VŠB - Technická univerzita Ostrava Výzkumné energetické centrum KVALITA OVZDUŠÍ V HANUŠOVICÍCH A MOŽNOSTI JEHO ZLEPŠENÍ Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Ing. David Kupka Ing. Rafał Chłond zpracováno v rámci projektu Zlepšení kvality ovzduší v příhraniční oblasti Česka a Polska Tento projekt je realizován v rámci Operačního programu Přeshraniční spolupráce Česká republika - Polská republika 2007-2013, který je spolufinancován z Evropského fondu pro regionální rozvoj. Za finanční podpory Evropské unie z projektu OP VaVpI názvu Inovace pro efektivitu a životní prostředí..
Autoři: Recenzent: Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Ing. David Kupka Ing. Rafał Chłond doc. Ing. Marian Mikulík, Ph.D. Ostrava 2012 ISBN 978-80-248-2786-5
OBSAH 1. Úvod... 4 2. Cíl a obsah... 4 3. Všeobecné informace... 5 3.1 Zákon o ohraně ovzduší... 5 3.2 Znečišťující látky... 6 4. Vymezení posuzovaného území... 8 4.1 Region... 8 4.2 Okres... 13 4.3 Obec... 14 4.4 Klimatické podmínky na území obce... 15 4.5 Měřicí stanice ve vymezeném území... 17 5. Emisní bilance PM z vytápění domácností na území obce... 18 6. Imisní situace PM plynoucí z vytápění domácností v obci... 34 7. Povaha a posuzování znečištění... 36 7.1 Imisní kampaň... 36 7.1.1 Lokalita... 36 7.1.2 Rozsah sledovaných látek ve vzorcích... 36 7.1.3 Analýzy... 37 7.1.4 Meteorologická situace... 37 7.1.5 Naměřené koncentrace... 38 8. Původ znečištění... 49 8.1 Seznam hlavních zdrojů emisí způsobujících znečištění... 49 8.2 Identifikace původců znečištění... 51 8.3 Modelování... 56 8.4 Informace o znečištění pocházejícím z jiných oblastí... 63 9. Návrhová opatření pro zlepšení kvality ovzduší... 64 9.1 Obecná opatření... 64 9.2 Podrobnosti o opatřeních ve vztahu k suspendovaným částicím... 64 9.3 Hodnocení dopadu opatření na kvalitu ovzduší... 66 10. Příslušné orgány... 69 10.1 Krajský úřad... 69 10.2 Obecní úřad... 69 10.3 Česká inspekce životního prostředí... 71 10.4 Ostatní orgány... 71 11. Závěr... 73 12. Seznam referencí... 76
1. ÚVOD Publikace "Kvalita ovzduší v Hanušovicích a možnosti jeho zlepšení" je výsledkem realizovaného projektu Zlepšení kvality ovzduší v oblastí příhraničí Polska a Česka. Program byl zaměřen především na problematiku prachových částic vznikajících při spalovacích procesech v malých lokálních topeništích. Konkrétním cílem projektu bylo stanovení míry znečištění ovzduší vlivem vytápění domácností v závislosti na použitém druhu paliva a spalovací technologii. Tato publikace uvádí nejdůležitější výsledky ze zpracované studie obdobného názvu. Částice PM (particulate matter) představují znečištění ovzduší formou směsi kapalných a pevných částic a směsi organických a anorganických látek rozptýlených ve vzduchu. Částice mohou obsahovat toxické látky, jako jsou polycyklické aromatické uhlovodíky (včetně benzo(a)pyrenu), těžké kovy, dioxiny a furany. Tyto částice se liší velikostí, složením a původem. PM 10 je částice s aerodynamickým průměrem 10 mikronů, který může dosáhnout horních cest dýchacích. Větší zdravotní riziko pak představují jemnější frakce PM 2,5, které pronikají až hluboko do plic. Základní směry činnosti pro dosažení přijatelné úrovně emisí prachu jsou zahrnuty v této publikaci. V rámci studie byly zpracovány emisní bilance pro zastavěné části obce, s jejichž pomocí byly na základě klimatických modelů simulovány imisní koncentrace v průběhu topné sezóny roku 2006 a 2007. Účelem tohoto snažení bylo posouzení významu plošných zdrojů znečišťujících látek ve vztahu k výsledné imisní koncentraci prachu v obci. Ze studie vyplývající závěry byly konfrontovány s měřeními realizovanými na vybraném místě obce v rámci imisní kampaně. Získané údaje posloužily k doporučením a optimálnímu návrhu opatření pro zlepšení kvality ovzduší v obci. 2. CÍL A OBSAH Účelem této publikace je definovat opatření na snížení úrovně emisí z plošných zdrojů znečištění v podobě spalovacích zařízení pro vytápění domácností, a to v souladu s požadavky pro místní plány pro zlepšování kvality vnějšího ovzduší, které jsou definovány přílohou XV Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2008/50/ES ze dne 21. května 2008 o kvalitě vnějšího ovzduší a čistším ovzduší pro Evropu. Realizovaná opatření mají přispět ke: Zlepšení kvality ovzduší, a to snížením hladiny abnormální koncentrace znečišťujících látek, Zlepšení kvality života a zdraví obyvatel města, Rozvoji města Hanušovice a růstu spokojenosti občanů, a to prostřednictvím aktivace místních společností (více finančních prostředků zůstává v regionu), Dodržování právní povinnosti vyplývající ze závazků, které Česká republika přijala při svém přistoupení k Evropské unii. 4
3. VŠEOBECNÉ INFORMACE 3.1 Zákon o ohraně ovzduší Hlavním nástrojem právních předpisů EU, kterým se stanoví požadavky na ochranu ovzduší v členských státech EU je směrnice Evropského parlamentu a Rady 2008/50/ES ze dne 21. května 2008 o kvalitě ovzduší a čistším ovzduší pro Evropu (CAFE). Tato směrnice mění ustanovení stávajících směrnic 96/62/ES, 1999/30/ES, 2000/69/ES, 2002/3/ES a rozhodnutí Rady 97/101/ES, kterým se ruší a nahrazují je oba s účinností od 11.06.2010 Kromě kodifikace stávajících právních předpisů posiluje stávající ustanovení směrnice tak, aby byly členské státy povinny vypracovat a realizovat plány a programy zaměřené na řešení non-plnění. Směrnice zavádí nový přístup při kontrole PM 2,5, která doplňuje stávající způsoby řízení PM 10. To zahrnuje stanovení horní hranice koncentrace PM 2,5 ve vzduchu na ochranu obyvatelstva proti příliš vysokému riziku. Je doplněn právně závazný cíl snížit celkové expozici obyvatel PM 2,5 v letech 2010-2020 v každém členském státě, na základě naměřených dat. Směrnice rovněž počítá s více komplexním monitorováním některých znečišťujících látek, jako PM 2,5. To umožní lepší pochopení znečištění a usnadnit budoucí vývoj účinnějších politik v této oblasti. zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší nařízení vlády č. 352/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další podmínky provozování spalovacích stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší nařízení vlády ze dne 2. února 2011, kterým se mění nařízení vlády č. 597/2006 Sb., o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 553/2002 Sb., kterou se stanoví hodnoty zvláštních imisních limitů znečišťujících látek, ústřední