Rozhovor, video a přednášky s ředitelem divize Udržitelné dopravy a diagnostiky dopravních staveb Centra dopravního výzkumu v.v.i.16 min čtení

O kvalitě ovzduší a vůbec s Romanem Ličbinským

Jaký je opravdu vliv a význam dopravy na kvalitu ovzduší? Jak vypadá a jaké jsou výsledky měření emisí vozidel přímo v provozu? Jaké auto je z ekologického pohledu nejvhodnější a jak jsou na tom elektroauta? Jak to dopadlo měření kvality ovzduší v brněnských parcích? To a plno dalších zajímavostí se dozvíte v dalším ze série rozhovorů, tentokrát s ředitelem Udržitelné dopravy a diagnostiky dopravních staveb z Centra dopravního výzkumu v.v.i.

Romane předně díky, že sis udělal čas na rozhovor.

Začněme trochu obecněji, co přesně je hlavní náplní činnosti Centra dopravního výzkumu v.v.i.?

Centrum dopravního výzkumu, v.v.i. (CDV) je veřejnou výzkumnou institucí a jedinou výzkumnou organizací v působnosti Ministerstva dopravy. Hlavní činností CDV je výzkum a vývoj v oblasti dopravy v oborech, jako jsou bezpečnost silničního provozu, technologie výstavby, údržby, opravy a rekonstrukce dopravní infrastruktury, hodnocení dopadů dopravy a její infrastruktury na životní prostředí, ekonomika dopravy, multimodální doprava, dopravní psychologie, autonomní systémy a další výzvy dopravy pro budoucnost. Kromě výzkumu CDV poskytuje odborně nezávislou expertní a servisní podporu pro ministerstva (zejména dopravy, vnitra a  životního prostředí), krajské, městské a obecní orgány státní správy a samosprávy pro jejich strategické a taktické rozhodování k čemuž využívá mimo jiné vlastní akreditované zkušební laboratoře (č. 1506). CDV je od roku 2014 také znaleckým ústavem a má akreditováno několik vzdělávacích programů.

Pokud se budeme bavit o kvalitě ovzduší, co konkrétního podniká CDV v tomto směru?

Aktivity v této oblasti bych rozdělil do dvou směrů, a to na aktivity výzkumné a služby pro krajské, městské a obecní orgány státní správy a samosprávy. V rámci výzkumných projektů na toto téma řešíme v současné době kvalitu ovzduší vybraných brněnských parků ve spojitosti s vnímáním prostředí parků občany Brna jako míst sloužících k relaxaci a odpočinku nebo vývoj přístroje pro měření kvality ovzduší pracujícím na principu nízkonákladových senzorů, který bude možné využít pro orientační měření kvality ovzduší např. k hodnocení dopadu přijmutích dopravních opatření na kvalitu ovzduší. V rámci aktivit pro orgány státní správy jsme v nedávné době realizovali měření kvality ovzduší pro město Břeclav, pro Jihomoravský kraj v Kuřimi, České a v Brně na dvou lokalitách, ale i pro Magistrát hlavního města Prahy. Většinou se jednalo o ověření stavu resp. kvality ovzduší na lokalitách zatížených dopravou, kde nejsou realizována dlouhodobá měření v rámci státní sítě imisního monitoringu a příslušné orgány potřebovaly kvalitu ovzduší ověřit.

Emise z dopravy jsou velmi ožehavým tématem, doprava jako taková pro řadu lidí tím prvním, co si vybaví pod pojmem „zdroje znečišťování ovzduší“. Je doprava opravdu tak významným zdrojem?

