S Janem Hovorkou, vedoucím Laboratoře pro studium kvality ovzduší v Ústavu pro životní prostředí na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy, jsme se setkali v den, kdy se Českou republikou prohnal orkán Sabine. Vzduch byl dokonale vymetený, po škodlivinách ani památky. Ale takový stav nevydrží věčně. Od kvality ovzduší obecně jsme stočili řeč i na největší škodliviny a způsoby, jak současnou situaci řešit.
Co to znamená, když se řekne kvalita ovzduší?
Kvalita ovzduší se hodnotí podle obsahu různých škodlivin v atmosféře. Nejproblematičtější jsou z tohoto hlediska dva typy škodlivin. Ozon, který vzniká v atmosféře druhotně, chemickými reakcemi. S ním se dá něco dělat velmi obtížně, přestože známe chemismus, jakým v troposféře vzniká. Druhým typem jsou aerosoly. Můžeme si je představit jako mikroskopické částice, stokrát až milionkrát menší nežli milimetr, které se vznášejí v atmosféře a jejichž koncentrace z hlediska ovlivnění lidského zdraví je dána zákonnými limity. Majoritním zdrojem aerosolu v globálním měřítku jsou pouště. Lidské zdroje přispívají k atmosférickému aerosolu maximálně do pěti procent. Ale vtip je v tom, že tyto zdroje jsou umístěny v blízkosti lidských sídel a ovlivňují tak zdraví lidí, protože vyfukují aerosoly do poměrně tenké přízemní vrstvy vzduchu.
Ilustrační obrázek
Mobilní měřící stanice pro sledování kvality ovzduší
O jak velké části atmosféry se bavíme?
Troposféra je vrstva vzduchu přilehlá k povrchu země, v našich zeměpisných šířkách je silná kolem deseti kilometrů. V ní existují oblačné systémy a pod nimi je ještě jakási mezní vrstva atmosféry, která je předmětem studia a predikcí toho, jaká by mohla být kvalita ovzduší.
Jak dlouho nám čistý vzduch po orkánu vydrží?
Jestliže takto fouká, dostane se sem rychle čerstvý vzduch, který se původně nacházel někde nad mořem. Zhoršování ovzduší je dáno tím, za jak dlouho přestane proudění vymývající škodliviny. Ty mohou z atmosféry zmizet dvěma způsoby. Buďto přijde takové proudění, které je odvane, anebo škodliviny postupně vymizí na povrch, přičemž toto vymizení je podstatně pomalejší. Rychlost usazování záleží na tloušťce mezní vrstvy. Do toho ještě vstupuje teplotní zvrstvení atmosféry, které v zimě naopak nepomáhá k rozptylu škodlivin. Studený vzduch je těžší, drží se při zemi, a když se do něj vyfouknou škodliviny, tak zůstanou v místě, kde ke znečištění došlo. Teplý vzduch nad tím se nemísí s tím studeným, protože je lehčí, a potom záleží na tom, jak je přízemní studená vrstva vzduchu tlustá. Jestliže má padesát, sedmdesát nebo sto metrů, což jsou obvyklá čísla, tak se v této přízemní vrstvě vzduchu, který lidé dýchají, škodliviny rychle hromadí.
Ilustrační obrázek
Terénní měření přineslo překvapivá zjištění.
Co je dnes největším problémem?
Problém současné kvality ovzduší ve střední Evropě je znečištění v menších obcích nebo v obcích posazených v inverzních kotlinách, v nichž lidé topí pevnými palivy. Koncentrace škodlivin jsou v nich porovnatelné s tím, co můžete naměřit třeba v Ostravě. Moc se o tom neví, ale v podstatě to může zasáhnout velký podíl obyvatelstva. Komíny rodinných domků jsou ve výšce deseti patnácti metrů a jsou velmi blízko lidem, kteří kolem žijí. Což je rozdíl proti komínům elektráren, vysokým až několik set metrů právě z toho důvodu, aby dosáhly až nad tu přízemní vrstvu.
Kvalita ovzduší se ale dlouhodobě měří ne?
Ze zákona měří kvalitu ovzduší ČHMÚ, protože se jedná o parametr daný zákonem, který musí někdo hlídat a reportovat. Vybudovaná měřicí síť, na evropské poměry velmi kvalitní, ale neodpovídá právě na otázku, jaké je znečištění v těch malých obcích, kterých je u nás několik tisíc. Stanic je ale jen kolem 150. Jsou situované ve velkých městech nebo v místech s velkou koncentrací průmyslu, tam, kde se předpokládalo velké znečištění ovzduší. To už dnes nicméně nemusí platit, protože mnoho velkých zdrojů znečištění se modernizovalo, navíc mají regulované emisní limity, které se dají dobře změřit. Ale u malých obcí, u těch malých topenišť se to velmi obtížně vynucuje a velmi obtížně se mění pohled lidí na to, co to znamená, když sousedovi kouří komín.
Ilustrační obrázek
Jan Hovorka je vedoucím Laboratoře pro studium kvality ovzduší na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy.
A co to znamená?
