O rakovinotvorném BaP nevíme, protože to nechtěl průmysl

Aby byla informace o příspěvku jednotlivých provozů k zátěži životního prostředí v Moravskoslezském kraji toxickými látkami úplná, chybí konkrétní údaje o tom, kolik který z nich vypouští benzo-a-pyrenu. Je to rakovinotvorná látka, která trápí především obce v sousedství hutních kolosů. Taková data však v IRZ nejsou, protože zařazení benzo-a-pyrenu na seznam ohlašovaných látek do registru zablokovali v roce 2003 Svaz průmyslu a dopravy a Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR.
Emise škodlivin na severu Moravy klesají, zásadně však chybí informace o rakovinotvorném benzo(a)pyrenu

Jsou v ovzduší otisky prstů? Překoná Ostravská studentka Americké instituce?

A co kdybychom do zplodin průmyslových podniků něco přimíchávali, abychom pak někde jinde detekovali, zda ten znečištěný vzduch opravdu přišel z té a té továrny?

Podobné myšlenky jistě vrtají hlavou spoustě lidí, kteří přemýšlejí o tom, jak nějak lépe poznat, odkud znečištěné ovzduší pochází – zdali z průmyslových podniků, a kterých, zdali z dopravy, zdali z kotlů nebo krbů v rodinných domcích.

Do zplodin vypouštěných jednou továrnou bychom přimíchali nějakou látku X a do zplodin jiné továrny přimíchali látku Y. Následně bychom v nějakém vzdáleném místě měřili složení ovzduší a zjistili bychom, že se tam vyskytuje nějaké množství látky X a v porovnání s tím poloviční množství látky Y. Pak bychom mohli jednoduše konstatovat, že první továrna má v daném místě na ovzduší dvojnásobně větší vliv než továrna druhá.

Jak tato myšlenka funguje ve skutečnosti? Nejen, že tento teoretický přístup v principu opravdu funguje. Dokonce ale pro jeho realizování ani není potřeba do ovzduší nic uměle přimíchávat. Různé typy zdrojů emisí už teď vypouštějí unikátní kombinace látek a zanechávají v ovzduší tak svůj otisk prstu – anglicky fingerprint. Již teď se ví, že kombinace látek vypouštěné do ovzduší železárnou, dopravou, nebo lokálními topeništi mají jiné složení a dají se od sebe poznat.

Uvažujme pro ilustraci, že se měří v ovzduší přítomné chemické prvky pro jednoduchost označené písmeny A-Z, a k tomu máme databázi známých zdrojů s těmito třemi zdroji a jejich “otisky prstů”:

První zdroj se vyznačuje prvky B, C, D a J, druhý zdroj J, R, S, T, a třetí zdroj látkami G a H a také J. Můžeme si představit, že J je například tolik známý polétavý prach PM10.

Následně bychom na nějakém místě, které trpí znečištěním ovzduší, provedli detailní měření složení tohoto ovzduší a získali bychom tento graf koncentrací:

Vidíme, že v ovzduší jsou přítomny prakticky všechny látky, většina z nich ale ve velmi nízkých koncentracích – je to spíš jakýsi “šum pozadí”. Co ale ze šumu vyčnívá jsou ty samé látky, co vypouští první a druhý zdroj. Všechny tři zdroje sice vypouštějí látku J, takže pokud bychom zkoumali pouze tu, nevěděli bychom, odkud se opravdu bere. A jistě by se nám některé jiné metody snažily namluvit, že vítr může na dané místo dofoukat i znečištění z třetího zdroje.

My jsme ale detekovali i jiné látky, charakteristické pro první dva typy zdrojů. Nakonec jsme taky zjistili, že třetí typ zdroje se v našich měřeních vlastně neprojevil, protože zcela chybí jeho charakteristický otisk – přítomnost látky J nestačí. Můžeme ho tedy vyloučit – zjevně v daném místě nemá na kvalitu ovzduší žádný měřitelný vliv.

Právě na tomto principu fungují metody nových výzkumů.

