Aplikace metodiky identifikace původců znečištění na oblast pražské aglomerace

Transkript

1 A-PDF Merger DEMO : Purchase from to remove the watermark PŘÍLOHA ČASOPISU OCHRANA OVZDUŠÍ Aplikace metodiky identifikace původců znečištění na oblast pražské aglomerace Ing. Jan Velíšek, Technické služby ochrany ovzduší Praha a. s., velisek@teso.cz Projekt MŠMT 2B08040 Výzkum původu znečištění Odpovědný řešitel projektu: Ing. Vladimír Bureš, TESO Praha a. s., bures@teso.cz Abstrakt Článek popisuje metodiku identifikace majoritních původců znečištění navrženou v rámci projektu Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy 2B08040 Výzkum původu znečištění společností TESO Praha a. s. a její aplikaci na oblast pražské aglomerace. Základním stavebním prvkem zmiňované metodiky je receptorové modelování (konkrétně model Chemical Mass Balance 8.2) doplněné řadou dalších nástrojů. Prezentovány jsou závěry pro oblasti Prahy Smíchov, Libuš a Suchdol a to vždy odděleně pro těžké kovy, polycyklické aromatické uhlovodíky a těkavé organické látky. Klíčová slova: identifikace původců znečištění, receptorové modelování, znečištění ovzduší, emise, imise, Chemical Mass Balance, těžké kovy, polycyklické aromatické uhlovodíky, těkavé organické látky. Abstract This article describes a methodology for the identification of polluters proposed by the state project of the Ministry of Education, Youth and Sport 2B08040 Research on origin of pollution by Technical services of air protection Prague and its application in the area of the Prague agglomeration. The basic element of the methodology is referred to the receptor modeling (specifically, the Chemical Mass Balance Model 8.2), supplemented by a number of other instruments. Presented are the findings in the Smíchov, Libuš and Suchdol district of Prague, always separately for heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons and volatile organic compounds. Key words: methodology for the identification of polluters, receptor modeling, air pollution, emission, ambient air, Chemical Mass Balance, heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, volatile organic compounds V y d á v á O b č a n s k é s d r u ž e n í O C H R A N A K V A L I T Y O V Z D U Š Í Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 1

2 1. Úvod A-PDF Split DEMO : Purchase from to remove the watermark Identifikace původců znečištění je jednou z nejpalčivějších otázek ochrany ovzduší. Imisní situace v mnoha lokalitách České republiky není zcela ideální, zejména v zimním období (a) při zhoršených rozptylových podmínkách. Např. imisní limit pro polétavý prach PM 10 byl v roce 2006 překročen na 29 % území, kde žije 62 % obyvatel ČR. [1] Obrázek 1 Mapa IL PM Obrázek 3 Poměrné zastoupení PAU v prototypu Suchdol_zima Obrázek 4 Poměrné zastoupení PAU v prototypu Suchdol_léto Chceme-li tuto neutěšenou situaci zlepšit, je nutno přijmout taková opatření, která budou při minimalizaci nutně vydaných finančních prostředků znamenat maximální možný efekt na výsledné imisní koncentrace dané znečišťující látky. V rámci projektu Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy 2B08040 Výzkum původu znečištění byla proto navržena metodika pro identifikaci původců znečištění, která má za cíl identifikovat majoritní původce znečištění na emisní straně pro získání relevantní informace o směrování vhodných opatření ke zlepšení imisní situace v zájmovém území právě na ty zdroje, kde bude mít případná redukce emisí maximální imisní efekt. Obrázek 5 Poměrné zastoupení PAU v prototypu Smíchov_zima 2. Použitá metodika Metodika používá jako základního nástroje matematický receptorový model Chemical Mass Balance, jehož použití je doplněno o řadu dalších nástrojů, které slouží zejména pro přípravu experimentálních dat pro použití v tomto matematickém modelu, kvalifikované rozhodnutí o výběru modelovaných znečišťujících látek a modelovaných emisních zdrojů a interpretaci a validaci modelem prezentovaných výsledků. Stěžejní informaci o navržené metodice prezentuje na obrázku 2 uvedený vývojový diagram, shrnující jednotlivé nástroje do logicky navazujícího celku. Obrázek 2 Metodika identifikace majoritních původců znečištění Obrázek 6 Poměrné zastoupení PAU v prototypu Smíchov_léto 2 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 2

3 Obrázek 7 Poměrné zastoupení PAU v prototypu Libuš_zima Obrázek 11 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji domácí topeniště (dřevo) Obrázek 8 Poměrné zastoupení PAU v prototypu Libuš_léto Obrázek 12 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji domácí topeniště (HU) Obrázek 9 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji městská doprava Obrázek 13 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji energetický zdroj (HU) Obrázek 10 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji tranzitní doprava Obrázek 14 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji slévárna Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 3

4 Obrázek 15 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji kamenolom 1 Obrázek 19 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji vápenka 3 Obrázek 16 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji energetický zdroj (BIO 2 ) Obrázek 20 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji cementárna Obrázek 17 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji obalovna živičných směsí Obrázek 21 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji energetický zdroj (HU) Obrázek 18 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji energetický zdroj (TTO) Obrázek 22 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji energetický zdroj (TTO) 1 s ohledem na způsob měření (imisní sampler umístěný v prostoru třídírny) se v tomto případě jedná spíše o imisní pozadí PAU 2 černý výluh pocházející z vaření dřevní hmoty pro výrobu celulózy 3 palivo hnědouhelný dehet 4 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

5 Obrázek 23 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji energetický zdroj (PP 4 ) Obrázek 25 Poměrné zastoupení TK v prototypu Suchdol_zima Obrázek 24 Poměrné zastoupení PAU v emisním zdroji technologie obalovna2 80% Obrázek 26 Poměrné zastoupení TK v prototypu Suchdol_léto 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Fl FEN A FLU PYR BaA CRY BbF BkF BaP I123cdP BghiPRL 3. Srovnání prototypů jednotlivých souborů s podpisem zdroje Obrázek 27 Poměrné zastoupení TK v prototypu Smíchov_zima Na obrázcích 3 58 je uvedeno porovnání shluků (imisních prototypů) s emisními podpisy zdrojů. Ve všech případech je použito poměrné zastoupení jednotlivých složek a to jak v prototypech, tak v emisních podpisech zdrojů. 3.1 Polycyklické aromatické uhlovodíky Z prezentovaných grafů je patrné, že prototypy imisních dat ze všech sledovaných stanic AIM vykazují značnou podobnost s profily emisních dat pro dopravu a spalování v malém topeništi, naproti tomu jsou zcela rozdílné než profily ostatních zdrojů. Výjimku v této oblasti může do jisté představovat obalovna. U skupiny látek PAU je obecně menší variabilita poměrů (nikoliv absolutních hodnot!) mezi letními a zimními imisními daty, než je tomu např. u skupiny těžkých kovů. To může být způsobeno, za předpokladu, že nejvýznamnějšími zdroji PAU ve sledovaných lokalitách jsou doprava a lokální topeniště, značnou podobností zdrojových profilů pro tyto dvě skupiny zdrojových profilů. Obrázek 28 Poměrné zastoupení TK v prototypu Smíchov_léto 3.2 Těžké kovy Porovnání níže prezentovaných imisních prototypů s emisními podpisy zdrojů je pro skupinu znečišťujících látek těžké kovy provedeno pro vybrané znečišťující látky, jejichž podíl v emisích/imisích je významný a naměřené hodnoty jsou nad mezí detekce. Ve všech případech je opět použito poměrné zastoupení jednotlivých složek a to jak v prototypech, tak v emisních podpisech zdrojů. 4 HU + ČU + biopalivo Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 5

6 Obrázek 29 Poměrné zastoupení TK v prototypu Libuš_zima Obrázek 33 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji domácí topeniště (dřevo) Obrázek 30 Poměrné zastoupení TK v prototypu Libuš_léto Obrázek 34 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji domácí topeniště (HU) Obrázek 31 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji městská doprava Obrázek 35 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji energetický zdroj (HU) Obrázek 32 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji tranzitní doprava Obrázek 36 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji slévárna 6 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

7 Obrázek 37 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji kamenolom Obrázek 41 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji vápenka 6 Obrázek 38 Obrázek 42 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji energetický zdroj (BIO) 5 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji cementárna Obrázek 39 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji obalovna živičných směsí Obrázek 43 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji energetický zdroj (HU) Obrázek 40 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji energetický zdroj (TTO) Obrázek 44 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji energetický zdroj (TTO) 5 černý výluh pocházející z vaření dřevní hmoty pro výrobu celulózy, 6 palivo hnědouhelný dehet Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 7

8 Obrázek 45 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji energetický zdroj (PP) 7 Obrázek 49 Poměrné zastoupení VOC v prototypu Smíchov_zima Obrázek 46 Poměrné zastoupení TK v emisním zdroji technologie obalovna 2 Obrázek 50 Poměrné zastoupení VOC v prototypu Smíchov_léto Obrázek 47 Poměrné zastoupení VOC v prototypu Suchdol_zima Obrázek 51 Poměrné zastoupení VOC v prototypu Libuš_zima Obrázek 48 Poměrné zastoupení VOC v prototypu Suchdol_léto Obrázek 52 Poměrné zastoupení VOC v prototypu Libuš_léto 7 HU + ČU + biopalivo 8 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

9 Obrázek 53 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji městská doprava Obrázek 57 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji cementárna Obrázek 54 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji tranzitní doprava Obrázek 58 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji energetický zdroj (HU) Obrázek 55 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji domácí topeniště (dřevo) Z prezentovaných grafů je patrné, že prototypy imisních dat ze všech stanic AIM vykazují značnou vzájemnou podobnost, což může indikovat obdobné původce znečištění v jednotlivých lokalitách. V zimním období je patrný významný příspěvek spalování hnědého uhlí v malých topeništích k imisním koncentracím Na, Pb a Zn, podíl zastoupení těchto látek je na všech stanicích v zimním období výrazně vyšší, než je tomu v období letním. V létě je pak patrný zvýšený podíl imisních koncentrací Si a Ca oproti zimnímu období, způsobený patrně resuspenzí prachu. Pro letní i zimní období vykazují průběhy imisních prototypů na všech sledovaných stanicích AIM značnou podobnost se zdrojovými profily pro dopravu. 3.3 Těkavé organické látky Obrázek 56 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji domácí topeniště (HU) Z prezentovaných grafů je patrné, že prototypy imisních dat ze všech stanic AIM vykazují jistou podobnost se zdrojovými profily emisních dat pro tranzitní dopravu. Nutno však podotknout, že databáze zdrojových profilů pro skupinu VOC je méně rozsáhlá, než je tomu u skupiny PAU a TK a není tak možné porovnat imisní prototypy se všemi zdrojovými profily, které jsou k dispozici pro skupiny znečišťujících látek PAU a TK. 4. Charakteristické PAU indexy Pro odhad původu zdroje emisí PAU se někdy používají tzv. indexy. Jedná se o poměry koncentrací některých polycyklických aromatických uhlovodíků. Tyto markery mohou indikovat, jaký typ emisních zdrojů je původcem imisního znečištění v dané lokalitě. Využitelné jsou zejména pro identifikaci zdrojů jako benzinové a naftové motory, domácí topeniště, spalování dřeva a některé další zdroje znečištění. Nejčastěji jsou pro tyto účely používány poměry IP/(IP + BghiP), Phe/ (Phe + Ant), BaA/(BaA + Chry), Fl/(Fl + Pyr) a některé další. Odborná literatura [8], [9], [10], [11], [12] uvádí řadu typických indexů, stručný přehled uvádíme v tabulce 1. Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 9

