Doprava, Prach

Doprava a vliv na koncentrace částic I. – Úvod do problematiky

Jak je to s koncentracemi prašnosti v blízkosti dopravních tahů? Jsou zde koncentrace výrazně vyšší než na pozaďových stanicích? Jak doprava ovlivňuje koncentrace částic v ovzduší? A spousta dalšího v novém článku na blogu o ovzduší v Brně.

 

K prašnosti mi přišlo již několik dotazů, které nějak souvisí s dopravou. I to byl jeden z důvodů, proč se nyní pustím do této problematiky. Naposledy jsem psal o koncentracích PM10 a PM2,5 na předměstí a v rezidenčních okrajových částech Brna a nyní přeskočím městské pozaďové koncentrace (v centru) a přejdu rovnou k dopravě. Později bude jednodušší popsat situaci v centru Brna mimo dopravní tahy, protože buď bude situace více připomínat pozadí Brna, nebo dopravní lokalitu.

Zároveň již dopředu avizuji, že k vysvětlení některých věcí v následujících kapitolách o dopravě bude zapotřebí použít i další škodliviny – zejména oxidy dusíku. Ty na dopravních lokalitách pochází takřka výhradně z exhalací automobilů. Bude tedy možné srovnat chování koncentrací oxidů dusíku a prašnosti ve vztahu k dopravě. A co jsou ty oxidy dusíku vlastně zač a odkud se berou, napíšu v jednom z příštích článků.

Dnes se pokusím uvést trochu problematiku dopravy a jejího vlivu na koncentrace částic. Možná to bude trochu nezáživné, ale přijde mi, že se problematika dopravy neustále prezentuje pouze jako problém výfukových plynů, což není úplně pravda.

Víření prachu – resuspenze

Takže jaký je vztah dopravy a prašnosti. V Brně jsou nejvyšší koncentrace PM10 a PM2,5 měřeny na dopravních lokalitách. Často to vede k velmi zjednodušujícím prohlášením, že doprava je arcilotr brněnského ovzduší a může za překračování limitů, smogové situace a vůbec veškerou prašnost v ovzduší. V článku o úrovních znečištění ovzduší Jihomoravském kraji jsem situaci převedl na pomyslnou pyramidu s tím, že v dopravních lokalitách jsou měřeny nejvyšší koncentrace (špička pyramidy), ale bez „pořádných základů“ by zdaleka nebyla tak vysoká. Jinak řečeno, mimo dopravní lokality za Brnem neměříme 0.

Teď to doplním ještě o další úvahu. Pochází rozdíl prašností v dopravních lokalitách proti městskému pozadí pouze z dopravy? Jinak řečeno, je ta špička pyramidy pouze prach z dopravy?

Je a není. Doprava dozajista emituje dostatek částic, aby navýšila o něco koncentrace měřené v městských pozaďových lokalitách. Ale zároveň také víří prach, který sama nevyprodukovala – je tedy viníkem znovuzvíření a zvýšení měřených koncentrací, ale není primárním zdrojem tohoto znečištění. Zní to složitě, pokusím se to vysvětlit na následujícím obrázku … omluvte prosím sníženou kvalitu obrazu, výtvarka mi nikdy nešla 😉

Představte si hypotetickou situaci, že je dům, který vypouští při topení docela dost prachu. V blízkosti je dopravní tepna a za ní měřicí stanice (něco jako Svatoplukova u židenických kasáren). Já jsem navíc přidal ještě jednu stanici z druhé strany. A teď si představte, že prach z topení toho baráku dopadá rovnoměrně na obě strany (černý kouř a šipky). Představte si rovněž, že po té cestě plynule jezdí pouze samé elektromobily. Kde budou měřeny vyšší koncentrace prašnosti?

 

Velmi pravděpodobně budou koncentrace vyšší u té cesty, protože prach, který by normálně „sedl“ na zem a z ovzduší „zmizel“ doprava neustále víří (šedé šipky). Tím neustále „přikrmuje“ měřené koncentrace. Hypoteticky se tedy přes den, kdy se příliš netopí (lidé jsou v práci), na stanici „bez“ blízké cesty vlastně nepráší a všechen prach sedne. Naproti tomu doprava neustále víří prach, třebaže jej sama nevyprodukovala. Stanice u cesty tedy bude mít v ovzduší pořád ještě prach z topení, přestože aktuálně z komína nic nejde. Proto je potřeba na vyšší koncentrace na dopravních stanicích pohlížet také z toho hlediska, že je to zdroj víření, a mohou zde být měřeny vyšší koncentrace už jen proto, že si nemůžou „sednout“.

Doprava samozřejmě také emituje částice, ale zdráhal bych se říkat, že může za veškerý rozdíl prašnosti proti městskému pozadí – minimálně ne v primárních emisích.

