Podíl dopravy na zdravotním stavu obyvatel v městě Brně

Publikováno:
Uložit jako PDF

Tento článek si můžete
uložit ve formátu PDF.

Příspěvek hodnotí zdravotní rizika různých frakcí pevných částic a na ně vázaných polyaromatických uhlovodíků na lokalitách silně zatížených dopravou v městě Brně.

Úvod

Problematika dopravy ve vztahu ke zdraví člověka a životnímu prostředí nabývá v posledních letech na aktuálnosti a to i přes skutečnost, že s sebou nese řadu pozitivních vlivů na rozvoj lidské společnosti. Nejzávažnějším problémem dopravy je kontaminace ovzduší emisemi, především vzhledem k jejich významnému vlivu na lidské zdraví, zejména ve velkých městech s vysokou hustotou automobilové dopravy. Složení a velikost emisí závisí především na dopravní intenzitě, množství a složení pohonných hmot, typu a funkčním stavu motoru a režimu jízdy. Příčinou emisí škodlivin z motorů vozidel do volného ovzduší jsou výfukové plyny, které vznikají při spalování pohonných hmot. Jsou to komplexní směsi obsahující stovky chemických látek v různých koncentracích, často s toxickými, mutagenními a karcinogenními vlastnostmi. Podle nejnovějších průzkumů zemřelo v celé EU v roce 2000 na nemoci související se znečištěním ovzduší, na kterém se výrazně podílí i doprava, 348 000 lidí [1]. Znečištění má na svědomí přibližně 7krát více životů než dopravní nehody na evropských silnicích a jemný prach v průměru snižuje délku života každého Evropana o devět  měsíců. V současné době se však ve spojitosti s dopravou a zdravím člověka hovoří převážně o dopravních nehodách. Zatím co u dopravních nehod je poranění nebo úmrtí jasným a zřetelným jevem, negativní vlivy znečištění ovzduší, až na výjimky, jsou jevem pozvolným, velmi často s nevratným poškozením organismů.

Materiál a metody

Jako vstupní data byla využita reálná měření probíhající v roce 2005 až 2006 (v intencích NV 350/2002) na vybraných lokalitách města Brna, s různou dopravní zátěží a charakterem okolí (lokalita 1 – ul. Kotlářská, vysoká intenzita provozu, kaňon; lokalita 2 – Arboretum MZLU, nižší zatížení dopravou než lokalita 1, otevřený prostor). Sledovány byly – celkový obsah pevných částic (TSP) a jejich frakce  (PM2.5, PM10),  polyaromatické uhlovodíky (PAH) sorbované na PM2.5.

Hodnocení rizika karcinogeneze inhalací sledovaných škodlivin bylo prováděno s využitím přepočtu pomocí faktorů ekvivalentní toxicity (TEF) publikovaných v roce 1992 ve studii autorů Nisbet a LaGoy [2] pro výpočet celkového rizika směsi PAH vypočtených jako ekvivalentní koncentrace benzo(a)pyrenu. Odhad zdravotního rizika karcinogeneze byl proveden podle  Metodického pokynu MŽP publikovaného ve Věstníku MŽP ČR č. 9, 2005 [3]  na základě expozičního scénáře pro průměrnou populaci, počítající s průměrnou hodnotou tří hodin expozice venkovním ovzduším. Při výpočtu populačního karcinogenního rizika bylo vycházeno z údajů o počtu obyvatel poskytnutých Českým statistickým úřadem. K vyhodnocení celoživotního denního příjmu (expozice) uvažované škodliviny bylo využito  následujícího vztahu

obrázek:vzorec pro vypocet prumerneho denniho prijmu skodlivin inhalacem

Vzorec pro výpočet průměrného denního příjmu škodlivin inhalacemi.

kde:
  • LADD    je průměrný denní příjem škodliviny inhalací (mg/kg těl.hm./den)
  • CA    koncentrace sledované škodliviny v ovzduší (mg.m-3)
  • IR    objem vzduchu vdechnutého za den (m3.hod-1)
  • ET    doba expozice (hod.den-1)
  • EF    frekvence expozice (den.rok-1)
  • ED    trvání expozice (rok)
  • BW    tělesná hmotnost jedince (kg)
  • AT    doba, na kterou je expozice průměrována (den)

Hodnocení rizik standardních škodlivin vychází z postupu publikovaného K. Aunanovou v roce 1995 [4].

