokalitách V-45

46 3, 2,5 PARDUBICE sum.ind.pcb 3, 2,5 3,35 UHERSKÉ HRADIŠTĚ sum.ind.pcb ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1, ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1,,5,5, , , 2,5 3,53 PRAHA - západ sum.ind.pcb 3, 2,5 ŽĎÁR n/sázavou sum.ind.pcb ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1, ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1,,5,5, , , 2,5 STRAKONICE sum.ind.pcb 3, 2,5 CHRUDIM sum.ind.pcb ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1, ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1,,5,5, , Obrázek 1-3: Suma indikátorových PCB v jehličí [ng.g -1 odebraných v průběhu let pův. hm.] v jednotlivých lokalitách 8, 6, MECH / suma PCB (ug/kg) IV.1 VI.1 VIII.1 X.1 2, 1,5 JEHLIČÍ / suma PCB (ug/kg) IV.1 VI.1 VIII.1 X.1 4, 1, 2,,5, PU PZ ST UH ZR CR, PU PZ ST UH ZR CR -1 Obrázek 1-31: Sezonní kolísání obsahu indikátorových PCB v mechu [ng.g sušiny] a jehličí [ng.g -1 pův. hm.] odebraných v průběhu roku 21 v komplexně sledovaných lokalitách V-46

47 ,5 ug/kg,4,73 IV.1 VI.1 VIII.1 X.1,3,2,1, suma DDE suma DDD suma DDT suma DDE suma DDD suma DDT suma DDE suma DDD PARDUBICE PRAHA - západ STRAKONICE suma DDT,5 ug/kg,4,7 IV.1 VI.1 VIII.1 X.1,3,2,1, suma DDE suma DDD suma DDT UHERSKÉ HRADIŠTĚ suma DDE suma DDD Ž Ď ÁR n/s. suma DDT suma DDE suma DDD CHRUDIM suma DDT Obrázek 1-32: Sezonní kolísání obsahu vybraných OCP (Σ DDE, Σ DDD a Σ DDT) v jehličí [ng.g -1 pův. hm.] v jednotlivých lokalitách odebraných v průběhu roku 21 2,5 PARDUBICE suma DD 2,5 UHERSKÉ HRADIŠTĚ suma DD ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1, ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1,,5,5, , ,5 PRAHA - západ suma DD 2,5 ŽĎÁR n/sázavou suma DD ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1, ug/kg pův.hm. 2, 1,5 1,,5,5, , ug/kg pův.hm. 2,5 2, 1,5 1, 2,6 STRAKONICE suma DD ug/kg pův.hm. 2,5 2, 1,5 1, CHRUDIM suma DD,5,5, , Obrázek 1-33: Vývoj koncentrací sumy DDT v jehličí [ng.g -1 pův. hm.] v období let V-47

48 5, 4, PARDUBICE sum.dd 5, 4, 5,931 UHERSKÉ HRADIŠTĚ sum.dd ug/kg 3, 2, ug/kg 3, 2, 1, 1,, , , 4, PRAHA - západ sum.dd 5, 4, ŽĎÁR n/s. sum.dd ug/kg 3, 2, ug/kg 3, 2, 1, 1,, , , 4, STRAKONICE sum.dd 5, 4, CHRUDIM sum.dd ug/kg 3, 2, ug/kg 3, 2, 1, 1,, , Obrázek 1-34: Vývoj koncentrací sumy DDT v mechorostech [ng.g -1 sušiny] v období let ug/kg suš. 2,5 2, 1,5 1,,5 Suma izomerů HCH / mech 3,18 5,71 2,48, 2,5 PU PZ ST UH ZD CH Suma izomerů HCH / jehličí 2, ug/kg pův.hm. 1,5 1,,5, PU PZ ST UH ZD CH Obrázek 1-35: Obsahy sumy izomerů HCH v mechu a jehličí, odebraných v komplexních lokalitách v letech V-48

49 1,5 HCB / mech 2,59 2,9 2,94 4,11 2,46 2,61 ug/kg suš. 1,,5, 1,5 PU PZ ST UH ZD CH HCB / jehličí ug/kg pův.hm. 1,,5, PU PZ ST UH ZD CH Obrázek 1-36: Obsahy HCB v mechu a jehličí, odebraných v komplexních lokalitách v letech Plástový pyl 14 ug/kg pylu CR BN BO BV CB DC JC JH KV ME MO OL OS PS PU PY PZ ST SU UH VS ZN ZR lokality Obrázek 1-37: Průměrné koncentrace sumy indikátorových kongenerů PCBs v plástovém pylu z jednotlivých lokalit, [ng.g -1 pův. hm.] V-49

50 2, 1,8 1,6 1,4 květen červen červenec ug/kg pylu 1,2 1,,8,6,4,2, PU PZ ST UH ZR CR komplexní lokality Obrázek 1-38: Sezonní kolísání sumy indikátorových kongenerů PCBs v plástovém pylu v komplexních lokalitách v jednotlivých odběrových měsících suma PCB (ug/kg pylu) BN BO BV CB DC JC JH KV ME MO OL OS PS PU PY PZ ST SU UH VS ZN ZR Obrázek 1-39: Mediány obsahů sumy indikátorových kongenerů PCBs v plástovém pylu ze vzorkovaných lokalit v letech Úsečka vymezuje 1% a 9% kvantil V-5

51 2, ug/kg pylu 1,5 1, HCB alfa-hch beta-hch gama-hch o,p -DDE p,p -DDE o,p -DDD p,p -DDD o,p -DDT p,p -DDT,5, PU PZ ST UH ZR CR komplexní lokality Obrázek 1-4: Koncentrace organochlorových pesticidů v plástovém pylu odebranémv komplexních lokalitách v roce 21 [ng.g -1 pův. hm.] 3, 2, HCB 1997 HCB 1998 HCB 1999 HCB 2 HCB 2, ug/kg pylu 1,5 1,,5, BN PY PZ ST JC CB KV PS MO DC JH ME PU ZR SU OS OL VS BO UH BV ZN Obrázek 1-41: Průměrné obsahy HCB v plástovém pylu ze vzorkovaných lokalit v letech V-51

52 4, 3, suma DDT 1997 suma DDT 1998 suma DDT 1999 suma DDT 2 suma DDT 3, 2,5 ug/kg pylu 2, 1,5 1,,5, BN PY PZ ST JH CB KV PS MO DC JC ME PU ZR SU OS OL VS BO UH BV ZN Obrázek 1-42: Průměrné obsahy DDT (suma izomerů) v plástovém pylu ze vzorkovaných lokalit v letech PCBs, OCPs a příbuzné látky v rybách Obrázek 1-43: Místa odběru vzorků ryb a dnových sedimentů (Labe, Vltava, Tichá Orlice) V-52

53 Obrázek 1-44: Příspěvek perzistentních organochlorových kontaminantů s karcinogenním potenciálem k hodnotě TEQ: parma obecná (kategorie prům. 9 let, 2,9 % tuku), lokalita Labe, Kunětice 2, TEQ = 8,7 pg.g -1 Obrázek 1-45: Příspěvek perzistentních organochlorových kontaminantů s karcinogenním potenciálem k hodnotě TEQ: cejn velký (kategorie prům. 8 let, 2,2 % tuku), lokalita Vltava, Klecany 2, TEQ = 24,3 pg.g -1 V-53