Prach

Úrovně znečištění částicemi a měřicí síť kvality ovzduší

Jaké jsou úrovně znečištění prašností v rámci Jihomoravského kraje? A jak je v Jihomoravském kraji a v Brně monitorováno? Pokud za vše v Brně může doprava, jsou mimo Brno nulové koncentrace? A jak se úrovně znečištění částicemi vyvíjí? Otázky, na které odpovím v následujícím článku.

Určitě jste již slyšeli nejedno prohlášení, že za všechno znečištění v Brně může doprava. Znamenalo by to tedy, že zatímco v Brně se nám práší z výfuků, pár kilometrů za Brnem již naměříme nulové koncentrace prachu. Jak za chvíli vysvětlím, je to bláznivá představa, přesto na ní někteří lidé neustále trvají.

Jak si nejlépe představit úrovně znečištění, například v Jihomoravském kraji? Například jako pyramidu na následujícím obrázku. Ta zobrazuje jednak jednotlivé úrovně, ale také reprezentativnost stanic (vysvětlím za chvíli) měřících tyto úrovně.

Jako základ pyramidy je regionální pozadí. To reprezentuje nejnižší koncentrace v kraji bez nějakého ovlivnění zdroji znečištění. Regionální pozadí je významně ovlivňováno meteorologickými podmínkami (fouká / nefouká, odkud fouká, prší / neprší, je teplo / zima). Dále mohou regionální pozadí ovlivnit některé plošné zdroje – např. v topné sezóně mohou i na regionální pozadí působit lokální topeniště a vytápění, v létě a na podzim se může projevit např. zemědělská činnost a s ní spojená větrná eroze půdy. Ale obecně lze říct, že minimálně tyto koncentrace částic člověk dýchá kdekoliv v daném regionu.

Stanice měřící regionální pozadí mají reprezentativnost zpravidla stovky km – v podstatě plocha celého kraje mimo osídlené oblasti a významné komunikace.

Krásnou regionální pozaďovou lokalitou je stanice Mikulov – Sedlec. Její jméno trochu mate – neleží ani v Mikulově, ani v Sedleci. Sedlec je však nejbližší obcí, vzdálenou zhruba 2 km, nejbližší cesta je zhruba 1 km daleko. V těsné blízkosti leží přírodní rezervace a vinice … příhodnější název by tedy možná byl Müller – Thurgau 😉 

Venkovské pozadí – stále ještě se jedná o málo ovlivněné lokality, přesto se již v jejich blízkosti může nacházet významnější zdroj. Ať už zemědělství, či v zimě lokální topeniště, pokud je stanice v  obci. Koncentrace měřené na venkovských pozaďových lokalitách mohou být často velmi podobné těm regionálním. Ale mohou se vyskytnout období, kdy jsou tyto stanice ovlivněny a v ročním průměru tak dosahují mírně vyšších koncentrací než regionální pozaďové stanice.

Venkovské pozaďové lokality mají již reprezentativnost nižší, např. v oblastním měřítku. Jedná se zhruba o desítky až stovky km v závislosti na krajině a umístění stanice.

Krásným příkladem jsou dvě Jihomoravské stanice. První z nich jsou Kuchařovice, ležící sice mírně mimo samotnou obec (v prostorách profesionální meteorologické stanice), ale všude kolem jsou pole, která jsou navíc velmi ohrožená větrnou erozí. Tomuto fenoménu se budu věnovat v samostatném článku, každopádně již teď mohu naznačit, že v létě a na podzim mohou být koncentrace prašnosti v lokalitě Kuchařovice významně ovlivněny větrnou erozí.

Druhou lokalitou jsou Lovčice na Kyjovsku – zástupce malých obcí, kde je prašnost měřena. Tam se rozdíl projeví zejména v topné sezóně, kdy je patrný nárůst proti regionálnímu pozadí kvůli lokálním topeništím. A to v některé dny celkem výrazně, viz. následující graf.

Graf zobrazuje průměrné denní koncentrace PM10 za rok 2016.

Koncentrace jsou schválně vyneseny jako překrývající se plochy, takže je patrné, která lokalita dosahuje v dané období maximálních koncentrací. Hezky se ukazuje, že v topnou sezónu jsou patrné zejména zelené špičky z Lovčic. Jakmile odezní topná sezóna, dostávají se do popředí červené špičky Kuchařovic, které jsou především způsobeny zemědělskou činností a větrnou erozí. Modré špičky regionálního pozadí téměř nejsou vidět – jedná se opravdu o nejnižší koncentrace.

