Ohňostroje a kvalita ovzduší na přelomu let 2022/23

Máme za sebou další novoroční oslavy, tentokrát za účelem příchodu roku 2023. Tak jako každý rok, se podívejme na to, co to znamenalo z pohledu znečištění ovzduší. Zmíníme i další aspekty odpalování ohňostrojů a vysvětlíme si i něco z teorie.

Čím dál více se mluví o dopadech odpalování zábavní pyrotechniky na životní prostředí, lidské zdraví i například zvířata. Z pohledu kvality ovzduší můžeme říci, že se koncentrace některých znečišťujících látek během novoročních oslav často velmi výrazně zvyšují, a to zejména ve městech, kde je intenzita odpalů nejvyšší a zároveň jsou to často místa velmi špatně provětrávaná s ohledem na hustou zástavbu (náměstí, sídliště apod.).

Není výjimkou, že jsou koncentrace částic krátce po novoroční půlnoci vůbec nejvyššími hodnotami za celý následující, právě začínající, rok. I letos bylo znečištění extrémní a například v Táboře byla naměřena nejvyšší kdy pozorovaná koncentrace částic PM₁₀ (stanice je v provozu od konce roku 2003).

Přelom roku 2022/23

Letošní Silvestr opět došlo k výraznému zhoršení kvality ovzduší ve městech v souvislosti s novoročním odpalováním pyrotechniky. Nejvýrazněji se toto znečištění projevuje v koncentracích suspendovaných (prachových) částic. 

Data uvedená níže představují operativní (předběžné) hodnoty Českého hydrometeorologického ústavu.

Níže uvedené mapy ukazují hodinové průměrné koncentrace částic PM₁₀ v Praze, Brně a České republice pro 3 poslední hodiny roku 2022 a 3 první hodiny roku 2023.

Grafy níže ukazují průměrné hodinové koncentrace částic PM₁₀ na vybraných stanicích v České republice. 

Vůbec nejvyšší hodinová maxima byla letos zaznamenána na stanici v Táboře (821 µg.m^-3) a ve Znojmě (401 µg.m^-3).

Jak moc jsou výše uvedené hodnoty extrémní?

Stanice Tábor je v provozu od konce roku 2003, doposud maximální kdy naměřená hodnota na této stanici je 618 µg.m^-3 z roku 2004. Nejvyšší koncentrace v souvislosti s novoročním odpalováním byla do letošního roku 564 µg.m^-3 na přelomu let 2004/05.

Stanice v Táboře se nachází v centru města a v husté zástavbě. Přestože se jedná o nejvyšší změřenou koncentraci částic PM₁₀ o tomto Silvestru na stanicích v ČR, takto vysoké mohou být koncentrace i v jiných městech. Lze očekávat, že například na hlavních náměstích největších českých měst, kde je intenzita odpalu extrémní (lze potvrdit i z videozáznamů z těchto lokalit), mohou být koncentrace ještě vyšší, přesná data však nemáme. Zároveň je patrné, že zatímco na řadě stanic bývá maximum pozorované mezi 1. a 2. hodinou ranní, zde to bylo již v první hodinu roku. Po odpalu nějakou dobu trvá, než se kouřová vlečka dostane k měřicí stanici a je zaznamenána – proto to bývá nejčastěji až druhou hodinu roku, přestože odpaly jsou nejintenzivnější kolem půlnoci. Zde to bylo relativně rychle, což naznačuje odpaly v blízkosti stanice.

Stanice ve Znojmě monitoruje kvalitu ovzduší v této lokalitě rovněž od posledních měsíců roku 2003. Vyšší hodnoty než nyní naměřených 401 zde byly zaznamenány pouze jednou, a to v odpoledních hodinách 21. února 2004. 