To znamená stejné nebezpečí, co se týče ohrožení zdraví, jako kdyby vám někdo znečistil studnu a vy byste byl nucen pít špinavou vodu. Se vzduchem je to ještě horší, protože nemůžete potřebu nijak pozdržet. Dýcháte neustále.
Čím to je?
Aerosol jsou mikročástice, které se vznášejí ve vzduchu, který vdechujeme. Zásadní jsou částice, které mají průměr menší než 10 μm nebo do 2,5 μm, označované jako PM10nebo PM2,5. Aerosol má jednu zajímavou vlastnost. Částice prachu by nám vadily samy o sobě, ale tím, že se vznášejí v atmosféře, se na ně navíc přilepují škodlivé látky, které byly původně v plynném stavu. Pokud má někdo lokální topeniště, topí dřevem a použije takové, které není dosta-tečně suché nebo k hoření pouští málo kyslíku, dochází ke kondenzaci nespálených organických látek. Škodliviny by v topeništi normálně shořely, kdyby tam bylo 1100 či 1200 °C. Pokud ale teplota klesne na 700 °C, tak v kouři odcházejí nejenom oxid uhličitý a voda, ale také velká množství škodlivin, které jsou bohužel velmi karcinogenní.
Jaké látky nás ohrožují?
Nejnebezpečnější je benzo(a)pyren. Aerosol má dva limity – jednak sám o sobě, nesmí se překročit jeho množství v atmosféře, a potom ještě koncentrace benzo(a)pyrenu, který se na ty částice váže. Je zajímavé, že koncentrace benzo(a)pyrenu na jednotku hmotnosti toho aerosolu je poměrně vysoká. A pak dochází k tomu, že splníte normu pro aerosolové částice, ale nesplníte limit pro benzo(a)pyren.
Jakým způsobem jste měřili?
Jsou dvě možnosti. My máme velkou stanici, která měří zevrubně parametry vzduchu v místě, kde stojí. Stanice měří v takzvaném receptoru kdy sbíráte všechny možné informace, které se vám mohou hodit k tomu, abyste mohli odhadnout, odkud se znečištění ovzduší bere. Druhou možností je zaměřit se na mikroprostředí. Protože když máte stanici na jednom místě ve velkém městě, tak předpokládáte, že naměřené údaje platí pro to velké město. Ale lokální topeniště je problém mikroprostředí, pouhých stovek metrů čtverečních. My jsme tento problém trochu tušili, a tak jsme při měření v ostravských Bartovicích vybudovali poměrně hustou síť měřících bodů. Kupodivu jsme rozdíly mezi jednotlivými stanovišti nenaměřili. Když se touto čtvrtí projdete, zjistíte, že je vesměs nová, jsou zde nové domy a není tu takový problém s lokálními topeništi. Kvalita ovzduší je zde dána zejména průmyslem. V takovém případě tedy jedna stanice umístěná uprostřed té lokality reprezentuje celou oblast.
Byly jinde výsledky jiné?
To samé jsme provedli v Čelákovicích, a ani tam jsme zásadní rozdíly nenaměřili. Pak si ale jedna studentka vzala na záda batoh, do něj si dala monitor, který k měření používáme, a prošla se obcí. Několikrát, tím samým způsobem ráno, odpoledne, večer, celkem asi šedesát procházek. Zjisti-li jsme, že se vyskytují různé hotspoty kvality ovzduší, závislé na tom, kudy jdete a kdy tudy jdete. Takové měření je samozřejmě logisticky velmi náročné na zpracování, ale má výhodu, že když těch procházek provedete několik, dokážete ta místa identifikovat.
Čili jde opravdu o mikroprostředí…
My to umíme velmi dobře proměřit v ulicích, navíc máme k dispozici vzducholoď, která létá nad obcemi a umožňuje nám zjistit, jak tlustá je znečištěná vrstva vzduchu, v případě inverzí jak vysoko se spaliny dostanou a jestli má mezní vrstva dvacet, padesát nebo sto metrů. Na základě toho můžete snadno spočítat objem vzduchu, do kterého se spaliny z topenišť vyfukují a jak dlouho bude trvat, než dojde k překročení limitů. Zajímavé údaje jsme získali ze Švermova, části Kladna. Tam je asi tisíc lokálních topenišť a nám vyšlo, že aby se překročil během nepříznivých rozptylových podmínek stanovený limit, stačí osm topenišť.
Jak velké koncentrace škodlivin jste naměřili?
Ve Švermově jsme změřili další zajímavou věc. V jednom místě byl dům, takový trochu sešlejší, ze kterého se pravidelně hodně kouřilo. V blízkosti tohoto domu je mateřská škola. Obecně platí, že ze škodlivin, které se vyskytují venku, jich zhruba 70 % pronikne dovnitř, bavíme-li se o budovách s přirozenou ventilací. Koncentrace, které se vyskytují v těch uličních kaňonech, dosahují výše až 700 μg/m³. Denní imisní limit PM10 je 50 μg/m³. Nejedná se o problém celého města, jde o problém padesáti, sta metrů v jedné ulici. A pokud je venku 700, může v té školce být 450–490 μg/m³. Může docházet k expozici dětí, která není nijak kontrolovaná, měřitelná, ale s velkými dopady na jejich zdraví. Měli jsme možnost měřit reálné emise nad elektrárnou Chvaletice. Maximální koncentrace se v kouřové vlečce pohybovaly kolem 350 μg/m³, čili byly poloviční proti ulici ve městě.