10 Tabulka 1 Diagnostické indexy PAU Index Hodnota Interpretace IP/(IP+BghiP) 8 BaA/(BaA+Chry) 9 0,18 0,22 benzinové motory 0,37 0,7 dieselové motory 0,56 uhelný prach 0,62 spalování dřeva 0,16 venkovské zdroje 0,33 0,55 městské zdroje automobily s katalyzátory průmyslové emise a emise z těžkých nákladních automobilů 0,38 0,65 dieselové motory 0,43 benzinové motory Fl/(Fl + Pyr) 9 0,4 0,5 spalování kapalných paliv > 0,5 spalování dřeva a uhlí Fl/Pyr 9 < 1 benzinové a naftové motory 1 1,4 spalování uhlí BaP/BghiP 10 0,3 0,44 benzinové a naftové motory 0,9 6,6 spalování uhlí BaP/(BaP+Chry) 10 0,73 dieselové motory 0,49 benzinové motory 0,07 0,24 uhelný prach IP/BghiP 10 ~ 1 dieselové motory 0,4 benzinové motory Pyr/BaP11 ~ 10 dieselové motory ~ 1 benzinové motory Fl/Pyr 4 0,6 dopravní emise Fl/(Fl+Pyr) 12 BaA/(BaA + Chry) 5 IP/(IP+BghiP) 5 Fen/(Fen+A) 5 0,57 spalování uhlí 0,40 dieselové motory 0,52 benzinové motory 0,49 spalování zemního plynu 0,52 spalování kapalných paliv 0,49 spalování biopaliv 0,51 spalování dřeva 0,46 spalování uhlí 0,65 dieselové motory 0,50 benzinové motory 0,39 spalování zemního plynu 0,50 spalování kapalných paliv 0,59 spalování dřeva 0,48 spalování uhlí 0,19 dieselové motory 0,32 benzinové motory 0,32 spalování zemního plynu 0,36 spalování kapalných paliv 0,35 spalování biopaliv 0,42 spalování dřeva 0,85 spalování uhlí 0,73 dieselové motory 0,77 benzinové motory 0,88 spalování zemního plynu 0,89 spalování kapalných paliv 0,84 spalování dřeva 4.1 Vyhodnocení Porovnání charakteristických PAU indexů se skutečnými imisními poměry jednotlivých polycyklických aromatických uhlovodíků je potřeba chápat pouze jako informativní. Aplikace podává základní přibližnou informaci o charakteru imisních dat a závěry učiněné na základě aplikace tohoto nástroje jsou dále využity v receptorovém modelování jako jedno z kriterií výběru modelovaných zdrojových profilů. Základním nedostatkem použití charakteristických PAU indexů je, že polycyklické aromatické uhlovodíky po uvolnění do atmosféry podléhají řadě atmosférických procesů (degradace samovolná, fotochemická, mikrobiální), které mohou mít (a mají) významný vliv na změny hodnot poměrů jednotlivých PAU v čase na cestě od zdroje k receptoru. Přesto, pro indexy sestavené za pomocí stabilnějších PAU případně pro sledování časových trendů, jsou jako nástroj pro přípravu dat pro receptorové modelování užitečným pomocníkem. 5. Receptorový model Chemical Mass Balance 8.2 Model Chemical Mass Balance (dále jen CMB) je jedním z matematických modelů sloužících k receptorovému modelování. CMB je prezentován na internetových stránkách U.S. Environmental Protection Agency ( Receptorové modelování používá fyzikální a chemické charakteristiky plynů a tuhých částic změřené na zdroji znečišťování a v místě příjemce (receptoru) k identifikaci a kvantifikaci příspěvku konkrétního zdroje (zdrojového typu) ke koncentraci znečišťující látky v místě příjemce (imisní odběrové místo).[2] Výsledky receptorového modelování mohou být porovnávány s výsledky disperzních modelů (rozptylové studie), které používají emisní parametry zdroje, meteorologická data a popis mechanismů chemické transformace k odhadu příspěvku každého emisního zdroje znečišťování ke koncentraci dané znečišťující látky v místě příjemce. Základními požadavky pro uskutečnění receptorového modelování s dobrými výsledky je: a) stabilita emisních zdrojů v monitorovaném období b) nalezení všech významných emisních zdrojů, které přispívají k charakterizaci imisních míst c) chemické látky spolu nereagují, sčítají se lineárně d) počet zdrojů (kategorií zdrojů) je menší nebo roven počtu znečišťujících látek e) nejistoty měření jsou náhodné, není mezi nimi korelace a jsou normálně rozložené V tomto matematickém modelu je koncentrace C i látky i naměřená v receptoru vyjádřena jako: C i = a ij S j + e i kde C i a ij e i S j je koncentrace látky i naměřená v receptoru je frakce látky i ve zdroji j je rozdíl mezi naměřenou a vypočtenou koncentrací látky i je hmotnostní příspěvek zdroje j Účelem receptorového modelování je přidělit imisní koncentrace PM 2,5, PM 10 (případně jiné skupiny polutantů PAU, TK, VOC apod.) emisním zdrojům, tedy na základě imisního monitoringu identifikovat 8 Polycyclic aromatic hydrocarbons and thein molecular diagnostic ratios in urban atmospheric respirace particulate matter María del Rosario Sienra, Nelson G. Rosazza, Margarita Préndez, Characterization and Source Identification of PM 10 -bound Polycyklic Aromatic Hydrocarbons in Urban Air of Tijin, China Jianwu Shi, Yue Peng, Weifang Qiu, Zhipeng Bai, Shaofei Kong, Taosheng Jin, Particle associated polycyklic aromatic hydrocarbons in urban air of Agra, Nirat Rajput & Anita Lakhani, 2008, Atmospheric polycyklic aromatic hydrokarbons: Source attribution, emission facto rand regulativ, Khawal Ravindra, Ranjeet Sokhi, René Van Grieken, Atmospheric Environment 42 (2008), Source specificity and amtospheric processing of airborne PAHs: Implications for source apportionment, Elisabeth Galarneau, Atmospheric Environment 42 (2008), Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

11 příspěvek emisního původce k danému znečištění. CMB model vyjadřuje všechny měřené koncentrace znečišťujících látek jako lineární součet produktů zdrojových profilů a příspěvků zdrojů a následně řeší sadu lineárních rovnic. Vstupní informace do modelu obsahují: zdrojové profily znečišťujících látek (source profile) obsahující normalizovaná množství znečišťujících látek koncentrace znečišťujících látek zjištěné v místě receptoru (příjemce) tedy údaje o imisních koncentracích reálné nejistoty pro zdrojové a receptorové hodnoty pro každou znečišťující látku, každý den imisního monitoringu a každý emisní zdroj Výstupní informace z modelu obsahují: příspěvek každého zdrojového profilu k imisnímu zatížení Práce s modelem představuje zejména: zhodnocení použitelnosti modelu (dostatečný počet znečišťujících látek, identifikace majoritních emisních znečišťovatelů v zájmové oblasti, existence vstupních hodnot s rozumnými nejistotami) výběr zdrojových profilů s ohledem na potenciální původce (výsledky předběžných analýz jako korelační matice, meteorologická data, poloha jednotlivých zdrojů, typy zdrojů či technologií, které se vyskytují v zájmových oblastech, sezónní emitenti, nekolineární profily) stanovení počátečního příspěvku zdroje (SCE) použití různých kombinací zdrojových profilů a volba vhodných znečišťujících látek (fitting species), stanovení vlivu změny kombinace těchto proměnných na výsledky receptorového modelování zkoumání výstupů z modelu vyhodnocení smyslu prostorově a časově závislých výsledků s ohledem na převládající meteorologické podmínky a typy emisních zdrojů ověření, jak přidání či odstranění některých znečišťujících látek či zdrojových profilů ovlivní výsledky receptorového modelování identifikace odchylek od požadavků modelu (viz výše) stabilita emisních zdrojů v čase, znalost emisních podpisů majoritních zdrojů, nezávislé zdrojové profily atd.) identifikace a korekce chyb vstupů do modelu (zvýšení nejistot, identifikace a označení chybějících dat -99., rozdělení zdrojů dle meteorologických dat) ověření shody a stability SCE (nahrazení různých profilů pro stejné zdrojové typy, přidání či odebrání znečišťujících látek z kategorie fit (vhodné), zkoumání příspěvků zdrojů pro individuální znečišťující látky) vyhodnocení výsledků modelu CMB8.2 s ohledem k metodám stanovení původců znečištění (porovnání SCE mezi různými imisními stanicemi, aplikace jiných receptorových metod a porovnání výsledků, aplikace disperzních modelů (rozptylová studie) a porovnání výsledků apod.) Vyhodnocení výstupů z modelu CMB8.2 Součástí výstupních souborů modelu CMB8.2 je řada ukazatelů, charakterizujících kvalitu a spolehlivost prezentovaných výsledků, jedná se zejména o: R 2 je využito k posouzení odchylky v imisních koncentracích znečišťujících látek, která je vyjádřena jako vypočtené koncentrace znečišťujících látek prostřednictvím lineární regrese. Maximální hodnota je 1,0, lepší SCE vysvětlí změřené koncentrace standard error je odchylka SCE chi square (c 2 ) je použito k posouzení nejistoty vypočtených koncentrací znečišťujících látek (vážená suma mocnin rozdílů mezi vypočtenou a změřenou koncentrací). Hodnoty menší než 1,0 indikují velmi dobrou shodu Tabulka 2 Cílové hodnoty výsledkových parametrů Parametr Cílová hodnota R 2 0,8 1 Standard error (STDERR) < SCE c 2 < 4,0 percent mass % degrees of freedom > 5 t-statistic (TSTAT) > 2,0 ratio C/M (calculated/measured) 0,5 2,0 ratio R/U (residuals/uncertainties) -2,0 2,0 percent mass je procentní podíl sumy modelem spočítaných SCE k celkové naměřené koncentraci, hodnota blízko 100 % může být matoucí, protože někdy i nekvalitní údaje mohou vést k velké percent mass t-statistic je poměr mezi SCE k její standardní odchylce. Standardní odchylka SCE je indikátorem precizního odhadu modelu. Hodnoty < 2,0 identifikují odhad modelu, který není významně rozdílný od 0 degrees of freedom je počet znečišťujících látek označených jako fit (vstupujících do modelu) mínus počet zdrojů označených jako fit. Některé výzkumy doporučují degrees of freedom >> 5 ratio of the mass je poměr mezi vypočtenou koncentrací (C) a změřenou koncentrací (M) a slouží k identifikaci znečišťujících látek pod či nad hodnotou vypočtenou modelem. Ratio > 1,0 znamená, že více hmoty pro danou znečišťující látku bylo spočteno modelem než bylo naměřeno v imisním monitoringu ratio of the residuals to the uncertainty je rozdíl mezi C a M dělený nejistotou. Používá se k identifikaci znečišťujících látek pod či nad hodnotou vypočtenou modelem. MPIN (normalizovaná modifikovaná pseudo-inversní matice) diagnostikuje výstupy, indikuje stupeň vlivu každé znečišťující látky k příspěvku a standardní chybu odpovídající kategorie zdroje. MPIN je normalizována tak, že dává hodnoty od -1,0 do 1,0. Hodnoty v MPIN s absolutní hodnotou od 0,5 do 1,0 jsou spojeny se znečišťující látkou mající vliv na celkový příspěvek Vstupní soubory AD Jedná se o vstupní soubor modelu Chemical Mass Balance 8.2 popisující imisní část zdrojových dat (AD Ambient Data), obsahující koncentrace a nejistoty sledovaných znečišťujících látek. Soubor byl vytvořen na základě výsledků imisních kampaní realizovaných na imisních stanicích v Praze zahrnutých do projektu, konkrétně Smíchov Libuš Suchdol Tyto imisní kampaně probíhaly z důvodu předpokládaného vlivu různých původců znečištění v letním a zimním období, přičemž každá z kampaní byla v trvání 30 dní. Výsledkem je tak matice 180denních imisních koncentrací jednotlivých sledovaných znečišťujících látek, vždy 30denních imisních koncentrací pro příslušnou stanici pro zimní období a 30denních imisních koncentrací pro příslušnou stanici pro letní období. Soubor byl vytvořen v několika variantách: AD_PHA_PAU Soubor obsahuje údaje o imisních koncentracích polycyklických aromatických uhlovodíků, jako TM je použita SUMA PAU Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 11

