Charakterizace zátěže obyvatel malých sídel škodlivinami z ovzduší ….vliv znečišťujících látek na zdraví ….návrh postupů ke snížení úrovně zátěže
B. Kotlík(1), H. Kazmarová(2) (1) (2)
SZÚ Praha, centrum laboratorních činností, odbor chemických a fyzikálních laboratoří SZÚ Praha, centrum odborných činností, odbor hygieny životního prostředí
sledování a řízení kvality ovzduší Historické důvody
koncentrace obyvatel (současná kontrola kvality ovzduší je založená na měření ve městech - nad 15 tisíc obyvatel). koncentrace průmyslu
Aktuální problémy
energetická koncepce doprava lokální a lokální průmyslové zdroje
2
přitom
3
v České republice
je cca 10 000 měst, městeček, městysů, vesnic, vesniček, vsí a osad (a tři velkoměsta nad 250 tis. obyvatel). V sídlech pod 10 tisíc žije téměř 4,5 mil. obyvatel (zdroj : Statistická ročenka ČR 2003). 4
a podle NPSE ČR z roku 2007
5
Ale jak tam opravdu je jsme museli změřit. A nešlo měřit všude – vybrala se proto tři representativní malá sídla pořád – měřilo se tedy kalendářní rok - interval měření zahrnoval i topnou sezónu na přelomu let 2002/2003 všechno - sledovány byly tedy pouze hodnoty SO2, NOX, TSP (a v něm souběžně vybrané prvky - As, Cd, Pb, Mn) a PAU. 6
kritéria výběru
malá sídla do 5 tisíc obyvatel poloha v údolí řeky/potoka bez významného průmyslového zdroje převaha lokálních zdrojů - domácích topenišť minimální ovlivnění dálkovým přenosem
7
vybraná sídla Vybrána sídla pokrývají různé počty obyvatel a různé typy a zastoupení používaných paliv – osada - s cca 70 stálými obyvateli, s převahou spalování dřeva – vesnice/městys - cca 15 km od Trutnova s přibližně 850 stálými obyvateli a majoritním spalováním hnědého uhlí – plynofikované městečko provinčního typu - 20 km od Jihlavy s téměř 4,5 tis. obyvatel
Sídla tak pokrývala jak variabilní životní styly od „víkendových obyvatel“ (osada) přes vesnický až po městský životní styl, tak vliv různých typů domácích topenišť na různé typy paliv. 8
odhad spotřeby paliv v obcích (2002/2003) (výsledky z dotazníkové akce) Jednotky hnědé uhlí brikety černé uhlí koks dřevo zemní plyn
t
m3
Havlovice uhlí 477,1 0,5 12,0 12,3 325,6 3000
Habartice dříví 41,8 4 113,8 -
Třešť plynofikováno 29,1 150,3 264671
U obyvatel, kteří nebyly zahrnuti do dotazníkové akce (nebo nereagovali) byla předpokládána v průměru stejná spotřeba paliva na osobu, jako byla vyhodnocena na základě dotazníků. 9
odhadnuté emisní bilance
Jednotky TZL SO2 NOx PAH Cd Hg Pb As Cr Cu Ni Se Zn
t/rok kg/rok
g/rok
Havlovice uhlí 12,80 13,01 4,14 60,44 5,28 112,38 246,35 145,45 31,31 75,64 28,59 44,14 865,31
Habartice dříví 2,30 0,83 0,62 2,98 0,36 7,56 16,63 10,24 2,28 4,86 2,03 3,08 58,63
Třešť plynofikováno 19,49 6,07 9,01 13,55 1,64 34,36 75,58 46,53 10,35 22,07 9,22 14,00 266,44
10
naměřené hodnoty – TSP a NOX srovnání s daty z MZSO VaV 740/4/01 - Aritmetické roční průměry - srovnání 2002 a 2003 pro PM10 50
2002
2003
imisní limit
40
22 32 26
konc. PM 10 v µg/m3
60
30 20 10
města
konc. NO2 v µg/m3
60 50
Habartice Havlovice Třešť
A01 A02 A04 A05 A06 A07 A08 A10 KO CB KT PM SO DC JN LB MO UL HB HK SY UO BM HO ZR KI OL OV
0
VaV 740/4/01 - Aritmetické roční průměry - srovnání 2002 a 2003 pro NO 2 2002
2003
imisní limit
40 30 20 10
města
Habartice Havlovice Třešť
A01 A04 A05 A06 A07 A08 A09 A10 KO CB KT PM SO DC JN LB MO UL HB HK SY UO BM HO ZR KI OL OV
0
11
naměřené hodnoty – Pb a As srovnání s daty z MZSO VaV 740/4/01 - Aritmetické roční průměry srovnání 2002 a 2003 pro olovo 0,10 2002
