Měření kvality ovzduší během brněnské přehlídky ohňostrojů Ignis Brunensis 2018 – 1. díl7 min čtení

ČHMÚ Brno ve spolupráci s Magistrátem města Brna již čtvrtým rokem měřil kvalitu ovzduší v rámci brněnské přehlídky ohňostrojů Ignis Brunensis. V letošním roce bylo provedeno měření v nové lokalitě v areálu Jachtklubu. Vozem, vybaveným automatickými analyzátory, byly sledovány koncentrace znečišťujících látek s platným imisním limitem (PM₁₀, NO₂, NO, NO_x, SO₂ a CO) a meteorologické podmínky v 10minutovém intervalu, vzorkovači pak byly odebrány vzorky ke stanovení koncentrace částic PM_2,5 včetně analýzy kovů a částicovou analýzu skenovacím elektronovým mikroskopem. V této sérii článků vám představíme, jak takové měření probíhá, co mu předchází a samozřejmě i jaké jsou výsledky z letošní analýzy.

1. Úvod – popis měření, lokality a meteorologických podmínek
2. Kvalita ovzduší – PM₁₀, PM_2,5, NO₂, NO, NO_x, SO₂ a CO
3. Kvalita ovzduší – kovy
4. Kvalita ovzduší – částicová analýza SEM/EDX

Plánování

Ignis Brunensis, každoroční přehlídka ohňostrojů na brněnské přehradě a v centru Brna (hrad Špilberk), se letos konala od 2. do 16. června (ohňostroje 2., 6., 9., 13. a 16. 6.). Samotné plánování měření začalo začátkem května. První a nejtěžší úkol během fáze plánování byl volba lokality. Jak by měla vypadat taková ideální lokalita měření? Na základě dlouhodobých statistik bylo vyhodnoceno, že nejčastěji na přehradě fouká od severu či severozápadu. Měřící technika by tedy měla být ideálně jižně či jihovýchodně od odpalovacího pontonu, aby byla statisticky co nejvyšší pravděpodobnost, že bude kouřová vlečka z ohňostrojů postupovat ve směru k měřící technice. Navíc tento směr odpovídá směru, ve kterém se pohybuje největší počet osob a tedy měříme to, čemu jsou lidé na přehradě v době ohňostroje vystaveni. Dále by měla mít měřící technika přímý „výhled“ na odpalovací rampu – kouřové vlečce nesmí stát v cestě žádné překážky tj. stromy, domy apod. Nesmí být příliš daleko, ale ani příliš blízko a musí zde být přípojka elektrického proudu. Navíc je žádoucí, aby se v bezprostřední blízkosti měřící techniky a vzorkovačů nepohybovali lidé (víření prachu), nebyly stánky s občerstvením (grily na dřevěné uhlí) apod., aby nedocházelo k místnímu ovlivnění a zkreslení výsledků. Jak si možná domyslíte, najít takové místo není snadné, protože tam, kde je hezký výhled, tam se jistě někdo z oněch až 250 tisíc lidí navštěvujících tuto akci bude chtít “postavit, zapálit si cigaretu a sníst ještě teplou a do okolí vonící klobásku” – a to je přesně to, co by výrazně zkreslilo výsledky.

Nakonec se nám ale takovou lokalitu najít podařilo a to v místním Jachtklubu, kde je část areálu veřejnosti nepřístupná, má k dispozici elektřinu, je v tom “správném” směru, zároveň je ale dostatečně blízko, aby byly naměřeny i vlivy zvýšeného pohybu osob v širším okolí a byla tak reprezentativní lokalitou a v neposlední řadě má TJ Jachtklub Brno vstřícného předsedu, kterému tímto ještě jednou děkujeme za možnost zde měření realizovat. Následně byl sestaven plán měření na základě zvolených požadavků na měření, které vychází ze Zákonu o ochraně ovzduší a platných imisních limitů. Kromě znečišťujících plynných látek (NO₂, NO, NO_x, SO₂ a CO) jsme sledovali samozřejmě také koncentrace suspendovaných částic PM₁₀ a PM_2,5 a kromě těžkých kovů s imisním limitem i ostatní kovy, protože řada z nich se používá právě v ohňostrojových složích a standardně se v ovzduší nenachází, či nachází ve velmi malých množstvích. Spíše jako experiment jsme pak na přehradu umístili i vzorkovač pro odběr prachových částic na polykarbonátové filtry, abychom mohli provést částicovou analýzu skenovacím elektronovým mikroskopem na našem brněnském pracovišti. Měřící vůz magistrátu kromě koncentrací plynů měřil také meteorologické podmínky v lokalitě (teplotu a vlhkost vzduchu, směr a rychlost větru), z nichž nás pro kvalitu ovzduší nejvíce zajímá rychlost a směr větru, které udávají směr a rychlost pohybu kouřové vlečky z ohňostrojů.