12 AD_PHA_TK_SUMATK Soubor obsahuje údaje o imisních koncentracích těžkých kovů a OC/EC, jako TM je použita SUMA TK + OC/EC AD_PHA_VOC Soubor obsahuje údaje o imisních koncentracích těkavých organických látek jako TM je použita SUMA VOC Soubory odpovídají svým formátem požadované struktuře, která je sestavena následujícím způsobem: ID, DATE, DUR, STHOUR, SIZE, TMAC, TMAU, OCC, OCU, LIBUS, 02/02/09, 24, 0, FINE, , , , , kde: ID identifikace imisní stanice (do 12 znaků) DATE datum měření (do 8 znaků) DUR - doba trvání vzorkování (do 2 znaků) STHOUR počáteční hodina vzorkování (do 2 znaků) SIZE frakce částic (do 6 znaků) TMAC celková koncentrace TMAU nejistota celkové koncentrace OCC imisní koncentrace dané znečišťující látky (zde organický uhlík) OCU nejistota imisní koncentrace dané znečišťující látky Vstupní soubory PR Tyto soubory obsahují údaje o emisních parametrech sledovaných zdrojů znečišťování ovzduší ve formě zdrojových profilů (source profile). Ty byly vytvořeny na základě v experimentální části projektu změřených emisních charakteristik jednotlivých zdrojů. Jedná se o emisní koncentrační údaje, převedené do podoby vstupních dat pro modelování v programu Chemical Mass Balance (CMB 8.2). Jsou to normalizované koncentrace a nejistoty jednotlivých skupin znečišťujících látek. Soubory byly pro zajištění kompatibility s imisními daty prezentovanými soubory AD vytvořeny v těchto variantách: 6. Instrumentace pro experimentální část projektu 6.1 Emise Emisní šetření na konkrétních vytipovaných zdrojích znečištění v zájmové lokalitě je nutnou podmínkou aplikace dat v receptorovém modelu. Do budoucna se předpokládá, že bude vytvořena databáze běžných zdrojových profilů (domácí topeniště, doprava, velké energetické zdroje, rozšířené technologické zdroje) a pro účely aplikace metodiky v konkrétní zájmové lokalitě bude již emisní šetření zaměřeno pouze na zdroje specifické pro danou oblast (např. Ostravsko koksovny, železárny apod.). Pro realizaci emisních šetření byla použita aparatura VAPS (E) a to z několika důvodů: 1) je nutné zaručit kompatibilitu mezi jednotlivými zdrojovými profily 2) je nutné zaručit kompatibilitu dat mezi imisní a emisní částí (díky doporučení na využití aparatury VAPS (I) pro imisní odběrové kampaně je tato podmínka z důvodu využití shodného fyzikálního principu třídění a použitých matric zaručena) 3) v rámci jednoho odběru je možné exponovat matrice pro analýzu všech zájmových skupin znečišťujících látek dle zadání (typicky PM 2,5, PM 10, PAU, TK, VOC, OC/EC) Popis odběrové aparatury Emisní verze aparatury VAPS (Versatile Air Pollution Sampler) fy URG Co. USA, je využívána k měření emisí agenturou US EPA, mimo jiné např. i při řešení projektu PHARE v programech TEPLICE a SILESIA. Aparatura VAPS (E) pracuje na principu větrně gravitačního třídění částic, který je odvozen od mechanismu třídění, probíhajícího v atmosféře na trase od výstupu částic ze zdroje směrem k příjemci a na simulaci mechanismu průniku částic do dýchacích cest příjemce Schéma aparatury a princip třídění PR_TESO_PAU Soubor obsahuje hodnotou SUMA PAU normalizované emisní koncentrace příslušných zdrojových profilů pro skupinu znečišťujících látek polycyklické aromatické uhlovodíky PR_TESO_TK_SUMATK Soubor obsahuje hodnotou SUMA TK + OC/EC normalizované emisní koncentrace příslušných zdrojových profilů pro skupinu znečišťujících látek těžké kovy a OC/EC PR_TESO_TK_VOC Soubor obsahuje hodnotou SUMA VOC normalizované emisní koncentrace příslušných zdrojových profilů pro skupinu znečišťujících látek těkavé organické látky Soubory odpovídají svým formátem požadované struktuře, která je sestavena následujícím způsobem: PNO, SID, SIZE, OCC, OCU, MTHUF1, MTHUF1, FINE, , , kde: PNO číselné či kódové označení zdrojového profilu (do 6 znaků) SID popis zdrojového profilu (do 8 znaků) SIZE frakce částic (do 6 znaků) OCC normalizovaná hodnota emisní koncentrace příslušné znečišťující látky v daném zdrojovém profilu (zde organický uhlík) OCU nejistota normalizované hodnoty emisní koncentrace příslušné znečišťující látky v daném zdrojovém profilu Popis funkce aparatury Znečištěný odpadní plyn je ve směru proudnic plynu, zjištěných sondáží profilu rychlostní Prandtlovou sondou, odebírán z potrubí (proudově správný odběr) skleněnou nebo titanovou vytápěnou odběrovou sondou s výměnnou odběrovou hubicí. Množství odebíraného plynu musí být takové, aby byla zajištěna rychlost odsávání v ústí odběrové hubice v intervalu 95 až 115 % rychlosti proudění v okolí hubice (izokinetické odsávání). Odpadní plyn je dále veden vytápěným nástavcem do skleněného, temperovaného rozdělovače, do kterého je přes čisticí filtr s identickými mechanickými vlastnostmi, jako mají expoziční filtry, zaústěn přívod venkovního, upraveného (vysušeného a vyčištěného) vzduchu. V manifoldu dochází k naředění plynu odebraného z potrubí takovým množstvím ředicího vzduchu, aby 12 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

13 teplota rosného bodu vodní páry obsažené v plynu byla spolehlivě nižší, než je teplota třídění (cca C) a současně aby charakteristický objemový průtok směsi plynu a vzduchu za normálních termodynamických podmínek (n. p.) byl cca 32 l/min. ± 10 %, při zachování izokinetických podmínek odsávání. V rozdělovači dochází ke zpomalení proudění a ke gravitačnímu třídění částic dle jejich hybnosti, při teplotě nad rosným bodem vodní páry obsažené v plynu, přičemž hrubé částice nad PM 10 sedimentují a jsou z dalšího zpracování vyloučeny. Centrální proud je odebírán ve směru kolmém k působení gravitační síly v množství 2 l/min. n.p. Částice v intervalu PM 2,5 PM 10, vzhledem ke své hybnosti procházejí rozdělovačem beze změny směru proudění a jsou zachyceny na filtru hrubých částic. Malé množství jemných částic si zachová směr proudění centrálního proudu (v poměru objemu centrálního proudu a součtu objemů dílčích proudů). O tuto hodnotu musí být výsledná veličina opravena. Po průchodu centrálního proudu filtrem, na kterém jsou zachyceny tuhé částice, je plyn pomocí skleněného kříže rozdělen do dalších tří směrů. Hlavní část centrálního proudu je v množství 120 l/hod. vedena dál přes čerpadlo do atmosféry. Druhá část centrálního proudu je pomocí restriktoru vedena do 400 ml pasivovaného evakuovaného kanystru. Odebraný vzorek je následně analyzován na těkavé organické látky. Zbývajících 30 l/min. za n. p. je odsáváno proti směru působení gravitační síly a rozděleno na dva stejné proudy. Jemné částice menší než PM 2,5 sledují dráhu obou dílčích proudů plynu (15 l/min. n. p.) a procházejí cyklonovými odlučovači, kde jsou odloučeny proniklé částice v intervalu PM 2,5 až PM 10. Částice PM 2,5 jsou zachycovány na filtru, jehož materiál je volen s ohledem na případné další sledované parametry znečištěného vzduchu, jako je např. morfologie nebo složení částic, stanovení těžkých kovů fixovaných na granulometrickou frakci částic, stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků atd. Zde byly z důvodu následných analýz na obsah těžkých kovů resp. polycyklických aromatických uhlovodíků zvoleny matrice celulózový filtr millipore na větvi 1 resp. křemenný filtr Quartz následovaný PUF patronou na větvi 2. Po průchodu centrálního proudu v množství 120 l/hod. sklovláknovým filtrem, na kterém jsou zachyceny tuhé částice frakce PM 10, a který je následně podroben gravimetrickému vyšetření, je plyn veden dál přes čerpadlo do atmosféry. Odebrané vzorky je možné následně analyzovat pro stanovení následujících látek: suspendované částice (PM 2,5 ; PM 10 ; TSP) těžké kovy polycyklické aromatické uhlovodíky organický / elementární uhlík OC/EC těkavé organické látky Charakteristiky metody koncentrační oblast 0,3 200 mg/m 3 částic ve frakci PM 2,5 a PM 10 koncentrace TSP v plynu mg/m 3, koncentrace vodní páry v plynu do 15 % hm., kombinovaná nejistota stanovení koncentrací jednotlivých frakcí 20,5 % rel., pokud je změřená koncentrace TSP pod hodnotou 1 mg/m 3, uvažuje se při dalším vyhodnocení minimálně rovna koncentraci PM Imise Realizace imisních odběrových kampaní v zájmové lokalitě je další nutnou podmínkou aplikace dat v receptorovém modelu. S přihlédnutím na konkrétní parametry zadání aplikace je nutné značnou pozornost věnovat výběru místa/míst pro realizaci imisní odběrové kampaně a zejména délce jejího trvání. Minimem pro úspěšnou aplikaci metodiky je realizace dvou imisních odběrových kampaní (letní a zimní) pro oddělení majoritních původců znečištění v době topné sezony a mimo ni, z pohledu délky trvání těchto kampaní je za absolutní minimum považován systém (tedy dva dny pracovního klidu + pět pracovních dní + dva dny pracovního klidu). Tento systém v kombinaci s provedením letní a zimní imisní odběrové kampaně je schopen rozlišit specifika jednotlivých provozních stavů zejména lokálních topenišť, ale i např. dopravy a různých technologických zdrojů. Z pohledu tohoto minimálního požadavku již nejde hovořit o následném statistickém zpracování imisních dat a tak vždy, pokud to situace dovolí, by měla být délka imisních odběrových kampaní navýšena alespoň na systém Pro správný (rozuměno reprezentativní) výběr konkrétního místa pro instalaci aparatury VAPS (I) (a tedy realizaci imisní odběrové kampaně) je třeba věnovat zvýšenou pozornost specifikům dané lokality, rozmístění z pohledu předpokládaného vlivu na imisní znečištění důležitých stacionárních zdrojů, poloze významných komunikací, rezidenčních čtvrtí, existence plynofikace, složení palivové základny v rodinných domech rezidenčních čtvrtí a charakter převládajících směrů větru. Pro realizaci imisních odběrových kampaní bylo využito aparatury VAPS (I) a to z důvodů shodných jako u emisních zdrojových měření: 1) je nutné zaručit kompatibilitu dat mezi imisní a emisní částí (díky doporučení na využití aparatury VAPS (E) pro emisní zdrojová měření je tato podmínka z důvodu využití shodného fyzikálního principu třídění a použitých matric zaručena) 2) v rámci jednoho odběru je možné exponovat matrice pro analýzu všech zájmových skupin znečišťujících látek dle zadání projektu (typicky PM 2,5, PM 10, PAU, TK, VOC, OC/EC) Popis odběrové aparatury Univerzální vzorkovač znečištění venkovního vzduchu VAPS, je sestaven ze součástí umožňujících současné odběry pro analytické stanovení různých parametrů znečištěného venkovního vzduchu. Znečištěný vzduch v množství 32 l za minutu je nasáván hlavicí vybavenou dešťovým krytem potaženým teflonem. Tato hlavice je aerodynamicky upravena pro třídění částic PM 10 (částice, které projdou velikostně selektivním vstupním filtrem vykazujícím pro aerodynamický průměr 10 µm odlučovací účinnost 50 %). Vzduch dále prochází hlavní tělem vzorkovače, které je vyrobeno z hliníku a rovněž potaženo teflonem. Vzduch do něj vstupuje přes kónickou urychlovací trysku, kde jsou odděleny částice PM 2,5 (částice, které projdou velikostně selektivním vstupním filtrem vykazujícím pro aerodynamický průměr 2,5 µm odlučovací účinnost 50 %) a je rozdělen do tří dílčích proudů, každý proud je zpracováván odlišným systémem. Vstup odběrové hlavice PM 10 je konstruován tak, aby odděloval částice s aerodynamickým průměrem větším než 10 mikrometrů, zatímco částice menší kvantitativně vede do virtuálního impaktoru, kde prochází druhou urychlovací tryskou umístěnou před expanzním prostorem filtrového držáku. Centrální proud je odebírán v množství 2 l/min., částice PM 2,5 10 procházejí beze změny směru proudění hlavním tělesem vzorkovače a jsou zachyceny na sklovláknovém filtru. Tento virtuální impaktor je ověřený US EPA pro měření v kombinaci s použitou odběrovou hlavicí PM 10. Zbývajících 30 l/min. je rozděleno na dva stejné proudy, které procházejí levým a pravým zachycovačem. Jemné částice PM 2,5 sledují dráhu obou dílčích proudů plynu (15 l/min.) a jsou podrobeny zpracování v těchto větvích. Všechny části vzorkovače přicházející do styku s odebíraným vzduchem jsou potaženy teflonem. Pravá větev (15 l/min.) dílčího proudu vzduchu prochází křemenným filtrem podepřeným teflonem potaženým sítkem z nerezové oceli, kde jsou zachyceny jemné částice PM 2,5 s obsahem anorganických a semivolatilních organických sloučenin. Aerosolových částic zbavená vzdušina s obsahem organických par prochází patronou z polyuretanové pěny (PUF), která účinně zachycuje volatilní vícemolekulární organické látky. Křemenný filtr a PUF patrona musí být po expozici do doby analýzy uloženy za speciálních teplotních podmínek, PUF patrona musí být před expozicí vyčištěna. Zachycovač pro organické látky stejně jako PUF patrona jsou vyrobeny tak, aby je bylo možno spojit bezprostředně před odběrem párovými spojkami. Jedna část filtru byla extrahována pro stanovení obsahu organického aerosolu a druhá část byla podrobena analytickému spalovacímu procesu, Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 13