2003
0,06 0,0024 0,0211 0,0166
konc. Pb v µg/m3
0,08
0,04 0,02
VaV 740/4/01 - Aritme tické roční průmě ry - srovnání 2002 a 2003 pro arsen 0,007 2002 2003 imisní limit 0,006 0,005
0,0050
Habartice Havlovice Třešť
0,0011
0,003 0,002 0,001
0,0008
0,004
12
města
Habartice Havlovice Třešť
0,000 A01 A04 A05 A06 A07 A08 A10 BN KL KO ME PB CB KT PM SO DC LB MO UL HB HK SY UO BM HO JI KM ZR KI OL OV
města
konc. As v µg/m3
A01 A04 A05 A06 A07 A08 A10 BN KL KO ME PB CB KT PM SO DC LB MO UL HB HK SY UO BM HO JI KM ZR KI OL OV
0,00
naměřené hodnoty – BaP a TEQ srovnání s daty z MZSO VaV 740/4/01 - S rovnání aritmetick ého ročního průměru v roce 2002 a 2003 pro benzo(a)pyren - BaP 10
2002
2003
imisní limit
7,38
konc. v ng/m3
8 6 4
2,63 1,44
2
Třešť
Havlovice
Habartice
Ostrava
Karviná
Žďár n/S
Brnoměsto
Hradec Králové
Ústí nad Labem
sídlo
Plzeňměsto
Praha 10
0
VaV 740/4/01 - Srovnání aritmetického ročního průměru v roce 2002 a 2003 pro toxický ekvivalent BaP - TEQ 14 11,63
konc. v ng/m3
12 10 8 6
4,15
4
2,25
2 Třešť
Havlovice
Habartice
Ostrava
Karviná
Žďár n/S
Brnoměsto
Hradec Králové
Plzeňměsto
Ústí nad Labem
sídlo
Praha 10
0
13
sezónnost VaV 740/4/01 - Srovnání středních hodnot BaP v Třešti, Havlovicích a Habarticích - roční průměr, topná a netopná sezóna 16 13,69
14
Habartice
Havlovice
Třešť
konc. v ng/m3
12 10 7,38
8 6
4,33
4 2
2,63
2,55 1,07
1,44
0,93
0,33
0 sídlo
rok
topná
netopná
VaV 740/4/01 - Srovnání středních hodnot TEQ v Třešti, Havlovicích a Habarticích - roční průměr, topná a netopná sezóna 25 21,5
Habartice
konc. v ng/m3
20 15
Havlovice
11,6
10
6,7 4,2
5
3,9
2,3
0,6
1,8
0 sídlo
Třešť
rok
topná
netopná
1,5
14
vliv na zdraví – hodnocené látky
Suspendované částice-aerosol Oxid dusičitý Arzén PAU
15
zdravotní účinky aerosolu
dráždění (dýchacích cest) snížení samočistící funkce a obranyschopnosti dýchacích cest (poškozením funkce mikrofágů, snížením mukociliární bariéry) zatím nezjištěna neúčinná koncentrace
16
zdravotní účinky aerosolu Krátkodobá zvýšená zátěž (denní konc.):
úmrtnost (zvláště KVO) hospitalizace pro respirační onemocnění výskyt příznaků ( kašel,..) plicní funkce spotřeba bronchodilatancií
Dlouhodobá roční zátěž
úmrtnost respirační nemocnost očekávaná délka života (předčasná úmrtnost) 17
aerosol – odhad rizik
Expozice suspendovaným částicím představují podle teoretického výpočtu zvýšení výskytu zánětu průdušek a dalších respiračních symptomů u dětí ze 3 % výskytu ve zcela neovlivněné populaci na 5,4 % až 6,9 % v sídle s nejvyšší zátěží. ( ≅ dvojnásobek) 18
PAU-účinky na zdraví
více než 100 různých chemických sloučenin uhlíku a vodíku, se dvěma či více aromatickými cykly pro hodnocení se používají koncentrace BaP – benzo[a]pyrenu (existuje limit) mutagenita, karcinogenita účinky odvozeny ze studií výskytu rakoviny plic u pracovníků profesionálně exponovaných působení PAU (koksárenské pece, výroba hliníku) s benzo[a]pyrenem jako indikátorem jednotka rizika uváděná WHO: 8,7 x 10-5 (ng.m-3)-1. 19
Arzen-účinky na zdraví (chronické působení)
změny v krevním obraze, onemocnění dýchacích cest a kůže, neurologické účinky, alergické dermatitidy. podle IARC je arzen prokázaný lidský karcinogen (sk. 1). Kritickým účinkem při inhalační expozici arzenu je rakovina plic. jednotka rizika podle WHO je: 1,5 x 10-3 (µg.m-3)-1 20
jen pro představu… Pro 4,5mil lidí v ve všech sídlech s méně než 5000 obyvateli můžeme hypoteticky odhadnout zvýšení rizika vzniku o 600 až 2900 případů…..