regulační řád a způsob jeho provozování včetně seznamu stacionárních zdrojů podléhajících regulaci, zásady pro vypracování a provozování krajských a místních regulačních řádů a způsob a rozsah zpřístupňování informací o úrovni znečištění ovzduší veřejnosti vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 356/2002 Sb., kterou se stanoví seznam znečišťujících látek, obecné emisní limity, způsob předávání zpráv a informací, zjišťování množství vypouštěných znečišťujících látek, tmavosti kouře, přípustné míry obtěžování zápachem a intenzity pachů, podmínky autorizace osob, požadavky na vedení provozní evidence zdrojů znečišťování ovzduší a podmínky jejich uplatňování nařízení vlády ze dne 3. července 2002, kterým se stanoví imisní limity a podmínky a způsob sledování, posuzování, hodnocení a řízení kvality ovzduší nařízení vlády 351/2002 dne 3. července 2002, kterým se stanoví závazné emisní stropy pro některé látky znečišťující ovzduší a způsob přípravy a provádění emisních inventur a emisních projekcí nařízení vlády č. 353/2002 Sb. ze dne 3. července 2002, kterým se stanoví emisní limity a další podmínky provozování ostatních stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší vyhláška č. 357/2002 Sb. Ministerstva životního prostředí ze dne 11. července 2002, kterou se stanoví požadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduší 5
Frakce PM 10 Tab, 1 Imisní limity pro suspendované částice prachu [1] a [2] Mez pro posuzování [μg/m 3 Hodnota Doba ] imisního limitu průměrování [μg/m 3 ] LV Dolní LAT Horní UAT Povolený počet překročení 24 hodin 25 35 50 35 kalendářní rok 20 28 40 - PM 2,5 kalendářní rok 12 17 25-3.2 Znečišťující látky Zdroje emitující do ovzduší znečišťující látky jsou celostátně sledovány v rámci tzv. Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO). Správou databáze REZZO za celou Českou republiku je pověřen ČHMÚ. Jednotlivé dílčí databáze REZZO, které slouží k archivaci a prezentaci údajů o stacionárních a mobilních zdrojích znečišťování ovzduší, tvoří součást Informačního systému kvality ovzduší (ISKO) provozovaného rovněž ČHMÚ jako jeden ze základních článků soustavy nástrojů pro sledování a hodnocení kvality ovzduší v ČR. Druh zdroje Typ souboru obsahuje charakter zdroje způsob evidence Tab. 2 Členění databáze REZZO na kategorie Velké zdroje Střední zdroje Malé zdroje znečišťování znečišťování znečišťování Mobilní zdroje znečišťování REZZO 1 REZZO 2 REZZO 3 REZZO 4 stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu vyšším než 5 MW a zařízení zvlášť závažných technologických procesů stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu od 0,2 do 5 MW, zařízení závažných technologických procesů, uhelné lomy a plochy s možností hoření, zapaření nebo úletu znečišťujících látek stacionární zařízení ke spalování paliv o tepelném výkonu nižším než 0,2 MW; zařízení technologických procesů nespadajících do kategorie velkých a středních zdrojů; plochy na kterých jsou prováděny práce, které mohou způsobovat znečištění ovzduší; skládky paliv, surovin, produktů a odpadů a zachycených exhalátů a jiné stavby; zařízení a činnosti výrazně znečišťující ovzduší pohyblivá zařízení se spalovacími nebo jinými motory, zejména silniční motorová vozidla, železniční kolejová vozidla, plavidla a letadla bodové zdroje plošné zdroje liniové zdroje zdroje jednotlivě sledované zdroje hromadně sledované 6
Nejproblematičtějšími látkami jsou suspendované částice frakce PM 10, benzen, benzo(a)pyren, těžké kovy (arsen, méně kadmium a nikl). Tyto látky trvale překračují stanovené limitní hodnoty. S ohledem na zaměření publikace bude v následujícím textu pozornost věnována převážně suspendovaným částicím, a to frakce PM 10 a PM 2,5. Obr. 1 Podíl kategorií REZZO na emisích TZL v ČR a vybraných krajích (2006) 7
4. VYMEZENÍ POSUZOVANÉHO ÚZEMÍ 4.1 Region Správní území Olomoucký kraj tvoří stejnojmennou zónu, které však na rozdíl od sousedního Moravskoslezského kraje (aglomerace) není věnována zvýšená pozornost (z pohledu ČHMÚ) ve vztahu k hodnocení kvality ovzduší [3]. Na území zóny o rozloze 5 267 km 2 žije 642 tisíc obyvatel v 399 obcích, přičemž 27 z nich má statut města. Podle hospodářské struktury lze kraj označit za průmyslově-zemědělský. Emisní zatížení kraje je značně nerovnoměrné vzhledem ke koncentraci průmyslu a osídlení. Největší zdroje znečišťování ovzduší jsou situovány především v jižní části kraje, a to okresech Olomouc a Přerov. Obr. 2 Poloha regionu v rámci ČR Přibližně 4/5 emisí TZL v kraji připadají na plošné (cca 30 %) a liniové zdroje (cca 50 %) [4]. Plošné zdroje jsou lokální topeniště pro vytápění domácností, které v rámci kategorie REZZO 3 představují 75% podíl, zbývající část zahrnuje stavební činnost a chov hospodářských zvířat. Za liniové zdroje považujeme dopravní prostředky vymezené pomezními komunikacemi a dopravními koridory. Překročení ročních imisních limitů pro suspendované částice frakce PM 10 se v kraji vyskytuje zcela ojediněle. Nastává téměř výhradně jen v největších městech regionu Olomouci a Přerově, a to při mimořádně nepříznivých rozptylových podmínkách. Za posledních 5 let se tak stalo jen v roce 2006 (Olomouc 47,8 μg/m 3, Přerov 41,2 μg/m 3 ). Rozhodující měrou se na této situaci podílí intenzivní doprava. Srovnání s ostatními roky dokumentuje obr. 3. 8
PM10 - roční průměr PM10-36. nejvyšší 24hod. koncentrace PM2,5 - roční průměr 160 140 120 100 80 60 40 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Obr. 3 Trendy imisních charakteristik PM 10 (index, rok 2000=100) a PM 2,5 (index, rok 2004=100) 20000 18000 16000 14000 Emise TZL [t/rok] 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1994 1998 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Koncentrace frakcí PM 2,5 jsou v ČR měřeny od roku 2004, ale teprve v roce 2011 byly nařízením vlády stanoveny imisní limity ve výši 25 μg.m -3. Koncentrace PM 2,5 ve srovnání s PM 10 dosahují obecně nižších hodnot (cca 75 %), přičemž jejich poměr se v průběhu kalendářního roku mění s největším přiblížením v zimních měsících (obr. 4). 9
