Boj proti znečištění: Komplexní pohled na problematiku

Přestože se jedná o jednu z nejrozšířenějších a nejviditelnějších forem znečištění na světě, bývá boj proti světelnému smogu leckdy upozaděn. S masovým rozšířením elektrického osvětlení v průběhu 20. století začala intenzita umělého světla celosvětově růst, a to tempem, které dnes přesahuje dvě procenta ročně. Světelné znečištění vzniká tehdy, když je umělé světlo, typicky veřejné osvětlení, používáno nadměrně nebo nevhodně.

Dopady znečištění na životní prostředí a zdraví

Nadměrné užití umělého světla zvyšuje přirozenou úroveň jasu v našem prostředí a narušuje tak podmínky, jimž jsou lidé, zvířata i rostliny evolučně přizpůsobení. Absence tmy v noci narušuje cirkadiánní rytmy - naše vnitřní biologické hodiny. Rozhozené cirkadiánní rytmy umělým osvětlením vedou ke zhoršené kvalitě spánku a to zkrácením hlubokého spánku a zejména REM fáze. Dlouhodobé poruchy spánku vyvolané světelným znečištěním jsou pak stále častěji spojovány se zvýšenými hladinami stresu, poruchami nálad, depresemi a úzkostmi či dalšími zdravotními následky jako je vysoký tlak, obezita, cukrovka či vyšší riziko srdečních onemocnění. Města by proto měla při plánování osvětlovacích systémů výslovně počítat s ochranou cirkadiánního a psychického zdraví. např. omezení nočního umělého osvětlení v rezidenčních oblastech, použitím „chytřejšího“ nočního osvětlení či omezení nepřetržitého nočního režimu v provozech, kde to není nezbytně nutné (např.

Světelné znečištění také významně narušuje chování mnoha živočišných i rostlinných druhů. Silné umělé osvětlení je však může oslnit, či dokonce dezorientovat, zvlášť při průletech nad městy, a tak významně přispívá k úbytku populací zpěvných ptáků v posledních desetiletích. Stěhovaví ptáci létají zpravidla v noci a orientují se tak podle hvězd a Měsíce. Reprodukční chování hmyzu je úzce závislé na přirozeném světle, a tak i slabé světelné znečištění může narušit kladení vajíček, které vyžaduje co největší tmu. Dvě třetiny bezobratlých jsou nočními živočichy. Umělé světlo je tak přitahuje, vyčerpává a zabíjí. Osvětlená noční obloha také narušuje jejich reprodukční systém.

V neposlední řadě noční osvětlení uměle prodlužuje den, což narušuje přirozené životní cykly rostlin a ovlivňuje jejich růst, kvetení i opadávání listů. Jinými slovy, ekosystémy kvůli světelnému znečištění více uhlíku vypouštějí, ale nepohlcují. Umělé osvětlení zvyšuje takzvanou respiraci ekosystémů, tedy množství oxidu uhličitého, které rostliny i mikroorganismy v noci uvolňují. To vede k celkově nižší schopnosti našeho ekosystému ukládat uhlík, a narušuje tak celkovou uhlíkovou bilanci. Problémem však je, že zároveň nedochází ke zvýšení fotosyntézy, která by CO₂ z atmosféry odčerpávala.

Podle Akademie věd ČR však vede nesprávné a neefektivní používání umělého světla k výraznému plýtvání energií, a tak i k obrovskému množství zbytečně vyprodukovaných emisí. Osvětlení dnes tvoří zhruba čtvrtinu celosvětové spotřeby elektřiny. Za tímto prudkým nárůstem světelného smogu stojí zejména levné a velmi silné LED zdroje, které umožňují svítit více, déle a často i tam, kde to není potřeba.

Čtěte také: Jak se bránit proti chemickému znečištění?

Řešení a legislativní opatření

Světelné znečištění je jedním z mála environmentálních problémů, které lze zmírnit téměř okamžitě. Omezení nadměrného osvětlení navíc nejen šetří energii a peníze, ale také snižuje emise z fosilních elektráren, které vyrábějí elektřinu na svícení. Dobrou zprávou je, že řešení existují a mnohá z nich jsou překvapivě vcelku jednoduchá. Výzkumy ukazují, že až tři čtvrtiny uměle způsobeného jasu noční oblohy způsobuje světlo unikající přímo ze špatně navržených lamp.