14 pro stanovení podílu organického/elementárního uhlíku. Z filtru se nejprve vysekne vzorek o standardní velikosti (obdélník) a vloží se do křemíkové pece. Po propláchnutí heliem (99,9999 %) vyhřeje teplotní program pec na 870 C. Produkty vzniklé termálním rozkladem se kvantitativně oxidují oxidem manganičitým (MnO 2 ) v oxidační peci na CO 2. V proudu helia se pak oxid uhličitý mísí s vodíkem. Tato směs je pak vháněna na rozžhavený niklový katalyzátor, kde je kvantitativně konvertována na metan. Obsah metanu je posléze měřen plamenoionizačním detektorem (FID). Jakmile je ukončen teplotní program v křemíkové peci, je pec ochlazena na 600 C a proud spalin je převeden do nosné oxidační směsi (kyslík/helium). Při tomto druhém teplotním programu se zoxiduje všechen elementární uhlík (EC). Elementární uhlík je pak detekován stejným způsobem jako organický uhlík (OC). PUF materiál byl extrahován pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků. Koncentrace polycyklických aromatických uhlovodíků se stanoví plynovou chromatografií s hmotnostní detekcí. Výsledné množství analytu ve vzorku je při konečném výpočtu koncentrace v ovzduší vztaženo na množství prosátého vzduchu. Frakce PM 10 byla zachycována ve střední větvi dílčího proudu vzduchu na sklovláknovém filtru, který je podepřen teflonem potaženým sítkem z nerezové oceli. Sklovláknový filtr byl před expozicí i po expozici zvážen. Levá větev (15 l/min.) dílčího proudu vzduchu prochází celulózovým filtrem podepřeným teflonem potaženým sítkem z nerezové oceli. Celulózový filtr byl gravimetricky vyšetřován a podroben ICP-MS analýze pro stanovení obsahu kovů. Tato analýza byla provedena na hmotnostním spektrometru s iontově vázanou plazmou Thermo Electron X-Series (X7). Automatickým dávkovačem nasátý vzorek je v koncentrickém zmlžovači převeden do aerosolové formy a při průchodu plazmovou hlavicí dochází postupně k desolvataci, odpaření, atomizaci a ionizaci komponent. Vzorek dále prochází tlakovým rozhraním do vakuové části, kde jsou odděleny nenabité atomy. Dále je svazek iontů pomocí iontové optiky zaostřen a v kvadrupólu jsou odděleny ionty o určitém poměru hmotnosti a náboje. Kvadrupól funguje v sekvenčním režimu, tedy postupně propouští na elektronový násobič coby detektor vybrané prvky. Tímto způsobem byly analyzovány vybrané prvky z celého hmotnostního spektra. VAPS byl instalován v uzavřeném boxu, který je teplotně stabilizován s cirkulací vzduchu pro temperaci. Odběrový systém obsahuje tři samostatná čerpadla, každé z nich má samostatný rotametr s regulačním ventilem pro kontrolu nastaveného průtoku a tlakoměr pro kontrolu expozice filtru. Výstup každého čerpadla je zaveden do vlastního suchého plynoměru, který slouží pro stanovení celkového objemu odebraného vzduchu. Začátek a konec odběru může být řízen automatickým časovačem. Obrázek 59 VAPS (I) Fotodokumentace odběrů aparaturou VAPS (I) a AVOCs Obrázek 60 AVOCS a evakuovaný kanystr 7. Modelované znečišťující látky Pro sledování byly navrženy polutanty v následujícím rozsahu: jemné částice PM 2,5 a PM 10 těžké kovy a organický / elementární uhlík ve frakci PM 2,5 polycyklické aromatické uhlovodíky těkavé organické látky Tomu byly přizpůsobeny matrice použité v experimentální části projektu následujícím způsobem 13 : Větev 1 gravimetrické vyšetření PM 2,5, analýza těžkých kovů, matrice celulózový filtr Větev 2 polycyklické aromatické uhlovodíky a OC/EC, matrice křemenný filtr + PUF Větev 3 gravimetrické vyšetření, PM 10 evakuovaný kanystr analýza VOC Následné analýzy exponovaných matric byly zajištěny v laboratoři ČHMÚ (akreditace c. 301/2010 ze dne ). Identifikace původců znečištění pomocí navržené metodiky probíhala vždy odděleně pro jednotlivé sledované skupiny znečišťujících látek PAU, TK a VOC Látky vyřazené z modelování Ze spektra analyzovaných modelovaných látek byly na základě statistického vyhodnocení dat, porovnání dosažených koncentrací s mezí detekce a při uvažování nejistot stanovení z modelování vyloučeny následující znečišťující látky: 9Be, 105Pd, 115Ln, 118Sn, 125Te, 133Ce, 159Tb, 169Tm, 175Lu, 181Ta, 195Pt, 202Hg, 238U imisní hodnoty pod mezí detekce zimní imisní odběrová kampaň 9Be, 105Pd, 115Ln, 125Te, 133Ce, 153Eu, 159Tb, 165Ho, 169Tm, 172Yb, 175Lu, 195Pt, 238U imisní hodnoty pod mezí detekce letní imisní odběrová kampaň 47Ti, 52Cr, 178Hf, 181Ta, 195Pt, 202Hg příliš velká nejistota stanovení 206Pb, 207Pb, 63Cu duplicita hodnoty obsaženy v jiném izotopu 77ArCl, 83Kr nulové hodnoty v emisních profilech 165Ho, 169Tm, 175Lu, 185Re nulové hodnoty v imisních datech DBahA všechny hodnoty z letní imisní odběrové kampaně jsou pod mezí detekce 8. Modelované lokality Na základě požadavku na aplikaci metodiky v oblasti s instalací imisní stanice definované jako městská pozaďová, dopravní a rezidenční, byly na základě konzultací s Českým hydrometeorologickým ústavem vybrány následující lokality pražské aglomerace: Praha Libuš (městská pozaďová) Praha Suchdol (rezidenční) Praha Smíchov (dopravní) na kterých byla v zimě 2009 ( ) a v létě 2010 ( ) realizována imisní odběrová kampaň. Poznatky o pozaďových (imisních) koncentracích sledovaných znečišťujících látek na výše uvedených lokalitách byly následně pomocí aplikace prezentované metodiky dávány do souvislosti se zdrojovými profily. 13 popis vztažen k jednotlivým odsávaným větvím aparatury VAPS (E) 14 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

