Václav Synek, Jan Leníček, Eva Hrdličková Fakulta životního prostředí UJEP Ústí nad Labem

1. Zhodnocení koncentrací kovů v atmosférickém aerosolu v Litoměřicích.Identifikace zdrojů znečištění za pomoci faktorové analýzy Václav Synek, Jan Leníček, Eva Hrdličková Fakulta životního prostředí UJEP Ústí nad Labem Zdravotní ústav se sídlem v Ústí nad Labem

2. Vyhodnocení výsledků: 1. sledování atmosf. aerosolu Litoměřice 3. až 12. 5. 2010 a 20. až 29. 7. 2010 odběrové místo - ZŠ, U stadionu 4 Koncentrace PM2,5 a PM10 a 20 vybraných kovů v obou frakcích

3. 2. Obsahy kovů v pouličním prachu odběr u školy 3. Koncentrace kovů v emisích ze spalování hnědého uhlí ořech II z Ledvic

4. Cíl - identifikovat typy hlavních zdrojů znečištění atmosféry kovy v dané lokalitě Metodika • Vzdušný aerosol - denní odběry - PM2,5 a PM2,5 -10 odběr zařízením VAPS, stanovení gravimetricky - kovy - odběr aerosolu <10 um High Volume <2,5um Digitel DH-77 • Pouliční prach - vzorkován elektrickým vysavačem na betonové ploše <50 µm oddělen polyamidovým sítem

5. Metodika - pokračování • Prach z emisí spalování hnědého uhlí (Ledvice ) kotel Ekoefekt 48; standardní provoz odběr izokineticky <2,5 um zařízením VAPS Stanovované kovy v odebraných typech prachu Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Ti, Tl, V, Zn - mikrovlnný rozklad v HNO3 +H2O2 + HF Milestone 1200 Mega - stanovení ICP MS Thermo Elemental X Series

6. Zhodnocení popisných statistik PM 2,5 a PM10 nízké rozptýlení a nízká šikmost Kovy Silné rozptýlení - více pro frakci <2,5 µm • frakce < 2,5 µm 10 kovů RSD > 90% (Ca,Cr a Ni RSD > 200 %) • frakce < 10 µm 5 kovů RSD > 90% v obou frakcích As, Cd, Cr, Ni Šikmost sign. > 0 - více pro frakci <2,5 µm • frakce<2,5 µm 17 kovů (Ni) • frakce<10 µm 10 kovů (Cr) K, Pb, Se nízká šikmost v obou frakcích

7. Koncentrace polutantů vzdušný aerosol < 2,5 um kovy (ng m-3)PM2,5 (ug m-3) N= 20

8. Koncentrace polutantů vzdušný aerosol < 10 um kovy (ng m-3)PM10 (ug m-3) N= 20

9. Zhodnocení popisných statistik Imisní limity EU(As, Cd, Ni, Pb, PM10) průměry pro Ni a PM 10 srovnatelné pro ostatní polutanty průměry řádově nižší (průměry nejsou roční !) Soubory většinou zešikmené, přítomny odlehlé a extrémní hodnoty Při statistickém zpracování uvažovat nenormální rozdělení

10. Porovnání úrovní koncentrací kovů v aerosolu frakce <10 µm a <2,5 µm Poměr c10 µm/c2.5 µm Wilcoxonův párový test <10 µm signifikantně vyšší koncentrace Al, Ba, Ca, Fe,Ti Cu, Mn,Ti resusp. prach; abraze obložení <2,5 µm signifikantně vyšší koncentrace 8 kovů většinou těkavých poměr by měl být 1systematická chyba !