Jak moc je noční osvětlení intenzivní si v dubnu roku 2021 ověřilo brněnské obyvatelstvo. Následně byly pořízeny snímky ze země i z letadla, které ukázaly rozsah světelného znečištění a pomohly určit jeho hlavní zdroje. V rámci experimentu Noc v Brně Technické sítě Brno ve spolupráci s městem, Vysokým učením technickým a hvězdárnou dočasně vypnuly více než čtyřicet tisíc lamp veřejného osvětlení. O rok později došlo v Brně k dalšímu posunu. Vedení města schválilo dokument s názvem Doporučená svítidla pro veřejné osvětlení, ve kterém mimo jiné stanovilo maximální intenzitu osvětlení a upřesnilo technické parametry.

Současně se čím dál častěji uplatňují chytré technologie veřejného osvětlení, například senzory pohybu, programování intenzity světla podle času či frekvence pohybu osob a vozidel, čímž se výrazně snižuje světelné znečištění. Jak popsal provozně-technický ředitel Technických sítí Brno Josef Šaroun pro magazín Inodpady.cz, „díky tomu (t.j. chytré technologii - pozn. autora) můžeme snižovat intenzitu svítidel v době, kdy není potřeba. Města jako Dublin, Lisabon či Stockholm omezila dobu svícení vánočních a dekorativních světel na hlavních ulicích a náměstích. K výraznému omezení veřejného osvětlení došlo také během pandemie COVID-19 a v rámci energetické krize v roce 2022. Částečně šlo však také o symbolický krok a spíše preventivní opatření k úsporám energie.

Koneckonců všechna města a všechny státy mohou pomoci v boji proti světelnému smogu zavedením jasných pravidel pro osvětlování. Ostatně už v roce 2002 se Česká republika stala první zemí na světě, která přijala zákon omezující světelné znečištění. Nové normy tehdy nařídily, aby všechna venkovní svítidla měla clonu bránící světlu mířit vzhůru, aby tak zbytečně neosvětlovaly oblohu. Zákon byl však k 1. 9. 2012 zrušen, čímž ustanovení ke snížení světelného znečištění z celonárodní legislativy vypadlo.

Aktuální legislativa v ČR

Ministerstvo životního prostředí ČR (MŽP) se problematice světelného znečištění začalo systematicky znovu věnovat v roce 2017, kdy vznikla mezirezortní pracovní skupina. Dokument zavádí pět „zón světelného prostředí“, pro které jsou stanoveny horní limity světelně-technických parametrů tak, aby byly vytvořeny dostatečné světelné podmínky pro konkrétní činnosti, ale zároveň omezeny nežádoucí účinky světla na okolní prostředí. V roce 2021 pak MŽP vydalo Jednoduchou osvětlovací příručku (v pořadí již druhou), sestavenou odbornictvem na světelné znečištění a konzultovanou s odbornictvem na světelnou techniku. Konkrétním krokem v boji proti světelnému smogu se stala technická norma ČSN 36 0459 o Omezování nežádoucích účinků venkovního osvětlení, která vstoupila v platnost v březnu 2023.

Čtěte také: Jak čistit spáry

Současně v roce 2023 vydalo MŽP Příručku správného osvětlování, která reflektuje právě novou českou normu ČSN 36 0459 a konkretizuje požadavky na technická řešení zajišťující bezpečné a kvalitní osvětlení při minimálním světelném znečištění. Posílení právní ochrany v oblasti světelného znečištění tak přinesl až nový stavební zákon a jeho prováděcí předpisy, které vstoupily v účinnost 1. Vyhláška č. 146/2024 Sb. poprvé stanovila povinnost omezovat nežádoucí účinky venkovního osvětlení, čímž poskytla stavebním úřadům, orgánům ochrany přírody i občanům*kám konkrétnější oporu při posuzování nových staveb a rekonstrukcí. Přestože norma stanovuje ambiciózní standard, sama o sobě není právně závazná.