15 9. Modelované typové zdroje Databáze emisních podpisů, vytvořená na základě využití výsledků emisních šetření realizovaných aparaturou VAPS (E) v tuto chvíli obsahuje následující zdrojové profily připravené pro aplikaci v receptorovém modelu při identifikaci původců znečištění v jakékoliv zájmové lokalitě dle zadání: 14 VEZHUS Velký energetický zdroj spalování hnědého uhlí s odsířením SLEVAR Slévárna KAMLOM Kamenolom třídírna VEZBIO Velký energetický zdroj spalování biopaliva (černý výluh pocházející z vaření dřevní hmoty pro výrobu celulózy) OBALOV Obalovna živičných směsí VEZTO1 Velký energetický zdroj spalování TTO1 VAPHU Vápenka pec s otopem hnědouhelným dehtem DTMDF1 Domácí topeniště spalování měkkého dřeva fáze 1 (zapalování) DTMDF2 Domácí topeniště spal. měkkého dřeva fáze 2 (dýmavé hoření s omez. přívodem vzduchu) DTMDF3 Domácí topeniště spal. měkkého dřeva fáze 3 (plné hoření s úplným přívodem vzduchu) DTTDF1 Domácí topeniště spalování tvrdého dřeva fáze 1 (zapalování) DTTDF2 Domácí topeniště spal. tvrdého dřeva fáze 2 (dýmavé hoření s omez. přívodem vzduchu) DTTDF3 Domácí topeniště spalování tvrdého dřeva fáze 3 (plné hoření s úplným přívodem vzduchu) CEMRP Cementárna rotační pec VEZHU Velký energetický zdroj spalování HU VEZTO2 Velký energetický zdroj spalování TTO2 VEZPP Velký energetický zdroj spalování PP (CU + HU + Biopalivo) MTHUF1 Malé topeniště spalování hnědého uhlí fáze 1 (rozhořívání) MTHUF2 Malé topeniště spalování hnědého uhlí fáze 2 (standardní provoz kotle) MTHUF3 Malé topeniště spalování hnědého uhlí fáze 3 (dohořívání) OBALO2 Obalovna živičných směsí 2 MDVD Městská doprava TDVD Tranzitní doprava SOIL Složení zemské kůry používaného pro zpracování rozptylových studií. Jedná se o grafické znázornění četnosti výskytu různých směrů větru daného místa na radiálním diagramu. Od středu kružnice se vynášejí úsečky, jejichž délka je úměrná četnosti výskytu větrů vanoucích z příslušného směru nebo sektoru. Vhodným softwarovým nástrojem na vizualizaci meteorologických dat je např. program Windrose (ke stažení na internetových stránkách společnosti Enviroware Nevýhodou je, že vstupní data musí mít jinou strukturu než standardní zápis větrné růžice používaný např. pro rozptylové studie a tyto zápisy nejsou navzájem kompatibilní. Naměřená imisní data je následně nutno zpracovávat právě s přihlédnutím na konkrétní meteorologické podmínky a vyhodnocení a závěry činit s přihlédnutím k nim. Větrná růžice je vždy určena v návaznosti na konkrétní lokalitu. Příklad výstupu z programu Windrose je uveden na obrázku níže. Obrázek 61 Poměrné zastoupení VOC v emisním zdroji tranzitní doprava 10.2 Meteo měření Protože, jak je uvedeno níže, aplikace HYSPLIT je využitelná spíše v globálním než lokálním měřítku a větrná růžice představuje vždy pouze 10. Meteorologická charakteristika Důležitou součástí identifikace původce daného znečištění jsou i meteorologická data (i když např. model CMB s meteorologickými daty nepracuje). Známe-li směry a sílu převládajícího větru, případně konkrétní meteorologické podmínky v době odběru konkrétního vzorku, lze skupinu potenciálních původců znečištění zúžit na zdroje ležící ve směru zpětné trajektorie vzdušné masy. Nástroji k získání informací o meteorologické charakteristice zájmového území můžou být zejména: HYSPLIT větrná růžice meteo měření 10.1 Větrná růžice Větrná růžice je standardní nástroj pro grafické znázornění převládajících směrů větru, využívaný např. i v rámci modelu SYMOS Zdrojové profily, jejichž název je uveden kurzívou, byly sestaveny na základě výsledků řešení projektu Ministerstva životního prostředí SP/1a3/148/08 Stanovení chemických a toxikologických vlastností prachových částic a výzkum jejich vzniku, Odpovědný řešitel projektu: Český hydrometeorologický ústav, RNDr. Josef Keder, CSc. Výsledky tohoto projektu byly využity na základě Smlouvy o spolupráci o využití výsledků dosažených v projektu výzkumu a vývoje uzavřené podle ustanovení 269 zákona č. 513/1991 Sb., obchodní zákoník, mezi společností Technické služby ochrany ovzduší Praha a. s. a Českým hydrometeorologickým ústavem. Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 15

16 statistické rozložení směru a rychlosti větru vztažené k třídám vertikální stability ovzduší v mezní vrstvě atmosféry, je třeba optimální realizaci imisních odběrových kampaní doplnit souběžným meteorologickým měřením, které bude reprezentativní pro konkrétní naměřené imisní koncentrace v daných dnech imisní kampaně. Pro instrumentaci může být použita standardní meteo stanice, umožňující kromě rychlosti a směru větru zaznamenávat i údaje o atmosférické teplotě, srážkách, tlaku apod HYSPLIT Pod názvem HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory) se skrývá aplikace umístěná na webových stránkách NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ready/hysplit4.html. Ta vychází z předpokladu existence dobře promíchané vrstvy vzduchu, ve které dochází k transportu a rozptylu. Třírozměrný pohyb je počítán z výstupních větrných polí modelu NGM (National Meteorological Center s Nested Grid Model). Mimo jiné umožňuje po zadání vstupních údajů jako: souřadnice zájmového bodu výšky vzdušné masy počátečního času a dalších volitelných nastavení, získat zpětné i dopředné trajektorie vzdušné masy. Při určování zpětných trajektorií vychází ze sítě meteorologických stanic a údajů na nich zjišťovaných, při určování dopředných trajektorií vstupují do procesu ještě matematické modely. Výstupem je mimo jiné mapový zákres trasy vzdušné masy k receptoru (v případě zpětné trajektorie) nebo trasy šíření vzdušné masy směrem od zdroje (v případě dopředné trajektorie) [3]. Pomocí této aplikace tak lze provést prvotní výběr potenciálních původců znečištění v dané lokalitě a konkrétním období, případně lépe interpretovat výsledky modelu Chemical Mass Balance při zjištění souvislosti imisního znečištění s konkrétním specifickým zdrojovým profilem vyskytujícím se v několika rozdílných lokalitách v okolí imisní stanice, na které byla realizována imisní odběrová kampaň. Model HYSPLIT je však v lokálním měřítku využitelný jen částečně (využitelný je spíše na větší oblasti, např. Evropa). HYSPLIT též umožňuje propojení s poměrně rozšířenou aplikací Google Earth a tím znázornění pozice konkrétní vzdušné masy v daném čase na daném místě prostřednictvím satelitních snímků Země. Trajektorie jsou nejčastěji sestaveny pro dobu 12 hodin před dosažením cílového bodu s finální výškou 10 m nad úrovní terénu. 11. Poloha zdrojů Pro využití meteorologické charakteristiky jako nástroje pro prvotní hrubou identifikaci původce znečištění, případně pro interpretaci výsledků receptorového modelu Chemical Mass Balance je pochopitelně nutné znát ještě polohu významných zdrojů znečišťování. K tomu lze, kromě šetření na místě, využít i informací shromážděných v: Integrovaném systém plnění ohlašovacích povinností (ISPOP) Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO) 11.1 ISPOP Legislativa z oblasti životního prostředí ukládá ekonomickým subjektům povinnost hlásit státní nebo veřejné správě informace o vlivu jejich ekonomické činnosti na životní prostředí. Tyto subjekty se tak stávají ohlašovateli evidencí z oblasti životního prostředí, přičemž povinnost podání hlášení je uložena v příslušných právních normách, které ukládají povinnost evidenci vést a ohlašovat. Evidence obsahují informace o znečišťování ovzduší, vod, půdy, evidence odpadů či např. likvidace elektrozařízení nebo evidence autovraků v příslušných zařízeních. Účelem sběru informací prostřednictvím uvedených hlášení je získání informací potřebných pro výkon státní správy v oblasti životního prostředí, jejímž primárním cílem je ochrana a zlepšování kvality životního prostředí. Právě tyto informace mohou mít zásadní dopad na výběr zdrojů, na které bude zaměřeno, pro aplikaci metodiky v daném území emisní zdrojové šetření, případně pro interpretaci výsledků receptorového modelu Chemical Mass Balance. Zřizovatelem integrovaného systému plnění ohlašovacích povinností v oblasti životního prostředí (ISPOP) je Ministerstvo životního prostředí ČR. Provozovatelem ISPOP je CENIA. [13] 11.2 REZZO Dalším možným zdrojem informací (nejen) o poloze konkrétních stacionárních zdrojů je databáze REZZO (Registr emisí a zdrojů znečišťování ovzduší), která je členěna na: REZZO 1 velké stacionární zdroje znečišťování Stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu vyšším než 5 MW a zařízení zvlášť závažných technologických procesů. Jedná se hlavně o velké elektrárny, spalovny a další bodové zdroje. REZZO 2 střední stacionární zdroje znečišťování Stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu od 0,2 do 5 MW, zařízení závažných technologických procesů, uhelné lomy a plochy s možností hoření, zapaření nebo úletu znečišťujících látek. REZZO 3 malé stacionární zdroje znečišťování Stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu nižším než 0,2 MW, zařízení technologických procesů nespadajících do kategorie velkých a středních zdrojů, plochy, na kterých jsou prováděny práce, které mohou způsobovat znečišťování ovzduší, skládky paliv, surovin, produktů a odpadů a zachycených exhalátů a jiné stavby, zařízení a činnosti, výrazně znečišťující ovzduší. Jedná se hlavně o plošné zdroje. Emise z domácích topenišť jsou odhadovány díky informacím poskytnutým regionálními energetickými a teplárenskými závody. REZZO 4 mobilní zdroje znečišťování Pohyblivá zařízení se spalovacími nebo jinými motory, zejména silniční motorová vozidla, železniční kolejová vozidla, plavidla a letadla. Registr je zajišťován ze strany Ministerstva životního prostředí. Správou databáze REZZO je pověřen Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ). ČHMÚ zároveň provozuje Informační systém kvality ovzduší (ISKO), jehož je REZZO součástí. Potřebná data o velkých a středních zdrojích emisí se získávají přímo od provozovatelů a provádějí se kontroly za pomoci České inspekce životního prostředí (ČIŽP), přičemž výchozí informace pocházejí ze Souhrnné provozní evidence zdrojů znečišťování ovzduší. Údaje o provozu malých zdrojů pocházejí od orgánů obcí, využívá se také dat ze Sčítání lidu, domů a bytů (SLDB). [14] 12. Korelační matice K odhadu prvotní identifikace možných původců znečištění mohou do jisté míry sloužit i uvedené v tabulkách 3 5 korelační matice pro skupinu znečišťujících látek PAU, TK a VOC. Jedná se o korelační matice sestavené pro jednotlivé emisní charakteristiky sledovaných zdrojů (podpisy zdrojů) a prototypy charakterizující letní a zimní imisní odběrové kampaně Korelační matice PAU Do korelační matice pro PAU jsou zahrnuty emisní charakteristiky zdrojů znečišťování ovzduší a tzv. imisní prototypy popisující realizované imisní odběrové kampaně na stanicích Smíchov, Libuš a Suchdol, a to v letním a zimním období. Hladina korelačního koeficientu byla nastavena na 0,95. Jak je vidět z korelační matice prezentované dále v textu, všechny zimní 16 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