Jak se postupně z malých obcí blížíme větším městům a jejich blízkému okolí, dostáváme se postupně na úroveň předměstského pozadí. V tom se již projevuje vliv města, k předměstskému pozadí mohou přispívat průmyslové zdroje, které mohou škodliviny vypustit do vyšší výšky a rozptýlit je tak na velkém území. Dále mohou předměstské pozadí ovlivňovat okolní obce a satelity, spojené s městem. Jedná se většinou o vliv lokálních topenišť, ale pokud je poblíž významnější silnice, po které se lidé přepravují do města, může mít vliv i doprava. Samozřejmě pokud leží město v zemědělské oblasti jako např. Brno, tak jsou předměstské lokality ovlivněny i tímto sektor.

Předměstské pozaďové lokality mají opět o něco nižší reprezentativnost, než venkovské lokality. Zpravidla se jedná o jednotky až desítky km v závislosti na umístění stanice.

Brno má nádhernou předměstskou stanici Brno – Tuřany. Ta leží v areálu brněnského letiště, v otevřeném prostoru do všech stran. K dispozici je tam profesionální meteorologická stanice pro letecké účely, takže lze velice dobře analyzovat vlivy na kvalitu ovzduší – jaký je vliv aglomerace Brno, okolních obcí, dálkového transportu atp.

Mezi základní hodnocení tohoto typu patří koncentrační růžice, které ukazují ze kterých směrů větru a při kterých rychlostech větru jsou měřeny nejvyšší koncentrace pro tu či onu škodlivinu. Na ukázku uvádím koncentrační růžici pro PM10 z Tuřan za roky 2010 – 2016, konstruovanou z hodinových údajů. Je z ní krásně patrné výrazné ovlivnění při proudění ze severovýchodu (proudění Vyškovskou brázdou). Naopak pokud proudí vítr ze směru od Brna, k vysokým koncentracím nedochází.

Ve městech mimo významné komunikace je pak měřeno městské pozadí. To již může být ovlivněno i lokálními zdroji – průmysl, vytápění, mírný vliv bude mít i doprava a vůbec „ruch“ ve městě. Tím, že na menším prostoru žije lidí dochází i podstatně více k „víření“ prachu. Je třeba si uvědomit, že měříme velmi malé částečky prachu, které zvíří i chodec či cyklista, takže nejen „dopravní ruch“ ale vesměs celý „život a ruch v Brně“ přispívá k vyšší míře víření prašnosti.

Krásně to ukazují studie z vnitřního prostředí. Když se například měří prašnost ve třídách škol, tak je krásně patrný pokles koncentrací odpoledne, nízké koncentrace v noci a prudký nárůst ve dne, kdy děti svým pohybem prach zvíří.

A to nemluvím o dalších zdrojích, jako je například kouření. Pokud si dobře pamatuji přednášku doc. Vojtíška na konferenci Ovzduší 2017, tak jedna cigareta vyprodukuje tolik ultrajemných částic (menších než 1 µm), kolik dobře udržovaný autobus s dieslovým motorem třídy EURO 6 na 6 km jízdy!!! Bohužel emise z kouření nejsou nijak sledovány, možná bychom se divili, jak by zamávaly s rozložením zdrojů částic 🙂

Reprezentativnost městských pozaďových lokalit je zhruba od stovek metrů do desítek kilometrů v závislosti na umístění a charakteru okolí.

Zástupců městských stanic může být vícero – může to být stanice v rezidenční oblasti, napojené na centrální zásobování teplem, reprezentující tu část města, kde lidé žijí, spí. Může to být obchodní centrum města atp. V Brně reprezentuje rezidenční část např. stanice Brno – Líšeň. Přímo v centru v areálu dětské nemocnice je pak stanice Brno – Dětská nemocnice.

Pomyslnou špičkou pyramidy jsou pak dopravní stanice. Doprava navyšuje o jisté množství koncentrace městského pozadí – jednak je to významný zdroj částic (výfuky, otěry, abraze vozovek), ale zejména svým pohybem neustále prach víří a nenechá ho „sednout“. To se zejména umí projevit v jarních měsících, kdy je na cestách zbytek posypového materiálu, který je drcen na jemnější a jemnější částečky a vířen, takže se nakonec dostane do ovzduší a navýší koncentrace PM. Na toto už jsem upozorňoval v jednom z předchozích článků. Samotnému víření se budu dále věnovat v samostatném článku.