Zahraniční přístupy

Světelné znečištění je v posledních letech stále častěji předmětem občanských podnětů, přesto však bylo až do roku 2023 v českém právním řádu řešeno pouze okrajově. Dle vyjádření krajské hygienické stanice Moravskoslezského kraje se většina podnětů přitom týká obtěžování světelnou reklamou, zejména vysokou svítivostí či blikáním. I přesto patří Berlín mezi evropská města s relativně mírným světelným znečištěním. V Německu taktéž neexistuje jednotná národní regulace, která by zásadně omezovala světelný smog. Velká část města stále obsahuje nezastavěné či zelené oblasti s nízkou intenzitou umělého světla, které slouží jako důležité „tmavé zóny“ pro noční živočichy a přirozené noční prostředí.

Berlín zároveň postupně vypíná osvětlení na dálnicích s cílem snížit světelné znečištění, emise CO₂ a také provozní náklady. Ve Francii zase zákon z roku 2013 ukládá všem nebytovým objektům vypínat vnitřní osvětlení jednu hodinu po odchodu posledního pracovníka a exteriérové či výkladní osvětlení do první hodiny ranní, s výjimkou vánočního období či speciálních akcí. Stejně tak i Slovinsko vydalo v roce 2007 celozemskou vyhlášku zaměřenou na ochranu přírody, obytných prostor, astronomických pozorování a snížení spotřeby energie. Stejně tak i v Rakousku norma ÖNORM Ö 1052 stanovuje provozní dobu osvětlení mimo bezpečnostní účely.

V Nizozemsku například společnost Luminext vyvinula modulární systém veřejného osvětlení, který upravuje intenzitu světla podle potřeby. Osvětlení v ulicích se rozsvítí na maximum jen při průchodu lidí nebo průjezdu vozidel a jinak zůstává ztlumené. Nové technologie ale nabízejí i flexibilnější přístup. Tyto příklady ukazují, že evropské státy hledají různé cesty, od technických norem až po časová omezení, k vyvážení bezpečnosti, úspor energie a ochrany nočního prostředí.

Hmotnostní spektrometrie v boji proti znečištění ovzduší

Znečištění ovzduší je celosvětový problém, který ohrožuje zdraví lidí a životní prostředí. Hmotnostní spektrometrie je instrumentálně analytická technika, která dokáže ve stopových množstvích určit strukturu organické látky. Klíčovou roli v podobných systémech mají právě hmotnostní spektrometry. Ta metoda je velmi citlivá a velmi rychlá, dokáže pracovat ve velmi složitých směsích, a je tudíž předurčena pro analýzu škodlivých látek.

Čtěte také: Pornhub a záchrana planety

Hmotnostní spektrometry můžou měřit kdekoliv a cokoliv, v tom je jejich základní přednost. Vědci usilují, aby se spektrometry rozšířily víc. Výhodou hmotnostní spektrometrie je, že ten samý systém dělá chemický i biologický monitoring dohromady. Jde o včasné varování. Fyzikální chemie posunula tuto metodu tak daleko, že pro vypátrání nějaké konkrétní látky jako stopa postačuje naprosto mizivé množství molekul. Musíme monitorovat například prostory metra po 24 hodin 7 dní v týdnu. Tohle monitorování nepotřebuje lidskou obsluhu a je opravdu spolehlivé.

Specifické bojové chemické látky zanechávají malé stopy a speciální zařízení hmotnostní spektrometrie je zpravidla najde. K výrobě chemických látek jsou potřeba nějaké výchozí látky. A my vyvíjíme z hmotnostní spektrometrie metody, kterými jsme schopni prokázat přítomnost těchto látek třeba v povrchové vodě, v rybniční vodě, ve vodě z řeky. My se zabýváme právě látkami z tohoto seznamu a jsme schopni prokázat jejich přítomnost třeba ve vzorcích vody. Přístroje dokáží zjistit chemické složení na základě jedné fyzikální veličiny, totiž hmotnosti. Je to vlastně taková superjemná váha, která umí vážit molekuly.