17 imisní prototypy poměrně dobře korelují se spalováním paliv v domácích topeništích, a to jak při spalování dřeva, tak při spalování hnědého uhlí. Pozoruhodná je korelace zdrojových profilů charakterizujících spalování paliv v malém topeništi s některými prototypy letní imisní odběrové kampaně, kdy se ve sledovaném období již nepředpokládá provoz malých topenišť pro lokální vytápění. S ohledem na charakter lokalit Libuš a Suchdol se s největší pravděpodobností jedná o souvislost s emisemi ze spalování dřeva v otevřených ohništích, grilování apod. Tuto závislost již nastínil rozbor dat za využití charakteristických PAU indexů. Výrazná je rovněž korelace imisních prototypů se zdrojovými profily pro tranzitní a městskou dopravu, která opět indikuje dopravu jako významného původce imisního znečištění. Naproti tomu korelace se zdrojovým profilem pro kamenolom je klamná, způsobená metodou provedení podpisu zdroje v prostorách třídírny. V tomto případě se u skupiny PAU jedná spíše o imisní pozadí Korelační matice TK Do korelační matice pro TK jsou stejně jako v případě PAU zahrnuty emisní charakteristiky zdrojů znečišťování ovzduší a tzv. imisní prototypy popisující realizované imisní odběrové kampaně na stanicích Smíchov, Libuš a Suchdol, a to v letním a zimním období. Hladina korelačního koeficientu pro skupinu látek TK byla nastavena na 0,65. Jak je vidět z korelační matice uvedené v tabulce 3, výsledky nejsou tak jednoznačné jako v případě PAU. Z výsledků je patrná korelace letních i zimních imisních prototypů z lokality Smíchov s emisními podpisy pro tranzitní i městskou dopravu, stejně jako korelace letních imisních dat ze stanice Libuš. Domácí topeniště při spalování dřeva se objevují v datech pro Suchdol (v letním i zimním období důvodem je pravděpodobně blízkost vilové zástavby a s ní související spalování (nejen) dřeva v otevřených ohništích a grilování) a v lokalitě Libuš v zimním období. Z dalších zdrojů stojí za zmínku korelace imisních dat se zdrojovým profilem pro slévárnu (je komentováno v dalších přílohách) a se zdrojovým profilem pro vápenku, zejména v letních měsících na všech sledovaných stanicích AIM, které se dá interpretovat jako znečištění pocházející ze stavební činnosti Korelační matice VOC Do korelační matice pro VOC jsou zahrnuty emisní charakteristiky zdrojů znečišťování ovzduší a tzv. imisní prototypy popisující realizované imisní odběrové kampaně na stanicích Smíchov, Libuš a Suchdol, a to v letním a zimním období. Hladina korelačního koeficientu byla nastavena na 0,5. Na všech stanicích a to jak v letním, tak zimním období je patrná korelace imisních prototypů se zdrojovými profily pro tranzitní dopravu, městskou dopravu a zejména v zimním období se spalováním paliv v lokálních topeništích. Dá se očekávat, že právě tyto zdroje budou modelem CMB 8.2 identifikovány jako majoritní původci znečištění. Na datech pro skupinu VOC je výrazně patrné rozložení korelace se zdrojovými profily pro lokální vytápění do zimního období. 13. Aplikace modelu 13.1 Skupina TK Jako první byla receptorovému modelování podrobena skupina TK + OC/EC. Ve vstupních emisních datech jsou zde zastoupeny konkrétní emisní zdroje, jejichž source profiles byly sestaveny na základě provedených emisních šetření. Na základě iteračního přístupu byly vytipovány ty, které se mohou podílet na znečištění v dané lokalitě a pro tyto byl následně spuštěn finální výpočet, jehož výsledky jsou vždy pro čtyři dny z každé modelované varianty prezentovány v následujících kapitolách Stanice SMÍCHOV TK + OC/EC zima Tabulka 6 0,82 3,46 112,6 02/04/09 0,84 3,23 116,5 02/05/09 0,80 3,82 114,0 03/01/09 0,88 2,07 112,8 03/02/09 Je možné konstatovat, že všechny výsledné kvalitativní charakteristiky provedeného modelování se pohybují v oblasti požadovaných hodnot. Model odhaduje jako původce znečištění těžkými kovy pro lokalitu Smíchov v zimním období zejména: domácí topeniště, a to jak při spalování dřeva, tak hnědého uhlí tranzitní dopravu a jako hlavního původce znečištění městskou dopravu Výrazný vliv dopravy na imisní zatížení lokality Smíchov je dán charakterem imisní stanice, na které byla realizována imisní odběrová kampaň. Tato stanice je definována jako dopravní a je umístěna přímo nad jižním okrajem tubusu Strahovského tunelu, model tak potvrdil předpoklady uskutečněné na základě nástrojů prezentovaných v Přílohách 2 7. Tabulka 7 0,88 2,75 103,2 05/27/10 0,88 2,42 80,9 05/28/10 0,85 3,10 113,2 06/04/10 0,87 2,96 83,9 06/16/ Stanice SMÍCHOV TK + OC/EC léto Je možné konstatovat, že všechny výsledné kvalitativní charakteristiky provedeného modelování se pohybují v oblasti požadovaných hodnot. Model odhaduje jako původce znečištění těžkými kovy pro lokalitu Smíchov i v letním období zejména: městskou i tranzitní dopravu a do jisté míry je patrný i vliv spalování v domácích topeništích V případě nalezení souvislosti s domácími topeništi v letním období se může jednat jednak o spalování na otevřeních ohništích, případně o resuspenzi prachových částic emitovaných v průběhu topné sezony a usazených na povrchu. Lokalita Smíchov je tak z celoročního pohledu ve skupině těžkých kovů zatěžována zejména emisemi pocházejícími z dopravy, v zimním období se pak přidává ještě vliv lokálních topenišť, byť ne v takové míře, jako je tomu na ostatních sledovaných lokalitách (Suchdol, Libuš). Souvislost imisního znečištění těžkými kovy s velkými energetickými či technologickými zdroji nebyla modelem Chemical Mass Balance prokázána Stanice LIBUŠ TK + OC/EC zima Je možné konstatovat, že všechny výsledné charakteristiky provedeného modelování se pohybují v oblasti požadovaných hodnot. Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 17