Pevné částice (PM)

Nejvyšší koncentrace částic byly určeny na přelomu listopadu a prosince, nejnižší na přelomu června a července (viz. tab. 1).

Kampaň Lokalita 1  Lokalita 2  Kampaň Lokalita 1  Lokalita 2 
  PM2.5 PM10 PM2.5 PM10   PM2.5 PM10 PM2.5 PM10
µg.m-3 
  µg.m-3  
I 39,95 92,22 35,78 43,62 V 39,95 63,29 35,42 34,74
44,00 74,96 41,14 42,28 46,09 67,29 41,15 36,17
29,58 63,20 37,26 40,30 52,69 69,13 49,06 41,24
36,36 70,00 37,99 48,79 55,86 73,58 51,15 44,89
26,54 42,39 27,90 35,21 49,27 58,38 42,78 39,46
9,94 15,43 8,86 17,68 47,90 54,88 48,51 38,80
15,60 41,54 13,90 27,16 18,97 19,25 12,44 22,54
II 22,74 30,79 18,16 27,19 VI 54,49 58,92 49,50 38,53
20,74 34,42 16,22 30,94 44,25 46,29 34,54 33,99
25,34 34,79 20,63 29,86 56,21 54,54 41,31 30,98
25,93 41,58 20,62 33,73 98,58 115,08 85,97 70,54
33,75 47,79 26,22 44,51 68,80 82,21 58,76 51,94
28,62 46,54 20,56 - 36,30 42,46 33,44 34,74
25,79 43,67 22,79 27,23 43,26 49,42 39,53 34,02
III 23,79 33,00 19,14 25,82 VII 53,65 66,75 43,16 43,21
15,71 32,13 13,44 23,24 61,72 80,08 55,07 48,69
25,03 41,75 17,86 26,68 66,46 73,75 58,11 49,44
30,64 42,38 25,77 35,57 43,24 53,96 33,59 -
22,77 17,29 18,18 20,91 66,29 80,25 59,50 58,11
26,54 37,88 22,22 30,46 26,32 25,42 22,24 31,52
27,48 37,04 29,60 28,44 46,06 79,33 33,03 43,94
IV 29,45 35,67 25,74 27,25 VIII 41,85 67,75 30,43 50,51
30,06 38,38 20,03 28,62 57,32 69,54 47,10 41,79
32,17 38,00 27,04 37,42 44,25 56,88 31,01 39,53
34,37 37,46 30,38 27,86 43,86 59,92 32,72 27,08
17,86 23,46 12,57 21,93 48,19 47,83 34,02 33,21
22,96 26,13 23,92 17,99 28,15 29,29 22,11 32,58
26,67 35,42 22,84 24,36 41,52 40,42 37,23 42,85
Tabulka 1 Přehled průměrných denních koncentrací PM2.5 a PM10 ve sledovaném období

Legenda: - porucha měřícího zařízení

Kampaň:

I     04. - 11. 04. 2005

II    23. - 30. 05 .2005

III    27. 06. - 04. 07. 2005

IV    22. - 29. 08. 2005

V    10. - 17. 10. 2005

VI    28. 11. - 05. 12. 2005

VII    16. - 23. 01. 2006

VIII    27. 02. - 06. 03. 2006

K výpočtu rizik škodlivin PM, byly zvoleny diagnózy, jež lze považovat za indikátory znečištěného ovzduší vztahující se k příslušné škodlivině. Parametry použité k výpočtu relativních rizik RR, respektive OR jsou převzaty, z důvodu nedostatku českých údajů, z evropských epidemiologických studií, což může lehce zkreslit výsledky kvantifikace rizika. Proto by se mělo  na celkový počet zasažených osob pohlížet jako na přibližný odhad a ne jako na absolutní číslo.