Historie a využití hmotnostní spektrometrie

Hmotnostních spektrometrů, tedy ve vědeckém žargonu hmotníků, je celá řada. Je to pozoruhodné, ale přímo za vývoj této metody byly uděleny čtyři Nobelovy ceny, ta první někdy kolem roku 1906, jestli se nemýlím, za věci, které souvisely s konstrukcí prvního hmotnostního spektrometru. Hmotnostní spektrometrie se během století rozšířila prakticky do všech oblastí vědy a techniky. Začátkem 20. století výzkum začal s velmi jednoduchými látkami, vzácnými plyny.

S její pomocí se dají poznat těkavé látky, látky organické včetně těch nejsložitějších - bílkovin. Hmotnostní spektrometrie má velký význam v oblasti biologie, medicíny a přírodních věd. V minulých deseti letech došlo k obrovskému rozvoji ve využití hmotnostní spektrometrie pro studium bílkovin a také DNA. Na této chemii je závislý život každé buňky, život celého člověka.

Čeští vědci vyvíjejí také vlastní jedinečné přístroje. První součást je terčík, na kterém máme nanesen náš vzorek. Ionty letí analyzátorem, a toto je analyzátor z doby letu. Kromě toho, že měříme vlastně přesné hmotnosti, tak ve speciálních experimentech se dají měřit i energie těch iontů. Ale pro klasickou strukturní analýzu stačí ta informace o molekulární hmotnosti, ta je velmi přesná. Náš vzorek, tedy molekuly, v tomto případě jsou to ty žluté kuličky, jsou rozpuštěny v kapce matrice. Matrice je látka, která musí být třeba při této analýze přítomná.

Konkrétně tady tato ionizační technika, to znamená způsob, jak vyrábíme nabité částice, ionty, se jmenuje technika MALDI. Je to zkratka pro Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization, česky tedy: desorpce laserem za přítomnosti matrice. Analýza tkání, respektive třeba pokožky pacientů by nešla dělat tímto způsobem, laserem. Ale používá se na to jiná ionizační technika, která se jmenuje desorpční elektrosprej, a to je natolik jemná technika, že nedojde k poškození tkáně živého pacienta.

Využití v lékařství a monitoringu životního prostředí

První změny v lidském těle odhalí hmotnostní spektrometrie dlouho před tím, než propuknou takové nemoci, jako je rakovina, leukémie, Bechtěrevova choroba, cukrovka nebo třeba poruchy ledvin. Na živém člověku lze udělat přímou analýzu látek, které jsou přítomny na jeho pokožce, ať je to třeba jeho ukazovák. Hmotnostní spektrometrie odhalí poruchy i u ještě nenarozených dětí. Jsme schopni určit velmi rychle, že ten člověk snědl nějaké léčivo nebo nějakou drogu, vlastně jaké cizorodé látky jsou přítomny v tom člověku, protože ony se vylučují. Včasná diagnóza znamená první krok pro úspěšnou léčbu.

To mohou být bílkoviny nebo i nízkomolekulární látky. To mohou být látky i opravdu velmi malé, třeba formaldehyd, který pokud jsme schopni detekovat v dechu pacienta, jsme schopni tím pádem i určit, že má nějaký patologický stav. Můžeme použít pro identifikaci dané choroby skupinu molekul, které se říká markery. Ten hmotnostní spektrometrista když vyhodnocuje tu analýzu, to své hmotnostní spektrum, tak ten výsledek posílá přes internet právě do takovéto databáze. Jejich identifikace a současně i kvantitativní zhodnocení, to znamená odpověď na otázku, kolik příslušných bílkovin je v dané tkáni nebo v buňce, to jsou všechno otázky, na které hmotnostní spektrometrie dává odpověď.

Nebýt spektrometrů, chyběly by lidem zásadní informace o znečištění vod nebo vzduchu. Metody hmotnostní spektrometrie při studiu globálního oteplování používá např. nositel Nobelovy ceny z roku 1995 Paul Crutzen. Například skleníkové plyny, které ohřívají atmosféru, jsou měřeny pomocí hmotnostní spektrometrie. Podobně jako skleníkové plyny pomáhá hmotnostní spektrometrie měřit i množství ozónu v atmosféře nebo různé aerosolové částice.