Podívejme se blíže například i na stanici Praha-Vysočany. Nejvyšší hodinová průměrná koncentrace má hodnotu 366 µg.m^-3 a byla naměřena mezi 1. a 2. hodinou ranní 1. ledna 2023. Tato stanice je v provozu od roku 2004. Za téměř 20 let monitoringu se tato hodnota řadí k 5 nejvyšším kdy naměřeným. Naposledy pak byla vyšší hodnota pozorována v roce 2010. Zároveň se jedná o nejvyšší kdy pozorovanou koncentraci částic PM₁₀ na přelomu roku v historii měření této stanice. Druhou nejvyšší “Silvestrovskou” hodnotou na stanici Praha-Vysočany je 264 µg.m^-3 z 1. ledna 2018 a následně 227 µg.m^-3 z 1. ledna 2019.

Pokud vypočítáme průměrné hodinové koncentrace ze všech stanic s dostupnými daty (113 stanic), vidíme velmi výrazný nárůst po půlnoci. Tento průměr navíc zahrnuje i výpočet ze stanic mimo města, kde může být vliv odpalování minimální. Ve městech je tedy tento nárůst výrazně vyšší, jak ukazují grafy výše.

Výbuchy pyrotechniky jsou spalovacím procesem a právě spalovací procesy jsou typicky zdrojem zejména menších částic. Ty navíc z pohledu zdraví představují vyšší potenciální riziko. Velmi výrazné jsou tedy i nárůsty koncentrací částic menší velikostní frakce (PM_2,5). 

Ve Znojmě byla zaznamenána maximální průměrná hodinová koncentrace části PM_2,5 320 µg.m^-3. Na této stanici se koncentrace částic PM_2,5 monitorují od roku 2010. Toto je zatím nejvyšší kdy naměřená hodinová průměrná koncentrace těchto menších částic.

Pro částice PM₁₀ je v zákoně o ochraně ovzduší stanoven imisní limit pro průměrnou 24hodinovou a roční koncentraci.

Také v roce 2023 byla hodnota imisního limitu pro 24h koncentraci částic PM₁₀ překročena na několika stanicích. Vysoké hodnoty se po novoroční půlnoci zvýšily na několika stanicích v celodenním průměru nad 50 µg.m^-3. Limit jako takový se pak považuje za překročený, pokud k překročení hodnoty limitu dojde více než 35× za kalendářní rok.

Doplňme také, že denní průměry se počítají z času UTC, který je oproti SEČ v zimě o hodinu posunutý dozadu. To mj. znamená, že první hodinová koncentrace Nového roku, spadá podle času UTC ještě do 31. 12. roku předchozího a projeví se tedy v denním průměru předchozího dne. Nejvyšší hodnoty při novoročních odpalech se projevují obecně mezi 1. a 2. hodinou ranní, kdy kouřová vlečka doputuje ke stanicím. V případě, že je stanice velmi blízko odpalům, může to být hned po půlnoci, v opačném případě mohou být maxima pozorována např. na předměstských stanicích i později, kolem 3. až 4. hodiny ranní.

V tabulce výše chybí například výše zmiňovaná stanice Praha-Vysočany. Čím je to dáno? O překročení 24h imisního limitu rozhodují nejen absolutní hodinová maxima, ale i následný vývoj – tedy jak rychle se koncentrace po odpalech snižují. Zde už hrají roli zejména rozptylové podmínky – jak rychle fouká, zda je či není teplotní inverze apod. 

Graf níže ukazuje srovnání dvou stanic – Praha-Vysočany a Uherské Hradiště. Na stanici v Praze bylo sice hodinové maximum výrazně vyšší (hodnoty zde jsou uvedeny v čase UTC, který se používá pro výpočet denního průměru), avšak následně se koncentrace velmi rychle snížily. Naopak v Uherském Hradišti setrvávaly déle vyšší, proto zde hodnota imisního limitu překročena byla (50,6 µg.m^-3) a v Praze nebyla (45,8 µg.m^-3).