Frakce Diagnóza C koncentrace (µg/m3) RR OR π celková prevalence (%) Δπpočet případů způsobený jen vlivem noxy (%) Celkový počet zasažených osob z dané populace způsobený vlivem noxy: (Celkem - 1412 osob, dospělí - 941, děti - 471)
PM2.5 Astma dospělých Max. denní 105,79 Uvádí se absolutní hodnota denní incidence I = β x ln C Incidence I=0,28 záchvatů denně   0,0026 osoby pro daný den
PM10 Celková úmrtnost Max.denní 114,42 Akutní 1,1472 28,8 x 10-6 3,7 x 10-6, tj 3,7 z milionu denně 0,0052 osoby z celkové populace pro daný den
  Bronchitida u dětí Průměrná roční 50,24 3,7483 0,104, tj.10,4% z celkového počtu dětské populace 7,4 % z celkového počtu dětí Necelých 35 případů (přesněji 34,8)
TSP Akutní zánět horních cest dýchacích dětí Max.denní 143.03 Akutní 1,9033 0,115 tj. 11,5 % z celkového počtu dětské populace 5,1 % z celkového počtu dětí 24 případů pro daný den
  Chronický zánět cest dýchacích. dětí Průměrná roční 62,80 2,4858 0,071 tj.7,1% z celkového počtu dětské populace 4,1 % z celkového počtu dětí Přibližně 19 případů (přesněji 19,3)
  Chronický zánět cest dýchacích dospělých Průměrná roční 62,80 6,1793 0,075 tj. 7,5% z celkové populace dospělých 6,2 % z celkového počtu dospělých Přibližně 58 případů (přesněji 58,3)
Tabulka 2 Vyhodnocení zdravotních rizik z expozice PM10 a PM2.5 - lokalita 1

*Pro výpočet koncentrací TSP byl použit přepočet koncentrace PM10 daný vztahem:  CPM10 = 0,8 x CTSP

Frakce Diagnóza C koncentrace (µg/m3) RR OR Δπ celková prevalence (%) Δπ počet případů způsobený jen vlivem noxy (%) Celkový počet zasažených osob z dané populace způsobený vlivem noxy: (Celkem -1091 osob, dospělí - 727, děti - 364)
PM2.5 Astma dospělých Max. denní 92,27 Uvádí se absolutní hodnota denní incidence I = β x ln C Incidence I=0,27 záchvatů denně   0,0025 osoby pro daný den
PM10 Celková úmrtnost Max.denní 70,54 Akutní 1,0883 27,3 x 10-6 2,2 x 10-6, tj. 2,2 z milionu denně 0,0024 osoby z celkové populace pro daný den
  Bronchitida u dětí Průměrná roční 35,56 2,5477 0,073, tj.7,3 % z celkového počtu dětské populace 4,3 % z celkového počtu dětí Necelé 2 případy (přesněji 1,6) z dětské populace
TSP Akutní zánět horních cest dýchacích dětí Max.denní 88,18 Akutní 1,4871 0,092 9,2 tj. % z celkového počtu dětské populace 2,8 % z celkového počtu dětí Přibližně 10 případů pro daný den (přesněji 10,2)
  Chronický zánět cest dýchacích dětí Průměrná roční 44,45 1,9050 0,056 tj. 5,6 % z celkového počtu dětské populace 2,6 % z celkového počtu dětí Přibližně 9 případů (přesněji 9,5)
  Chronický zánět cest dýchacích dospělých Průměrná roční 44,45 3,6295 0,046 tj. 4,6 % z celkové populace dospělých 3,3 % z celkového počtu dospělých 24 případů
Tabulka.3 Vyhodnocení zdravotních rizik z expozice PM10 a PM2.5 – lokalita 2

