ANALÝZA MOŽNÝCH PŘÍČIN P ZNEČIŠTĚNÍ OVZDUŠÍ V OSTRAVĚ-BARTOVIC BARTOVICÍCHCH Josef Keder Český hydrometeorologický ústav
ÚVOD V rámci řešení projektu VaV SP1/a3/148/08 (poskytovatel MŽP) navrženy a na příkladu situace v Ostravě-Bartovicích demonstrovány postupy pro odhad původu prachových částic a na ně navázaných závažných znečišťujících látek, např. BaP opírající se o -statistickou analýzu časových řad koncentrací znečišťujících látek a doprovodných meteorologických měření -konstrukci a analýzu zpětných trajektorií pohybu vzduchových hmot Malenovice, 7. - 8.3.2012 2
POUŽIT ITÁ DATA Lokalita - monitorovací stanice Radvanice - Bartovice, provozovaná Zdravotním ústavem Ostrava Použity údaje o - koncentracích PM1, PM2.5 a PM10, které v lokalitě představují největší problém, za rok 2007 - koncentracích BaP za rok 2004 - PM10 a PM2.5 za roky 2009-2012 - z doprovodných meteorologických dat především směr a rychlost větru a teplota vzduchu za roky 2004 a 2007, 2009-2012 Malenovice, 7. - 8.3.2012 3
POTENCIÁLN LNÍ ZDROJE ČÁSTIC V OKOLÍ Areál Arcelor Mittal vítr SW Silniční dopravní tahy vítr SW, W, NW Obytná zástavba s lokálními topeništi vítr SE, E, NE Definovány sektory E, W Sektor E žádný průmyslový zdroj v blízkém okolí Možné příspěvky komunikace v obci a obytná zástavba Malenovice, 7. - 8.3.2012 4
ANALÝZA KONCENTRACÍ PM10 Analyzovány frakce částic PM10 Hodinové průměry koncentrací těchto frakcí roztříděny do sektorů E a W podle hodinového průměru směru větru Dále pak podle toho, zda teplota vzduchu byla nižší nebo vyšší než 0 0 C Pro každou hodinu dne byla v obou sektorech stanovena průměrná hodnota koncentrace frakcí PM10 Malenovice, 7. - 8.3.2012 5
KONCENTRACE PM10 PODLE SMĚRU VĚTRU V (1) Malenovice, 7. - 8.3.2012 6
KONCENTRACE PM10 PODLE SMĚRU VĚTRU V (2) Malenovice, 7. - 8.3.2012 7
ANALÝZA KONCENTRACÍ PM10 pr denní chody průměrné 140 120 T<=0 0 C 100 80 60 40 20 0 PM10 140 120 100 T>0 0 C 80 60 40 20 0 1 3 5 7 2 4 6 8 9 11 13 15 17 19 21 10 12 14 16 18 20 22 Sektor: E Hodina 1 3 5 7 2 4 6 8 9 11 13 15 17 19 21 10 12 14 16 18 20 22 Sektor: W Průměr Malenovice, 7. - 8.3.2012 8
ANALÝZA KONCENTRACÍ PM10 - hodnocení Závislost na směru větru - koncentrace PM10 při proudění ze sektoru E dosahují vyšších hodnot než při proudění ze sektoru W Pro teploty pod 0 0 C jsou koncentrace PM10 při proudění ze sektoru E výrazně vyšší než při proudění ze sektoru W Při teplotách nad 0 0 C není mezi oběma sektory významný rozdíl V sektoru E se tedy patrně nalézá zdroj, emitující především v období nízkých teplot Malenovice, 7. - 8.3.2012 9
ANALÝZA KONCENTRACÍ PM1 Do analýzy zařazena data pro hodiny, kdy teplota vzduchu byla nižší než 12 o C Lze předpokládat, že lokální vytápění v obytné zástavbě bylo provozováno Analyzovány frakce částic PM1 Hodinové průměry koncentrací těchto frakcí roztříděny do sektorů E a W podle hodinového průměru směru větru Pro každou hodinu dne byla v obou sektorech stanovena průměrná hodnota koncentrace frakcí PM1 Malenovice, 7. - 8.3.2012 10
DENNÍ CHOD KONCENTRACÍ PM1 120 Frakce PM1 [µg.m -3 ] 100 80 60 40 PM1 E PM1 W 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hodina dne Malenovice, 7. - 8.3.2012 11
ANALÝZA DENNÍCH ZMĚN N PM1 Koncentrace PM1 při proudění ze sektoru E má výrazný denní chod Typický pro imise, pocházející z domácích topenišť, s maximem ve večerních hodinách S výjimkou hodin 9, 12 a 13 UTC koncentrace PM1, pocházející ze sektoru E, převyšují koncentrace PM1 ze sektoru W V období večerního maxima se rozdíl pohybuje kolem 30 µg.m -3 Malenovice, 7. - 8.3.2012 12
DENNÍ CHOD ZASTOUPENÍ FRAKCÍ E 100% 90% 80% Podíl frakce v PM10 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% PM25_PM10 E PM1_PM25 E PM1 E 0% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hodina dne Malenovice, 7. - 8.3.2012 13
DENNÍ CHOD ZASTOUPENÍ FRAKCÍ W 100% 90% 80% Podíl frakce v PM10 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% PM25_PM10 W PM1_PM25 W PM1 W 0% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Hodina dne Malenovice, 7. - 8.3.2012 14