Nejedná se o metody nové, byly vymyšleny již dávno, a například na webu americké instituce EPA si lze stáhnout programy, které provádějí právě takové výpočty – rozloží naměřené výsledné koncentrace na kombinace jednotlivých možných zdrojů a řekne, které zdroje ovzduší v daném místě ovlivňují, jak moc, a které nikoliv.

Přestože se pro analýzu Ostravského ovzduší z jakýchsi důvodů používá většinou úplně jiná, překonaná a nepřesná metoda, o zkoumání “otisků prstů” se již někdo pokusil. Kromě několika demonstrativních výzkumů to byl ještě jeden student v Brně a pak v rámci své diplomové práce “Identifikace původu znečištění analýzou imisního monitoringu” studentka Eva Beinhauerová pod vedením RNDr. Jana Bitta – stejného Jana Bitta, jehož práci dle některých čtenářů na svém blogu kritizuji až příliš jednostranně.

Pokud tedy již tento výzkum provedla Ostravská studentka, jaký význam mají další mnohem dražší výzkumy, které chtějí spolupracovat s americkými univerzitami (CENATOX) či s americkou EPA (ČHMÚ)?

Nejsou to vyhozené peníze, když už tato studentka tuto analýzu provedla?

Například výzkum CENATOX zkoumá přítomnost až 30 různých kovů v ovzduší, protože prováděl své vlastní odběry a analýzy vzorků. Ostravská studentka ve své práci vycházela pouze z čísel, která jsou veřejně dostupná, a v těch se měří pouze 6 kovů.

Sama studentka v závěrech své práce uvádí, že “[i]nterpretace výsledků je však velice obtížná” a dále pro získání lepších výsledků ve své práci píše: “doporučuji, aby bylo měření na dotčených stanicích rozšířeno o látky:” a uvádí zde látky Al, Si, Zn, koronen. Když se podíváme na to, jaké látky se v současnosti v Ostravě měří, tak vidíme, že ani hliník (As), ani zinek (Zn), ani křemík (Si) se na stanici stále neměří (v roce 2004 se výjimečně měřil zinek).

A vzhledem k tomu, že rozpočet ČHMÚ byl v tomto roce zkrácen o drastických 30 procent, mohlo by se zdát, že šance, že se začne ovzduší opravdu poctivě a pořádně zkoumat, jsou ztraceny.

Libor Černikovský ale na začátku tohoto roku uvedl: “ČHMÚ připravuje v rámci inovace Státní imisní sítě tzv. laboratoř pro identifikaci zdrojů znečištění, ve které bude v dalších letech zkoumat původ znečištění ovzduší v různých částech republiky.”

ČHMÚ má tedy zájem ovzduší tímto způsobem zkoumat. Zda to bude dělat na základě malé a neprůkazné množiny dat, nebo zda to myslí opravdu vážně, se ukáže. S výsledky se kromě dvou pro vědce určených konferencí nikde moc tento ústav zatím neprezentoval.

Na závěr ještě přikládám grafy z diplomové práce studentky, které pěkně ilustrují to, jak každý dosavadní výzkum dává naprosto rozdílné a tedy nepoužitelné závěry o původcích znečištění ovzduší v Ostravě:

  • [19] JANČÍK, Petr aj. Analýza kvality ovzduší na území města Ostravy. Ostrava :
    Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a
    materiálového inţenýrství, katedra ochrany ţivotního prostředí v průmyslu,
    listopad 2008. 283 s.
  • [20] JANČÍK, Petr aj. Analýza kvality ovzduší na území města Ostravy pro rok
    2009.
    Ostrava : Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta
    metalurgie a materiálového inženýrství, katedra ochrany ţivotního prostředí
    v průmyslu, listopad 2010. 143 s.
  • [21] ČERNIKOVSKÝ, Libor aj. Rozptylová studie pro aktualizaci Krajského
    programu snižování emisí Moravskoslezského kraje.
    Ostrava : Český
    hydrometeorologický ústav, říjen 2008. 91 s.
  • [22] JANČÍK, Petr aj. Vliv opatření u významných průmyslových zdrojů na kvalitu
    ovzduší v Moravskoslezském kraji, Případová studie.
    Ostrava : Vysoká škola
    báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového
    inţenýrství, katedra ochrany ţivotního prostředí v průmyslu, listopad 2010. 172
    s.