Ilustrační obrázek
Unikátní vzducholoď pro měření kvality ovzduší...
To zní hrozně…
Ten stav samozřejmě netrvá celý den. Většinu dne to může být v pořádku, ale večer, když se lidé vrátí z práce, tak si zatopí a v hodinách, kdy vy jdete spát, dýcháte znečištěný vzduch. Ráno se pak probudíte, unavení, s bolestí hlavy a divíte se, co se mohlo stát. Argument lidí, že je nezajímá, co je venku, že zavřou dveře a okna a jsou v klidu, je lichý. Ty škodliviny do domu proniknou i zavřeným oknem, zavřenými dveřmi. A to přesně v tom časovém úseku, kdy lidé tráví přirozeně svůj čas v těch domech.
Jaké jsou dopady na lidské zdraví?
Dnes už se ví, že lidé žijící ve znečištěném ovzduší nejenom, že kašlou, ale mají zvýšenou šanci dostat cukrovku, infarkt, přicházejí problémy kardiovaskulární soustavy, mozkové mrtvice. Nehledě na to, že znečištění ovzduší působí i geneticky. Ústav experimentální medicíny prokázal, proč je tak vysoká koncentrace dětí s astmatickými problémy v teplickém okrese. A zjistilo se, že to je tím, že babičky současných dětí byly v 80. letech exponovány vysokými koncentracemi škodlivin, když byly těhotné s maminkami těch dětí, což se podepsalo na jejich genetické výbavě.
Co s tím můžeme dělat?
Nabízí se represe, ale s tou moc nepochodíte. Když vám někdo nezaplatí ani za odpad, což se děje běžně, nezaplatí ani pokutu za kouřící komín. To není cesta. Je potřeba, aby lidé začali nahlížet na znečištění ovzduší stejně jako na znečištění studny, jak jsem zmiňoval. Daří se to, ale pomalu. Na venkov se stěhují lidé z měst, většinou mladí, kteří mají v tomto lepší rozhled a kvalita ovzduší je pro ně zásadní téma. Vyměnit všechny kotle, nainstalovat filtry, to je vše hodně finančně náročné. Úplně by stačilo, kdyby lidé lépe topili. Aby dávali do kotle to, co tam patří. Kvalita emisí je dána tím, co do kotle strkáte, kdo to tam strká, jaký máte komín a jaký máte kotel. Dobře ošetřovaná kamna na uhlí mohou mít lepší emisní třídu než moderní kotel na dřevo, se kterým se špatně zachází. Lidé se snaží šetřit, snaží se získat co nejvíce energie za co nejméně peněz, a to se pak projevuje na výstupu.
Ilustrační obrázek
Naměřené výsledky nad uhelným velkolomem.
Takže tradiční návyky, že naložím kamna, pak je podusím, ať mi to tam vydrží celou noc, nejsou dobře.
To je samozřejmě špatně. Dřevo by mělo být řádně proschlé, to znamená, že je venku alespoň jeden a půl roku, aby se zbavilo přebytečné vlhkosti. A spalovat by se mělo výhradně při vysokých teplotách.
Má smysl si pořizovat čističku vzduchu, když vidím, že ke mně jde od sousedů špatný vzduch?
Ano. Zkoušeli jsme to v těch zatížených lokalitách a čistička může v takových případech velmi pomoci. Je to jedno z řešení, jak si dočasně zlepšit kvalitu ovzduší.
Ptal se: Jiří Škoda, foto: Jiří Škoda, archiv PřF UK, otištěno v magazínu Koktejl 3/2020.
ŠPATNĚ topit neznamená jen házet do kamen petláhve naplněné hoblinami s mazutem I kvalitní dřevo může vypouštět škodliviny, pokud jej nebudete používat správně. JAK TEDY NA TO?
Pokud topíte dřevem. Musí být správně proschlé, uvádí se, že vlhkost dřeva by měla být pod 20 %. Nejlépe se to změří vlhkoměrem, ale obecně platí, že pokud dřevo alespoň jeden a půl roku leží na vzduchu zakryté před deštěm, bude zralé ke spálení.
Nedokonalým spálením se uvolňují do vzduchu nebezpečné organické látky. Nejhorší z nich je benzo(a)pyren, který je velmi karcinogenní a ochotně se nabaluje na aerosolové částice ve vzduchu.
Ideální teplota pro spalování dřeva i uhlí je kolem 1200°C. Topeniště musí mít dostatečný přívod vzduchu, aby mohlo dřevo správně hořet. Až 70 % škodlivin z okolí domu se dostane dovnitř, a to i přes zavřená okna a dveře.