21
základní příčiny znečištění ovzduší v malých sídlech 1. Volba paliva a zdroje Z výsledků ročního měření ve třech malých sídlech vyplývá nepopiratelná, statisticky prokázaná souvislost mezi používaným typem paliva, režimem provozu zdroje (<0,2 MW) a zhoršenou kvalitou ovzduší. Vysoké měřené hodnoty bývají navíc koncentrovány v zimním období – v topné sezónně. 22
jenom pro srovnání Pozn: A – doporučený režim, B – nevyhovující režim provozu zdroje spalování paliv. Palivo Dřevěné brikety Černé uhlí Hnědouhelné brikety Hnědé uhlí I Hnědé uhlí II Tepelná elektrárna
Režim A B A B A B A B A B 400 MW
Emise v gramech na 1 kWh-1 CO SO2 NO2 CH4 TZL 10,7 10,8 10,0 14,4 26,5 42,2 109 177 72,3 175 0,016
0,1 0,2 0,6 0,7 0,8 1,4 2,6 1,9 3,7 5,4 0,5
0,4 0,4 0,5 0,9 1,0 1,4 0,8 0,9 0,8 1,0 0,8
0,6 0,2 0,8 0,5 1,1 2,3 3,4 2,5 5,6 1,4 3,3 5,9 21,0 2,4 28,2 21,5 8,0 13,2 6,6 5,1 0,004 0,043
Odhad emisí z malých zdrojů na 1kWh-1 vyrobené energie pro různé typy paliv [zdroj Tekáč, 2008]
základní příčiny znečištění ovzduší v malých sídlech 2. Spalování „odpadů“ Z dotazníkového šetření, ověřeného přímým jednáním s obyvateli obcí, lze mít za prokázané časté spalování odpadů. Mnoho materiálů, legislativně řazených mezi odpady, není (i historicky) chápáno jako odpad (nábytek, papír, zbytky dřevěných konstrukcí, další biologické materiály …..), ale jako zdroj energie. O spalování odpadů významně rozhodují ekonomické faktory. 24
základní příčiny znečištění ovzduší v malých sídlech 3. Vnímání rizika, informovanost Chybí obecné povědomí o „nebezpečnosti“ respektive „škodlivosti“ spalování určitých typů paliv či spalování odpadů a pro případné laické zájemce chybí jednoduše a přehledně zpracované srovnání vlastností paliv dostupných na trhu. Chybí i širší informovanost o existujících možnostech vytápění a vlastnostech či výhodách a nevýhodách existujících typů kotlů. 25
základní příčiny znečištění ovzduší v malých sídlech 4. Ekonomické faktory Významným způsobem ovlivňují jak použitý typ paliva, tak způsob spalování. V současnosti (rok 2005) lze podle údajů presentovaných v různých médiích zajistit vytápění rodinného domu na rok plynem (cena cca 40 tis. Kč), uhlím (20 tis. Kč) nebo dřívím (10 až 15 tis. Kč). Lze předpokládat, že tento poměr cen tj. 40/20/10 má obecný charakter a nezávisí příliš ani na velikosti obydlí ani na regiónu. Důležitou roli hraje cena i při obnově používaných systémů vytápění. 26
základní příčiny znečištění ovzduší v malých sídlech 5. Životní styl Česká republika patří mezi země s nejvyšší energetickou náročností. Šetření energií, zateplování rodinných domů a ekologické stavitelství je na vesnicích stále spíše výjimkou.
6. Alternativní zdroje Používání alternativních zdrojů energie/paliv (sluneční energie, vítr, biomasa, geotermální energie) relativně dobře medializováno, ale jejich využívání omezeno jak neinformovaností, tak konkrétními podmínkami (dostupnost), tak skutečností, že tento přístup nebyl/není plošně dostatečně podporován. 27
závěry
volbu paliv a způsoby spalování ovlivňují nejvíce ekonomické faktory (cena, dostupnost). Informace o kvalitě paliv (jejich emisních faktorech) není využívána, pokud je vůbec dostupná. zcela chybí ekonomicky založená motivace vedoucí k používání kvalitnějších paliv a nízkoemisních způsobů vytápění. pravomoc obce, která umožňuje zakázat používání určitých druhů paliv, by měla být důsledněji uplatňována; 28
závěry
rozšířené spalování odpadů by měla omezit jak legislativně zakotvená možnost kontroly malých lokálních topenišť– doplněná odpovídajícím systémem sankcí, tak úprava demotivujících individuálních plateb za odvoz odpadu; součástí programů pro zlepšení kvality ovzduší, by mělo být i zvýšení informovanosti o „nebezpečnosti“ respektive „škodlivosti“ spalování určitých typů paliv či spalování odpadů doplněné jednoduchým a přehledným porovnáním paliv dostupných na trhu včetně doporučení vhodných šetrnějších systémů vytápění či ohřevu; 29
závěry
dalším krokem by mělo být rozšíření využívání alternativních zdrojů energie (geotermální energie, kontrolovaného spalování biomasy….) a zvýšený tlak na šetření energií (zateplování, „ekologické“ domy…).
(Pozor: alternativní ≠ ekologický) Jinak malá sídla asi ještě chvíli budou významnými plošnými zdroji znečišťujících látek, kontaminujícími sebe i své okolí. 30
Předvedeny byly výstupy z pětiletého (2001 až 2005) projektu dotovaného MŽP jako VaV 740/4/01 Děkuji za pozornost
31