SYMOS’97: překonaný, nevyhovující, neúplný, nepřesný, se zřejmými nedostatky

Z čeho vychází většina dosavadních studií znečištění ovzduší na Ostravsku?

Představme si, že při pohledu na nepřeberné množství modelů znečištění ovzduší bychom o jednom z nich měli tyto reference:

  • jeví se jako “překonaný a nevyhovující”
  • má “zřejmé nedostatky”
  • “neumožňuje modelování látek vyskytujících se v obou fázích” (atmosférické částice i plyn, přičemž zejména v zimním období je podstatná část PAU vázaná na atmosférické částice)
  • “nelze jej použít při bezvětří” (přičemž ty největší smogové situace nastávají za velmi slabého větru až bezvětří)
  • model počítá pouze s primárními částicemi, zatímco významnou (50%) část prachu PM10 v ovzduší tvoří sekundární částice a částice znovu uvolněné (re-suspended)
  • s ohledem na PM10 již mnoho let existují modely, které poskytují “úplnější a přesnější popis atmosférických reakcí”
  • aplikace tohoto modelu samostatně bez dalších postupů by byla “v případě znečištění PM10 nedostatečná”

(Zdroje citací: 1, 2, Ochrana ovzduší 4/2013, 4, 5, 6, 7)

Patrně bychom si řekli, že takový model je pro zkoumání původu znečištění ovzduší prachem a polycyklickými aromatickými uhlovodíky (PAU) naprosto nevhodný a dnes by ho již nikdo nepoužil.

Skutečnost je bohužel přesně opačná.

Tento model se jmenuje SYMOS’97. To číslo opravdu symbolizuje rok vzniku

Přesně tento model používá jak na tomto blogu kritizovaný projekt Air Silesia (zde kap. 4.3), tak nejnovější publikace Atlas Ostravského ovzduší: “Model, použitý pro tento atlas, se nazývá SYMOS 97. Je to již více než 10 let naše standardní metoda, kterou se počítají vztahy mezi zdroji znečišťování a imisemi.”

A existuje nesčetná řada dalších studií Ostravského ovzduší, které jsou založené právě na tomto modelu:

  • Analýza kvality ovzduší na území města Ostravy, 2008, Ostrava
  • Analýza kvality ovzduší na území města Ostravy pro rok 2009
  • Rozptylová studie pro aktualizaci Krajského programu snižování emisí Moravskoslezského kraje
  • Vliv opatření u významných průmyslových zdrojů na kvalitu ovzduší v Moravskoslezském kraji, Případová studie.

Jak je vůbec možné jakékoliv závěry založené na takovém modelu brát i jen trochu vážně? Jak je možné argumentovat tím, jak to dělá Atlas Ostravského ovzduší, že model vylepšíme přesnějšími vstupními daty? Když je špatně samotná rovnice, tak i když dosadíme “přesnější čísla,” stále přece budeme dostávat špatné výsledky.

Krajský program pak sám ve svým materiálech uvádí: “Hodnoty modelově vypočtených průměrných ročních koncentrací se od koncentrací měřených na měřících stanicích imisního monitoringu pro některé znečišťující látky liší až řádově. Výpočtový model je zatížen řadou nepřesností a trpí neúplností vstupních dat.” Neváhá ale pak hned sebevědomě dodat, že “Modelový výpočet však lze použít k určení relativního podílu jednotlivých kategorií jednotlivých zdrojů na kvalitě ovzduší a volit tak k jednotlivým zdrojům individuální přístup při stanovování podmínek provozu.” (str. 24 zde)

Jsem sám, komu tohle připadá jako šílená schizofrenie?