*Pro výpočet koncentrací TSP byl použit přepočet koncentrace PM10 daný vztahem: CPM10 = 0,8 x CTSP    

Z údajů týdenních monitorovacích kampaní proběhlých v průběhu roku 2005 - 2006 na lokalitě 1 bylo zjištěno, že nejvyšší denní 24hodinová koncentrace PM10 činila 114,4 µg.m-3 a vypočtená průměrná roční hodnota této škodliviny je 50,2 µg.m-3, na lokalitě 2 pak činila 70,5  35,6 µg.m-3. Zatím co u lokality 1 lze na základě získaných hodnot oprávněně předpokládat, že četnost  překročení imisního limitu pro PM10 bude častější než dovoluje NV 350/2002 Sb., u lokality 2 lze předpokládat, že četnost  překročení imisního limitu pro PM10 bude splňovat požadavky již citovaného NV.

Koncentrace PAH v ovzduší modelových lokalit (tab. 4) odpovídají hodnotám, které bývají stanovovány v prostředí se střední intenzitou dopravy nebo průmyslu. Například v městském ovzduší v Birminghamu se průměrné koncentrace 16 PAH pohybovaly v rozmezí 28,7 – 62,9 ng.m-3 [5]. Nejvyšší koncentrace byly zjištěny pro fenanthren, fluoranthen a pyren. V Chicagu byly celkové průměrné koncentrace PAH 113 ± 15,5 ng.m-3, DDT 0,082 ± 0,01 ng.m-3, HCH 0,13 ± 0,01 ng.m-3 a PCB 1,81 ± 0,17 ng.m-3 [6] a v Londýně a Manchesteru byly v městském ovzduší v letech 1991 - 1998 zjištěny celkové průměrné koncentrace 12 PAH 32,5 až 61,5 resp. 35,7 až 107,9 ng.m-3 [7]. Z uvedených hodnot je patrná dobrá shoda s výsledky analýz ovzduší na sledovaných lokalitách města Brna, kde na lokalitě 1 a 2 byly naměřeny hodnoty celkových koncentrací 10 netěkavých PAH (fluoranthen, pyren, benz[a]anthracen, chrysen, benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, benzo[a]pyren, indeno[1, 2, 3-cd]pyren, benzo[ghi]perylen, koronen) v rozmezí 1,3 – 177 ng.m-3. Na lokalitě 1 byly průměrné roční hodnoty 20,7 ng.m-3 a na druhé lokalitě 19,2 ng.m-3.