Obr. 4 Průměrné měsíční poměry PM 2,5 /PM 10 v roce 2007 Podle sdělení odboru ochrany ovzduší MŽP (Věstník MŽP) nenáležely Hanušovice v uplynulých 7 letech do oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší (OZKO), což je dle zákona č. 86/2002 Sb. území, kde došlo k překročení hodnoty imisního limitu u jedné nebo více znečišťujících látek. Naposledy zde bylo zaznamenáno překročení denního imisního limitu u suspendovaných částic frakce PM 10 v roce 2005, avšak pouze na 0,4 % území. Rozsah OZKO v roce 2009 znázorňuje obr. 5. Vývoj imisní situace ve vztahu k průměrným ročním koncentracím suspendovaných částic frakce PM 10 v letech 2006 až 2010 je zachycen v mapách na obr. 6 až obr. 8. Obr. 5 Vymezení oblasti s překročenými imisními limity pro ochranu zdraví (2009) 10
Obr. 6 Pole roční průměrné koncentrace PM 10 v roce 2006 a 2007 Obr. 7 Pole roční průměrné koncentrace PM 10 v roce 2008 a 2009 Obr. 8 Pole roční průměrné koncentrace PM 10 v roce 2010 Velikost území Olomouckého kraje, na němž jsou překračovány roční emisní limity prachu silně závisí na klimatických podmínkách. V posledních 5 letech se jednalo o 1 až 55 % území (tab. 3). 11
Tab. 3 Velikost oblasti s nadlimitními ročními koncentracemi susp. částic Plocha kraje Podíl na rozloze Rok [km 2 ] kraje [%] 2006 2 528 48 2007 774 14,7 2008 37 0,7 2009 521 9,9 2010 2 860 54,3 Z 24hodinového průměrování je zřejmé, že alespoň jednou byl imisní limit překročen na podstatně větším území kraje. Tuto skutečnost názorně dokumentuje obr. 9, z něhož je patrné, že téměř v celém Olomouckém kraji kromě pohoří Hrubého Jeseníku a masivu Kralického Sněžníku bylo v roce 2010 dosaženo vyšší imisní koncentrace PM 10 než 50 μg.m -3, přičemž v některých lokalitách šlo o více než pětinásobky imisního limitu. Absolutně nejvyšší hodnoty 24hodinových koncentrací byly zaznamenány na stanici v Prostějově (282 μg.m -3 ). Obr. 9 24hodinová koncentrace PM 10 ze dne 24.1.2010 Dramatickou proměnlivost imisní situaci v kraji v závislosti na meteorologických podmínkách ilustruje obr. 10. Pochází z 28. ledna 2010, kdy se tlaková výše přesunula ze střední Evropy nad Britské ostrovy, což se projevilo na postupu brázdy nízkého tlaku s frontálním systémem. To způsobilo výrazné změny rozptylu znečišťujících látek v ovzduší zejména zesílením přízemního proudění v atmosféře. Díky tomu na území ČR pronikl teplý a především čistší vzduch z Atlantiku a koncentrace suspendovaných částic se dostaly na výrazně nižší hodnoty. 12
4.2 Okres Obr. 10 24hodinová koncentrace PM 10 ze dne 24.1.2010 Okres Šumperk o rozloze 1313 km 2 se rozprostírá v severní části Olomouckého kraje. Oblasti se zhoršenou kvalitou ovzduší se nacházejí především v jižní části regionu, které jsou v poměrně blízké vzdálenosti od průmyslových center v okolí měst Olomouc a Přerov. Emise TZL z velkých a středních stacionárních zdrojů (REZZO 1 a 2) jsou po okresu Jeseník nejnižší v kraji. Naopak emise z lokálních topenišť (REZZO 3), jsou zde nejvyšší. Dokonce převyšují plošné emise vyprodukované v okrese Olomouc, kde žije téměř dvojnásobný počet obyvatel. Obr. 11 Poloha města v rámci okresu Šumperk 13
Tab. 4 Emisní bilance okresů v kraji za rok 2009 [t/rok] [6] Okres Obyvatel REZZO 1 REZZO 2 REZZO 3 Souhrn Podíl v kraji [%] Jeseník 41 827 1,6 41,0 117,9 160,5 10,4 Olomouc 228 956 74,3 74,2 267,7 416,2 26,9 Prostějov 109 633 26,5 55,5 140,4 222,4 14,4 Přerov 134 668 89,6 48,6 188 326,2 21,1 Šumperk 124 810 19,4 63,7 339,2 422,3 27,3 4.3 Obec Město Hanušovice s 3500 obyvateli se nachází přibližně 15 km severně od okresního města Šumperku. Leží v údolí členitého reliéfu Hanušovické vrchoviny na soutoku řeky Moravy a Branné. Průměrná nadmořská výška obce je 400 m. Okolní plochy jsou převážně zalesněné s částečně zemědělskou krajinou. Průmyslové zóny se zde nevyskytují. Obr. 12 Letecký snímek Hanušovic s vyznačením obytných lokalit Katastrální výměra Hanušovic činí 36,82 km 2, přičemž 3 % tohoto území představují zastavěnou plochu, která byla podrobena emisní bilanci TZL ze spalovacích zdrojů pro vytápění domácností za účelem modelování imisních koncentrací suspendovaných částic v ovzduší. 14
Obec je v rámci tříd lokalit pro výměnu informací zavedených Rozhodnutím rady 97/101/EC z 27. ledna 1997 specifikována následovně: Tab. 5 Třídy lokalit pro výměnu informací Parametr Název Značení Typ lokality pozaďová B Typ zóny (oblasti) venkovská R Charakteristika zóny (oblasti) přírodníregionální N-REG Hanušovice nejsou ve vztahu k Programu ke zlepšeni kvality ovzduší na úrovni zóny Olomouckého kraje posuzovány jako prioritní obec/město, jelikož ve správním obvodu místního stavebního úřadu nebylo na základě vyhodnocení imisních dat vyhlášeno OZKO. 4.4 Klimatické podmínky na území obce Podnebí hodnoceného území lze charakterizovat jako klima severního mírného pásu s průměrnou roční teplotou 7,4 C. Podle klimatologického členění ČR [7] spadá do chladné oblasti CH7, která se vyznačuje následujícími parametry. Tab. 6 Typické klimatické podmínky v oblasti CH7 Parametr Rozměr Počet mrazivých dní [-] 140-160 Počet ledových dní [-] 50-60 Průměrná teplota v lednu [ C] -3 - -4 Průměrná teplota v dubnu [ C] 4-6 Průměrná teplota v říjnu [ C] 6-7 Průměrný úhrn srážek [mm] 968 Obr. 13 Klimatické oblasti ČR (E. Quitt) 15
Dlouhodobější pokles denní teploty pod 13 C vymezuje délku topné sezóny, která obvykle trvá od října do dubna (tab. 7). Tab. 7 Dlouhodobý teplotní normál v Hanušovicích Parametr I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Rok Teplota [ C] -4,8-1,6 1,9 7,2 12 13,9 17,1 17 11 9 4,9-2,6 7,4 Vývoj teplot za posledních 10 let ve vztahu k dlouhodobému teplotnímu normálu znázorňuje obr. 14. 25 20 15 průměrná teplota ( C) 10 5 0-5 -10 leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 DTN Obr. 14 Dlouhodobé průměry teploty vzduchu v ČR Hanušovice se nachází v údolí, které obec chrání před západními a východními větry. Tato skutečnost je graficky znázorněna na obr. 15 formou větrné růžice. Obr. 15 Větrná růžice pro město Hanušovice 16
4.5 Měřicí stanice ve vymezeném území V Olomouckém kraji se nachází 8 měřicích stanic, které dodávají data z monitoringu imisí PM 10 do databáze ISKO, avšak přímo ve městě Hanušovice v současnosti není žádna tato stanice umístěna. Nejbližší měřicí stanoviště je přibližně 15 km vzdušnou čarou vzdálená stanice v Šumperku (MDSTM). Ani zde však nejsou měřeny koncentrace PM 2,5, tyto jsou zaznamenávány nejblíže v Rychnově nad Kněžnou (60 km). Obr. 16 Síť měřicích stanic monitoringu kvality ovzduší v OLK 17
