O dopadech ohňostrojů na kvalitu ovzduší tu už bylo psáno. Odkud se k nám ale tradice ohňostrojů dostala, a budou se i v budoucnu těšit takové oblibě?
Od nepaměti se lidé snažili najít způsob, jak si prodloužit život či dokonce jak předejít smrti. Ne jinak tomu bylo v Číně, kde se po mnoha staletí snažili tamější alchymisté přijít na způsob, jak vyrobit elixír života a zajistit tak lidem nesmrtelnost. Jedna z teorií týkající se vynálezu ohňostroje říká, že čínští alchymisté přibližně v 8. či 9. století našeho letopočtu experimentovali s dřevěným uhlím, ledkem (dusičnanem draselným) a sírou. Přišli na to, že vytvořili zápalnou a explozivní směs, dnes známou pod názvem střelný prach. Místo elixíru života tedy paradoxně připravili výbušninu. Nicméně střelný prach mohl být připraven dle některých zdrojů dokonce mnohem dříve, už ve 3. – 4. století našeho letopočtu. Každopádně z chemického hlediska je zapálení střelného prachu exotermní reakcí, kde jako palivo slouží právě dřevěné uhlí a síra (ta zde snižuje teplotu vznícení směsi, zvyšuje citlivost k nárazu a tření) a okysličovadlem (látkou po zahřátí uvolňující kyslík) je ledek.
Připraveným střelným prachem Číňané mimo jiné plnili bambusové stonky a házeli je do ohně, což způsobilo hlasitý výbuch. Jednalo se v podstatě o první petardy. Toho bylo využíváno při různých rituálních obřadech a oslavách nového roku, věřilo se totiž, že tato exploze vyhání zlé duchy a zajišťuje lidem blahobyt. A to by nebyli lidé, aby nevyužili střelného prachu i k vojenským účelům, bambusové trubky se střelným prachem Číňané například přivazovali na šípy, vytvořili tak tedy první rakety. O tom si ovšem Evropané tou dobou mohli ještě nechat zdát. V Asii si totiž tento vynález dlouhé roky střežili, traduje se, že do Evropy se dostal pravděpodobně až v průběhu 13. – 14. století.
Několik verzí pracuje s tím, že jej do Itálie přivezl ze své cesty samotný Marco Polo, italský obchodník a cestovatel. Nicméně jedna z prvních doložených zmínek vynálezu střelného prachu v Evropě je datována do 14. století, tento objev je připisován freiberskému mnichovi a alchymistovi Bertholdu Schwarzovi, dle něj byl pojmenován jako černý prach. Mluví se ale také o Rogeru Baconovi, též mnichovi, tentokráte anglickém a žijícím dokonce o století dříve. Je ovšem možné, že oba zmiňovaní se o střelném prachu pouze z nějakého zdroje dozvěděli, ale nevynalezli jej. Každopádně zprvu se střelný prach v Evropě využíval k vojenským účelům. V Čechách se první zmínka o něm objevila začátkem 15. století, za velkým rozšířením střelného prachu stáli husité. Zemí, kde se ale střelný prach hojně používal k výrobě ohňostrojů, byla již zmiňovaná Itálie. Nicméně velké oblíbenosti se tato zábava těšila v 16. století i v našich končinách, a to na dvoře Rudolfa II. Habsburského (i když on samotný ohňostroj prý příliš v lásce neměl, vadila mu jeho hlučnost). Byl to právě dvorní malíř Giuseppe Arcimboldo, který vynikal v sestavování ohňostrojů.
Ve zkratce – uvnitř každého ohňostroje je trubice obsahující střelný prach a desítky malých modulů, tzv. „hvězdy“ o průměru cca 2 – 4 cm. Tyto hvězdy obsahují palivo, oxidační činidlo, pojivo a zdroj barvy ohňostroje, tedy oxidy kovů či jejich soli. Dále je přítomna pojistka, která zapaluje střelný prach s časovým zpožděním, čímž se hvězdy rozptýlí a explodují vysoko nad zemí.
Po celou dobu byly k vidění ohňostroje zlaté, stříbrné či oranžové barvy. Pravděpodobně až ve 30. letech 19. století začali italští pyrotechnici dobarvovat ohňostroje solemi kovů, aby získali barevně zajímavější spektrum. A tak přidáním stroncia vznikla barva červená, přidáním barya zelená, modrá byla získána z mědi a sodík byl použit pro barvu žlutou.
Zjistili také, že přidáním chlorečnanu draselného, hořčíku a hliníku se docílí jasnějších ohňostrojů. A co tedy způsobuje onu barevnost ohňostrojů? Ve zkratce to funguje tak, že když ohříváte jakýkoli materiál, znamená to, že „ vkládáte“ energii do elektronů atomů tohoto materiálu. Pokud valenční elektrony (to jsou právě ty, které se zúčastňují chemických reakcí) dostatečně vybudíte, dojde k jejich excitaci, neboli přejdou na vyšší energetickou hladinu. Jenže takto vybuzený stav není stabilní, a tak elektron hned spadne na svou původní hladinu, přičemž se vyzáří přebytečná energie ve formě světla určité vlnové délky, tudíž konkrétní barvy. U každého chemického prvku je rozdíl mezi energií základního a excitovaného stavu jiný, přičemž tento rozdíl energií určuje vlnovou délku, a tedy barvu vyzařovaného světla.
To bylo ve zkratce něco k historii, jak to ale vypadá dnes? Poslední roky se pozornost odborné veřejnosti zaměřuje na dopady ohňostrojů na životní prostředí. Odpalováním ohňostrojů se totiž do ovzduší uvolňuje velké množství znečišťujících látek – prachových částic, které obsahují zmíněné prvky jako stroncium, baryum, síru, draslík atp., ale i spoustu látek organických. Kromě toho se také jedná o znečištění akustické – přeci jen, mnohdy se dosahuje při odpalování intenzity 120 – 130 dB, což je srovnatelné se startováním letadla. Bolest člověk vnímá zhruba kolem 140 dB. K tomu je potřeba říci, že zvířata jsou na hluk ještě citlivější než lidé, často u nich při velkém hluku může dojít až na infarkt. Dalším aspektem je i odpad, který po pyrotechnice zůstává. Města a obce pak musí vynaložit úsilí s úklidem. Z těchto důvodů se čím dál častěji přistupuje k omezování použití pyrotechniky – buď plošně nebo ve vybraných lokalitách (např. v okolí zoologických zahrad či nemocnic). Nehledě na to, že takový novoroční ohňostroj může město či obec stát statisíce Kč, mnohdy se částka přehoupne i přes milion Kč. Zdá se tedy, že i vlivem současné ekonomické krize zájem měst a obcí o pořádání ohňostrojů alespoň v našich končinách upadá. Jak to bude dál, ukáže čas.
Další informace
- Články o ohňostrojích na tomto blogu
- Infografiky
Literatura
- The Chemistry of Fireworks – Compound Interest (compoundchem.com)
- Russell, M. S. (2009). The chemistry of fireworks. Royal Society of Chemistry.
- Vědci z Akademie věd prosazují omezení ohňostrojů, jsou podle nich toxické – Deník.cz (denik.cz)
Martina Brenčič pracuje na ČHMÚ Brno jako vědecko-výzkumný pracovník specializující se na analýzu částic z ovzduší skenovacím elektronovým mikroskopem.