Kampaň I  II  III  IV  V  VI  VII  VIII 
Lokalita 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Naftalen 3,83 4,01 2,01 2,09 2,17 1,01 3,58 2,90 0,58 0,55 0,87 0,86 2,13 2,05 1,60 1,30
Acenaftylen 0,22 0,18 0,07 0,03 0,03 <0,03 0,06 <0,03 0,04 0,03 0,25 0,14 0,65 0,34 0,25 0,28
Acenaften 0,17 0,17 0,11 0,10 0,04 0,05 0,10 0,05 <0,03 <0,03 0,13 0,10 0,07 0,04 0,04 <0,03
Fluoren 0,43 0,41 0,44 0,27 0,33 0,20 0,48 0,47 0,06 0,06 0,32 0,30 0,99 0,73 0,50 0,51
Fenanthren 8,11 8,35 6,80 4,28 5,06 3,03 6,92 6,29 0,90 0,65 3,63 3,44 5,28 5,17 4,42 4,70
Anthracen 0,41 0,33 0,36 0,27 0,32 <0,03 0,44 0,32 0,10 0,05 0,40 0,24 0,69 0,56 0,54 0,69
Fluoranthen 3,08 2,86 1,09 0,68 0,93 0,52 1,37 0,84 2,04 1,48 8,43 7,75 7,20 6,42 5,66 7,21
Pyren 4,84 4,60 1,41 1,04 1,14 0,90 2,67 1,88 3,64 2,71 9,35 7,74 6,76 5,66 6,76 8,34
Benz[a]anthracen 0,61 0,51 0,37 0,20 0,08 <0,03 0,16 0,10 0,90 0,63 4,90 3,98 2,55 2,35 2,24 2,95
Chrysen 1,14 1,08 0,60 0,35 0,18 <0,03 0,18 0,05 1,38 1,00 6,52 6,02 4,24 3,89 3,71 4,07
Benzo[b]fluoranthen 0,47 0,50 0,50 0,34 0,07 <0,03 0,07 0,05 0,39 0,32 3,85 4,26 3,09 2,92 2,77 3,21
Benzo[k]fluoranthen 0,47 0,89 0,42 0,24 0,04 <0,03 0,08 0,04 0,45 0,33 6,75 5,39 2,13 1,65 1,84 2,88
Benzo[a]pyren 0,78 0,92 0,58 0,52 0,09 0,07 0,18 0,12 0,38 0,18 7,75 5,25 1,90 1,18 2,61 3,03
Indeno[1,2,3cd]pyren 0,80 1,14 0,35 0,41 0,52 <0,03 0,17 0,19 0,49 0,21 3,61 3,58 2,87 1,56 2,21 3,37
Dibenz[a,h]anthracen 0,63 0,61 0,25 0,30 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,06 0,03 0,16 0,22 0,09 0,07 0,04 0,16
Benzo[ghi]perylen 1,30 1,19 0,84 0,65 0,18 <0,03 0,20 0,03 0,31 0,14 2,36 3,23 3,37 1,83 2,53 4,00
Koronen 1,54 2,46 1,17 0,63 0,29 0,17 0,49 0,12 0,38 0,26 2,10 2,65 1,60 0,96 1,71 2,47
Σ PAH dle EPA 27,3 27,8 16,2 11,8 11,2 5,8 16,7 13,3 11,7 8,4 59,3 52,5 44,0 36,4 37,7 46,7
Tabulka 4 Přehled výsledků stanovení koncentrací jednotlivých PAH v ovzduší [ng.m-3]

Kampaň:

I     04. - 11. 04. 2005       

II    23. - 30. 05. 2005       

III    27. 06. - 04. 07. 2005

IV    22. - 29. 08. 2005       

V    10. - 17. 10. 2005        

VI    28. 11. - 05. 12. 2005

VII    16. - 23. 01. 2006        

VIII    27. 02. - 06. 03. 2006

Z hodnocení zdravotních rizik vyplývá, že pravděpodobnost výskytu nádorového onemocnění v důsledku expozice PAH je akceptovatelná v případě individuálního celoživotního rizika (ILCR) a to na obou lokalitách pro dospělou osobu i děti, kdy nedošlo k  překročení „zdravotně bezpečné“  hodnoty (1.10-6).

Při posuzování populačního rizika (APCR) je patrné výrazné překročení limitní hodnoty zejména u dětské populace a proto lze hovořit o významném riziku výskytu nádorových onemocnění jak u dospělé populace, tak u dětské.

Lokalita ILCR APCR
  Dospělí Děti Dospělí Děti
1 1,38E-07 5,78E-06 1,30E-04 2,72E-03
2 1,24E-07 5,21E-06 9,02E-05 1,90E-03
Tabulka 5 Individuální a populační riziko z inhalační expozice PAH