Již před více než rokem jsem navázal na téma matematických modelů a Ostravského ovzduší mailovou konverzaci s velmi kvalifikovaným mimo-Ostravským vědeckým pracovníkem. Jeho totožnost je autorovi tohoto blogu známá. Aniž bych předem jakkoliv podsouval tomuto vědci svou skepsi k matematickému modelování, tento se sám od sebe rozhovořil o “neblahých zkušenostech” s některými dalšími institucemi v Ostravě, které podobné modelování údajně rády používají k “absurdním a nekvalifikovaným interpretacím původů znečištění ovzduší na Ostravsku”. Modely pak komentoval tak, že pomocí nich “mohu s trochou fantazie nalézt cokoli”.

Jako autor tohoto blogu zcela otevřeně přiznávám, že přestože mám vysokoškolské vzdělání matematického směru, tomu, jak funguje model SYMOS, do detailu příliš nerozumím. Není mi ale jasné, jak může takto široce kritizovaný a zastaralý model a vůbec princip celého modelování sloužit jako výchozí vědecká metoda pro zkoumání příčin znečištěného ovzduší na Ostravsku.

Právě proto na tomto blogu opakovaně upozorňuji, že odpovědi je potřeba hledat u výzkumů jiného typu.

Air Silesia: stále vidím jen velmi malý přínos

Air Silesia od počátku vnímám jako zásadní, náročný a rozsáhlý výzkum, a proto považuji za důležité ho rozebrat opravdu kriticky. Zároveň tento výzkum ale z mého pohledu nepřinesl v praxi použitelné závěry. Pan doktor Jan Bitta se ve své reakci vyjadřuje především k tématu “podstatně horší” kvality ovzduší v Polsku. Zde je má reakce.

Již více než rok se spousta lidí z Ostravy snaží vykreslit Polsko jako jakési satanášovo území, kde vzduch bez plynové masky snad není vůbec dýchatelný. V čem je ovzduší v Polsku horší? Řeč je v Air Silesia především o třech látkách, všechny tři jsem zmínil ve svém hlavním článku o výsledcích Air Silesia.

V první řadě je to prach. Zde je graf přímo z materiálů Air Silesia:

Nemohu si pomoci, ale skutečně vidím, jak se vyrovnaně prokládají české a polské stanice, a nelze žádným způsobem konstatovat, že by polské nějakým způsobem “podstatně” vedly. Z tohoto pohledu ovzduší v Polsku zkrátka není “podstatně” horší, diskutovat se dá úspěšně o tom, zda je vůbec nějakým způsobem co do prachu horší. Spíše to vypadá na plichtu.

Druhou látkou je benzo[a]pyren. Zde Air Silesia konstatuje, že v Polsku jsou koncentrace v průměru dvakrát vyšší. To je opravdu fatální výsledek, protože koncentrace na české straně jsou daleko za jakoukoliv přijatelnou mezí. Je mi proto tamějších obyvatel skutečně líto a teprve zde souhlasím s tvrzením, že je ovzduší v Polsku “výrazně horší”.

Toto konstatování má ale samo o sobě pro nějaké další závěry velmi malou “důkazní” hodnotu. Pro rozdíl “dvakrát tak vyšší” není potřeba chodit za Polskou hranici. Stačí srovnat stanice Ostrava Poruba a Ostrava Radvanice. Zde v roce 2012 byl rozdíl v průměrných koncentracích benzo[a]pyrenu 3,3 oproti 10,8, tedy více než trojnásobný. Co tedy vlastně plyne z tvrzení, že někde jinde mají dvakrát tak vyšší koncentraci, když mnohem blíže je rozdíl koncentrací trojnásobný?

