Rok se s rokem sešel a máme tu výsledky měření kvality ovzduší během další ohňostrojové přehlídky Ignis Brunensis, tentokrát z roku 2019. V tomto článku si představíme nejen novinky v letošním měření, ale samozřejmě především jeho výsledky. Tento díl se zaměří na znečišťující látky, díl druhý pak na výsledky analýzy skenovacím elektronovým mikroskopem.
Měření kvality ovzduší během brněnské ohňostrojové přehlídky Ignis Brunensis 2019 probíhalo v období od 30. května do 12. června 2019. Pro odběr vzorků byly použity vzorkovače suspendovaných částic frakcí PM10 a PM2,5 (pro gravimetrii a analýzu kovů) a PM10 (pro částicovou analýzu). Navíc byl využit měřící vůz Statutárního města Brna, monitorující v 10minutových intervalech jak koncentrace vybraných znečišťujících látek v ovzduší, tak aktuální meteorologické podmínky.
Ohňostroje byly odpalovány z pontonu umístěného přímo na hladině brněnské přehrady, v její jižní části. Měřící technika byla situována hned u pobřeží jihovýchodně od odpalovací rampy s ohledem na to, že na přehradě statisticky převažuje vítr ze západního a severozápadního směru a byla tedy vyšší pravděpodobnost, že bude kouřová vlečka směřovat jihovýchodně směrem k měřicím zařízením.
Soubor měřených škodlivin zahrnoval znečišťující látky, pro které je stanoven imisní limit podle Zákona 201/2012 Sb. o ochraně ovzduší (dále jen Zákon o ochraně ovzduší). Navíc byla provedena i analýza koncentrací kovů, které jsou součástí pyrotechnických složí.
Novinky v měření
V letošním roce se měření odlišovalo od toho loňského ve dvou faktorech:
- měření frakce PM1 – v letošním roce byly monitorovány i koncentrace velmi malých částic frakce PM1, tedy částic potenciálně velmi nebezpečných pro lidské zdraví
- SEM – mikroskopická analýza se od loňského roku posunula dále, proto bylo hodnocení komplexnější
Vliv meteorologických podmínek
Z naměřených dat, ať už koncentrací znečišťujících látek, tak meteorologických podmínek, se ukázalo, že z hlediska vlivu odpalování pyrotechniky je relevantní zabývat se zejména daty naměřenými během prvního (1. 6.) a třetího (8. 6.) ohňostroje, kdy kouřová vlečka z odpalové rampy putovala směrem ke vzorkovačům. Zbylé dva ohňostroje (5. 6. a 12. 6.) foukalo v lokalitě přehrady jiným směrem a nárůst koncentrací kterékoliv znečišťující látky tak nelze dávat na vrub odpalování. Dobře je to patrné zejména na koncentracích draslíku. Ten jako nedílná součást střelného prachu vykazuje vysoký nárůst koncentrace při odpalech pyrotechniky a proto lze považovat za vhodný marker. Během prvního i třetího ohňostroje narostly koncentrace K řádově, zatímco během zbylých dvou vůbec.
Suspendované částice
Během akce byly monitorovány frakce PM10, PM2,5 a PM1. Denní průměrné koncentrace PM10 se pohybovaly mezi 9,5 a 29,7 µg/m3. V maximech však dosahovaly výrazně vyšších hodnot – a to právě v době odpalování ohňostrojů.
Absolutně nejvyšší koncentrace PM10 byla naměřena krátce před první ohňostrojem 1. 6. 2019 a to 284,1 µg/m3. Na jednu stranu lze říci, že takováto koncentrace odpovídá zhruba stavům během výrazných smogových situací, na druhou stranu se jednalo o hodnotu naměřenou během jednoho desetiminutového intervalu a následoval rychlý pokles. Koncentrace se vyšplhaly nahoru také během třetího ohňostroje, tentokrát však pouze na 125,8 µg/m3.
Paradoxně však byla absolutně nejvyšší koncentrace PM10 naměřena ještě před začátkem samotného ohňostroje. Zdrojem takto vysokých koncentrací pravděpodobně budou činnosti spojené s přehlídkou jako takovou – ohňostroj zde tedy nemá přímý vliv (znečištění výbuchy pyrotechnických složí), ale spíše nepřímý vliv (pohyb velkého počtu osob, aut a jejich aktivita – resuspenze chůzí, stánky s grilováním, cigaretový kouř apod.).
Imisní limit pro 24h koncentraci PM10, tedy 50 µg/m3, překročen nebyl ani v jeden den.
V případě částic frakce PM2,5 se průměrné 24h koncentrace pohybovaly mezi 5,0 a 18,6 µg/m3. Průběh koncentrace PM2,5 velmi dobře koreloval s průběhem koncentrace PM10 – nejvyšší hodnota 212,8 µg/m3 byla pozorována těsně před prvním ohňostrojem 1. 6., během třetího ohňostroje se koncentrace vyšplhaly na 97,9 µg/m3 v maximálním 10minutovém průměru.
Průměrné denní koncentrace PM1 se pohybovaly mezi 3,6 a 15,4 µg/m3, v 10minutových intervalech pak mezi 1,0 a 153,0 µg/m3. Průběh koncentrací PM1 odpovídá průběhu koncentrací PM10 a PM2,5.
