Měření znečištění ovzduší na Ostravsku přineslo alarmující výsledky

Panoráma průmyslové oblasti ArcelorMittal v Ostravě, kde byla prováděna měření. Foto: J.Hovorka

Vážený pane doktore, vaše Laboratoř pro výzkum kvality ovzduší se specializuje na měření a analýzu aerosolových nanočástic v atmosféře. V průběhu posledních měsíců publikoval váš tým několik článků, které vycházejí z měření provedených (i s pomocí vzducholodě) na Ostravsku. Odkud vlastně přišel popud k těmto výzkumům?

V letech 2008-2011 jsme měřili na vybraných lokalitách ČR chemické složení a genotoxicitu částic atmosférického aerosolu o různé velikosti a vypracovali jsme certifikovanou metodiku pro odhad zdrojů aerosolu. Stanovení genotoxicity měl na starosti Jan Topinka z Ústavu experimentální medicíny AV ČR, kde se dlouhodobě zkoumá kvalita ovzduší ve vztahu k lidskému zdraví na Ostravsku, a proto jsme rozhodli v zimě 2012 měřit v Ostravě. S umístění naší stanice jsem se ale nedomluvili ani s místních organizací, starajících se o kvalitu ovzduší, ani s radnicí, a měřeni proběhlo na pozvání místního občanského sdružení Vzduch. Stanici jsme umístili přímo na zahradě členky sdružení.  V roce 2014 jsme na měření do Ostravy vyrazili znovu a měřili navíc se vzducholodi nad průmyslovou zónou v blízkosti Ostravy-Radvanice a Bartovice.

Z jakých zdrojů je výzkum  financován?

Financováni jsme téměř výlučně Grantovou agenturou České republiky v rámci Centra excelence v nanotoxikologii (CENATOX). Centrum si klade za cíl rozšíření porozumění jak působí nanočástice na živé organismy včetně člověka. Tato potřeba se stala urgentní především díky vzrůstajícímu podílu člověka na produkci  těchto částic. Centrum existuje od r. 2012 a  má trvat do r. 2018. Toto “virtuální” centrum sdružuje šest již existujících pracovišť, tři v Praze, a tři v Brně. Naše pracoviště je jediným zástupcem univerzitních pracovišť.

Můžete nám konkrétněji popsat úlohu  vašeho pracoviště v celém projektu?

Naším úkolem je odebírat z atmosféry a sledovat podmínky vzniku částic aerosolu o aerodynamickém průměru menším nežli 100 nm, nanočástice,  a mapovat tak centra jejich výskytu. Kolegové z Ústavu experimentální medicíny pak s těmito nanočásticemi provádějí toxické a genotoxické experimenty. Naopak, ve Výzkumném ústavu veterinárního lékařství a v Ústavu analytické chemie v Brně pak dělají dýchací experimenty - nechávají myši vdechovat nanočástice a sledují, do jakých orgánů jsou transportovány a s jakým účinkem. Nanočástice pro tyto experimenty připravují kolegové z Ústavu chemických procesů v Praze.

Měření týmu Jana Hovorky se uskutečňují i prostřednictvím speciálně zkonstruované vzducholodě. Foto: J.Hovorka

A jak vypadají dosavadní výsledky, které za vaši stranu projekt přinesl?

V roce 2015 jsme publikovali pro Ostravsko první systematickou studii, která podrobně charakterizuje částice aerosolu až do velikosti 150 nm a odhaluje s velmi dobrým rozlišením, odkud se ovzduší v Radvanicích v zimě berou. Druhý článek pak pojednává částice až do velikosti 90 nm a v třetím, který vyšel v environmentálních vědách velmi vlivném časopise Environmental Science and Technology, jsme se zaměřili na převážně na nanočástice až do velikosti 15 nm.

Popíšete nám přesněji povahu vaší terénní a poté laboratorní práce?