18 Tabulka 3 Korelační matice PAU SUCH_Z_1 SUCH_Z_2 SUCH_Z_3 SUCH_Z_4 SUCH_Z_5 SUCH_L_1 SUCH_L_2 SUCH_L_3 SUCH_L_4 SUCH_L_5 SMI_Z_1 SMI_Z_2 SMI_Z_3 SMI_Z_4 SMI_Z_5 SMI_L_1 SMI_L_2 SMI_L_3 SMI_L_4 SMI_L_5 LIB_Z_1 LIB_Z_2 LIB_Z_3 LIB_Z_4 LIB_Z_5 LIB_L_1 LIB_L_2 LIB_L_3 LIB_L_4 LIB_L_5 VEZHUS 0,2445 0,3044 0,3323 0,3123 0,2259 0,1761 0,2713 0,2410 0,2462 0,2103 0,3065 0,3833 0,3721 0,3309 0,3254 0,2413 0,2231 0,2538 0,2687 0,2277 0,2628 0,2902 0,2146 0,2497-0,0463 0,2055 0,1899 0,1876 0,1307 0,1890 SLEVAR 0,9540 0,9469 0,9491 0,9332 0,9200 0,9263 0,9624 0,9471 0,9525 0,9598 0,9535 0,9495 0,9464 0,9461 0,9610 0,9393 0,9356 0,9466 0,9487 0,9418 0,9381 0,9432 0,9105 0,9324 0,6334 0,9375 0,9368 0,9366 0,9287 0,9349 KAMLOM 0,9761 0,9793 0,9766 0,9753 0,9963 0,9988 0,9857 0,9928 0,9917 0,9842 0,9866 0,9654 0,9102 0,9797 0,9659 0,9951 0,9967 0,9936 0,9891 0,9961 0,9900 0,9810 0,9921 0,9888 0,8278 0,9980 0,9983 0,9980 0,9957 0,9967 VEZBIO 0,2245 0,3418 0,3726 0,3667 0,2484 0,2151 0,3190 0,2795 0,2943 0,2277 0,3403 0,4351 0,3938 0,3740 0,3633 0,2887 0,2678 0,3020 0,3191 0,2764 0,3045 0,3331 0,2554 0,3033 0,0123 0,2475 0,2227 0,2144 0,1375 0,2341 OBALOV 0,8499 0,8470 0,8517 0,8300 0,7756 0,7747 0,8563 0,8252 0,8329 0,8492 0,8421 0,8609 0,9154 0,8420 0,8831 0,8005 0,7915 0,8184 0,8325 0,8042 0,8144 0,8386 0,7572 0,8055 0,3755 0,7953 0,7959 0,7960 0,7775 0,7953 VEZTO1 0,4689 0,4548 0,4383 0,4421 0,4154 0,3723 0,4102 0,4154 0,3972 0,4325 0,4134 0,4177 0,5272 0,4271 0,4611 0,3564 0,3567 0,3756 0,4050 0,3604 0,4265 0,4536 0,3796 0,4112 0,0774 0,3746 0,3906 0,3999 0,3983 0,3857 VAPHU 0,8051 0,8194 0,8370 0,8086 0,7485 0,7345 0,8232 0,7896 0,7989 0,7957 0,8253 0,8619 0,8802 0,8301 0,8493 0,7779 0,7651 0,7931 0,8047 0,7754 0,7869 0,8085 0,7316 0,7744 0,3648 0,7612 0,7538 0,7529 0,7200 0,7507 DTMDF1 0,9651 0,9709 0,9783 0,9618 0,9402 0,9329 0,9756 0,9615 0,9649 0,9631 0,9756 0,9829 0,9751 0,9747 0,9802 0,9517 0,9460 0,9604 0,9665 0,9516 0,9594 0,9675 0,9274 0,9501 0,6250 0,9469 0,9442 0,9446 0,9264 0,9409 DTMDF2 0,9710 0,9692 0,9740 0,9586 0,9516 0,9520 0,9801 0,9694 0,9734 0,9731 0,9786 0,9756 0,9525 0,9726 0,9759 0,9663 0,9625 0,9713 0,9717 0,9667 0,9630 0,9651 0,9415 0,9568 0,6842 0,9623 0,9604 0,9601 0,9495 0,9572 DTMDF3 0,9672 0,9521 0,9594 0,9358 0,9142 0,9092 0,9619 0,9451 0,9480 0,9627 0,9539 0,9570 0,9861 0,9503 0,9681 0,9235 0,9179 0,9364 0,9465 0,9266 0,9347 0,9477 0,8917 0,9215 0,5484 0,9249 0,9266 0,9291 0,9169 0,9198 DTTDF1 0,9635 0,9325 0,9383 0,9118 0,8919 0,8834 0,9400 0,9254 0,9249 0,9535 0,9272 0,9257 0,9910 0,9239 0,9495 0,8892 0,8846 0,9063 0,9224 0,8952 0,9113 0,9291 0,8592 0,8935 0,4800 0,8989 0,9057 0,9109 0,9036 0,8956 DTTDF2 0,9631 0,9787 0,9863 0,9750 0,9665 0,9640 0,9865 0,9784 0,9826 0,9690 0,9892 0,9912 0,9455 0,9870 0,9779 0,9807 0,9765 0,9839 0,9837 0,9795 0,9769 0,9765 0,9605 0,9722 0,7267 0,9742 0,9689 0,9676 0,9502 0,9673 DTTDF3 0,9540 0,9525 0,9632 0,9404 0,9114 0,9033 0,9597 0,9415 0,9456 0,9507 0,9552 0,9664 0,9829 0,9551 0,9669 0,9236 0,9165 0,9363 0,9468 0,9251 0,9339 0,9476 0,8908 0,9215 0,5501 0,9209 0,9197 0,9211 0,9018 0,9141 CEMRP 0,9351 0,9041 0,9105 0,8824 0,8511 0,8390 0,9083 0,8902 0,8896 0,9218 0,8941 0,8986 0,9846 0,8934 0,9265 0,8471 0,8410 0,8677 0,8884 0,8537 0,8756 0,8997 0,8141 0,8561 0,4006 0,8569 0,8650 0,8707 0,8605 0,8547 VEZHU 0,6869 0,7444 0,7680 0,7482 0,6589 0,6309 0,7330 0,6983 0,7075 0,6814 0,7408 0,8030 0,8141 0,7609 0,7689 0,6838 0,6672 0,7023 0,7225 0,6787 0,7063 0,7358 0,6439 0,6953 0,2669 0,6613 0,6492 0,6469 0,5928 0,6504 VEZTO2 0,7375 0,8194 0,8144 0,8314 0,7404 0,7077 0,7776 0,7625 0,7619 0,7346 0,7847 0,8323 0,8456 0,8126 0,8380 0,7362 0,7249 0,7554 0,7796 0,7349 0,7757 0,8118 0,7286 0,7801 0,3821 0,7205 0,7205 0,7163 0,6706 0,7345 VEZPP 0,6304 0,6750 0,6927 0,6756 0,5939 0,5530 0,6462 0,6178 0,6213 0,6007 0,6689 0,7268 0,7414 0,6882 0,7002 0,6043 0,5885 0,6209 0,6391 0,5965 0,6347 0,6644 0,5780 0,6211 0,2150 0,5792 0,5704 0,5693 0,5201 0,5705 OBALOV2 0,9741 0,9518 0,9560 0,9340 0,9152 0,9035 0,9535 0,9413 0,9402 0,9613 0,9474 0,9469 0,9933 0,9451 0,9658 0,9115 0,9069 0,9261 0,9397 0,9154 0,9330 0,9485 0,8875 0,9171 0,5270 0,9173 0,9226 0,9268 0,9173 0,9143 MTHUF1 0,9505 0,9659 0,9613 0,9629 0,9728 0,9776 0,9712 0,9719 0,9741 0,9596 0,9758 0,9619 0,8897 0,9688 0,9603 0,9841 0,9843 0,9809 0,9725 0,9827 0,9735 0,9646 0,9783 0,9767 0,8232 0,9780 0,9748 0,9719 0,9659 0,9778 MTHUF2 0,9798 0,9760 0,9750 0,9643 0,9566 0,9586 0,9845 0,9754 0,9778 0,9829 0,9792 0,9716 0,9620 0,9732 0,9843 0,9667 0,9643 0,9730 0,9752 0,9689 0,9695 0,9734 0,9471 0,9646 0,6810 0,9664 0,9673 0,9674 0,9604 0,9658 MTHUF3 0,9237 0,9469 0,9545 0,9414 0,8975 0,8884 0,9474 0,9274 0,9326 0,9257 0,9448 0,9650 0,9682 0,9499 0,9629 0,9134 0,9053 0,9259 0,9370 0,9136 0,9270 0,9427 0,8857 0,9199 0,5520 0,9054 0,9017 0,9007 0,8738 0,9022 MDVD1 0,9483 0,9567 0,9726 0,9512 0,9453 0,9435 0,9732 0,9613 0,9673 0,9550 0,9740 0,9787 0,9388 0,9705 0,9542 0,9630 0,9581 0,9667 0,9675 0,9616 0,9594 0,9566 0,9373 0,9488 0,6912 0,9584 0,9500 0,9502 0,9305 0,9439 MDVD2 0,9923 0,9841 0,9892 0,9743 0,9810 0,9797 0,9949 0,9922 0,9928 0,9954 0,9913 0,9798 0,9623 0,9854 0,9799 0,9828 0,9814 0,9877 0,9903 0,9849 0,9853 0,9843 0,9663 0,9761 0,7190 0,9874 0,9876 0,9894 0,9824 0,9813 MDVT1 0,9442 0,9566 0,9716 0,9528 0,9502 0,9493 0,9725 0,9625 0,9685 0,9522 0,9754 0,9788 0,9257 0,9715 0,9517 0,9688 0,9643 0,9705 0,9689 0,9666 0,9620 0,9567 0,9456 0,9533 0,7221 0,9626 0,9534 0,9528 0,9334 0,9484 MDVT2 0,9869 0,9844 0,9905 0,9768 0,9844 0,9832 0,9953 0,9930 0,9942 0,9913 0,9941 0,9839 0,9530 0,9885 0,9781 0,9884 0,9869 0,9916 0,9924 0,9894 0,9884 0,9851 0,9732 0,9801 0,7423 0,9908 0,9890 0,9902 0,9813 0,9835 TDVD1 0,9799 0,9806 0,9847 0,9706 0,9511 0,9460 0,9856 0,9746 0,9765 0,9812 0,9792 0,9808 0,9899 0,9784 0,9892 0,9565 0,9521 0,9673 0,9765 0,9593 0,9675 0,9781 0,9332 0,9588 0,6219 0,9578 0,9591 0,9603 0,9462 0,9557 TDVD2 0,9870 0,9773 0,9791 0,9642 0,9497 0,9454 0,9827 0,9734 0,9738 0,9862 0,9739 0,9698 0,9914 0,9714 0,9865 0,9508 0,9475 0,9624 0,9723 0,9550 0,9637 0,9748 0,9285 0,9540 0,6118 0,9558 0,9599 0,9621 0,9530 0,9552 TDVT1 0,9967 0,9795 0,9811 0,9656 0,9649 0,9629 0,9881 0,9830 0,9825 0,9960 0,9802 0,9683 0,9801 0,9744 0,9833 0,9638 0,9622 0,9726 0,9793 0,9680 0,9730 0,9786 0,9450 0,9627 0,6571 0,9710 0,9752 0,9779 0,9737 0,9688 TDVT2 0,9884 0,9623 0,9640 0,9442 0,9369 0,9341 0,9715 0,9622 0,9618 0,9841 0,9603 0,9503 0,9869 0,9542 0,9730 0,9358 0,9333 0,9479 0,9580 0,9411 0,9497 0,9602 0,9121 0,9368 0,5864 0,9446 0,9506 0,9544 0,9511 0, Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