Doprava bezpochyby přispívá ke zhoršení kvality ovzduší, a to jak v podobě výfukových emisí spalováním paliva v motorech automobilů, tak nespalovacími emisemi zahrnujícími resuspenzi prachu z komunikací a jejich blízkého okolí a otěry brzd, spojkového obložení, pneumatik a povrchu vozovky. Nicméně podíl dopravy na znečištění ovzduší se velmi významně liší na jednotlivých lokalitách resp. v jednotlivých městech a obcích a významné jsou také rozdíly mezi jednotlivými škodlivinami. Např. v případě pevných částic PM₁₀ se doprava podílí na cca. 7 % celkových emisí vypouštěných v ČR do ovzduší (v případě jemnější frakce PM_2.5 pak cca. 6 %) a podobné výsledky, resp. fakt, že doprava není dominantním zdrojem znečištění těmito škodlivinami, jsme zjistili rovněž při realizaci zmíněných měření kvality ovzduší na konkrétních lokalitách ve městech a obcích. CDV si však zakládá na objektivním předkládání informací, a proto je nutné zmínit, že naopak z pohledu oxidů dusíku je doprava velmi významným zdrojem (podílí se na cca. 24 % celkových emisí) a námi realizovaná měření na dopravně zatížených lokalitách potvrzují dopravu jako hlavní zdroj znečištění. Proto je nutné vždy posuzovat kvalitu ovzduší na určité lokalitě komplexně.

Jaké konkrétní znečišťující látky tedy doprava produkuje?

To je velice obtížná otázka, protože emise z dopravy jsou komplexní směsi škodlivin obsahující stovky chemických látek v různých koncentracích. Je nutné si uvědomit, že spalování paliva v motorech automobilů je v podstatě hoření, což je z chemického hlediska reakce látky, v našem případě paliva, s kyslíkem. Pokud by byl proces ideální, pak by v rámci této reakce vznikal pouze oxid uhličitý a vodní pára. Bohužel proces ideální není, proto vznikají oxid uhelnatý a různé organické látky (což jsou nedokonale spálené zbytky paliva), z nichž nejzávažnější jsou polycyklické aromatické uhlovodíky (zástupcem je např. benzo[a]pyren). Další komplikací je, že spalování v motorech automobilů probíhá ve směsi se vzduchem, který jak všichni ví, tvoří ze cca. 78 % dusík, a proto jsou v emisích přítomny oxidy dusíku. V tomto výčtu bychom mohli pokračovat dále a ještě jsme se ani nedostaly k nespalovacím emisím, které mají také charakteristické složení.

Jaké jsou potenciální zdravotní dopady?

Pokud bychom posuzovali emise z dopravy z hlediska závažnosti jejich potenciálních dopadů na zdraví člověka, pak je nutné pozornost věnovat zejména už zmíněným polycyklickým aromatickým uhlovodíkům, což je široké spektrum látek a některé z nich jsou prokázané lidské karcinogeny (např. zmíněný benzo[a]pyren), těkavým organickým látkám resp. benzenu (prokázaný lidský karcinogen), oxidům dusíku, které mohou způsobovat mírné až těžké záněty průdušek či plic (bronchitida, bronchopneumonii až akutní plicní edém) a pevným částicím, kde by ale měla být pozornost věnována ultrajemným částicím (částicím s rozměry pod 100nm, nanočástice), které jsou produkovány spalovacími procesy a jsou významným rizikem pro zdraví člověka.

Zkusme si představit, že jsem uvědomělý občan, který nutně ke svému životu potřebuje automobil. Zároveň mě zajímá životní prostředí, proto bych si chtěl koupit vůz, v tomto směru co nejideálnější. Jaký typ vozu bys mi doporučil a je něco co bych měl dále dělat v rámci jeho provozu a údržby?

Nejprve bych se Tě zeptal, za jakým účelem si auto chceš koupit a jak ho budeš používat. Pokud plánuješ autem jezdit pouze po městě, do práce, na nákupy, případně o víkendu krátké výlety do okolí města, pak by ideálním vozem pro Tebe byl menší elektromobil, případně menší automobil s benzínovým motorem o menším objemu pokud možno bez turba. Pokud ale dojíždíš do práce z větší vzdálenosti řekněme cca. více než 40 km, neprojíždíš celým městem, kde stojíš v kolonách a současně o víkendech vyrážíš na delší výlety, pak je ideální automobil s dieselovým motorem. Samozřejmě je nutné udržovat automobil v dobrém technickém stavu, aby byla zajištěna správná funkčnost všech součástí, protože technický stav pohonné jednotky a výfukového potrubí má významný vliv na produkci emisí.

