Prach, Smog

Monitorovací stanice v Jihomoravském kraji a jejich korelace z hlediska prašnosti

Často slyším, zejména v Brně, že měříme na málo místech, že bychom potřebovali více měřicích stanic, abychom přesně věděli, jaké jsou kde koncentrace. Ale je to opravdu potřeba? A jak je na tom Jihomoravský kraj? Korelují spolu jednotlivé stanice? To a více v novém článku na mém blogu.

 

Předně je třeba říci jedno. Počet stanic nemá ČHMÚ téměř šanci ovlivnit. I kdyby ČHMÚ chtělo sebevíce, počet stanic vychází ze zákona o ochraně ovzduší o minimálním počtu stanic v zónách a aglomeracích. Minimální počty splňujeme všude, a to je pro Ministerstvo životního prostředí důležité. Že to často není úplně optimální (zejména pro konstrukci map v ročenkách ČHMÚ), to už „nikoho“ nezajímá, protože důležité je především ušetřit. Pořízení a zejména obsluha a údržba každé stanice je poměrně finančně náročná věc. Takže do značné míry jsme ovlivněni právě příspěvkem (ČHMÚ je příspěvková organizace, výše příspěvku je cca 68 %, zbytek se musí vydělat komerční činností).

Kromě ČHMÚ měří kvalitu ovzduší i další organizace. Ovšem ne všechna data vstupují do hodnocení – pokud chce někdo dodávat data do Informačního systému kvality ovzduší (ISKO), musí splnit alespoň základní požadavky na kvalitu a kontrolu dat, mít autorizaci od MŽP, prokázat návaznosti atp. Není to úplně jednoduchá věc, ale snižuje se tak možnost, že do databáze vstupují nesmyslné nebo hodně ovlivněné údaje (nesprávné kalibrace a kontroly, neprovedení testu ekvivalence atp.). Jak vypadá měřicí síť imisního monitoringu v ČR, včetně měřicích programů a organizací, které data poskytují, je k dispozici v tabelárních ročenkách ČHMÚ. Souhrnně jsou pak stanice v ČR zobrazeny na následujícím obrázku.

A teď již k Brnu. V roce 2016 měřilo na území města Brna koncentrace PM10 celkem 12 stanic imisního monitoringu. V ostatních okresech Jihomoravského kraje to jsou 1 nebo 2 stanice, v okrese Blansko dokonce žádná. V Brně kromě ČHMÚ měří kvalitu ovzduší na 5 stanicích statutární město Brno a na jedné stanici Zdravotní ústav se sídlem v Ostravě. Proto je to číslo relativně vysoké. Zároveň jsou velice slušně zastoupeny všechny typy stanic, reprezentující jednotlivé úrovně znečištění – předměstské pozaďové, městské pozaďové i městské dopravní. Nebudu si všímat impertinentních pražských poznámek, že by správně měly být všechny stanice označeny jako venkovské 😀.

Rozložení stanic v Brně zobrazuje následující obrázek.

Všechny tyto stanice měří koncentrace PM10. Koncentrace PM2,5 je měřena na menším počtu stanic – neměří se v lokalitách Brno – Soběšice, Brno – Kroftova, Brno – Arboretum a Brno – Výstaviště.  

Ve zbytku Jihomoravského kraje pak vlastní dvě stanice rovněž Českomoravský cement a.s. Jedná se o stanice Sivice (v areálu cementárny Mokrá nedaleko obce Sivice) a Mokrá (v obci Mokrá). Data z těchto lokalit jsou verifikována na ČHMÚ. Stanici Hodonín pak vlastní Zdravotní ústav se sídlem v Brně.

A jak to tedy s počtem stanic z hlediska měření PM je? Je jich dost nebo málo?

Nejprve se vrátím ke kapitole věnované úrovním znečištění ovzduší v Jihomoravském kraji. Z hlediska prašnosti PM10 víte, že regionální pozaďová stanice Mikulov – Sedlec (nejčistší část Jihomoravského kraje) měří průměrné roční koncentrace PM10 v okolí 20 µg∙m–3, naopak nejznečištěnější lokalita Brno – Svatoplukova měří okolo 30 µg∙m–3. Na 10 µg∙m–3 rozdílu v rámci kraje máme 20 stanic, což vypadá jako dostatečné číslo (i vzhledem k nejistotám měření). V rámci samotného Brna pak máme na podobné rozpětí 12 stanic. Stále dle mého dostačující počet.

To zásadní ovšem je, jak spolu tyto stanice korelují. Korelací není myšleno, že mají stanic podobné roční průměry nebo absolutní hodnoty. Korelací se rozumí, zda stanice obdobně reagují – tzn., když dojde k nárůstu koncentrací na jedné stanici, dojde také k nárůstu na druhé stanici? Z korelace se tedy nedozvíme, o kolik jsou koncentrace na jedné stanici vyšší než na jiné, ale zda spolu „chodí“, a zda je vývoj koncentrací na obou stanicích obdobný.

Na následujícím obrázku je zobrazen korelogram pro všechny stanice Jihomoravského kraje. Jako data byly použity průměrné denní koncentrace pro PM10 za rok 2016 (manuální stanice v nižším rozlišení než 1 den nepracují, navíc pro průměrné denní koncentrace PM10 je stanoven imisní limit).