19 Tabulka 4 Korelační matice TK SUCH_Z_1 SUCH_Z_2 SUCH_Z_3 SUCH_Z_4 SUCH_Z_5 SUCH_L_1 SUCH_L_2 SUCH_L_3 SUCH_L_4 SUCH_L_5 SMI_Z_1 SMI_Z_2 SMI_Z_3 SMI_Z_4 SMI_Z_5 SMI_L_1 SMI_L_2 SMI_L_3 SMI_L_4 SMI_L_5 LIB_Z_1 LIB_Z_2 LIB_Z_3 LIB_Z_4 LIB_Z_5 LIB_L_1 LIB_L_2 LIB_L_3 LIB_L_4 LIB_L_5 VEZHUS 0,2199 0,3674 0,1889 0,2438 0,1567 0,1221 0,3178 0,0153 0,3876 0,4918 0,2753 0,3968 0,4225 0,5660 0,5458 0,5475 0,5176 0,2193 0,6359 0,4921 0,3716 0,1217 0,2127 0,2179 0,2008 0,3900 0,2503 0,5529 0,5841 0,6670 SLEVAR 0,7232 0,6221 0,7306 0,4997 0,7851 0,9034 0,7890 0,8964 0,1772 0,6614 0,6993 0,3223 0,6192 0,5686 0,6080 0,3334 0,6212 0,8814 0,4609 0,2169 0,5874 0,6376 0,4743 0,7323 0,6372 0,7926 0,8747 0,5347 0,5697 0,3652 KAMLOM 0,4285 0,6367 0,3580 0,3413 0,3148 0,3166 0,6616 0,1467 0,7058 0,8100 0,3917 0,5031 0,4227 0,3821 0,1955 0,9517 0,8321 0,4690 0,7623 0,9346 0,6655 0,2456 0,3011 0,3249 0,3597 0,6838 0,4849 0,8810 0,8684 0,8803 VEZBIO 0,5503 0,3508 0,4854 0,4961 0,4729 0,0400 0,1344-0,0396 0,2261 0,1164 0,4708 0,6466 0,4704 0,3090 0,0779 0,1528 0,0953 0,0327 0,0640-0,0347 0,3302 0,3964 0,4189 0,4482 0,5332 0,0959 0,0167 0,1249 0,1553 0,0476 OBALOV 0,2830 0,3799 0,2704 0,2908 0,2872 0,2337 0,3163 0,1652 0,2020 0,4455 0,4060 0,4755 0,6403 0,8144 0,8735 0,4136 0,4878 0,2872 0,7063 0,3169 0,3169 0,1618 0,2076 0,3085 0,2337 0,3710 0,2968 0,4406 0,4744 0,4610 VEZTO1-0,0276 0,0264-0,0473-0,0145-0,0356-0,0474 0,0001-0,0749 0,0175 0,0901 0,0166 0,1141 0,1681 0,3212 0,3595 0,1358 0,1178-0,0140 0,2639 0,1322 0,0107-0,0967-0,0502-0,0182-0,0540 0,0569 0,0019 0,1302 0,1594 0,2582 VAPHU 0,4847 0,7316 0,4399 0,4908 0,3744 0,3416 0,6883 0,1667 0,8523 0,8423 0,4809 0,5643 0,4675 0,4160 0,2334 0,9573 0,8594 0,4898 0,7750 0,9165 0,7741 0,3868 0,4721 0,4207 0,4641 0,7045 0,5134 0,9094 0,8887 0,8576 DTMDF1 0,2873 0,4759 0,3751 0,6829 0,2646 0,0548 0,1452-0,0041 0,7266 0,2135 0,4183 0,3898 0,2566 0,2023 0,1617 0,1665 0,1977 0,0666 0,1513 0,0545 0,5364 0,5999 0,7592 0,4272 0,4868 0,1249 0,1017 0,2269 0,1939 0,0394 DTMDF2 0,3361 0,5573 0,4162 0,7085 0,3075 0,1389 0,2626 0,0616 0,8115 0,3502 0,4640 0,4208 0,3142 0,2791 0,2374 0,3030 0,3382 0,1715 0,2850 0,1951 0,6245 0,6245 0,7821 0,4677 0,5181 0,2535 0,2113 0,3688 0,3371 0,1906 DTMDF3 0,2463 0,4417 0,3371 0,6480 0,2292 0,0425 0,1255-0,0111 0,7126 0,1952 0,3801 0,3428 0,2207 0,1804 0,1550 0,1470 0,1809 0,0532 0,1393 0,0443 0,5066 0,5697 0,7291 0,3908 0,4464 0,1071 0,0895 0,2085 0,1736 0,0256 DTTDF1 0,2504 0,4445 0,3408 0,6503 0,2334 0,0470 0,1299-0,0069 0,7145 0,1987 0,3831 0,3443 0,2233 0,1814 0,1553 0,1493 0,1842 0,0576 0,1409 0,0459 0,5096 0,5728 0,7312 0,3940 0,4496 0,1112 0,0937 0,2113 0,1764 0,0270 DTTDF2 0,2951 0,4956 0,3816 0,6793 0,2753 0,0998 0,1958 0,0373 0,7574 0,2666 0,4228 0,3720 0,2607 0,2161 0,1832 0,2118 0,2518 0,1176 0,1968 0,1048 0,5628 0,6043 0,7578 0,4322 0,4855 0,1781 0,1543 0,2777 0,2427 0,0862 DTTDF3 0,2404 0,4314 0,3310 0,6416 0,2246 0,0384 0,1179-0,0136 0,7056 0,1858 0,3728 0,3344 0,2140 0,1749 0,1513 0,1368 0,1715 0,0474 0,1306 0,0339 0,4972 0,5643 0,7227 0,3842 0,4397 0,0991 0,0834 0,1984 0,1635 0,0153 CEMRP 0,5180 0,6578 0,5021 0,5111 0,5124 0,4590 0,5904 0,3559 0,4506 0,7104 0,6317 0,6444 0,8180 0,9326 0,9402 0,6537 0,7482 0,5347 0,8895 0,5382 0,6025 0,3880 0,4240 0,5331 0,4606 0,6368 0,5458 0,6972 0,7244 0,6500 VEZHU 0,5741 0,7270 0,5618 0,5429 0,5734 0,5569 0,6967 0,4500 0,5090 0,7961 0,6798 0,6433 0,8214 0,8955 0,8910 0,7224 0,8307 0,6360 0,9243 0,6097 0,6727 0,4456 0,4585 0,5788 0,5083 0,7219 0,6396 0,7631 0,7731 0,6449 VEZTO2 0,5823 0,6806 0,5717 0,5483 0,5913 0,5387 0,6268 0,4497 0,4073 0,7079 0,6872 0,6469 0,8492 0,9351 0,9483 0,6033 0,7361 0,5957 0,8485 0,4735 0,6173 0,4543 0,4608 0,6002 0,5205 0,6638 0,6013 0,6709 0,7006 0,5903 VEZPP 0,4511 0,6156 0,4390 0,4590 0,4510 0,4087 0,5440 0,3094 0,4183 0,6755 0,5846 0,6197 0,7944 0,9207 0,9421 0,6400 0,7230 0,4869 0,8967 0,5376 0,5502 0,3231 0,3658 0,4699 0,3934 0,5857 0,4940 0,6619 0,6807 0,6065 OBALOV2 0,3491 0,6736 0,3984 0,6685 0,2864 0,1824 0,4344 0,0526 0,9645 0,5928 0,4726 0,4965 0,3820 0,3689 0,2884 0,6336 0,6033 0,2791 0,5676 0,5607 0,7413 0,5448 0,7186 0,4352 0,4841 0,4386 0,3208 0,6432 0,6013 0,4980 MTHUF1 0,1407 0,2603 0,1175 0,1982 0,1047 0,0441 0,1593-0,0294 0,2253 0,3208 0,2238 0,3602 0,4437 0,6331 0,6626 0,3599 0,3550 0,1131 0,5398 0,3146 0,2449 0,0601 0,1561 0,1744 0,1285 0,2595 0,1504 0,3887 0,4470 0,5842 MTHUF2 0,0008 0,0113-0,0202 0,0185-0,0130-0,0560-0,0480-0,0745-0,0475 0,0449 0,0398 0,1377 0,2235 0,4038 0,4612 0,0529 0,0625-0,0340 0,2180 0,0327-0,0004-0,0616-0,0068 0,0349-0,0115 0,0501-0,0011 0,1028 0,1729 0,3431 MTHUF3 0,2375 0,4720 0,1942 0,2480 0,1636 0,1873 0,4416 0,0552 0,5046 0,6477 0,2978 0,4342 0,4830 0,6361 0,6005 0,7468 0,6897 0,3210 0,8044 0,7325 0,4778 0,1064 0,2067 0,2263 0,1957 0,5346 0,3600 0,7344 0,7660 0,8914 MDVD1 0,2370 0,5483 0,1917 0,2282 0,1542 0,2427 0,5710 0,0868 0,6347 0,7891 0,2964 0,4260 0,4437 0,5508 0,4834 0,9317 0,8404 0,4068 0,9165 0,9444 0,5571 0,0916 0,1847 0,1960 0,1787 0,6302 0,4336 0,8668 0,8584 0,9270 MDVD2 0,7044 0,7996 0,6622 0,6953 0,5930 0,3368 0,5960 0,1841 0,6686 0,6853 0,7034 0,8256 0,6917 0,5449 0,3168 0,7338 0,6790 0,4304 0,6042 0,6027 0,7824 0,5775 0,6443 0,6530 0,7065 0,5992 0,4401 0,7238 0,7385 0,6591 MDVT1 0,6144 0,4947 0,5721 0,6416 0,5275 0,0666 0,1950-0,0294 0,3755 0,2041 0,5819 0,7628 0,5595 0,3807 0,1426 0,2390 0,1843 0,0730 0,1513 0,0424 0,4698 0,5189 0,5774 0,5519 0,6417 0,1585 0,0649 0,2195 0,2436 0,1159 MDVT2 0,7022 0,8766 0,6700 0,6252 0,6263 0,6401 0,8926 0,4889 0,8013 0,9694 0,6857 0,6075 0,6239 0,5357 0,3852 0,9385 0,9627 0,7578 0,8065 0,8620 0,9009 0,5967 0,6073 0,6553 0,6615 0,9072 0,7763 0,9797 0,9757 0,8736 TDVD1 0,7328 0,8098 0,7149 0,5431 0,7210 0,8826 0,9834 0,7909 0,5888 0,9569 0,6862 0,4014 0,5766 0,5001 0,4373 0,7753 0,9305 0,9522 0,7097 0,7093 0,8278 0,6305 0,5365 0,6987 0,6512 0,9953 0,9623 0,9015 0,9076 0,7584 TDVD2 0,6898 0,8456 0,6582 0,5866 0,6222 0,6819 0,9175 0,5397 0,7936 0,9688 0,6492 0,5201 0,5466 0,4490 0,3031 0,9193 0,9555 0,7930 0,7578 0,8530 0,8843 0,5933 0,5806 0,6334 0,6410 0,9224 0,8093 0,9681 0,9565 0,8368 TDVT1 0,3540 0,6647 0,3130 0,3576 0,2614 0,3064 0,6548 0,1378 0,7543 0,8526 0,4023 0,5124 0,4858 0,5217 0,4072 0,9868 0,8943 0,4701 0,9100 0,9781 0,6793 0,2288 0,3200 0,3066 0,3114 0,6904 0,4928 0,9210 0,9002 0,9092 TDVT2 0,3476 0,6624 0,3112 0,3755 0,2643 0,2652 0,6057 0,0992 0,7117 0,8151 0,4319 0,5806 0,5623 0,6162 0,5153 0,9565 0,8682 0,4234 0,9472 0,9318 0,6509 0,2142 0,3164 0,3103 0,3064 0,6368 0,4400 0,8763 0,8551 0,8472 Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 19

20 Tabulka 5 Korelační matice VOC SUCH_Z_1 SUCH_Z_2 SUCH_Z_3 SUCH_Z_4 SUCH_Z_5 SUCH_L_1 SUCH_L_2 SUCH_L_3 SUCH_L_4 SUCH_L_5 SMI_Z_1 SMI_Z_2 SMI_Z_3 SMI_Z_4 SMI_Z_5 SMI_L_1 SMI_L_2 SMI_L_3 SMI_L_4 SMI_L_5 LIB_Z_1 LIB_Z_2 LIB_Z_3 LIB_Z_4 LIB_Z_5 LIB_L_1 LIB_L_2 LIB_L_3 LIB_L_4 LIB_L_5 DOTOMDF1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,06644 DOTOMDF2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,16686 DOTOMDF3 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,30869 DOTOTDF1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,08182 DOTOTDF2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,34702 DOTOTDF3 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,19848 CEMRP 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,10322 VEZHU 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,02989 MTHUF1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,15285 MTHUF2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,07325 MTHUF3 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,01689 MDVD1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,28866 MDVD2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,64727 MDVT1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,40782 MDVT2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,45079 TDVD1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,79553 TDVD2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,76565 TDVT1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,35284 TDVT2 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ

21 Tabulka 8 0,80 3,70 93,5 02/09/09 0,80 3,47 112,4 02/13/09 0,82 3,11 84,6 02/28/09 0,81 3,25 82,9 03/02/09 Model odhaduje jako původce znečištění těžkými kovy pro lokalitu Libuš v zimním období: tranzitní dopravu spalování hnědého uhlí v lokálních topeništích patrný je i vliv spalování dřeva v lokálních topeništích a městské dopravy Stanice LIBUŠ TK + OC/EC léto Tabulka 9 0,83 3,60 104,5 05/27/10 0,81 3,62 110,7 05/29/10 0,83 3,87 96,8 06/06/10 0,85 3,55 89,3 06/11/10 Je možné konstatovat, že všechny výsledné kvalitativní charakteristiky provedeného modelování se pohybují v oblasti požadovaných hodnot. Model odhaduje jako původce znečištění těžkými kovy pro lokalitu Libuš v letním období: tranzitní dopravu spalování dřeva v lokálních topeništích a v menší míře i městskou dopravu Zajímavý je odhad původce znečištění jako zdrojového typu slévárna, který spíše značí výskyt zdrojového profilu svým průběhem podobnému zdrojovému profilu slévárna, který nebyl v experimentální části projektu podroben emisnímu šetření (např. sváření apod.). Lokalita Libuš je tak z celoročního pohledu ve skupině těžkých kovů zatěžována zejména emisemi pocházejícími z dopravy, v zimním období se pak přidává ještě vliv lokálních topenišť (zejména spalování hnědého uhlí). Souvislost imisního znečištění těžkými kovy s velkými energetickými či technologickými zdroji nebyla modelem Chemical Mass Balance prokázána. Model odhaduje jako původce znečištění těžkými kovy pro lokalitu Suchdol v zimním období: domácí topeniště a to jak spalování dřeva, tak hnědého uhlí a tranzitní a městskou dopravu Stanice SUCHDOL TK + OC/EC léto Tabulka 11 0,80 3,96 100,2 05/27/10 0,82 3,78 116,5 05/29/10 0,82 3,26 97,4 06/12/10 0,80 3,57 89,4 06/15/10 Je možné konstatovat, že všechny výsledné kvalitativní charakteristiky provedeného modelování se pohybují v oblasti požadovaných hodnot. Model odhaduje jako původce znečištění těžkými kovy pro lokalitu Suchdol v letním období: zejména tranzitní dopravu spalování dřeva v lokálním topeništi a kamenolom Na základě výše uvedených výsledků aplikace dat v receptorovém modelu byla zájmová lokalita Suchdol podrobena opakovanému místnímu šetření a rešeršní práci. Výsledkem byla identifikace konkrétního možného původce znečištění, kterého model definuje jako kamenolom. Jedná se patrně o recyklační středisko stavebního odpadu, které je umístěno cca 400 m východním směrem od místa, kde byla realizována imisní odběrová kampaň. Porovnáním se zpětnou trajektorií vzdušných mas získanou z aplikace HYSPLIT Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory, se tento předpoklad potvrzuje. Obrázek 62 HYSPLIT Suchdol 06/15/ Stanice SUCHDOL TK + OC/EC zima Tabulka 10 0,83 3,97 111,9 02/09/09 0,82 3,53 113,0 02/20/09 0,82 3,52 116,3 02/28/09 0,83 3,58 111,3 03/02/09 Je možné konstatovat, že všechny výsledné kvalitativní charakteristiky provedeného modelování se pohybují v oblasti požadovaných hodnot Skupina PAU Protože model Chemical Mass Balance má, jak již bylo uvedeno, omezení ve smyslu počtu současně modelovaných zdrojů (kategorií zdrojů), který musí být menší nebo roven počtu znečišťujících látek, a protože Příloha časopisu OCHRANA OVZDUŠÍ 21