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.