5. EMISNÍ BILANCE PM Z VYTÁPĚNÍ DOMÁCNOSTÍ NA ÚZEMÍ OBCE Jedním ze základních parametrů potřebných pro hodnocení emisní bilance je velikost vytápěné plochy, kterou je možné přibližně stanovit ze statistických údajů zjištěných v rámci sčítání lidu, domů a bytů, jenž se uskutečnilo v roce 2001. Byty Tab. 8 Skladba bytů v Hanušovicích V bytových a V rodinných ostatních domech domech Celkem Počet 861 419 1 280 Průměrná vytápěná plocha na byt [m 2 /byt] Vytápěná plocha celkem [m 2 ] 58,12 87,23 67,86 50 041 36 549 87 591 Byty v bytových a ostatních domech Byty v rodinných domech Byty v bytových a ostatních domech Byty v rodinných domech 57,8% 67,3% 32,7% 42,2% Obr. 17 Poměr počtu bytů (vlevo) a velikosti vytápěné plochy (vpravo) dle typu objektu Celková velikost vytápěné plochy v obci se dále člení na dílčí položky, které reflektují různou energetickou náročnost jednotlivých budov v důsledku tepelné ztráty. Energetickou náročnost lze vyjádřit prostřednictvím měrné potřeby tepla na vytápění: Tab. 9 Měrná potřeba tepla na vytápění dle typu objektu Roční měrná potřeba tepla [kwh/m 2 ] Tepelná ztráta objektu Měrná potřeba tepla [W/m 2 K] malá 110 1,1 střední 160 1,6 velká 250 2,5 Uvedené hodnoty samozřejmě představují orientační údaj, který charakterizuje určitý typ objektu. Novostavby se pohybují v rozmezí 80 až 150 kwh/m 2 a, zatímco staré nezateplené panelové domy se mohou blížit k 250 kwh/m 2 a. Tuto hranici pak dokonce překračují starší domy postavené z plných cihel bez jakékoli izolační úpravy. 18
Obr. 18 Potřeba tepla na vytápění dle typu objektu Aby bylo možné zohlednit vliv klimatických podmínek a teplotu v interiéru definující tepelnou pohodu, jsou tabelované hodnoty vztahující se k dlouhodobému teplotnímu normálu přepočítány na skutečný počet denostupňů plynoucí ze středních denních teplot získaných měřením venkovního vzduchu ve sledovaném období let 2006 a 2007. Tab. 10 Charakteristika topné sezóny v Hanušovicích Parametr 2006 2007 Délka topného období [dní] 242 242 Počet dní pod 13 C 197 206 Průměrná teplota vzduchu v TO [ C] 4,7 5,3 Teplota interiéru [ C] 21 21 Počet denostupňů 4 067 3 885 Obr. 19 Průměrné měsíční teploty v Hanušovicích v analyzovaném období 19
Tab. 11 Počet bytů dle způsobu vytápění v Hanušovicích Způsob vytápění v RD v BD Souhrnně CZT 0 495 495 Uhlí 187 141 328 Zemní plyn 93 84 177 Propan-butan 1 1 2 Biomasa 88 32 120 Elektřina 50 108 158 Celkem 419 861 1 280 Uhlí Zemní plyn Propan-butan Biomasa Elektřina CZT Uhlí Zemní plyn Propan-butan Biomasa Elektřina 44,6% 22,2% 0,2% 57,5% 16,4% 21,0% 9,8% 0,1% 11,9% 12,5% Obr. 20 Poměr počtu bytů dle způsobu vytápění (RD vlevo, BD vpravo) 3,7% CZT Uhlí Zemní plyn Propan-butan Biomasa Elektřina CZT Uhlí Zemní plyn Biomasa Elektřina 38,7% 25,6% 13,8% 10,3% 46,2% 12,3% 9,4% 0,2% Obr. 21 Poměr počtu bytů dle způsobu vytápění (souhrnně Hanušovice, souhrnně OLK) Hanušovice se vyznačují nadprůměrným podílem elektrických topných zařízení ve srovnání s hodnotami pro celý Olomoucký kraj, avšak uhlí je pro čtvrtinu domácností stále hlavním palivem používaným pro vytápění, a to zejména na úkor zemního plynu, jenž využívá necelých 14 % bytových jednotek, ačkoliv je město plně plynofikované. 31,1% Tab. 12 Podíl bytů v Hanušovicích v závislosti na tepelné ztrátě 6,2% Objekt MTZ STZ VTZ Podíl na vytápěné ploše [%] 46 54 0 6,2% 20
Tab. 13 Množství tepelné energie pro vytápění domácností v závislosti na tepelné ztrátě objektu Parametr 2006 2007 Měrná potřeba tepla u domů s malou TZ [GJ/m 2 ] Měrná potřeba tepla u domů se střední TZ [GJ/m 2 ] Měrná potřeba tepla u domů s velkou TZ [GJ/m 2 ] Potřeba tepla na vytápění domů s malou TZ [GJ] Potřeba tepla na vytápění domů se střední TZ [GJ] Potřeba tepla na vytápění domů s velkou TZ [GJ] 0,39 0,37 0,56 0,54 0,88 0,84 15 541 14 845 26 331 25 151 0 0 CZT Černé uhlí Hnědé uhlí Zemní plyn Propan-butan Biomasa Elektřina 4,6% 23,7% 14,9% 33,4% 0,1% 12,3% 11,0% Obr. 22 Podíl vytápěné plochy dle způsobu vytápění Tab. 14 Množství tepelné energie pro vytápění domácností v závislosti na použitém palivu Potřeba tepla na vytápění [GJ/rok] Způsob vytápění 2006 2007 CZT 13 998 13 371 Černé uhlí 1 918 1 832 Hnědé uhlí 9 932 9 487 Zemní plyn 6 224 5 945 Propan-butan 42 40 Biomasa 4 618 4 411 Elektřina 5 141 4 911 Celkem 41 872 39 996 21
Obr. 23 Účinnost transformace energie v palivu na teplo ve spalovacích zařízeních Obr. 24 Výhřevnost paliv v MJ/kg Spotřeba paliv je počítána jen pro ta topná zařízení, která představují plošné zdroje emisí lokálního charakteru. Z tohoto důvodu jsou v dalším textu z emisní bilance vyřazeny systémy CZT a elektrická topná zařízení, do nichž je energie dodávána z velkých bodových zdrojů spadajících do kategorie REZZO 1, případně REZZO 2. Tab. 15 Spotřebované teplo na vytápění domácností v závislosti na použitém palivu Spotřeba tepla na vytápění [GJ/rok] Způsob vytápění 2006 2007 Černé uhlí 2 950 2 818 Hnědé uhlí 13 242 12 649 Zemní plyn 6 765 6 462 Propan-butan 46 43 Biomasa 6 414 6 126 Celkem 29 417 28 099 22
Tab. 16 Emisní faktory pro typické spalovací technologie PM Typ spalovacího zařízení 10 PM 2,5 [g/gj] [g/gj] Krby a kamna na ČU 450 438 Kotle prohořívací na ČU 460 448 Kotle odhořívací na ČU 130 121 Kotle automatické na ČU 70 61 Kotle na HU 1 152 1 097 Kotle na zemní plyn 0,5 0,5 Kotle na propan-butan 0,5 0,5 Kotle na biomasu 109 103 Tab. 17 Emise prachu v závislosti na spalovací technologii [kg/rok] Způsob vytápění 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Kamna a kotle na ČU 779 758 744 344 Kamna a kotle na HU 15 225 14 527 14 572 13 876 Kotle na zemní plyn 3 3 3 3 Kotle na propan-butan 0 0 0 0 Kamna a kotle na biomasu 699 661 668 631 Celkem 16 615 15 834 15 870 15 124 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% PM10 [kg/r] 699,0 667,8 3,4 3,2 15 225,2 14 571,5 398,3 380,4 2006 2007 BIO ZP HU ČU 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 3,4 PM2,5 [kg/r] 660,6 631,0 14 526,9 13 875,8 359,9 343,8 2006 2007 Obr. 25 Podíl paliv na množství emisí z vytápění domácností v Hanušovicích Tab. 18 Měrné emise prachu v Hanušovicích Měrné emise 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [kg/ob.] 4,76 4,52 4,54 4,32 Na plochu zástavby [g/m 2 ] 14,81 14,09 14,15 13,45 Na vytápěnou plochu [g/m 2 ] 187,92 178,67 179,50 170,66 3,2 BIO ZP HU ČU 23