Třetí látkou je oxid siřičitý (SO2). V Polsku jsou dle Air Silesia vyšší koncentrace, než v Česku, což údajně ukazuje na vysokou aktivitu lokálních topenišť. Opět, co toto zjištění říká? Že lokální topeniště v Česku nejsou problém? V Česku ale SO2 ve vzduchu je také, a ve smogových situacích jeho podíl násobně vzrůstá. Je to polská zásluha nebo vlastní česká? Je polské SO2 indikátorem dvojnásobného znečišťování prachem, nebo to jen indikuje to, že používají jiná paliva? Kdyby šlo o znečištění prachem, asi by se to bývalo na statistikách prachu projevilo?

Jak si vysvětlovat to, že v interpretacích dostávají přednost polská lokální topeniště, zatímco průmysl dle doslova exkluzivních zjištění Air Silesia také vypouští mnohem větší koncentrace, než na české straně? Jakým kouzlem se stane, že polský průmysl z komínů ve stometrových výškách na české ovzduší nemá takový vliv jako lokální topeniště, která mají komíny ve výškách v jednotkách metrů?

Já jsem závěry Air Silesia na svém blogu interpretoval tak, že přinášejí několik zjištění, ale co do odpovědi na otázku “odkud znečištění přichází” jsem nedostal jednoznačnou odpověď. Ovzduší je v Polsku v některých směrech opravdu výrazně horší – především co se týče jedu benzo[a]pyrenu, tam to je opravdu fatální – ale z tohoto faktu lze těžko vyvozovat nějaký další závěr.

Jelikož Air Silesia především měřil koncentrace polutantů a zároveň klimatické podmínky, tak ten hlavní závěr byl ten, že největší a nejčastější smogové situace nastávají za bezvětří nebo jen za velmi slabého větru. To je závěr zmíněný přímo ve výsledcích Air Silesia. Z toho zkrátka nelze dovodit, že by smog byl “přifoukáván” z Polska. Pokud vítr v zimě fouká velmi malou intenzitou, jak dobře lze modelovat, že polské ovzduší přepraví na území České republiky? Vane tento vítr vždy dostatečně dlouho, aby se polský prach skutečně dostal nad celé dotčené území? Fouká vítr dostatečně nepřerušovaně, aby vůbec nedocházelo k sedimentaci prachu ještě předtím, než překročí hranice? Nelze se přece domnívat, že prach zůstává v ovzduší nekonečně dlouho. Dle takového modelu by v našem ovzduší pak v současnosti byly nekonečně velké koncentrace prachu.

Co Air Silesia zkrátka vůbec není schopen vysvětlit je například tato situace:
V roce 2012 byla v červenci, patrně nejteplejším měsíci v roce, v Petrovicích u Karviné průměrná koncentrace PM2.5 rovna 36,4 µg/m3, zatímco v normálních českých městech to v takových měsících bývá hodnota více než třikrát tak menší. Tohle zkrátka polskými ani českými lokálními topeništi vysvětlit nejde.

Edit: na závěr ještě jednou dodávám, že Air Silesia jinak považuji za potřebný výzkum. Zjistil údaje, které dávno bylo potřeba zjistit a zveřejnit, a porovnal čísla, která dříve porovnána nebyla. Vyjadřuji se k výzkumu kriticky, protože myslím, že k vyřešení znečištěného ovzduší je potřeba provést ještě mnohem více práce. A to není otázka lepší práce zúčastněných vědců, ale například lepšího financování a nastavení priorit. Například je nutně potřeba na výsledcích Air Silesia postavit studii zdravotní dopadů, které je potřeba vyčíslit – abychom neuvažovali pouze to, kolik by například stálo zavření velkých průmyslových znečišťovatelů, ale taky to, kolik by se ušetřilo na zdravotních nákladech, a podobně.

Jan Bitta, VŠB: co vlastně Air Silesia přinesl nového

S výhradami k jednomu z mých článků o projektu Air Silesia se mi ozval Jan Bitta z VŠB-TÚ Ostrava. Nabídl jsem mu, že jeho reakci rád na svém blogu celou a neupravenou publikuji. Zde je ona reakce:

Letos v létě skončil projekt Air Silesia. Bylo to něco, čemu jsem se tři roky intenzivně pracovně věnoval a věřím, že jsme na něm udělali kus užitečné práce. Pak jsem byl náhodou odkázán na tento blog a šel jsem do vývrtky, pak jsem se trochu uklidnil a napsal jsem autorovi zbytečně ostrý mail. Dnes, o den později, jsem už uklidněný úplně a značně smířlivější a pokusím se uvést zápletku na pravou míru.

