Únor 2007

Dýchejte zhluboka

Pavel Jungwirth

Vzduch na mořském pobřeží musí být zdravý. Nebo ne? Co spojuje Nový Zéland a Česko? Kdo má děti nebo alespoň dětskou duši, ví, že se na obou místech točí filmy žánru fantasy: Pán prstenů u protinožců a pár scén z Narnie u nás. Méně známou skutečností je, že se v roce 2005 v Praze a před pár týdny ve městě Christchurch na Jižním ostrově Nového Zélandu konalo pracovní setkání vědců studujících procesy ve znečištěném ovzduší přímořských aglomerací.

Konferenci pořádá každý rok Kalifornská univerzita v Irvine. Právě Kalifornie je mekkou badatelů, kteří se zajímají o atmosférickou chemii. Většina obyvatel tohoto státu žije na pobřeží, které je značně znečištěné, zejména v okolí Los Angeles. Kombinace zdejších přírodních podmínek (divoký oceán, vysoké hory a intenzivní sluneční záření) s exhalacemi z rafinerií a milionů automobilů vede k velmi zajímavým procesům. Tedy, zajímavým z pohledu autora a jeho vědeckých kolegů, kteří v jižní Kalifornii vidí modelový případ. Veřejnost je naopak právem znepokojena; v místech, jako je Los Angeles, druhotně vzniká velké množství toxických plynů, například přízemní ozón či chlór. A nejen to: reakce, které tu probíhají, mohou ovlivnit klima.

Nový Zéland na tom zatím není tak špatně. Na území čtyřikrát větším než Česko tu žije méně než polovina obyvatel. Novozélanďané se proto zatím mohou chlubit relativně čistým ovzduším. Některá města, například Auckland, ale velmi rychle rostou a tamní občané rádi a hodně jezdí auty, takže znečištění atmosféry začíná být problém i tam.

Pračky, které špiní

Na konferenci v Christchurch se debatovalo zejména o tom, jakou roli hrají aerosoly rozptýlené v ovzduší. Atmosférické aerosoly jsou malé kapalné či tuhé částice, které se do atmosféry z 90 % dostávají přirozeným způsobem – činností větru, při lámání mořských vln, lesních požárech a vulkanických erupcích. Člověk odpovídá za zbývajících 10 procent, hlavně kvůli spalování fosilních paliv.

Množství aerosolů, někdy také nepřesně nazývaných polétavý prach, je jedním z důležitých indikátorů kvality ovzduší. Obvykle se vyjadřuje indexy PM10 a PM2.5, které udávají koncentraci částic s průměrnou velikostí 10 a 2,5 mikronů (tisícin milimetru). Malé částice, jež se donedávna příliš nesledovaly, se přitom ukazují být zvlášť nebezpečné. Na rozdíl od větších částic se při vdechnutí nezachytí v horních dýchacích cestách (odkud je možno je vykašlat), ale pronikají až do plicních sklípků, kde zůstávají po dlouhou dobu.

Existuje přitom jedna vlastnost aerosolů, která je ze zdravotního hlediska ještě důležitější než velikost částic: jejich chemické složení. Nejhorším zabijákem jsou drobné částice z výfuků špatně seřízených naftových motorů, které obsahují velké množství karcinogenních aromatických uhlovodíků. O tom, jak špatná je situace na jihu Kalifornie, svědčí následující údaje Světové banky: Průměrná roční koncentrace aerosolů PM10 (tedy prachu tvořeného zrny o průměru setiny milimetru) je v Los Angeles 38 mikrogramů na metr krychlový. V Christchurch je to pouze 21 mikrogramů, zatímco Praha s 27 mikrogramy je někde uprostřed (i když údaje Státního zdravotního ústavu z roku 2003 pro Prahu jsou vyšší a dosahují hodnoty 40). Odhaduje se, že zvýšení koncentrace částic o 10 mikrogramů na metr krychlový je zodpovědné za nárůst mortality o půl až jedno procento. S tím souvisí hygienické normy pro index PM10. Tyto normy se liší stát od státu a je trochu ironické, že více méně kopírují stávající hladinu koncentrací PM10 v dané zemi. Například na Novém Zélandu je norma 20, zatímco v USA 50 mikrogramů na metr krychlový. U nás se v současnosti připouští 40 mikrogramů na metr krychlový, uvažuje se ale o snížení normy na polovinu k roku 2010.

Znečištěný vzduch nedýcháme jen na ulici; ve vyspělém světě dnes lidé tráví většinu času v uzavřených prostorech. Například průměrný Kaliforňan prožije 89 % času doma a v kanceláři, 6 % času v autě a jen 5 % času pod širým nebem. Přesto donedávna kvalitu vzduchu uvnitř místností nikdo systematicky nestudoval. Časy se ale mění a o kvalitu ovzduší v budovách se dnes zajímají nejen vědci, ale i byznys.