Koncentrační růžice pro suspendované částice vypadají pro všechny frakce velmi podobně. Jsou zde patrná dvě ohniska – jedno přibližně jihovýchodně od měřícího místa a jedno na severozápad (odpalová rampa). Vysoké koncentrace suspendovaných částic během ohňostroje tak jsou dány jak samotnými pyrotechnickými výrobky a jejich výbuchy, tak nepřímými vlivy spojenými s konáním přehlídky (viz výše).
Oxid dusičitý (NO2)
Koncentrace oxidu dusičitého se v denním průměru pohybovaly mezi 5,7 a 10,6 µg/m3. Absolutně maximální naměřená hodnota v jednotlivé 10minutové intervaly byla 37,6 µg/m3. Při pohledu na průběh koncentrací NO2 během sledovaného období od 30. 5. do 13. 6. lze na grafu vidět několik špiček, kdy koncentrace dosahovaly hodnot mezi přibližně 30 a 40 µg/m3. Jednalo se jak o období konání ohňostroje, tak některé časy mimo ohňostroj.
Koncentrační růžice jasně ukázala, že hlavním zdrojem NO2 byl jihovýchodní až východní směr. Příčinou zvýšených koncentrací tak byla výrazně intenzivnější dopravní zátěž v areálu přehrady a jejím okolí, než je pro tuto lokalitu běžné. Samotné odpalování ohňostrojů se může také podílet na vzniku NO2, z koncentrační růžice to je mírně patrné na severozápad od vzorkovače, tedy v místě odpalovací rampy.
Hodinový imisní limit pro NO2 (200 µg/m3) nebyl překročen ani jednou a absolutně maximální 10minutová hodnota 37,6 µg/m3 je stále nižší, než činí i hodnota imisního limitu pro roční průměr (40 µg/m3).
Kovy
Co se týče čtyř těžkých kovů s platným imisním limitem, tedy arsenu, niklu, kadmia a olova, lze říci, že byly koncentrace po celou dobu měření hluboko pod hodnotou imisního limitu (řádově nižší). Nepatrný vliv ohňostrojů byl zaznamenán pouze v případě olova. I tady je však nutné podotknout, že maximální koncentrace pro 4h interval během prvního ohňostroje byla 8,9 ng/m3. Imisní limit pro roční průměr má hodnotu 500 ng/m3.
Výrazný vzestup koncentrací však byl pozorován zejména u některých dalších kovů, které nemají stanoven imisní limit, v ovzduší se řada z nich běžně nevyskytuje a zdrojem jsou zde jednoznačně právě výbuchy pyrotechnických složí. Řada těchto kovů se vyznačuje konkrétní barvou plamene, čehož je právě využíváno k docílení barevných efektů ohňostrojů.
Z naměřených dat vyplývá, že největší poměrový nárůst byl zaznamenán u stroncia (hojně používaný kov barvící plamen jasně červeně). Další velmi významný rozdíl byl zaznamenán u draslíku, barya a mědi. Více než 10násobné koncentrace během ohňostrojů ve srovnání s referenční periodou byly dále pozorovány u bismutu, hořčíku a titanu. Všechny výše jmenované kovy jsou kovy běžně používané v pyrotechnických složích.
Další znečišťující látky
Měřící vůz kromě oxidů dusíku a suspendovaných částic kontinuálně monitoroval také koncentrace oxidu siřičitého (SO2) a oxidu uhelnatého (CO). Obě tyto znečišťující látky již dnes v celé České republice nepředstavují problém a jsou trvale hluboko pod hodnotou imisního limitu (až na naprosto výjimečné situace v několika málo lokalitách v ČR).
Dle naměřených dat nebyl pozorován žádný vliv odpalování pyrotechniky a konání přehlídky jako takové na koncentrace těchto dvou látek. Imisní limit pro roční průměr SO2 činí 125 µg/m3. Absolutně maximální hodnota naměřená v jednom z 10minutových intervalů byla 12,1 µg/m3. Denní průměry se pohybovaly mezi 3 a 6,5 µg/m3. U oxidu uhelnatého je hodnota imisního limitu pro maximální denní 8h klouzavý průměr 10 mg/m3 (10 000 µg/m3). Vůbec nejvyšší pozorovaná hodnota během přehlídky v jednom z 10minutových intervalů byla 0,606 mg/m3, tedy ani ne desetina imisního limitu pro 8h klouzavý průměr.
V příštím díle se podíváme na velmi zajímavé výsledky částicové analýzy skenovacím elektronovým mikroskopem.
Rád si ve volném čase hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout.
Jsem autorem řady webových stránek věnovaných životnímu prostředí, například stránek a obsahu stránek infoviz.cz, na které najdete stovky infografik věnovaných tématům z oblasti počasí, klima, vody, kvality ovzduší a životnímu prostředí obecně. Dále jsem vytvořil stránky envidata.cz, kde jsou k dispozici tisíce analýz různých datových sad věnovaných právě počasí, klima, vodě a kvalitě ovzduší, a to jak pro ČR, tak globálně. Vytvořil jsem také tyto stránky enviblog.cz nebo rozcestník o kvalitě ovzduší na ovzdusi.cz.
Pracuji jako vedoucí oddělení kvality ovzduší na ČHMÚ Brno a jsem členem výboru České meteorologické společnosti.