Continue reading

Děsivá tragická událost v Ostravě, 329 mrtvých!

Ostrava: 329 mrtvých. Karviná, Havířov a Český Těšín: celkem 210 mrtvých. Orlová, Bohumín a Petrovice u Karviné: celkem 88 mrtvých.

Proč znečištěné ovzduší pro mnoho lidí není na předních místech jejich zájmu? Možná proto, protože to je zabiják, který není vidět.

Představme si, že by v malém 20tisícovém městě byla křižovatka, kde by za jeden rok zemřelo v dopravních autonehodách celkem 39 lidí. To jsou více než tři smrtelné dopravní autonehody každý měsíc. Za jediný rok by se na krajnici dané křižovatky objevilo 39 svíček a věnců.

Něco takového by zcela určitě vybudilo ve společnosti panickou reakci, a obyvatelé daného města by automaticky vytvořili tlak na to, aby se s danou křižovatkou okamžitě něco udělalo – například aby se křižovatka ihned bezpodmínečně přestavěla na bezpečnou křižovatku.

Světová zdravotnická organizace (WHO) už v roce 2006 sebrala dohromady všechny známé vědecké studie zkoumající vztah mezi úmrtností a znečištěným ovzduším a publikovala jednoduchý výpočet, kterým se dá odhadnout, kolik lidí ročně zemře na následky znečištěného ovzduší při jak vysokých koncentrací.

Ukázkový výpočet se pro zájemce nachází na konci článku. Podobný výpočet nejspíš nedávno provedl Státní zdravotní ústav, když publikoval svůj odhad 5500 mrtvých v celé ČR.

V Londýně toto rozvedli ještě dál – vytvořili aplikaci, která online pro každé město ukazuje kolik lidí zemře, a ukazuje odpočet, kdy zemře další člověk…

Myslím, že by to bylo výborné rozšíření české aplikace SmogAlarm. V Ostravě by pak třeba mohl oslavně hlásit pár “svátečních” dní, kdy v daném roce kvůli znečištěnému ovzduší výjimečně nezemřel nikdo.

Výpočet pro Bohumín

Podle Světové zdravotnické organizace každé zvýšení průměrné roční koncentrace PM2.5 nad hodnotu 10 µg/m3 způsobí zvýšení úmrtnosti v poměru 6:10 k tomuto zvýšení. Průměrná koncentrace v Bohumíně byla v roce 2012 39,3 µg/m3. Tedy, (39,3 – 10) x (6 / 10) = 17,58. V Bohumíně znečištěné ovzduší způsobilo podle Světové zdravotnické organizace nárůst roční úmrtnosti o 17,58 procent.

Průměrná úmrtnost v České republice je zhruba 10,14 úmrtí na 1000 obyvatel. Průměrná úmrtnost v Bohumíně je zcela jistě vyšší (viz např zde), ale to pro další výpočet ignorujme. Skutečná čísla tedy budou ještě vyšší.

Bohumín má 21 726 obyvatel, v Bohumíně tak zemře za rok 21726*0,01014 = 220 obyvatel. Znečištěné ovzduší úmrtnost zvyšuje o 17,58 procenta, a 17,58 procent z 220 je 38,7.

Znečištěné ovzduší v Bohumíně tedy podle vědeckých studií shromážděných WHO v roce 2012 zabilo zhruba 39 obyvatel.

Podobný výpočet se dá provést i pro další města. Hodnoty PM2.5 se dají dopočítat z hodnot PM10 poměrem 70%. Znečištění v Ostravě se dá velmi optimisticky odhadnout číslem 40 pro PM10.