ANALÝZA DENNÍCH ZMĚN N ZASTOUPENÍ FRAKCÍ Stanoveny průměrné denní změny procentuálního zastoupení velikostních frakcí v PM10 pro sektory E, W Při proudění z východního sektoru E (dominující zdroj obytná zástavba) je v PM10 vyšší podíl jemné frakce PM1 (kolem 70%) než při proudění ze sektoru W Pro sektor W je typický zejména zvýšený podíl hrubé frakce mezi PM2.5 a PM10, cca 20%. Malenovice, 7. - 8.3.2012 15
ANALÝZA DENNÍCH ZMĚN N ZASTOUPENÍ FRAKCÍ - VÝSLEDKY Při proudění z oblasti obytné zástavby za teplot pod 12 o C koncentrace ze zdravotního hlediska nebezpečných částic PM1 jsou vesměs vyšší než při proudění ze sektoru, kde se nalézají průmyslové zdroje ve večerních a nočních hodinách je tento rozdíl významný koncentrace PM1 má výrazný denní chod, typický pro lokální zdroje vytápění Při proudění z oblasti, kde jsou lokalizovány průmyslové zdroje, je větší podíl hrubé frakce Malenovice, 7. - 8.3.2012 16
BaP A ANALÝZA ZPĚTNÝCH TRAJEKTORIÍ Na monitoru Bartovice rovněž prováděna měření PAH a těžkých kovů. V roce 2004 byly zjištěny nejvyšší koncentrace BaP ve dnech 27.2.2004 a 5.12.2004 V těchto dnech byly na stanici rovněž zjištěny zvýšené koncentrace suspendovaných částic Pro lokalizaci možného zdroje BaP použita analýza zpětných trajektorií Konstruovány z doprovodných měření směru a rychlosti větru Ukazují, přes jakou oblast se pohybovaly vzduchové hmoty, transportující znečišťující látky na stanici Malenovice, 7. - 8.3.2012 17
BaP BARTOVICE V ROCE 2004 0.035 0.030 27.2.04 5.12.04 0.025 0.020 0.015 0.010 Koncentrace BaP [µg.m-3] 0.005 0.000 4.1.2004 18.1.2004 1.2.2004 15.2.2004 29.2.2004 14.3.2004 28.3.2004 11.4.2004 25.4.2004 9.5.2004 23.5.2004 6.6.2004 20.6.2004 4.7.2004 18.7.2004 1.8.2004 15.8.2004 29.8.2004 12.9.2004 26.9.2004 10.10.2004 24.10.2004 7.11.2004 21.11.2004 5.12.2004 19.12.2004 Datum Malenovice, 7. - 8.3.2012 18
ZPĚTN TNÉ TRAJEKTORIE 27.2.2004 BaP Znečištěný vzduch byl na stanici transportován přes oblasti obytné zástavby Z průmyslových lokalit v blízkém okolí žádné znečištění nepocházelo Malenovice, 7. - 8.3.2012 19
ZPĚTN TNÉ TRAJEKTORIE 5.12.2004 Znečištěné vzduchové hmoty transportovány na stanici z oblasti dopravního křížení nebo areálu Mittal Malenovice, 7. - 8.3.2012 20
ZPĚTN TNÉ TRAJEKTORIE 5.12.2004 - DETAIL Detailní obrázek ve velkém měřítku ukazuje, že i v tomto případě se na znečištění ovzduší v lokalitě měření mohly podílet i obytné objekty v bezprostředním okolí monitorovací stanice Malenovice, 7. - 8.3.2012 21
ZPĚTN TNÉ TRAJEKTORIE, PŮVOD P PM10 25.1.2010 Malenovice, 7. - 8.3.2012 22
ZPĚTN TNÉ TRAJEKTORIE 25.1.2010 detail Denní průměr PM10 387 µg.m -3 Znečištěný vzduch transportován přes oblasti obytné zástavby Z průmyslových lokalit v blízkém okolí žádné znečištění nepocházelo Petřvald?? Malenovice, 7. - 8.3.2012 23
EXPOZICE Vyjádřena jako časový integrál proměnlivé koncentrace za určité období Je mírou toho, jakému znečištění byl člověk v průběhu určitého času vystaven a jakou dávku škodliviny mohl nakumulovat Možno odhadnout postupným sčítáním hodinových koncentrací Provedeno odděleně pro sektory E (zástavba) a W (průmysl) Malenovice, 7. - 8.3.2012 24
EXPOZICE 2009 2012 (do února) Malenovice, 7. - 8.3.2012 25
EXPOZICE 2009 Malenovice, 7. - 8.3.2012 26
EXPOZICE 2010 Malenovice, 7. - 8.3.2012 27
EXPOZICE 2011 Malenovice, 7. - 8.3.2012 28
EXPOZICE 2012 Malenovice, 7. - 8.3.2012 29
Podíl l průmyslu na znečištění Bartovic činí 80%??? Malenovice, 7. - 8.3.2012 30
ZÁVĚRY Výsledky analýzy denních změn koncentrací jednotlivých frakcí PM ve vazbě na směr proudění a teplotu vzduchu ukazují, že areál Arcelor Mittal není jediným zdrojem zdravotně nebezpečných suspendovaných částic, měřených na monitoru Radvanice - Bartovice Tento závěr podporuje rovněž analýza zpětných trajektorií proudění a expozice Je nutno uvažovat o podílu lokálních zdrojů a dopravy v obci Doplnit rozbor o chemické složení částic Malenovice, 7. - 8.3.2012 31