Tab. 19 Měrné emise prachu v OLK (z celkového množství) Měrné emise 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [kg/ob.] 2,34 2,22 2,22 2,12 Na plochu zástavby [g/m 2 ] 5,14 4,88 4,80 4,56 Na vytápěnou plochu [g/m 2 ] 78,62 74,74 74,74 71,11 Poznámka: vyjádřeno jako celkové emise v kraji vztažené na celkový počet obyvatel a plochy. Tab. 20 Poměrové vyjádření měrných emisí v Hanušovicích k OLK Měrné emise 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [-] 2,03 2,04 2,05 2,04 Na plochu zástavby [-] 2,88 2,89 2,95 2,95 Na vytápěnou plochu [-] 2,39 2,39 2,40 2,40 Tab. 21 Měrné emise prachu v OLK (průměr obcí) Měrné emise 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [kg/ob.] 4,35 4,14 4,14 3,94 Na plochu zástavby [g/m 2 ] 6,07 5,77 5,78 5,49 Na vytápěnou plochu [g/m 2 ] 141,27 134,28 134,52 127,87 Poznámka: nejde o vážený průměr, tudíž do hodnot se promítá vysoký počet velmi malých obcí, pro něž jsou vysoké měrné emise typické. Tab. 22 Poměrové vyjádření měrných emisí v Hanušovicích k OLK Měrné emise 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 Na obyvatele [-] 1,09 1,09 1,10 1,10 Na plochu zástavby [-] 2,44 2,44 2,45 2,45 Na vytápěnou plochu [-]] 1,33 1,33 1,33 1,33 Tab. 23 Obce s nejvyššími emisemi prachu z domácích topenišť [kg] Pořadí Obec 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Olomouc 48 780 46 397 46 139 43 885 2 Přerov 44 295 42 125 41 878 39 826 3 Zábřeh 34 851 33 139 33 123 31 496 4 Libina 29 373 27 931 27 867 26 498 5 Ruda nad Moravou 26 694 25 380 25 408 24 158 6 Sobotín 25 823 24 552 24 746 23 529 7 Uničov 23 035 21 905 21 809 20 739 24
8 Šternberk 22 599 21 485 21 440 20 383 9 Staré Město 22 389 21 287 21 541 20 481 10 Moravský Beroun 21 527 20 468 20 737 19 717 11 Kojetín 20 626 19 613 19 483 18 527 12 Lipník nad Bečvou 19 756 18 784 18 705 17 785 13 Mohelnice 17 984 17 100 17 065 16 227 14 Šumperk 17 691 16 826 16 834 16 011 15 Hanušovice 16 356 15 551 15 623 14 854 16 Hranice 16 061 15 272 15 219 14 471 17 Litovel 15 764 14 990 14 923 14 190 18 Bohdíkov 15 545 14 779 14 811 14 081 19 Bouzov 15 346 14 586 14 642 13 917 20 Prostějov 14 894 14 170 13 941 13 264 - SUMA 20 469 389 446 340 445 936 424 038 - SUMA OLK 1 501 845 1 427 784 1 427 803 1 357 392 Z výše uvedeného vyplývá, že emise TZL v Hanušovicích v důsledku vytápění domácností pomocí lokálních spalovacích zařízení představují pouze 1% podíl v rámci OLK, přesto však patří mezi dvacítku největších plošných zdrojů kraje. V přepočtu množství emisí prachu na jednoho obyvatele zaujímají Hanušovice 121. příčku ze všech 399 obcí OLK. Nejhůře jsou na tom v tomto ohledu ty nejmenší obce, kde není možnost využívat systémy CZT, ani zemní plyn. Takových se v pomyslném žebříčku před obcí Hanušovice nachází 43. Vezmou-li se v potaz pouze obce větší než 1000 obyvatel, posouvají se Hanušovice na 22. příčku. V kategorii obcí nad 3000 obyvatel jsou mezi první trojcí. Pořadí Tab. 24 Emise prachu na obyvatele v obcích nad 1000 obyvatel [kg/ob.a] Obec 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Staré Město 11,5 10,9 11,0 10,5 2 Sudkov 11,4 10,8 10,8 10,3 3 Bohdíkov 10,9 10,3 10,4 9,9 4 Sobotín 10,8 10,3 10,4 9,8 5 Potštát 10,7 10,2 10,3 9,8 6 Ruda nad Moravou 10,4 9,9 9,9 9,4 7 Bouzov 10,2 9,7 9,7 9,3 8 Bílá Lhota 8,7 8,3 8,3 7,9 9 Libina 8,4 8,0 8,0 7,6 10 Oskava 8,1 7,7 7,8 7,4 11 Úsov 7,7 7,3 7,3 6,9 12 Vápenná 7,0 6,7 6,7 6,4 13 Radslavice 7,0 6,6 6,6 6,3 25
14 Bělotín 6,9 6,6 6,6 6,2 15 Žulová 6,8 6,5 6,5 6,2 16 Moravský Beroun 6,5 6,2 6,3 6,0 17 Písečná 5,8 5,5 5,5 5,2 18 Leština 5,5 5,2 5,2 4,9 19 Konice 4,9 4,6 4,6 4,4 20 Olšany 4,8 4,6 4,6 4,4 21 Štíty 4,8 4,5 4,6 4,4 22 Hanušovice 4,8 4,5 4,5 4,3 Tab. 25 Emise prachu na obyvatele ve srovnatelně velkých obcích OLK [kg/ob.a] Pořadí Obec 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Libina 8,4 8,0 8,0 7,6 2 Moravský Beroun 6,5 6,2 6,3 6,0 3 Hanušovice 4,8 4,5 4,5 4,3 4 Bludov 4,2 4,0 4,0 3,8 5 Rapotín 4,0 3,8 3,8 3,7 6 Postřelmov 2,1 2,0 2,0 1,9 7 Štěpánov 1,3 1,2 1,2 1,1 Obr. 26 Množství PM 10 na obyvatele v roce 2007 v okrese Šumperk 26
Obr. 27 Množství PM 2,5 na obyvatele v roce 2007 v okrese Šumperk Tab. 26 Emise prachu na m 2 zástavby ve srovnatelně velkých obcích OLK [kg/m 2 a] Pořadí Obec 2006 2007 PM 10 PM 2,5 PM 10 PM 2,5 1 Hanušovice 14,8 14,1 14,2 13,5 2 Libina 14,6 13,9 13,9 13,2 3 Moravský Beroun 14,4 13,7 13,8 13,2 4 Bludov 9,2 8,7 8,7 8,3 5 Rapotín 6,2 5,9 6,0 5,7 6 Postřelmov 5,5 5,2 5,2 5,0 7 Štěpánov 3,0 2,9 2,9 2,7 27
Obr. 28 Množství PM 10 na m 2 zástavby v roce 2007 v okrese Šumperk Obr. 29 Množství PM 2,5 na m 2 zástavby v roce 2007 v okrese Šumperk 28
U následujících obrázků se setkáváme s pojmem suma faktorů. Jedná se o součet podílů měrné emise na obyvatele a měrné emise na zastavěnou plochu v dané obci ku příslušným měrným emisím většího územního celku. Kombinuje tak význam těchto parametrů do jednoho indikátoru, kterým je možné pohodlně identifikovat rozsah zatížení jednotlivých obcí. Vzhledem k tomu, že tato publikace byla zpracována v rámci Operačního programu přeshraniční spolupráce Česká republika Polská republika, byla jako výchozí územní celek zvolena celá příhraniční oblast. Tato oblast pokrývá na české straně rozlohu krajů Moravskoslezského, Olomouckého, Pardubického, Královéhradeckého a Libereckého, zatímco na polské straně zahrnuje Opolské vojvodství a pohraniční části vojvodství Slezského a Dolnoslezského. Okres Šumperk na Chyba! Nenalezen zdroj odkazů. a dále MSK na Chyba! Nenalezen zdroj odkazů. představují mapové výseky, na nichž jsou uvedeny číselné údaje sumy faktorů platné právě pro jmenovaný nadřazený územní celek (příhraničí). Tyto hodnoty sice nekorespondují s daty, které bychom získali při analýze pouze okresu/kraje, ale názorně ilustrují rozdílné emisní situace v každé obci. Nejnižší hodnoty sumy faktorů můžeme očekávat u velkých měst, jakožto urbanizovaných sídel s vysokou hustotou obyvatel, jenž z velké části pro vytápění domácností využívají zemní plyn nebo teplo prostřednictvím systému CZT. Naproti tomu obce s několika málo stovkami obyvatel bydlících výhradně ve starších rodinných domech vybavených kotli na tuhá paliva se vyznačují hodnotami nejvyššími. Obr. 30 Suma faktorů PM 10 roce 2007 v okrese Šumperk 29
Obr. 31 Množství PM 10 na obyvatele v roce 2007 v OLK Obr. 32 Množství PM 2,5 na obyvatele v roce 2007 v OLK 30
Obr. 33 Množství PM 10 na m 2 zástavby v roce 2007 v OLK Obr. 34 Množství PM 2,5 v kg na m 2 zástavby v roce 2007 v OLK 31