Nejprve si všimněte barev – všechny stanice jsou v odstínech modré. To značí pozitivní korelaci – tedy že pokud rostou koncentrace na jedné stanice, rostou i na druhé. Pokud by barva buněk byla červená, znamenalo by to, že žádná korelace není a že koncentrace si na jednotlivých stanicích skáčou, jak je napadne. Pokud by se podbarvení zelenalo, korelace by sice existovala, ale negativní – tzn., že nárůst na jedné stanici by pravidelně znamenal pokles na druhé stanici. Z obrázku tedy vyplývá, že všechny stanice spolu celkem dobře pozitivně korelují, a že v Jihomoravském kraji ani v Brně nemáme žádnou anomalitu.

Sílu resp. míru korelace pak vyjadřuje číslo v buňce. Číslo 1 znamená totožné hodnoty a je k nalezení pouze v diagonále při porovnání stejných stanic 🙂 Jinak ale platí, že čím více se ono číslo blíží 1, tím se trend průměrných denních koncentrací na jednotlivých stanicích více shoduje – koncentrace na stanicích reagují podobně.

korelogramu vyplývá, že v Brně mezi sebou stanice velmi dobře korelují, barvy jsou vesměs tmavě modré. Co to znamená? Brno se nechová jinak na dopravních lokalitách a jinak na pozaďových. Upozorňuji, že pořád nemluvím o absolutních číslech koncentrací, ale o korelaci. Jinak řečeno, pokud dojde ke zvýšení koncentrací PM10 v Tuřanech, dojde s velkou pravděpodobností ke zvýšení koncentrací PM10 i na Svatoplukově. Pokud tedy nastane smogová situace, která má nadregionální charakter, nenarostou koncentrace pouze v Brně nebo na dopravních lokalitách v Brně, ale v celém kraji (popř. Moravě … ČR … střední Evropě).

Mírně odlišně se chová lokalita Kuchařovice, kde zejména v letních a podzimních měsících poměrně významně ovlivňuje koncentrace PM10 větrná eroze a zemědělská činnost. Více o tomto fenoménu budu psát v jednom z dalších příspěvků.

Obdobnou korelaci pro PM2,5 pak zobrazuje následující korelogram. Opět je patrná silná korelace mezi jednotlivými lokalitami napříč celým krajem.

Pokud tedy někdo tvrdí, že při smogové situaci z důvodů vysokých koncentrací PM10 přesměruje dopravu z Brna „jinam“, tak ono „jinam“ musí být celkem daleko, protože při smogové situaci koncentrace PM10 vyrostou plošně všude v kraji. Při únorové epizodě z roku 2017 by to ani do Vídně nestačilo, protože i tam byly měřeny velmi vysoké koncentrace prašnosti.

Pokud navíc někdo tvrdí, že pro toto „přesměrování“ dopravy bude kvalitu ovzduší zjišťovat na základě dat ze senzorů, tak v podstatě říká, že dopravu v Brně bude regulovat na základě generátoru náhodných čísel. Při mé loňské návštěvě americké US EPA (Environmental protection agency – agentura pro ochranu životního prostředí) jsem byl na prezentaci rozsáhlé studie, kdy byly porovnávány výsledky senzorů (od nejlevnějších až po ty hodně drahé) spolu s analyzátory PM10, jaké se standardně používají i v měřicích sítích kvality ovzduší. Od každého sensoru byly použity vždy 3 kusy pro porovnání. Výsledek byl naprosto žalostný. Senzory nejen že nekorelovaly s automatickými analyzátory, ale nekorelovaly ani mezi sebou (stejné typy) a často poskytovaly naprosto nesmyslná data. V současnosti bych tyto senzory k řízení dopravy v Brně opravdu nedoporučoval. Vývoj jde samozřejmě kupředu a věřím, že to časem bude možné, ale v současnosti dle mého názoru ne. Minimálně bych počkal na obdobnou studii, kterou připravuje ČHMÚ, kde rovněž bude zastoupeno větší množství senzorů od těch nejlevnějších čínských, až po nejdražší, které se cenou téměř rovnají automatickým analyzátorům. Ovšem z mého pohledu to zatím ani není potřeba – dopravu by měla koordinovat dopravní čidla tak, aby doprava byla co nejplynulejší, což bude mít pozitivní efekt i na koncentrace škodlivin. A dopravní čidla již v Brně na významných komunikacích JSOU.


A na závěr odpověď. Potřebujeme v Brně více měřicích stanic? S velkou pravděpodobností ne. Průměrné roční hodnoty by se pohybovaly někde mezi 22 a 30 µg∙m–3 v závislosti na typu lokality (jaké koncentrace jednotlivé typy stanic měří víme), a i v denních koncentracích by tato nová stanice korelovala s ostatními lokalitami (za předpokladu, že by bylo dodrženo QA/QC – byla by správně udržován a kalibrována). Číslo, které bychom dostali, by nebylo překvapivé, účet za pořízení a provoz stanice by naopak leckoho překvapit mohl.

Kde by naopak bylo potřeba síť posílit, jsou malé obce, vesnice s počtem obyvatel např. nižším než 1000. Ze specializovaných jednorázových měření v těchto malých obcích Jihomoravského kraje víme, že z hlediska prašnosti se tyto malé obce umí v topné sezóně dostat na úroveň centra Brna, v některých případech na úroveň srovnatelnou s lokalitou Brno – Svatoplukova (Židenice – kasárna). Ale o tom více v samostatném článku 😉 .

Oštítkováno , , , ,

Okomentujte článek ...