Reprezentativnost dopravních stanic je však velmi malá, v řádu 10 – 100 m. A zejména podél komunikací. V momentě, kdy se člověk vzdaluje kolmo od silnice, znečištění ovzduší výrazně klesá. Potvrzuje to i studie „Šíření znečišťujících látek ovzduší v okolí dopravních komunikací“. Tato studie měřila koncentrace škodlivin v blízkosti křížení pražského okruhu (D0) s dálnicí D1. První měření stálo přímo u dálnice, a poté ve vzdálenosti 30, 40 a 60 m od dálnice. A již po 30 m byl patrný znatelný pokles koncentrací škodlivin. Koncentrace mezi 30 a 60 metry se již pohybovaly na úrovni předměstského pozadí. Vliv dopravy je tedy hodně omezen vzdáleností od komunikace. Je to způsobeno také tím, že emise z dopravy jsou vypouštěny v malé výšce (výfuky, otěry) a nejsou tak teplé, aby mohly v atmosféře výrazně nastoupat.

A jak se tedy jednotlivé úrovně znečištění od sebe liší? To ukazuje v 11-ti letém vývoji (2006 – 2016) průměrných ročních koncentrací PM10 následující graf.

Regionální pozadí a venkovské pozadí mimo obce se prolínají a měří dlouhodobě téměř stejné koncentrace (Mikulov-Sedlec a Kuchařovice). U Lovčic se situace trochu liší, a zejména v posledních letech jsou zde patrné vyšší koncentrace. V některých letech jsou koncentrace v Lovčicích dokonce vyšší, než koncentrace měřené v předměstské lokalitě Brno-Tuřany. To naznačuje opravdu významný vliv lokálních topenišť v malých obcích, jako jsou Lovčice. A budu tomu věnovat nejméně jednu samostatných kapitol. Brno – Tuřany měří koncentrace proti regionálnímu pozadí v průměru asi o 20 % vyšší, avšak rozdíl se neustále snižuje. Stanice v centru (Brno – Dětská nemocnice) měří až poslední 3 roky, koncentrace jsou opět o něco vyšší – proti předměstskému pozadí o 10 %.  Dopravní lokalita Brno – Svatoplukova měřila zejména do roku 2010 výrazně vyšší koncentrace, než zbylé lokality. Poté dochází k poměrně výraznému poklesu koncentrací ze 43,7 µg∙m–3 v roce 2010 na 29,1 µg∙m–3 v roce 2016. Rozdíl proti pozaďovým lokalitám je v posledních letech stále nižší, v roce 2016 byly koncentrace u židenických kasáren (nejhorší lokalita) zhruba o 20 % vyšší, než v centru města v areálu dětské nemocnice, o zhruba 30 % vyšší, než v předměstské lokalitě Brno – Tuřany nebo venkovské lokalitě Lovčice, a zhruba o 55 % vyšší, než je regionální pozadí (Mikulov-Sedlec).


Jak to tedy s těmi úrovněmi znečištění je? Každopádně za Brnem fakt nebudete dýchat vzduch bez prachu (nulu) 🙂 Vždy to bude v ročním průměru minimálně 20 µg∙m–3, které jsou měřeny i v nezatížených oblastech kraje. No a nejvyšší průměrné roční koncentrace PM10 se v Brně u velkého městského okruhu pohybují kolem 30 µg∙m–3. Takže zhruba do těchto mezí lze smrsknout celý kraj, nejčistěji je mimo obce. V malých obcích už mohou být stejné průměrné roční koncentrace PM10 jako na předměstí Brna (a v topné sezóně výrazně horší, zhruba na úrovni centra Brna či hůře). Nejhorší ovzduší je v blízkosti významných dopravních tahů, kde doprava stojí (ale o tom více v příspěvku o vlivu dopravy). Avšak s rostoucí vzdáleností znečištění z dopravy klesá, již po zhruba 30 m jsou koncentrace PM10 znatelně nižší. Zároveň je třeba říci, že doprava koncentrace navyšuje, a to v nejhorším případě (Brno – Svatoplukova) zhruba o 30 % proti rezidenčnímu pozadí Brna. Schválně říkám nejhorší, protože např. lokalita Brno – Úvoz nebo Brno – Výstaviště (u mimoúrovňového křížení VMO a dálničního přivaděče), které jsou také dopravní, měří jen o zhruba 10 % vyšší průměrné roční koncentrace než Brno – Tuřany nebo Lovčice. Proč se tak některé dopravní lokality liší někdy příště.

 

Nelze tedy říci, že za všechno znečištění v Brně může pouze doprava. Vlivů je podstatně více a doprava je jedním z nich, ale jak je patrné, proti venkovu a předměstí jsou koncentrace zvýšeny v nejhorším případě o 30 %.

To je pro dnešek vše. Těším se na vaše reakce jak ohledně článku, tak ohledně nových stránek.

Oštítkováno , , , , ,

Okomentujte článek ...