I proto jsem v jednom z prvních článků upozornil na zajímavost z hlediska histogramu koncentrací PM10 v Brně – Tuřanech (předměstské pozadí) a v Brně – Svatoplukova (dopravní stanice) za roky 2010 – 2016. Histogram ukazuje jak často (osa y = počet výskytů) se vyskytují v dané lokalitě určité koncentrace (osa x = škála koncentrací). Rozdíl v lokalitách je patrný především v jarních a podzimních měsících (v lokalitě Svatoplukova jsou častější vyšší koncentrace), částečně v zimě, ale téměř žádný rozdíl není patrný v letních měsících. Přitom doprava ovlivňuje lokalitu Brno – Svatoplukova celoročně. Vyšší koncentrace ve zmíněných obdobích může být právě důsledkem končící / začínající topné sezóny, kdy se sice netopí pravidelně, ale doprava vzniklou prašnost déle víří (i když už se netopí). V jarních měsících se projeví také zbytky posypového materiálu, který zůstává po zimě na cestách. Ten je neustále drcen na jemnější a jemnější částice, až se postupně dostane do ovzduší a navýší koncentrace právě v dopravní lokalitě. Naproti tomu v létě jsou si histogramy koncentrací PM10 velmi podobné, bez ohledu na intenzitu dopravy.

Při pohledu na histogram členěný po měsících je patrné, že zřetelně častěji jsou v lokalitě Svatoplukova měřeny vyšší koncentrace v březnu, dubnu, říjnu a listopadu. Naopak mezi květnem a zářím panuje poměrně dobrá shoda.

 

Otěry – významný emisní faktor

Re-emise (víření prachu) není nijak emisně sledována. Lze ji pozorovat, lze ji vypočíst pomocí modelů, ale do emisních statistik a bilancí nevstupuje. Co však je emisně sledováno, to jsou otěry a abraze.

Již v kapitole o původu částic jsem se zmínil, že problematika emisí dopravy není omezena jen na výfuk a emise částic ze spalování paliva. Sledují se také otěry (pneumatik, brzdového obložení), či abraze vozovky. Tyto emise rozhodně nejsou zanedbatelné. Z emisní bilance pro ČR vyplývá, že na celkových emisích PM10 za sektor DOPRAVA se exhalace osobních automobilů podílí cca 20 %, exhalace nákladních automobilů nad 3,5 t zhruba 30 %, velmi podobně (zhruba 30 %) se podílí také otěry pneumatik a brzd, a zhruba 20 % pak tvoří abraze vozovky. V případě PM2,5 lze obdobně sledovat, že na celkových emisích sektoru DOPRAVA se exhalace z osobní automobilové dopravy podílí cca 30 %, exhalace nákladních vozidel nad 3,5 t se podílí zhruba 40 %, zhruba 20 % se na emisích podílí otěry pneumatik a brzd, a zhruba 10 % pak přispívá abraze vozovky.

Co z toho pro emise částic plyne? Že při snaze omezit emise z dopravy nelze myslet jen na samotný motor a spalovací proces (který je samozřejmě také důležitý), ale především na PLYNULOST provozu. Čím plynulejší provoz, tím méně brzdění a rozjíždění. Klesají tak jak emise z otěrů (zejména brzdění), tak z exhalací (rozjíždění je nejnáročnější na spotřebu i emise). Plynule jedoucí auto vyprodukuje i na delším obchvatu méně emisí, než při průjezdu městem.

 

Nanočástice

Nicméně nejen samotný rozjezd, ale také stání na volnoběh je emisně velmi náročné. Zejména z hlediska nanočástic. Ty zatím nejsou legislativou nijak sledovány, přesto jsou již v ČR měřeny. A to jak v rámci výzkumu, tak na vybraných stanicích státní sítě imisního monitoringu. Podle pravidla „čím menší, tím nebezpečnější“ lze tedy konstatovat, že se jedná o „nejhorší“ částice, protože mohou proniknout nejhlouběji do lidského těla.

Již delší dobu se problematice nanočástic z dopravy věnuje doc. Vojtíšek z Technické Univerzity v Liberci. Právě z prezentace pana doc. Vojtíška na konferenci Ovzduší jsem si vypůjčil jeden „slajd“ ukazující výsledky měření nanočástic [1]. Z mapky na obrázku je velmi dobře patrné, že naprostá maxima z hlediska počtu částic jsou měřena na parkovištích a křižovatkách – místa, kde auta stojí na volnoběh, resp. brzdí a následně akcelerují. Naopak i na rušné cestě mezi křižovatkami počet částic významně poklesne. Také v bočních uličkách je již počet nanočástic velmi nízký. Jak to tedy interpretovat? Úplně to nejhorší, co je pro zdraví lidí možné udělat, je nechat dopravu projíždět městem se sérií křižovatek. Projeví se to nejen na emisích z výfuků (především tyto nanočástice), tak na výrazně zvýšených emisích z otěrů brzdového obložení a pneumatik či z abraze.