Další metody boje proti znečištění ovzduší

Kromě hmotnostní spektrometrie existuje řada dalších metod a technologií, které se používají v boji proti znečištění ovzduší. Mezi ně patří:

• Filtrace vzduchu: Použití filtrů HEPA a aktivního uhlí k odstranění částic a plynných znečišťujících látek ze vzduchu.
• Ionizace: Rozptylování negativně (a/nebo pozitivně) nabitých iontů do vzduchu, které se vážou k částicím a způsobují jejich usazování.
• UV lampy: Použití ultrafialového záření k ničení mikroorganismů ve vzduchu.
• Fotokatalytická oxidace (PCO): Použití UV lamp spolu s katalyzátorem k likvidaci plynných znečišťujících látek.

HEPA filtrace

HEPA filtr je tradičně definována s minimální účinností odstraňování všech částic 99,97% 0,3 mikrometrů a větší. Filtrační média skutečného HEPA filtru jsou vyrobena ze submicronických skelných vláken v tloušťce a textuře podobné savému papíru. High Efficiency Particulate Air (HEPA) filtry, dříve zvané vysoce-účinné pojistky částic, byla původně vyvinuta během druhé světové války, aby se zabránilo propouštění radioaktivních částic z výstupů zařízení jaderných reaktorů. Podle slov Americké plicní asociace, se považuje za "opravdový" HEPA filtr ten, který nepropustí více než 3 částice z 10 000 částic.

Solární energie

Solární panely tedy nabízejí řadu výhod, které přesahují rámec jednoduché úspory energie nebo peněz. Investováním do solární energie se stáváme méně závislými na fosilních palivech. Kromě emisí CO2 spalování fosilních paliv produkuje také další škodlivé polutanty, které znečišťují naše ovzduší. Většina elektrické energie na světě se stále vyrábí ze spalování fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a zemní plyn. Hlavní přínos solárních panelů pro životní prostředí je značné snížení emisí skleníkových plynů, zejména oxidu uhličitého (CO2). Tradiční elektrárny často vyžadují obrovské množství vody pro svůj provoz, zejména k chlazení.

Drony pro sběr prachu

Česká zemědělská univerzita rozbíhá zajímavý předaplikační projekt, který se pokusí naučit drony odebírat částice prachu z ovzduší. Vědci si pro testování této metody vybrali Moravskoslezský kraj. Princip je ten, že se přivádí velmi vysoké napětí na elektrody, které pomocí přitažlivých sil zachycují prachové částice. Jediný dron by měl sbírat částice v různých časových intervalech.

„Nasbírané částice chceme podrobit fyzikálnímu i chemickému rozboru. Provoz bezpilotních letounů se řídí přísnými pravidly, která určuje Úřad pro civilní letectví. Druhou, a stejně důležitou fází je fáze analytická. „Pak bude následovat mineralogická i izotopová analýza...

Nákladnost a efektivita metod

Naprosto nekompromisní metoda má ale i své nevýhody. Je to třeba cena přístrojů, které jsou schopny určit, z čeho se skládají věci kolem nás. Nejdražší český hmotnostní spektrometr stál desítky milionů Kč. Spektrometrické monitorování je velmi nákladné.

Dopadají HEPA filtry, UV lampy a PCO v testech?

Na koncentraci ozónu má vliv mnoho faktorů, včetně množství ozonu produkovaného stroji, velikost vnitřního prostoru, množství materiálu v místnosti, s níž ozón reaguje, venkovní koncentrace ozonu, a výše větrání. Některé studie ukazují, že koncentrace ozónu vyrobené generátory ozónu mohou překročit hygienické normy, i když se následují pokyny výrobce. Tyto faktory způsobují, že je obtížné kontrolovat koncentrace ozónu za všech okolností.

