Ohňostroje a kvalita ovzduší

Ohňostroj je bezesporu divácky atraktivní podívanou. Odpalování pyrotechnických předmětů a s tím spojené vizuální a zvukové efekty však mají i negativní dopady – je potřeba si uvědomit fakt, že ohňostroj není nic jiného než spalování směsí různých chemických látek, které se včetně produktů hoření dostávají do ovzduší.

Při větším ohňostroji se celková hmotnost pyrotechnických předmětů pohybuje v řádu stovek kilogramů. Jedná se o mechanické směsi hořlavin, okysličovadel, pojiv a dalších přídavných látek, jejichž chemickou přeměnou (ve formě různě rychlého hoření) se docílí světelných, tepelných, zvukových, dýmových, tlakových a pohybových účinků.

Pyrotechnické předměty obsahují i prvky, které běžně v ovzduší nenajdeme. Jedná se například o různé kovy, díky kterým se dosáhne konkrétní barvy (tab. I). Kromě toho se po výbuchu do okolí šíří i různé plynné látky a částice.

Vybrané prvky používané pro docílení konkrétního barevného efektu. (Používány jsou i další prvky, které například zvyšují záři, jiskřivost apod.)

Problematika vlivu ohňostrojů na kvalitu ovzduší je velmi komplikovaná, a to hned z několika důvodů. Změřit přesně množství a přesné složení emisí z konkrétního ohňostroje by vyžadovalo přesnou znalost veškerých použitých pyrotechnických předmětů a měření přímo v místě odpalu, resp. ve formující se ohňostrojové vlečce. To je ale v praxi extrémně složitě, protože by bylo nutno měřit přímo ve výšce výbuchu. Můžeme se však zabývat imisemi v okolí během a po ohňostroji.

Princip takovéhoto měření spočívá v umístění vzorkovače či analyzátoru do místa ve směru šíření kouřové vlečky a současně tak, aby měření nemohlo být přímo ovlivněno diváky, a v následném vzorkování na filtry či přímém měření koncentrací různých látek v ovzduší. Sledovat pak můžeme nejen samotné koncentrace, ale také dynamiku nárůstu a poklesu před, během a po odpalu, nebo se můžeme prostřednictvím skenovacího elektronového mikroskopu podívat i na jednotlivé částice a zjistit jejich morfologii a přesné prvkové složení. Při hodnocení koncentrací imisí je však nutné mít na paměti, že na rozdíl od měření emisí neměříme znečištění pocházející z jednoho konkrétního zdroje, ale soubor primárních částic emitovaných z různých zdrojů s různým podílem sekundárních částic, jak označujeme částice vzniklé chemickými reakcemi primárních polutantů v ovzduší.

Jaký je tedy vliv ohňostrojů na ovzduší? Podívejme se na výsledky měření, které jsme prováděli během každoroční červnové ohňostrojové přehlídky nad Brněnskou přehradou.

V popředí hlavy vzorkovačů při ohňostroji na Brněnské přehradě.Snímek Jáchym Brzezina

Měřicí technika (vzorkovače) u hladiny Brněnské přehrady za místem odpalu.Snímek Jáchym Brzezina

Suspendované částice

Suspendované částice (PM, particulate matter) představují směs kapalných a pevných částic rozptýlených v ovzduší. Nejčastěji se měří koncentrace částic frakce PM₁₀ a PM_2,5 (částice s aerodynamickým průměrem do 10, respektive 2,5 μm – tzv. hrubá a jemná frakce), jelikož mají imisní limit dle zákona o ochraně ovzduší. Obecně platí, že čím je částice menší, tím je potenciálně nebezpečnější pro zdraví, jelikož může při vdechnutí pronikat hlouběji do dýchacího systému nebo až do krevního oběhu. Zdroje PM jsou jak antropogenní (vytápění, průmysl, doprava atd.), tak přírodní (vulkanická činnost, produkty rostlin – pyl, lesní požáry, eroze půdy atd.).

Kontinuální měření PM v desetiminutovém intervalu ukázalo významný, avšak velmi krátkodobý nárůst koncentrací, který začíná již před odpalem a vrací se na původní hodnoty v řádu desítek minut či několika hodin. Nesmírně důležité jsou v tomto ohledu rychlost a směr větru. K lepší kvalitě ovzduší obecně přispívá vyšší rychlost větru, jelikož dochází k rychlejšímu promíchávání látek v ovzduší. Směr větru zase udává směr šíření emisí z konkrétního zdroje do okolí.