Obr. 35 Suma faktorů PM 10 v roce 2007 v OLK Jak bylo již zmíněno výše, číselné údaje sumy faktorů na obr. 35 se vztahují k celé analyzované česko-polské příhraniční oblasti. Tyto se pohybují na poměrně nízkých hodnotách, jelikož se do nich výrazně promítá skladba spalovacích zařízení u našich sousedů. V Polsku je spalování uhlím jednoznačně dominantní způsob vytápění domácností, což se pochopitelně promítá do emisní bilance. Tím se srovnávací základna (průměrné měrné emise celého příhraničí) dostává na zcela jinou (vyšší) úroveň. 25 20 15 10 5 0 Počet obyvatel Suma faktorů emisí PM10 Hradec-Nová Ves Kolšov Zlaté Hory Bratrušov Domašov nad Bystřicí Staré Město Postřelmůvek Jedlí Drozdov Hvozd Brníčko Dlouhomilov Chromeč Šubířov Kobylá nad Vidnavkou Hrabišín Bušín Hoštejn Sudkov Luká Žulová Ruda nad Moravou Černá Voda Jívová Úsov Kosov Kopřivná Skorošice Lesnice Kamenná Ludmírov Slavětín Branná Polomí Sobotín Písařov Střeň Bohdíkov Polom Hanušovice 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Obr. 36 Přehled obcí s nejvyšší sumou faktorů PM 10 32
Srovnání Hanušovic s nejvíce zatíženými obcemi z pohledu emisí PM 10 čistě v rámci OLK nabízí obr. 36. Porovnání těchto obcí ve vztahu k podílu tuhých paliv na vytápění a absolutních emisích za rok 2007 zprostředkovává obr. 37. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Emise PM10 [kg/rok] Podíl tuhých paliv na vytápění Hradec-Nová Ves Kolšov Zlaté Hory Bratrušov Domašov nad Bystřicí Staré Město Postřelmůvek Jedlí Drozdov Hvozd Brníčko Dlouhomilov Chromeč Šubířov Kobylá nad Vidnavkou Hrabišín Bušín Hoštejn Sudkov Luká Žulová Ruda nad Moravou Černá Voda Jívová Úsov Kosov Kopřivná Skorošice Lesnice Kamenná Ludmírov Slavětín Branná Polomí Sobotín Písařov Střeň Bohdíkov Polom Hanušovice Obr. 37 Emise prachu frakce PM 10 v závislosti na podílu tuhých paliv na vytápění 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 33
6. IMISNÍ SITUACE PM PLYNOUCÍ Z VYTÁPĚNÍ DOMÁCNOSTÍ V OBCI Zimní měsíce na začátku roku 2006 se vyznačovaly neobvykle nízkými teplotami, které se podepsaly na vysoké spotřebě paliva pro zajištění optimální tepelné pohody domácností. Tomu odpovídají i imise suspendovaných částic ze spalovacích procesů v lokálních zdrojích tepla, které v tomto období dosahovaly svých špičkových hodnot z dvouletého analyzovaného intervalu, což ostře kontrastuje s počátkem roku 2007, jenž byl naopak mimořádně teplý (obr. 38). 160 140 PM10-2006 PM10-2007 Koncentrace [ug/mn 3 ] 120 100 80 60 40 20 0 1.1. 8.1. 16.1. 23.1. 2.2. 9.2. 16.2. 23.2. 2.3. 9.3. 17.3. 26.3. 3.4. 10.4. 18.4. 29.4. 7.9. 16.9. 24.9. 1.10. 9.10. 17.10. 25.10. 3.11. 10.11. 17.11. 24.11. 1.12. 8.12. 15.12. 22.12. 29.12. Obr. 38 Vývoj imisní koncentrace PM 10 v obci v topném období Koncentrace PM 2,5 poměrně věrně kopírují koncentrační profil PM 10, avšak s průměrně 8% posunem směrem k nižším hodnotám. Nevyšší dosažená odchylka mezi PM 10 a PM 2,5 činí cca 13 % (viz obr. 39), Jak je zřejmé z uvedených grafů, nejvyšší hodnoty imisní koncentrace pocházejí ze dne 29.1.2006, kdy bylo v případě PM 10 dosaženo trojnásobku 24hodinového imisního limitu. 160 140 PM10 PM2,5 Koncentrace [ug/mn 3 ] 120 100 80 60 40 20 0 1.1. 8.1. 16.1. 23.1. 2.2. 9.2. 16.2. 23.2. 2.3. 9.3. 17.3. 26.3. 3.4. 10.4. 18.4. 29.4. 7.9. 16.9. 24.9. 1.10. 9.10. 17.10. 25.10. 3.11. 10.11. 17.11. 24.11. 1.12. 8.12. 15.12. 22.12. 29.12. Obr. 39 Srovnání imisí dle frakce PM v obci v topném období 2006 34
Za povšimnutí stojí srovnání s datem 23.1.2006, kdy byla změřena nejnižší průměrná denní teplota -15,9 C se severozápadním prouděním větru o rychlostí 1,7 m/s. Z grafu je zřejmé, že přes nepatrně lepší rozptylové podmínky jsou imisní koncentrace několikanásobně nižší navzdory vyšším emisím TZL, které vyplývají z větší potřeby tepla na vytápění objektů. Srovnání s hodnotami naměřenými na stanicích nejblíže k Hanušovicím ukazuje tab. 27 Tab. 27 Průměrné 24hodinové koncentrace PM 10 [μg/m 3 ] v okolí Hanušovic (2006) Lokalita 23.1. 29.1. Jeseník 54,7 18,1 Dolní Studénky 114 88 Šumperk 46,5 79,8 Délku topného období a počet nadlimitních dnů v roce ve vztahu k imisnímu limitu udává tab. 28. Průměrná koncentrace v obci za celé topné období naznačuje, že imisní limit pro kalendářní rok (PM 10 40 μg/m 3, PM 2,5 25 μg/m 3 ) nebyl překročen. Stále je ovšem nutné mít na paměti, že tyto závěry vyplývají z analýzy domácích zdrojů vytápění a nezahrnují vliv dopravy ani velkých stacionárních zdrojů. Výsledné koncentrace, obzvláště v částech obce zatížených frekventovanou dopravou, jsou s největší pravděpodobností podstatně vyšší. Z uvedeného je však zřejmé, že spalováním fosilních paliv a biomasy v domácích topeništích je roční imisní limit PM 10 naplněn z 58 %, v případě PM 2,5 pak z 85 %. Tab. 28 Koncentrace PM v ovzduší vlivem vytápění domácností v obci Parametr Rozměr Topné období 2006 2007 Počet dnů topného období 236 225 Velikost suspendovaných částic PM10 PM2,5 PM10 PM2,5 Počet dnů nad 25 % limitu 169 166 111 101 Počet dnů nad 50 % limitu 82 66 42 38 Počet dnů nad 75 % limitu 27 21 17 14 Počet dnů nad 100 % limitu 12 8 4 4 Lokální maximum v obci 158,2 144,9 68,1 62,5 Prům. koncentrace v obci za TO 23,1 21,1 16,4 15 35
7. POVAHA A POSUZOVÁNÍ ZNEČIŠTĚNÍ 7.1 Imisní kampaň Hlavním cílem měřicí kampaně byl sběr vstupních dat pro receptorové modelování metodou Chemical Mass Balance (CMB) za účelem identifikace zdrojů znečišťování ovzduší v obci v takové míře, aby bylo možné stanovit vliv lokálních spalovacích zařízení pro vytápění domácností na výslednou kvalitu ovzduší v obci. Odběry vzorků ovzduší v Hanušovicích probíhaly od soboty 3.12. do úterý 6.12. Délka jednoho odběru byla 24h, přičemž dva odběry byly realizovány ve dnech pracovního klidu a dva v běžné pracovní dny tak, aby se zohlednily různé režimy vytápění. 7.1.1 Lokalita Odběrového místo bylo zvoleno na pozemku vedle školního hřiště ZŠ cca 100 m od silnice 369 a přibližně 200 m daleko od neelektrifikované železniční tratě. Obr. 40 Pozice odběrové místa v Hanušovicích 7.1.2 Rozsah sledovaných látek ve vzorcích Pro receptorové modelování byly z odebraných vzorků vyhodnoceny hmotnostní koncentrace těchto látek: a) PM 10 a PM 2,5 b) PAU ve frakci PM 2,5 + plynná fáze (PUF patrona) fluoren, fenantren, antracen, fluoranten, pyren, benzo(a)antracen, chrysen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)pyren, indeno(1,2,3,c,d)pyren, dibenzo(a,h)antracen, benzo(g,h,i)perylen c) VOC v plynné fázi etan, eten, propan, propen, i-butan, n-butan, acetylen, suma buteny, i-pentan, n-pentan, suma penteny, metylcyklopentan, 2,3-dimetylbutan, 2+3 metylpentan, n-hexan, isopren, benzen, cyklohexan, n-heptan, toluen, 2+3metylheptan, n-oktan, etylbenzen, m+p xylen, o xylen, nonan, suma benzen+3c 36