V Christchurchu byla prezentována srovnávací studie domácích praček vzduchu, široce propagovaných na americkém trhu a běžně používaných i u nás. Výsledky jsou dost překvapující. Výzkum ukázal, že většina „praček“ produkuje škodlivý ozón v množstvích převyšujících hygienické normy (přízemní ozón ničí lidské plíce i vegetaci, zatímco ten stratosférický chrání planetu před škodlivým UV-zářením). Ozón unikající z těchto zařízení navíc reaguje s těkavými organickými látkami, které jsou běžnou součástí například čisticích prostředků, a vznikají tak sekundární aerosoly. Některé pračky vzduchu dokonce produkují více těchto částic, než samy zachytí, nazývat je proto čističkami je klamavá reklama.

Obilí na vrcholcích hor

V souvislosti se změnou klimatu obvykle slýcháme o skleníkových plynech, hlavně o oxidu uhličitém a metanu. Jejich roli více méně známe. Klima ale ovlivňují i aerosoly v ovzduší – problém je, že dodnes přesně nevíme jak.

Všeobecně se předpokládá, že částice aerosolů vzniklé lidskou činností přispívají spíše k ochlazování než k ohřívání planety. Nejsme si ovšem jisti, zda jde o zanedbatelný efekt, či zda aerosoly mohou vliv skleníkových plynů alespoň do určité míry kompenzovat. Pokud se potvrdí, že aerosoly hrají důležitou roli, může se snaha vyčistit vzduch městských aglomerací dostat do překvapivého rozporu s úsilím bránit se globálnímu oteplování.

Přesné vysvětlení „klimatické“ role aerosolů není jednoduché. Proč se ale vyplatí studovat aerosoly právě v blízkosti moře? V ovzduší tu převládají částice mořské vody, vznikající na hladině při lámání vln. Ve znečištěných oblastech se obalují vrstvou organických polutantů, na kterou pak útočí přízemní ozón (který vzniká zejména působením slunečního záření na produkty spalování uvolněné z automobilových motorů či průmyslových podniků). Výsledkem je komplikovaný systém, v němž se rozhoduje o tom, jak moc budou aerosoly zdraví škodlivé a jakým způsobem ovlivní klima. Právě do těchto vztahů se snažíme proniknout. Na výzkumu se podílejí kromě Američanů také Novozélanďané a naše pražská skupina.

Vraťme se ale ještě na okamžik k protinožcům: Ačkoli znečištění ovzduší v blízkosti moře není na novozélandských ostrovech zatím tak vážné, místní politici si začínají uvědomovat, že jde o problém, kterým se budou muset zabývat. Nutí je k tomu mimo jiné i skutečnost, že Nový Zéland na rozdíl od USA a sousední Austrálie podepsal Kjótský protokol.

Zdá se ovšem, že novozélandská veřejnost na rozdíl od politiků příliš dobře informována není. Mohu-li tak ovšem usuzovat ze zážitku z večerní procházky s kolegy po jednom z krásných parků v Christchurchu, kde jsme narazili na hlouček kolem pouličního kazatele. Ten se s námi dal do řeči a jako pravý Novozélanďan rozvinul zdvořilou debatu o počasí. Když zjistil, že o podnebí a klimatu něco víme, ožil a předložil nám vlastní verzi významu globálního oteplování. Jde o znamení druhého příchodu Krista, neboť Písmo praví, že tehdy obilí růsti bude i na vrcholcích hor. Není proto třeba nic dělat, stačí v klidu vyčkat věcí příštích. Jako bych poslední větu už někde slyšel: Co má společného novozélandský blouznivec a někteří vysoce postavení čeští politici?

Proč o víkendu více prší

Zdá se, že aerosoly působí v ovzduší opačně než skleníkové plyny – vedou k ochlazování. Jejich vliv je přímý a nepřímý. Ten první souvisí s redukcí slunečního záření dopadajícího na povrch Země. Setkali se s ním už naši předkové – po mohutných vulkanických erupcích, kdy se do vzduchu dostalo ohromné množství aerosolů (prachu apod.), pronikalo k zemskému povrchu menší množství slunečních paprsků. Ochladilo se, často nastala neúroda a hladomor.

Nepřímý efekt je komplexnější. Nachází-li se v atmosféře zvýšené množství částic, bude na nich kondenzovat více kapiček vody. Při zhruba konstantním objemu vody v atmosféře to znamená, že vodní kapičky budou v průměru menší, než by byly v čistém ovzduší. Malé kapičky vydrží v atmosféře v podobě mraků déle než velké (které mají větší šanci se srážet a nakonec v podobě deště spadnout na zem). Více mraků, které přetrvají déle, znamená více odraženého slunečního záření, a tedy ochlazování zemského povrchu. Mimochodem, tento nepřímý efekt je také jediným rozumným vysvětlením notoricky známého faktu, že o víkendu, kdy do ovzduší vypouštíme méně částic, více prší.

(Respekt, www.respekt.cz)