Souhrn dalších důležitých informací:

• srovnávat množství odpálené pyrotechniky pouze na základě míry znečištění nelze – do hry vstupují i další faktory (rozptylové podmínky, místo a výška odpalu atd., viz níže).
• neexistuje monitoring ve všech městech a ve všech částech těchto měst. Z tohoto důvodu nelze výše uvedené informace brát jako informaci, kde bylo odpalování a znečištění nejhorší – mohou být místa, kde měření v blízkosti není a odpaly tam způsobyly ještě významnější znečištění. Tato čísla spíše ukazují, jak vysoké mohou koncentrace během odpalů být a v samotných epicentrech odpalů bývají ještě vyšší.
• dlouhodobě nepozorujeme trend zlepšování či zhoršování míry znečištění ovzduší během novoročních oslav. Mírně odlišný byl přelom let 2020/21, kdy se projevil zákaz vycházení a odpalování začalo v dřívějších hodinách a kolem půlnoci bylo méně výrazné.
• koncentrace částic naměřené krátce po půlnoci na některých městských stanicích mohou být nejvyššími hodinovými koncentracemi v celém právě začínajícím roce.
• do ovzduší se uvolňují i další znečišťující látky, nejen prachové částice. Jedná se například o různé kovy. Jejich monitoring ale neprobíhá v reálném čase, proto jsou data k dispozici se zpožděním několika týdnů.
• nejvyšší míru znečištění lze očekávat v místech nejintenzivnějších odpalů – ve městech jsou to zejména náměstí a sídliště, kde je navíc s ohledem na zástavbu většinou nízká rychlost větru. Dále to ale mohou být i malé obce, kde se výrazněji odpaluje nebo například i odlehlá místa, jako je např. nějaký horský hotel, kde lidé hromadně odpalují.

Vliv odpalování pyrotechniky na kvalitu ovzduší

V následujícím textu najdete odkazy na naše materiály, které se týkají obecně vlivu odpalování pyrotechniky na kvalitu ovzduší.

Infografika vysvětluje, jaké znečišťující látky se do ovzduší během výbuchů pyrotechnických složí do ovzduší uvolňují, ale například také to, jak je to s vlivem velkého profesionálního ohňostroje vs. hromadného odpalování jednotlivci.

Jak dosáhnout toho, aby konkrétní rachejtle vytvořila konkrétní barvu na obloze? Využívají se soli různých kovů, jak ukazuje další infografika. V některých případech se používá kombinace několika kovů dohromady. Zároveň infografika vysvětluje, proč je kombinace prvků síry a draslíku typickým indikátorem ohňostrojů.

Při srovnávání znečištění z novoročního odpalování pyrotechniky je potřeba vzít v potaz, že absolutní hodnoty naměřených koncentrací nejsou přímo úměrné množství odpálených výbušnin. Emise znečišťujících látek totiž nejsou přímo úměrné imisím – tomu, co v ovzduší naměříme. Další faktory uvádí infografika zaměřující se právě na faktory ovlivňující znečištění z odpalování pyrotechniky.

Odpalování pyrotechniky nemá nežádoucí vliv pouze na kvalitu ovzduší. Je zde výrazně více faktorů, které je také dobré vzít v úvahu. Patří sem mj. znečišťování půdy a vody, plašení zvěře, rizika úrazů, požárů, spousta někdy nebezpečného odpadu atd. Více vysvětluje další infografika zaměřená právě na negativní dopady odpalování zábavní pyrotechniky.

Následující infografiky poskytují doplňující informace o některých tématech z oblasti kvality ovzduší, které umožní lépe pochopit tuto problematiku pro zájemce o toto téma.

Emise, tedy množství vypuštěných znečišťujících látek z konkrétního zdroje, nejsou přímo úměrné imisím – množství znečišťjících látek naměřených na konkrétní stanici imisního monitoringu. Proč? Vysvětluje blíže tato infografika.

Co jsou to imisní limity a jaké jsou hodnoty aktuálně platných imisních limitů podle zákona o ochraně ovzduší v České republice? To popisuje tato infografika.

Co jsou přesně suspendované částice? Co znamená zkratka PM a číslo v dolním indexu za ní? Jaké jsou jejich potenciální dopady na zdraví? To vše se dozvíte ve dvou následujících infografikách.