Praktické zkušenosti s měřením kvality ovzduší ve městech

Znečištění ovzduší je velmi aktuální téma, a vzhledem k jeho dopadům na zdraví člověka také nadmíru závažný problém. Neoddiskutovatelným faktem je nutnost kontinuálně měřit kvalitu ovzduší za účelem sběru dat nutných k pochopení příčin tohoto stavu. Je však důležité uvědomit si, že koncentrace látek ve vnějším ovzduší, resp. škodlivin, které jsou sledovány, se pohybují v desítkách µg.m-3, to znamená, že měříme desítky molekul škodliviny v miliardě molekul vzduchu. Aby bylo možné stanovit takto nízké koncentrace, jsou na měřicí přístroje kladeny nejvyšší technické nároky. Nicméně v praxi jsou k měřením znečištění ovzduší využívány nejrůznější typy přístrojů, čidel či analyzátorů, lišící se pořizovací cenou, provozními náklady, a tím i přesností a nejistotou měření. To vše se zákonitě odráží v kvalitě dat, která tyto přístroje poskytují. K přístrojům poskytujícím nejpřesnější data patří ty, které měří na základě referenčních metod. To jsou metody, které jsou dle současného poznání a vědomostí o problematice měření kvality ovzduší nejlépe schopny popsat aktuální stav znečištění ovzduší. Nevýhodou je, že jeden typ přístroje/analyzátoru umožňuje měřit pouze jednu škodlivinu (např. oxid uhelnatý), případně více modifikací jedné škodliviny (např. oxidy dusíku). K získání informací o celkové kvalitě ovzduší je tak nutné vlastnit více analyzátorů. V současné době jsou využívány i kompaktní systémy pro měření kvality ovzduší, jejichž vybavení je plně srovnatelné se stacionárními stanicemi či mobilními zařízeními, ale vnější rozměry jsou mnohem menší (viz obrázek 1). Nevýhodou výše uvedených přístrojů jsou kromě vysoké pořizovací ceny také vysoké provozní náklady. Výhodou pak je fakt, že měření mají oporu v legislativě (zákon č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší). Provoz výše uvedených měřicích systémů je finančně nákladný, a proto je logické hledat ekonomicky přijatelnější řešení. Nejčastěji jsou tak využívány elektrochemické senzory. Principem měření je vznik chemické vazby mezi molekulami analyzátoru a měřené látky. Tato vazba však může vzniknout jen mezi určitými molekulami a za určitých podmínek. A právě nutnost zajistit konstantní podmínky pro činnost senzorů je hlavním limitujícím faktorem jejich využití. Výhodou přístrojů založených na elektrochemických senzorech je jejich nízká pořizovací cena v porovnání s přístroji používajícími referenční metody měření. ##*Bohužel tyto senzory mají daleko více záporných vlastností, které významně negativně ovlivňují jejich využití pro měření kvality vnějšího ovzduší.*## Zejména je to nestálost při změnách meteorologických podmínek z výše uvedených důvodů. Bohužel se někteří výrobci řešení postavených na internetu věcí mnohem více zabývají vlastním přenosem dat do dalších zařízení, ale vůbec ne kvalitou naměřených dat jako takových. ##IoT pilot na Spořilově## I přes zmíněná omezení jsou velmi často tyto přístroje používány pro sestavení různých alternativních sítí měření kvality ovzduší. Příkladem může být projekt Trafficsensnet (č. TA02031405). Cílem byl vývoj, rozmístění a provoz experimentální senzorické sítě pro monitoring životního prostředí a následného řízení dopravy. Základem měřicí jednotky je senzorická deska vlastní výroby osazená elektrochemickými senzory, umožňující měřit celou řadu škodlivin v ovzduší. Senzory byly v rámci pilotní studie rozmístěny v oblasti Praha-Spořilov. Bohužel v současné době, po skončení projektu, lze dohledat pouze data o aktuální hlukové zátěži v dané lokalitě ze sedmi jednotek. Data o kvalitě ovzduší, resp. data s koncentracemi škodlivin v ovzduší dohledatelná nejsou. ##Další neúspěšné pokusy## Podobné projekty byly realizovány i v zahraničí, například projekty OpenSense a OpenSenseII podporované výrobcem senzorů Nano-Tera (www.nano-tera.ch), kdy byly senzory umístěny na autobusech městské dopravy v Lausanne a tramvajích městské hromadné dopravy v Curychu. Bohužel bližší informace o využívaných senzorech ani data o kvalitě ovzduší nelze dohledat. V odborné literatuře je možné najít informace o dalších studiích s aplikací sítí mobilních elektrochemických senzorů, např. v Cambridge ve Velké Británii, Valencii ve Španělsku či v Lagosu v Nigérii (Maed et al., 2013). Velmi aktuální je rovněž snaha přinést informace o kvalitě ovzduší běžným lidem žijícím na určitém území; jsou proto vytvářeny různé komunitní sítě. Příkladem je Air Quality Egg (2015), která využívá elektrochemické senzory, jež jsou součástí chytrých telefonů. Tato celosvětová síť je v podstatě dobrovolnou aktivitou lidí, které zajímá kvalita ovzduší v prostředí. Lidé se zaregistrují na internetu, připojí elektrochemický senzor k chytrému telefonu a data o kvalitě ovzduší jsou automaticky zasílána na internet a zobrazují se na mapě.##*Nicméně data, která jsou na internetové stránce prezentována, jsou značně zavádějící a rozhodně nepopisují reálný stav ovzduší.*## Z mého pohledu odborného garanta je daleko smysluplnější například aplikace SmogAlarm vyvinutá v České republice, která v telefonu zobrazuje data o kvalitě ovzduší z měřicích stanic Českého hydrometeorologického ústavu.