11. Porovnání koncentrací PM frakcí <10 a <2,5 µm Hmotnost frakce 2,5 – 10 µm 13,8 % hmotnosti frakce <10 µm Obsah Al v pouličním prachu (UD) frakce <50 µm 5,07 % Pouliční prach činí 47 % hmotnosti frakce 2,5-10 µm Ohta a Okita [9]

12. Spearmanovy korelační koeficienty nenormální rozdělení  pořadové hodnoty koncentrací Signifikantní r > 0,445 α=0,05Obdobné výkyvy koncentrací polutantů svědčí o společném původů korelujících polutantů. levý dolní roh <2.5 pravý horní roh <10 µm

13. Faktorová analýza Vysvětlení variability koncentrací co nejmenším počtem latentních faktorů Nenormalita rozdělení  pořadové hodnoty koncentrací standardizované, zvlášť pro obě frakce Vypuštěny některé (např. Ca, Ni – nízký počet nad LOD, aj. Program STATISTICA, rotace metodou normalised Varimax 3 faktory vysvětleno 85,4 % variability pro PM10 79,8 % variability pro PM2,5 Polutanty přiřazeny k jednotlivým faktorům vysoké zátěže < 0,7<0,5 Překrývání rozdělení polutantů k faktorům pro obě frakce Existují 3 hlavní zdroje polutantů!

14. Faktorová analýza

15. Faktorová analýza F1 Indikován společný původ Al, Ba, Fe, Mn, Ti (obě frakce), Ca (<10 µm) a K (<2,5 µm) l typické půdní elementy - pouliční prach hlavně hrubá frakce, krátký dolet Ba - i antropogenní zdroje Problematické As, Pb ? (<10 um) jsou typicky antropogenní; < 2,5 µm Cr, Mo a Se ? (<2.5 µm) jsou typicky antropogenní

16. Faktorová analýza F2 Indikován společný původ As, Cd, K, Pb, Tl, Zn (obě frakce) typické pro spalování uhlí hlavně jemná frakce, dlouhý dolet l Sb (<10 µm) Problematické Ti frakce (< 2,5 µm)

17. Faktorová analýza F3 Indikován společný původ Cu a Sb (obě frakce) typické pro automobilovou dopravu - abraze brzdového obložení hlavně hrubá frakce, i jemná frakce (Gietl et al. [8]) poměr Cu/Sb 4,5 (4,6±2,3 [10]) Ca, Fe, Mn (<10 µm) a Sn (<10 µm) Pb (<2,5 µm) spalování benzínu (přírodní původ v bezolovnatém [10, 11]) Problematické Se? frakce (< 10 µm)

18. Porovnání složení - aerosol (<10 um) vs pouliční prach (<50 um) Enrichment factors (EF) EFi = (ci/cAl)Air / (ci/cAl)UD EF <5  významným zdrojem Ba, Ca, Fe, K, Mn, Ti, (V) resuspendovaný pouliční prach 1. Fa (<10 um) – Al, Ba, Ca, Fe, Mn, Ti EF >10  významným zdrojem antropogenní zdroj As, Cd, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb Se, Sn, Zn, Cr (Tl) (Cesari [14])

19. Porovnání obsahů (ug/g) PM2,5vsemisní prach ze spalování uhlí (<2,5 um) Em. prach ze spalování uhlí vyšší obsahy Tl 100x, Pb, Zn, Ni, Cu, As, Sn, Se, K, Sb (8x – 2,5x) Cd, Cr, V 2. Fa (<2,5 um) – Tl, Pb, Zn,As, K, Cd, Cr, (Ti) PM 2,5 vyšší obsahy Al, Ba, Fe, Mn wED/wPM

20. Závěr • Resuspenze pouličního prachu - zdroj Al, Ba, Ca, Fe, Mn, Tiv hrubé frakci; • Spalování hnědého uhlí – zdroj As, Cd, K, Pb, Tl, Zn,(Ti?) v jemné frakci (Energie Holding v Litoměřicích, lokální topeniště v okolí města, elektrárny u Mělníka - cca 25 km). • Silniční doprava – zdroj Cu, Sb, Sn, Fe, Mn, (Ca?)v hrubé frakci a také Pbv jemné frakci.