Nejednou už jsem se setkal s termínem „nulové emise“ u elektroaut. Oba ale víme, že je to zavádějící pojem, můžeš vysvětlit jak to je s emisemi elektroaut, respektive zda v nich vidíš budoucnost a proč?

Pojem nulové emise u elektroaut je opravdu zavádějící. Na začátku jsem zmínil, že emise z dopravy je možné rozdělit na emise spalovací (výfukové plyny) a nespalovací (obrusy brzd, spojkového obložení, pneumatik, povrchu vozovky a resuspenze), a z toho je patrné, že elektromobily rozhodně nulové emise nemají. Zbavíme se sice výfukových emisí, jako jsou dříve zmíněné oxidy dusíku, polycyklické aromatické uhlovodíky či benzen, což je jistě prospěšné a žádoucí, ale zůstává nám produkce pevných částic, byť spíše těch větších rozměrů (přibližně nad 1 µm). Nicméně elektrická energie se musí někde vyrobit a s její spotřebou elektromobily tak stoupá produkce škodlivin v energetickém sektoru, byť zde je daleko jednodušší jejich produkci omezovat.

Perspektivu pro elektromobilitu spatřuji zejména v městském prostředí. Nahradit elektromobily spalovací motory v rámci dálkové dopravy mi přijde v blízké budoucnosti nereálné. V této souvislosti spatřuji spíše uplatnění vodíkových technologií.

Zaměřme se nyní na velmi zajímavou problematiku, kterou se také zabýváte a to měření emisí za provozu. Můžeš nám popsat, jak takové měření vypadá v praxi? 

Na vývoji zařízení pro měření emisí vozidel v reálném provozu pracujeme již několik let a v současné době má podobu vozíku, který se zapojí na tažné zařízení osobního automobilu nebo autobusu. Speciální hadice se napojí na výfuk a výfukové plyny jsou odváděny k  analyzátorům, které měří koncentrace kyslíku (O₂), oxidu uhelnatého (CO), oxidu uhličitého (CO₂), oxidu dusnatého (NO) a nespálených uhlovodíků (HC) a rovněž jsou odebírány vzorky pevných částic a výfukových plynů do vaku.

Došli jste k nějakým zajímavým závěrům z těchto měření?

Naše měření v podstatě potvrzují výsledky prezentované v mediálně známé kampani Dieselgate, a sice že starší auta splňující normy EURO 3 a 4 s dieselovými motory produkovala v reálném provozu méně škodlivin než auta novější, ačkoliv dle platné legislativy by tomu mělo být naopak. Současně naše měření potvrzují, že za účelem snižování produkce emisí je nutné zvažovat způsob využívání vozidla, protože měření jasně prokazují vysoké emise nízkoobjemových motorů v dálničním provozu a při plném zatížení vozidla i v městském prostředí, naopak dieselové motory mají nižší emise při konstantní zátěži v dálničním a mimoměstském provozu a velmi vysoké v městském provozu, přičemž zatížení až tak významnou roli nehraje.

Zabýváte se také testováním měření kvality ovzduší nízkonákladovými senzory. Z výsledků testování podobných zařízení ČHMÚ nevyšly tyto přístroje vůbec dobře. Jaké jsou vaše zkušenosti s těmito zařízeními ve srovnání s referenčními a mají nějaké potenciální využití?