d) Těžké kovy ve frakci PM 2,5 Li, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Mo, Ag, Cd, In, Sb, Te, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Er, Yb, W, Tl, Pb, Bi) e) Organický a elementární uhlík ve frakci PM 2,5 f) PCDD/F a PCB ve frakci PM 2,5 + plynná fáze PCB 14 kongenerů: PCB81, PCB77, PCB126, PCB169, PCB123, PCB118, PCB114, PCB105, PCB167, PCB156, PCB157, PCB189, PCB180, PCB170 PCDD/F - 17 toxických kongenerů 7.1.3 Analýzy Vzorky ovzduší odebrané v rámci imisní kampaně byly na základě akreditovaných postupů podrobeny laboratorním analýzám, jejichž výsledky byly použity jako vstupní parametry pro receptorové modelování obnášející: normalizace emisních koncentrací vyhodnocení korelačních matic - souvislost emise/imise odhad původu znečištění PAH - charakteristické PAH indexy srovnání prototypů imisních dat s emisním podpisem zdroje samotné receptorové modelování pomocí CMB vyhodnocení modelu CMB a interpretace výsledků 7.1.4 Meteorologická situace Po celou dobu měřicí kampaně bylo oblačno až zataženo s občasnými dešťovými přeháňkami. Inverzní situace nenastala. Následující tabulka shrnuje průměrné hodnoty za každý den měření.. Tab. 29 Klimatické podmínky v období měřicí kampaně Datum Vlhkost vzduchu [%] Teplota vzduchu [ C] Rychlost větru [m/s] 3.12.2011 93,05-0,21 0,67 4.12.2011 93,54 4,71 0,56 5.12.2011 85,27 2,03 0,79 6.12.2011 85,78 1,53 0,68 37
Obr. 41 Trajektorie proudění větru v období měřicí kampaně 7.1.5 Naměřené koncentrace Polycyklické aromatické uhlovodíky PAU PAU jsou organické látky s karcinogenními a mutagenními účinky, které jsou schopny dlouhodobě přetrvávat v životním prostředí. Příčinou vnosu PAH do ovzduší je jednak nedokonalé spalovaní fosilních paliv jak ve stacionárních (domácí topeniště), tak i mobilních zdrojích (vznětové motory), ale také některé technologie jako výroba koksu a železa. Podle platné legislativy (NV č. 597/2006 Sb.) je stanoven roční imisní limit pro benzo(a)pyren ve výši 1 ng/m 3. Koncentrace benzo(a)pyrenu ve volném ovzduší vykazují sezónní vliv. V zimních měsících jsou koncentrace řádově 10x vyšší než v létě. Tab. 30 Naměřené koncentrace PAU v období měřicí kampaně (ng/m 3 ) Látka So 3.12. Ne 4.12. Po 5.12. Út 6.12. fluoren 83 42 20 37 fenanthren 180 99 49 74 anthracen 46 9 4,4 13 fluoranten 79 28 15 27 pyren 66 23 13 15 benzo(a)anthracen 51 9 6,3 12 chrysen 16 2,1 1,3 4,7 benzo(b)fluoranten 17 4,7 2,8 5,2 benzo(k)fluoranten 9 2,4 1,5 2,6 benzo(a)pyren 23 5 3,3 6,5 benzo(ghi)perylen 9,9 3,3 1,9 3,6 dibenzo(ah)anthracen 5,3 0,5 0,45 0,8 indeno(1,2,3-cd)pyren 14 3,6 2,1 5,2 Suma PAU 599 232 121 207 38
120 100 Koncentrace [ng/m3] 80 60 40 20 0 fluoren fenanthren anthracen fluoranten pyren benzo(a)anthracen chrysen benzo(b)fluoranten benzo(k)fluoranten benzo(a)pyren benzo(ghi)perylen dibenzo(ah)anthracen indeno(1,2,3-cd)pyren Obr. 42 Střední imisní koncentrace PAU za období imisní kampaně Úroveň znečištění území ČR se pohybuje v jednotkách ng/m 3 a v průmyslových oblastech až v desítkách ng/m 3. Obecně platí, že čím horší je zima, tím vyšší jsou koncentrace PAU. S výjimkou soboty 3.12. byly v Hanušovicích naměřeny průměrné koncentrace. S jistotou lze tvrdit, že roční imisní limit bezo(a)pyrenu není překračován. Město Tab. 31 Srovnání SUMA PAU s jinými městy Ústí nad Labem Bílý Kříž Kolín Praha- Vinohrady Ostrava- Poruba Ostrava- Přívoz Hradec Králové Brno- Tuřany Karviná- Mizerov Karviná - Fryštát Zima [ng/m 3 ] 117 31 119 83 89 157 131 32 310 500 Léto [ng/m 3 ] 39 23 23 55 33 101 48 14 42 49 Město Tab. 32 Srovnání benzo(a)pyrenu s jinými městy Ústí nad Labem Bílý Kříž Kolín Praha- Vinohrady Ostrava- Poruba Ostrava- Přívoz Hradec Králové Brno- Tuřany Karviná - Mizerov Karviná - Fryštát Zima [ng/m 3 ] 2,6 1,2 1,7 2,3 2,7 4,1 6,3 0,5 13 27 Léto [ng/m 3 ] 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,3 0,2 0,1 0,7 0,5 Těžké kovy Jde o skupinu prvků správně definovanou jako stopové chemické prvky určitých vlastností. Proto jsou mezi nimi zastoupeny nejen kovy podle specifické hmotnosti opravdu "těžké" (rtuť Hg, měď Cu, olovo Pb), ale také kovy, které tak nazvat nelze (berylium Be, hliník Al, baryum Ba), dále polokovy (arzen As, selen Se, telur Te, thalium Tl), a dokonce i nekovy (bór B, chlór Cl, síra S). Některé těžké kovy (Fe, Cu, Zn) jsou toxické jen při vyšších koncentracích, jiné (Pb, Hg, Cd) jsou však toxické při všech koncentracích. V atmosféře pochází většina kovů z antropogenních činností ve formě aerosolu či popílku. Z tohoto hlediska jsou jako hlavní antropogenní polutanty brány olovo, kadmium, arsen, rtuť a chrom. Jako rizikové k nim přistupují podle Světové zdravotní organizace (WHO) ještě mangan, nikl, radon a vanad. 39
Zdrojem většiny kovů je metalurgický průmysl, automobilová doprava, výroba cementu a skla a spalování fosilních paliv, odpadů a čistírenských kalů. Podle NV č. 597/2006 Sb. existuje roční imisní limit pro olovo ve výši 0,5 µg/m 3. Pro následující prvky jsou pak stanoveny cílové imisní limity s termínem plnění 1.1.2013: kadmium 5 ng/m 3, arsen 6 ng/m 3 a nikl 20 ng/m 3. 250 200 Koncentrace [ng/m 3 ] 150 100 50 0 Na Mg Al K Ca Mn Fe Zn Pb Obr. 43 Střední imisní koncentrace za období imisní kampaně (Na-Zn) 5 4 Koncentrace [ng/m3] 3 2 1 0 Cr Ni Cu As Se Tv Sr Mb Cd Sb Ba Bi Obr. 44 Střední imisní koncentrace za období imisní kampaně (Cr-Bi) 40