Závěr

K hodnocení zdravotních rizik bylo použito dvou postupů. Je to jednak vyhodnocení nárůstu definovaných diagnóz vlivem krátkodobé nebo chronické expozice standardními škodlivinami typu polétavého prachu TSP, PM10 a PM2,5. Výsledky vyhodnocení zdravotních rizik standardních imisních škodlivin nasvědčují, že již dnešní zátěž obyvatel v okolí obou monitorovaných míst je významná a na zdraví obyvatel zde žijících se podílí. Hodnoty pravděpodobnosti akutního úmrtí na inhalaci prachu PM10 (0,0052 resp. 0,0024 osoby z exponované populace), je sice hodnota zdánlivě nízká, ale její riziko je prakticky srovnatelné s rizikem karcinogenním (počet celkových úmrtí touto jednodenní expozicí maximální koncentrací PM10 je 2,2 resp. 3,7.10-6 pro monitorované lokality) Hodnoty počtu příčinně identifikovaných diagnóz chronických  zánětů horních a dolních dýchacích cest, tedy respiračních chorob jsou potom již zcela varující. 27 obyvatel lokality 1, resp. 14 obyvatel. lokality 2  trpí chronickým  zánětem horních cest dýchacích v důsledku  celoroční expozice oxidem dusičitým a to bez ohledu na fakt, že jeho okamžité i průměrné koncentrace vyhovují legislativním limitům.  Ještě výmluvnějším je odhad počtu nových případů  astma u dětí vlivem expozice touto škodlivinou (11 resp. 6 dětí na těchto lokalitách).

Výsledky uvedené v tabulce 5 jednoznačně prokazují, že již tato omezená sestava karcinogenů je potenciálně riziková pro exponované obyvatele blízkého okolí obou lokalit. Pravděpodobnost výskytu nádorového onemocnění u dětí díky expozici PAH překračuje tolerovatelnou hodnotu 1.10-6 na obou lokalitách. Pravděpodobnost výskytu nádorového onemocnění v důsledku celoživotní expozice vybranými PAH je pro dospělou populaci akceptovatelné na lokalitě 2, na lokalitě 1 je vypočtená hodnota nepatrně vyšší než „zdravotně bezpečná“ tolerovatelná hodnota.

Použitá literatura:

  • [1]    WATKISS, P., PYE, S., HOLLAND, M.: CAFE CBA: Baseline analysis 2000 to 2020,  CAFE Programe, 2005.
  • [2]    NISBET, K., LAGOY, J.: Toxic equivalency factors (TEFs) polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), Reg. Toxicol. Pharmacol., 16, 1992, p. 290 – 300.
  • [3]    Metodický pokyn Ministerstva životního prostředí pro hodnocení rizika. Věstník MŽP ČR č. 9, 2005
  • [4]    AUNAN, K.: Exposure-Response functions for health effects of air pollutants based on epidemiological findings, 1995, University of Oslo.
  • [5]    DUAN F. K., HE K. B., MA Y. L., YANG F. M., YU X. C., CADLE S. H., CHAN T., MULAWA P. A.: Concentration and chemical characteristics of PM2.5 in Beijing, China: 2001 – 2002, Science of Total Environment, 355, 2006, p. 264 – 267.
  • [6]    HARRISON, R.M., SMITH, D.J.T., LUHANA L.: Source Apportionment of Atmospheric Polycyclic Aromatic Hydrocarbons Collected from an Urban Location in Birmingham, U.K. Environ. Sci. Technol., 30, 1996, 825-832.
  • [7]    HARRISON, R.M., TILLING R., CALLÉN ROMERO, M.C., HARRAD, S., JARVIS K.: A Study of Trace Metals and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Roadside Environment. Atmos. Environ., 37, 2003, 2391-2402.
 Logo Centrum Dopravního Výzkumu, v.v.i.

Logo Centrum Dopravního Výzkumu, v.v.i. Centrum dopravního výzkumu v.v.i.

Komentáře

Abyste mohli přidávat komentáře k tomuto článku, musíte být přihlášeni.

Přihlášení Registrace

Klíčová slova: doprava, pevné částice, polyaromatické uhlovodíky, zdravotní rizika
Popis: Příspěvek hodnotí zdravotní rizika různých frakcí pevných částic a na ně vázaných polyaromatických uhlovodíků na lokalitách silně zatížených dopravou v městě…