Testováním zařízení měřících pomocí nízkonákladových senzorů se zabýváme přibližně 5 let a za tu dobu jsme nenašli na trhu takové, které by poskytovalo výsledky využitelné pro hodnocení kvality ovzduší. Proto jsme se rozhodli v rámci projektu podporovaného Technologickou agenturou České republiky vyvinout zařízení na bázi nízkonákladových senzorů, které by bylo schopno měřit orientačně kvalitu ovzduší, tzn. abychom byly schopni rozhodnout, že kvalita ovzduší je lepší nebo horší v porovnání s předchozím stavem. Nemáme ambice nahradit referenční přístroje jinými na bázi nízkonákladových senzorů, ale jejich uplatnění spatřujeme v jejich využití pro orientační měření kvality ovzduší např při aplikaci dopravních opatření, kdy je potřeba zhodnotit přínos jeho zavedení na kvalitu ovzduší (tzn. srovnání stavů před a po zavedení opatření).

Ještě bych se chtěl podívat na váš projekt měření kvality ovzduší v brněnských parcích. Jaké jsou dosavadní výsledky této studie? Jsou parky opravdu zónou, kde je výrazně čistší vzduch než v zastavěné části města?

Měření v rámci tohoto projektu stále ještě probíhají. Doposud realizovaná měření naznačují, že kvalita ovzduší v Tyršových sadech a v parku Lužánky je srovnatelná s kvalitou ovzduší měřenou na městských pozaďových stanicích (měření v rámci státní sítě imisního monitoringu) a je určitě lepší než na dopravně zatížených lokalitách. V případě parku u Mahenova divadla (park Koliště) je kvalita ovzduší horší než na městských pozaďových stanicích, ale zároveň lepší než na dopravně exponovaných lokalitách.

Které parky jsou na řadě dále?

Měření budou ještě probíhat v parcích na Slovanském náměstí, na ulici Božetěchova a ve Schreiberových zahrádkách v Černých polích a rozhodli jsme se realizovat ještě podrobnější studii v parku Lužánky, kdy přístroje umístíme v parku a rovněž na ulici Pionýrská, abychom měli představu o znečištění na této ulici, která k parku bezprostředně přiléhá.

Rád bych se na závěr zeptal trochu osobněji, jak ses dostal k práci, kterou děláš a tomuto oboru? Bylo to něco, co tě zajímalo od malička? Proč zrovna životní prostředí včetně kvality ovzduší?

Životní prostředí mě zajímalo vždy, i když ne přímo kvalita ovzduší. Rád jsem vyrážel s kamarády na horských kolech do přírody a už od základní školy jsem sbíral minerály a horniny, i když ne nijak intenzivně. Proto mojí volbou ke studiu byl obor geologie na Přírodovědecké fakultě, což mě opravdu bavilo i vzhledem k tomu, že řadu studijních aktivit bylo nutné realizovat v terénu. Do CDV jsem nastoupil před téměř 15 lety k řešení tématu znečištění podzemních vod z důvodu jejich kontaminace materiály využívanými k výstavbě komunikací, což bylo velmi blízko vystudovanému oboru a během prvních let se řešená problematika rozšířila na kontaminaci smyvů z komunikací a kontaminaci půd v okolí silnic.

Přednáška Romana Ličbinského o vlivu dopravy na kvalitu ovzduší, kterou přednesl na akci Ovzduší v Brně a vůbec, 19. 11. 2019

Přednáška Romana Ličbinského o senzorech a referenčních metodách, kterou přednesl na akci Ovzduší v Brně a vůbec, 25. 11. 2019

Přednáška Romana Ličbinského o měřící kampani v brněnských pracích, kterou přednesl na akci Ovzduší v Brně a vůbec, 25. 11. 2019

Přednáška Romana Ličbinského o vlivu dopravy na kvalitu ovzduší, kterou přednesl na akci Ovzduší v Brně a vůbec, 19. 11. 2019

Přednáška Romana Ličbinského o senzorech a referenčních metodách, kterou přednesl na akci Ovzduší v Brně a vůbec, 25. 11. 2019

Přednáška Romana Ličbinského o měřící kampani v brněnských pracích, kterou přednesl na akci Ovzduší v Brně a vůbec, 25. 11. 2019

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.