Koncentrace ozónu by musely výrazně překročit hygienické normy, aby byly účinné při odstranění většiny znečišťujících látek v ovzduší. Dostupné vědecké důkazy ukazují, že v koncentracích, které nepřesahují hygienické normy, ozón je obecně neúčinný v kontrole znečištění vnitřního ovzduší. V procesu reakce s chemickými látkami v interiéru, může ozón produkovat další chemikálie, které samy o sobě mohou být dráždivé nebo žíravé.

Ačkoli u UV záření bylo prokázáno, že ničí mikroorganismy v určité vlnové délce a po určité době expozice a intenzity světla, UV lampy nejsou spolehlivým způsobem pro sterilizaci vzduchu. EPA (Agentura ochrany životního prostředí)"PCO čističky vzduchu používají UV lampy spolu s látkou, tzv. katalyzátorem, který reaguje se světlem. UV lampy vytvářejí zvýšená zdravotní rizika, problém s likvidací a zvýšení nákladů. Pravděpodobným důvodem, proč někteří výrobci zahrnují UV lampy do HEPA čističek vzduchu není jejich touha zvýšit efektivitu systémů, protože nelze zaručit, že bakterie budou skutečně spoehlivě zničeny pomocí UV lampy.

"Užitečnost PCO čističek vzduchu v domácnostech je omezena, protože katalyzátory dostupné v současné době jsou neúčinné v ničení plynných znečišťujících ve vnitřním prostorách. Někteří výrobci tvrdí, PCO čističkami vzduchu lze odstranit tabákový kouř, mikroorganismy, a další znečišťující částice ve vnitřních prostorách, i když přístroj není určen k odstraňování částic."

Srovnání metod boje proti znečištění ovzduší

Závazek EU k nulovému znečištění

Evropská unie si pro nadcházející desetiletí stanovila ambiciózní plány, jejichž cílem je výrazně snížit emise a znečištění. Patří mezi ně i nedávno spuštěný Akční plán pro nulové znečištění, který se zaměřuje na snížení znečištění ovzduší, vody a půdy na úrovně, které již nebudou považovány za škodlivé pro lidské zdraví a životní prostředí. Ačkoli změna klimatu výslovně nespadá do oblasti působnosti Akčního plánu pro nulové znečištění, je zřejmé, že dosažení jeho cílů nám pomůže se přiblížit k nulovým čistým emisím, stejně jako boj proti změně klimatu přispěje ke snížení úrovní znečištění.

Jedná se o velmi široké téma, které se obtížně definuje, ale jedním z klíčových cílů je podněcovat a podporovat začlenění prevence znečištění do všech příslušných politik EU. Mezi další zásadní prvky plánu patří řešení nerovností v oblasti expozice znečištění, lepší implementace a prosazování předpisů, kolektivní opatření a změny v celé společnosti, podporování globálního posunu vstříc nulovému znečištění a rozvoj integrovanějšího přístupu k monitorování znečištění.

Akční plán také potvrzuje, že v zájmu dosažení vytyčených cílů musíme zajistit, aby politická opatření byla založena na prevenci znečištění u zdroje, přičemž uvádí, že koncepty, jako je sanace znečištění životního prostředí nebo koncové odstraňování vzniklého znečištění, jsou jako dlouhodobá opatření méně udržitelná. Akční plán zahrnuje požadavek, podle něhož mají EEA a Společné výzkumné středisko Evropské komise vypracovat Hodnocení a výhled nulového znečištění.

Musíme být schopni efektivně sledovat plnění cílů v rámci dosahování nulového znečištění, abychom pochopili, v jakých oblastech se nám daří, kde postupujeme pomaleji a kde potřebujeme získat další znalosti. Náš současný styl života již nyní přesahuje možnosti naší planety. Znečištění ovzduší, půdy a vody má významné negativní dopady na naše zdraví a ekosystémy.

tags: #boj #proti #znecisteni #co #to #je

Oblíbené příspěvky:

• Odpadová revoluce v Plzni
• Aktuální dění ohledně jaderného odpadu
• Důležitost řízení ekosystému
• O vázaných a volných glyceridech
• Stavíme domečky pro zvířata a děti