S pomocí vzducholodě jsme přesně vymapovali koncentrační pole nanočástic v ovzduší na průmyslovou zónou. Současně jsme v ovzduší blízké obytné čtvrti Radvanice a Bartovice podrobně sledovali a odebírali nanočástice, analyzovali jejich tvar a obsah těžkých polycyklických aromatických uhlovodíků  (PAH). Zjistili jsme, že počet nanočástic prudce vzroste, když je obytná čtvrť po větru od průmyslu a kvalita ovzduší je pak dána průmyslovou vlečkou. Za této situace měly nanočástice průměr 19 - 44 nanometrů a, k našemu velkému překvapení, byly vysoce nabohacené PAHy. Díky precizním analýzám PAH v laboratoři spoluautora prof. Tomáše Cajthamla, lze dovodit, že PAH dokonce tvořily až 4.4 % hmotnosti, B[a]P 0.3%, což je nečekaně vysoké číslo. Jedná se o první důkaz, že průmyslové nanočástice mohou být vysoce nabohacené PAH.

Co vlastně tvoří zbytek hmotnosti těchto nanočástic?

To přesně nevíme - provést jejich kompletní analýzu je složité zejména kvůli velmi nízké hmotnosti nanočástic. Nicméně hlavní problém je v tom, jak je odebrat z ovzduší a zabránit, aby se neslepovaly. Nám se podařilo částice jednak změřit, analyzovat, zachytit na teflonová vlákna a s pomocí brněnských kolegů i pozorovat pod mikroskopem. Obecně se předpokládá, že většinu hmotnosti tvoří organická hmota.

Mobilní měřící stanice Laboratoře pro studium kvality ovzduší na lokalitě Ostrava-Radvanice a Bartovice. Foto J.Hovorka

Tyto částice se ale jistě slepují i v přímo v atmosféře, ne?

Aerosolové částice nabohacené PAH mívají často také větší velikost - až okolo 300 nanometrů. Ty však pravděpodobně nejsou primárním zdrojem PAH - ten je třeba hledat právě v menších částicích, které se na větší nalepují. Ty však již pod elektronovým mikroskopem nerozlišíme. Zdá se tedy, že jsme odhalili mechanismus vzniku vysokých koncentrací PAH v ostravském ovzduší. Překročení limitů je v této oblasti často 10 - 60 násobné, záleží na ročním období.

Jste si jistí jejich původem?

Tyto nanočástice jsme s pomocí vzducholodi naměřili ve vysokých koncentracích nad komíny v průmyslové zóně. Můžeme tedy dovozovat, že byly z této oblasti přeneseny větrem do zón obytných, kde je lidé mohou vdechnout. Navíc, právě nanočástice těchto velikostí, jsou s vysokou efektivitou zachytávány v plicních sklípcích. Jejich vysoké nabohacení PAH je tedy ze zdravotního hlediska velmi problematické.

Vaše poslední měření proběhlo v roce 2014. Máte indicie, že by se mohlo v této věci v poslední době něco změnit?

Zvýšené koncentrace jsme v roce 2014 změřili nad jednotkou, která byla letos na jaře technologicky upravena, takže současnou situaci neznáme. Ostravská radnice má však dlouhodobě ke společnosti ArcelorMittal, jíž výrobní jednotky patří, vstřícný postoj. Obává se totiž nárůstu nezaměstnanosti. Tento přístup však dle mého názoru není v pořádku, neboť poskytuje Mittalu nezaslouženou konkurenční výhodu proti případným konkurentům, kteří by chtěli přijít s pokročilejší technologií výroby.

A jak vypadají vaše další plány do budoucnosti?

Právě máme za sebou velmi důležitou věc. Posuzovatelé z Českého institutu pro akreditaci, po několikadenních jednáních, doporučili  akreditovat naši laboratoř pro měření velikostních distribucí aerosolových částic v atmosféře. Budeme tak prvním pracovištěm v České republice, které akreditaci pro taková měření má - a to nejen pro Česko, ale i pro celou Evropu.  Od toho si slibujeme velký aplikační potenciál. Naše měření mohou být například rozhodčími v případných právních sporech. Akreditace má také další velkou výhodu - v rámci Operačního programu pro životní prostředí můžeme požádat Ministerstvo životního prostředí o finanční podporu na dovybavení laboratoře.

Děkuji za rozhovor!

ptal se: Michal Andrle