A důležitý je rovněž text ve spodní části obrázku – u dopravy nelze paušalizovat a uplatňovat na ni kolektivní vinu. Ne všechna auta produkují stejný počet částic – důležitý je motor a technický stav vozidla. Pokud by se opravdu chtělo přispět ke zlepšení kvality ovzduší v Brně z hlediska dopravy, je potřeba zejména docílit co nejvyšší plynulosti (obchvat Brna bez křižovatek, kam bude svedena i tranzitní doprava), a dále se co nejvíce zaměřit na kontrolu technického stavu vozidel a trestat konkrétní viníky (vymontovaný filtr pevných částic atp.) popř. nepovolit vjezd do města.


Shrnutí

Byl to trochu zdlouhavý úvod, ale podle mě potřebný k uvědomění si, že problematika dopravy není úplně jednoduchá. Z hlediska dopadu na kvalitu ovzduší tedy nelze vnímat pouze exhalace z výfuků, ale také doprovodné jevy, jako jsou otěry či resuspenze. Jejich vliv je minimálně stejně důležitý.

Bohužel v Brně je doprava řešena velmi zkratkovitě. Začne se budováním cyklostezek na úkor dopravních pruhů, aniž by se nejprve svedla tranzitní doprava mimo Brno. Budují se další a další semafory (neumím posoudit vliv na bezpečnost), auta musí častěji brzdit, zastavovat a stát na volnoběh. I méně důležité semafory se zapínají už o půl šesté, kdy ještě nejsou potřeba. Plynulost neustále klesá, a obchvat Brna v nedohlednu. Podobně VMO.

Přitom svedení tranzitní dopravy mimo Brno je to nejlepší, co se pro ovzduší dá udělat. Sníží se počet vozidel, což se projeví zejména v koncentracích oxidů dusíku (viz příští článek), a vzroste plynulost dopravy, což bude mít i efekt na koncentrace částic. Samozřejmě je nutné přijmout taková technická řešení, aby nedošlo ke zhoršení situace v obcích v blízkosti obchvatu – a že to lze, to nám ukazují všechna západní města – nejblíže např. Vídeň. Pokud na obchvatu bude doprava plynulá, může být vliv na kvalitu ovzduší v okolí minimální, jak potvrzuje studie provedená v blízkosti křížení pražského okruhu a dálnice D1 (výsledkům studie se budu věnovat v dalších článcích).

V neposlední řadě, pokud se budou cyklostezky budovat na úkor dopravních pruhů, a kvůli tomu bude doprava hned vedle „stát“, tak je to špatně i pro cyklisty. Auta stojící na volnoběh v dlouhé koloně budou produkovat velké množství nanočástic na dlouhém úseku komunikace (podobně jako na parkovišti). A cyklisté budou projíždět hned vedle a všechno to vdechovat. Dle mého je to hazard se zdravím, zvláště když není ani snaha vybudovat obchvat a snížit tak ve městě provoz.

Přitom když už jsme u těch cyklostezek … páteřní brněnské cyklostezky, které vedou podél řeky a mimo hlavní dopravní tahy, zůstávají stále nedokončeny. Stačí jet na kole z Komárova směrem na Obřany, a cyklista narazí na několik „ukončení cyklostezky“ těsně před rušnou cestou, a začátkem opět za ní. Přechod většinou nikde (ul. Hladíkova, Křenová, Cejl a další). Tato situace trvá už velmi dlouho, přitom jde o nejvyužívanější páteřní cyklostezky Brnem a dle mého jinak velmi dobře vymyšlené. Nadjezd / podjezd komunikace by vše vyřešil bez omezení plynulosti provozu a zvyšování emisí. Ale právě kvůli této „nedokončenosti“ bych na tyto cyklostezky své děti nevzal, i já je využívám jen minimálně – to už si radši Brno objedu, a jízdu na kole si užiju bez stresu. Stejně tak nechápu, proč se cyklopruhy kreslí na velmi rušné cesty, když se dá jet vedlejší cestou, např. sídlištěm nebo bočními ulicemi. Je to možná o fous delší, ale pro cyklisty lepší.  

Možná to vypadá, že mám něco proti cyklostezkám. Naopak, jsem všemi deseti pro podporu cyklistiky, budu rád za kvalitní cyklostezky, ale ne za cenu „pruhu“ na hlavních cestách, zablokování Brna, ježdění vedle kolony aut, a hazardem s vlastním zdravím. Zbytečně se tím „hrotí“ situace mezi řidiči a cyklisty, přitom to vůbec není nutné. Jezdím do práce na kole často (skoro přes celé Brno), takže jsem si našel optimální cestu. Kupodivu jen část vede po cyklostezce, přesto po cestě potkávám spoustu dalších cyklistů jako jsem já – cesta se vždy najde, stačí jen chtít. 

Příště doufám již méně teorie a více praxe a ukázek a výsledků naměřených dat.  🙂

[1] Vojtíšek M. et all, Kolik nanočástic vdechujeme ve škole a kolem ní?, konference Ovzduší 2015, Brno, 2015

Oštítkováno , , ,

Okomentujte článek ...