Instalace

Měřící techniku jsme na místě ve spolupráci s magistrátem nainstalovali ve čtvrtek, tedy dva dny před prvním ohňostrojem.

Přistavený vůz začal měřit koncentrace plynů a meteorologické podmínky v 10minutovém intervalu a tyto byly po celou dobu měření v reálném čase přenášeny do centrálního počítače na pobočce ČHMÚ Brno. Během celých dvou týdnů nedošlo k žádnému výpadku elektrického proudu ani jinému incidentu vedoucímu k výpadku dat.

Vzorkovač pro odběr PM_2.5 byl nastaven na 4h odběry v den konání ohňostroje, vzorkovalo se ve třech po sobě jdoucích intervalech. První interval byl 18:00 až 22:00 – tedy 4h před ohňostrojem. Druhý interval zahrnoval samotnou dobu odpalování ohňostroje (22:00-22:17) a cca 3.5h po něm. Třetí interval pak následoval druhému, tedy od 02:00 do 06:00. Mohli jsme tedy srovnat koncentrace před, během a po ohňostroji. V lokalitě byly vzorkovače dva, jeden záložní.

Vzorkovač pro částicovou analýzu není sekvenční (nemá zásobník), exponovaný filtr musí být po každém odběru ručně vyměněn za čistý. Provedli jsme tři odběry v intervalu konání ohňostroje (22:00-02:00) a jeden odběr ve stejném intervalu, ale v den mimo ohňostroj, jako referenční pozadí.

Meteorologické podmínky

Průměrná denní teplota vzduchu se během celé doby konání přehlídky pohybovala kolem 20 °C. Absolutní rozsah teplot byl 17,7 °C (13,7 °C až 31,4 °C).

Důležitým meteorologickým parametrem pro kvalitu ovzduší je směr a rychlost větru. Obecně lze říci, že rychlosti větru byly po celou dobu konání akce relativně nízké. V některé dny nepřesahovala denní maximální rychlost větru 3 m/s (11 km/h). Absolutní maximum rychlosti větru bylo 6,9 m/s (24,8 km/h). Více než třetina 10minutových intervalů vykazovala rychlost větru pod 1 m/s (3,6 km/h). Během doby konání samotných ohňostrojů byly rychlosti velmi nízké, mírně zvýšené (kolem 5 m/s) byly pouze během čtvrtého, posledního soutěžního ohňostroje 13. 6.

Během první a poslední třetiny měřícího období převládal SZ až S směr větru (dlouhodobě nejčastější směr větru v této lokalitě), v prostřední části měření převažovalo proudění JZ až JV.

Během žádného ohňostroje, ani několik hodin před či po něm, nebyly zaznamenány žádné srážky (stanoveno na základě přítomnosti pracovníka ČHMÚ v místě a době konání a radarových snímků).

V příštím díle se dočtete, jaké byly naměřeny koncentrace plynných znečišťujících látek a jejich krátké zhodnocení.

Jáchym Brzezina

vedoucí oddělení kvality ovzduší

Rád si hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout. Na ČHMÚ pracuji na pozici vedoucího oddělení kvality ovzduší, vytvořil jsem a spravuji tento blog, jsem administrátorem Facebook, Instagram a Twitter účtu ČHMÚ, jsem členem skupiny mobilní aplikace ČHMÚ a mám na starost anglickou větev našeho Facebook účtu. Podílím se na projektech napříč různými odděleními ČHMÚ a jsem project manager kontroly dat Evropské databáze emisí na čemž spolupracuji s Evropskou agenturou pro životní prostředí v Kodani.

Na ČHMÚ pracuji od roku 2014, práce mě moc baví a to nejen díky náplni, ale i skvělým kolegyním a kolegům.

Jsem také autorem nejpoužívanější šablony stránek pro uživatele meteostanic, používané ve více než 65 zemích ve více než 30 jazycích.