0,3 Koncentrace [ng/m3] 0,2 0,1 0 Li V Co Ga Ag In Te Cs La Ce Pr Nd Obr. 45 Střední imisní koncentrace za období imisní kampaně (Li-Nd) V rámci ČR byla od roku 2006 změřena nejvyšší roční koncentrace niklu 14 ng/m 3, kadmia 4,4 ng/m 3, arsenu 13,5 ng/m 3 a olova 0,12 µg/m 3, přičemž průměrné hodnoty v malých obcích se nacházejí výrazně níže. Z naměřených údajů a výše uvedených skutečností je zřejmé, že koncentrace všech hlavních sledovaných prvků se pohybují hluboko pod imisními limity a pro obyvatele v Hanušovicích nepředstavují zdravotní riziko. Těkavé organické látky VOC Mezi velmi sledované látky spadající do VOC patří benzen. Jeho nejvýznamnějšími antropogenní zdroji jsou: výfukové plyny automobilu, těkání benzínu spalování uhlíkatých paliv (uhlí, oleje) rafinerie ropy a plynu chemický průmysl. Přirozené zdroje benzenu, jako jsou výbuchy sopek nebo lesní požáry, jsou ve srovnání se zdroji antropogenními nevýznamné. Benzen muže vstupovat do těla převážně inhalačně nebo orálně. Průnik kůží není tak nebezpečný, protože se většina benzenu rychle odpaří. Po expozici se benzen distribuuje do celého těla. Akutní toxicita je způsobena přímo benzenem, příčinou chronické toxicity jsou spíše jeho metabolity. Benzen primárně poškozuje centrální nervovou soustavu, imunitní systém a krvetvorbu. Muže dojít až ke smrti z důvodu selhání dýchání a srdeční arytmie. Při dlouhodobé expozici muže způsobovat leukémii. Negativní je i jeho příspěvek ke vzniku fotochemického smogu. Podle platné legislativy (NV č. 597/2006 Sb.) je stanoven roční imisní limit pro benzen 5 µg/m 3. Koncentrace benzenu ve volném ovzduší vykazují sezónní vliv. V zimních měsících jsou koncentrace vyšší než v létě. Důležitou roli hraje také přítomnost zdroje benzenu, která může zásadním způsobem ovlivnit výsledky. V rámci kategorie doprava představuje příspěvek osobních vozů cca 38 %, zatímco u nákladních vozů je to 51 % a tento podíl trvale vzrůstá [9]. Naměřené koncentrace benzenu jsou typické pro zimní období a bývají na území kraje měřeny na velmi podobné úrovni. 41
Benzen 6 5 emisní limit Imisní koncentrace [µg/m 3 ] 4 3 2 1 0 3.12.2011 4.12.2011 5.12.2011 6.12.2011 Obr. 46 Imisní koncentrace benzenu za období imisní kampaně 4 VOC Imisní koncentrace [µg/m 3 ] 3 2 1 0 ethylen hexan ethan propan toluen n-butan acetylen 2-methy lbutan isobutan Obr. 47 Střední imisní koncentrace vybraných VOC za období imisní kampaně 42
1,5 VOC Imisní koncentrace [µg/m 3 ] 1,0 0,5 0,0 1 -buten m,p-xylen propen suma benzen+3c pentan ethylbenzen o-xylen 2-methylheptan cyklohexan 2-methylpentan 3 -methylpentan Obr. 48 Střední imisní koncentrace vybraných VOC za období imisní kampaně 0,4 VOC Imisní koncentrace [µg/m 3 ] 0,3 0,2 0,1 mez detekce 0,0 heptan 3 -methy lheptan nonan 2,3 -dimethy lbutan methylcyklopentan trans 2-buten cis 2-buten 1 -penten isopren trans 2-penten cis 2-penten n-oktan Obr. 49 Střední imisní koncentrace vybraných VOC za období imisní kampaně Polychlorované dibenzodioxiny a difurany PCDD/F Znečištění ovzduší dioxiny v ČR je kontrolováno zejména přes emise vzhledem k těžké právní postižitelnosti subjektů při měření imisí a vzhledem k dálkovému transportu polutantů v atmosféře. Přesto existuje několik předpisů pro maximální přípustné koncentrace látek v ovzduší (pro imisní koncentrace). Ze starších jsou to hygienické limity AHEM [10]. Pro limitní koncentraci dioxinů je uváděna hodnota 20 fg TEQ/m 3. Ze zahraničních limitů lze zmínit zejména limitní hodnoty dle směrnice pro kvalitu ovzduší v Evropě WHO [11] a limitní koncentrace odvozené na základě výpočtu rizika (RBC) platné pro US EPA [12]. Hodnota pro 2,3,7,8-TCDD je 50 fg TEQ/m 3 jako koncentrace, pro níž je individuální kancerogenní riziko (ICR) rovno 10-6 (1 nový případ rakoviny na 1 mil. obyvatel). 43
140 Suma PCDD a PCDF PCDD PCDF 120 Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 100 80 60 40 20 limitní hodnota PCDD dle AHEM 0 3.12.2011 4.12.2011 5.12.2011 6.12.2011 Obr. 50 Imisní koncentrace dioxinů a furanů za období imisní kampaně Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 60 50 40 30 20 10 2,3,7,8-TCDD limitní hodnota PCDD dle WHO 0 3.12.2011 4.12.2011 5.12.2011 6.12.2011 Obr. 51 Imisní koncentrace dioxinu 2,3,7,8-TCDD za období imisní kampaně 44
PCDD 100 Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 10 1 10,725 6,363 1,350 1,355 1,235 0,739 0,191 0 2378TCDD 12378PeCDD 123478HxCDD 123678HxCDD 123789HxCDD 1234678HpCDD OCDD Obr. 52 Střední imisní koncentrace PCDD za období imisní kampaně PCDF 100,0 Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 10,0 1,0 0,1 12,738 1,259 26,063 3,638 2,508 2,495 1,225 0,505 0,163 0,026 0,0 2378TCDF 12378PeCDF 23478PeCDF 123478HxCDF 123678HxCDF 234678HxCDF 123789HxCDF 1234678HpCDF 1234789HpCDF OCDF Obr. 53 Střední imisní koncentrace PCDF za období imisní kampaně Město Tab. 33 Naměřené koncentrace PCDD/F v Hanušovicích (fg TEQ/m 3 ) Datum 3.12.2011 4.12.2011 5.12.2011 6.12.2011 PCDD 36,3 19,6 16,4 15,6 PCDF 129 38 14 21,4 PCDD/F 165,3 57,6 30,4 37 Tab. 34 Srovnání PCDD/F s jinými městy (data z let 1990-2003) Ústí nad Labem Liberec Praha- Libuš Praha- Vinohrady Ostrava- Poruba Ostravacentrum Ostrava- Bartovice Hradec Králové Min fg TEQ/m 3 42 10 16 29 19 109 139 22 28 20 2 Max fg TEQ/m 3 204 109 171 91 83 546 877 67 81 66 156 Pardubice Brno Košetice 45
Nejvyšší koncentrace v místě měření byla zaznamenána v sobotu 3.12., kdy se naměřená koncentrace pohybovala na 3 až 5násobku hodnot v ostatních dnech. Obecně je kontaminace prostředí nízká, čemuž odpovídá i nízké akutní nebezpečí z hlediska působení dioxinů a tyto v posuzované lokalitě nepředstavují zdravotní riziko. Polychlorované bifenyly PCB Polychlorované bifenyly jsou skupinou chemických sloučenin, které řadíme mezi perzistentní organické látky, jenž dlouhodobě setrvávají v prostředí nerozkládají se a hromadí se v potravním řetězci. Neexistuje pro ně imisní limit, avšak sledují se podobně jako PAU v emisích. V současné době se PCB již nevyrábějí, emise pocházejí z používání výrobku a z odpadu s obsahem PCB. Malé množství PCB se také muže vyskytovat v celé řadě halogenovaných sloučenin. Velké množství PCB se nadále uvolňuje při přehřátí nebo explozi transformátoru a kondenzátoru. Zdrojem jsou také promyslové procesy, např. elektrárny a zpracování železa a oceli. Nejvýznamnějším zdrojem je však redistribuce již dříve uvolněných PCB. Používání PCB podléhá regulaci a nové úniky do prostředí jsou ve srovnání s minulostí minimální. V atmosféře se PCB vyskytují hlavně v plynné formě (87 100 %), menší množství je navázáno na pevné částice. Expozice PCB ovlivňuje mozek, imunitní a reprodukční systém. Chronické inhalační expozice ovlivňují dýchací ústrojí, trávicí trakt, játra, kůži a oči. Expozice PCB muže způsobovat rakovinu jater. 10,00 PCB Imisní koncentrace [fg TEQ/m 3 ] 1,00 0,10 0,01 0,00 PCB81 PCB77 PCB126 PCB169 PCB123 PCB118 PCB114 PCB105 PCB167 PCB156 PCB157 PCB189 Obr. 54 Střední imisní koncentrace PCB za období imisní kampaně Tab. 35 Naměřené koncentrace SUMA PCB v Hanušovicích Datum 3.12.2011 4.12.2011 5.12.2011 6.12.2011 PCB [fg TEQ/m 3 ] 5,8 3,4 2,2 1,9 PCB [pg/m 3 ] 3,0 6,9 3,1 3,0 46