Od konce května 2022 do konce března 2023 byly v ulicích Legerova, Sokolská, Rumunská a jejich okolí rozmístěny nízkonákladové senzory pro měření kvality ovzduší (monitoring NO₂, O₃, PM₁₀ a PM_2,5), meteorologický stožár (MM pro měření teploty, relativní vlhkosti, směru a rychlosti větru pod úrovní střech), přenosný aerosolový Doppler LIDAR (LDR pro měření vertikálních profilů směru a rychlosti větru a výskytu aerosolu) a mikrovlnný radiometr (MWR pro měření vertikálního teplotního zvrstvení atmosféry). Dále byla využita data z profesionální meteorologické a klimatologické stanice Praha Karlov (MS umístěna na střeše budovy MFF UK v Praze) a z referenční dopravní stanice imisního monitoringu Praha Legerova (RM, kde byl rovněž umístěn jeden kontrolní senzor S4). Jednotlivé rozmístění viz Obr. 1.

Obr. 1. Mapa rozmístění měření v rámci projektu TURBAN. S = nízkonákladové senzory pro monitoring kvality ovzduší, LDR = Doppler lidar, MM = mobilní meteorologický stožár, MWR = mikrovlnný radiometr, MS = meteorologická a klimatologická stanice Praha Karlov, RM = referenční dopravní stanice imisního monitoringu Praha Legerova.

Při interpretaci dat naměřených nízkonákladovými senzory je vždy nutné pamatovat na to, že se tato zařízení vyznačují relativně velkou nepřesností. Z tohoto důvodu je také obecně doporučováno zaměřovat se spíše na měřené trendy koncentrací, nikoliv na absolutní hodnoty koncentrací. Jelikož cílem tohoto projektu bylo získat pokud možno co nejrelevantnější údaje o kvalitě ovzduší v různých místech a výškách v zájmové lokalitě, bylo nezbytné průběžně kontrolovat kvalitu naměřených dat a posléze aplikovat vhodné matematické korekce.

Kromě průběhů hodinových koncentrací ve vybraných obdobích jsou prezentovány rovněž mapy s mediány a maximy průměrných hodinových koncentrací zejména NO₂ a PM₁₀ vyhodnocené za celé měřicí období na sledovaných lokalitách. Maximální koncentrace představují horní strop zaznamenaného znečištění v této oblasti, ovšem mohou být ovlivněny intenzivními, ale méně reprezentativními činnostmi, které nelze z dat zpětně vyloučit (emise z cigaretového kouře, stání zásobovacích aut blízko senzorů apod.). Oproti tomu mediány koncentrací lépe vypovídají o dlouhodobém stavu znečištění v lokalitě. Medián je střední hodnota, která rozděluje datový soubor na dvě poloviny, a tudíž není oproti běžnému průměru ovlivňován odlehlými hodnotami ani případnými náhodnými jevy.

Znečištění oxidem dusičitým (NO₂)

V případě měření oxidu dusičitého (NO₂), který je jeden z primárních emisních výstupů z dopravy, byla patrná změna trendu koncentrací NO₂ v pracovním týdnu, kdy je v ulicích vysoká intenzita dopravy, a o víkendu, kdy je provoz aut v těchto ulicích nižší. Dále pak byl v pracovních dnech dobře patrný efekt ranní a odpolední dopravní špičky (v hodinách mezi 6:00 až 10:00 a 16:00 až 20:00 v čase UTC; Obr. 2). Jako nejvíce imisně zatížené se v případě NO₂ projevovaly senzory v ulici Sokolské na křižovatce s Rumunskou (S10 a S11), senzory v ulici Legerova na křižovatce s Rumunskou (S14 a S15) a senzory v Rumunské ulici (S20 a S13; viz mediány koncentrací NO₂ za celé měřicí období na Obr. 3). Nižší koncentrace pak byly zaznamenávány v případě senzorů umístěných na budově školy v Legerově a Sokolské ul. v blízkosti Nuselského mostu (S2, S5, S12 a S18; pravděpodobně důsledkem dobré ventilace z otevřeného prostoru). Nejnižší koncentrace byly naměřeny na tzv. pozaďových lokalitách (dále od dopravního zdroje), tedy na střeše MFF UK v ulici Ke Karlovu (S3), na střeše Le Palais Art Hotelu Prague v ulici U Zvonařky (S16), na pozemku vodojemu PVK (S19) a dále v uzavřeném nádvoří školy VĚDA (S7 a S9 ve vnitrobloku; Obr. 2 a Obr. 3).

Obr. 2. Průběh koncentrace NO₂ (ppb) ve dnech 1. 8. 2022 – 7. 8. 2022 (PO – NE), kdy v pracovních dnech je patrná zvýšená intenzita dopravy v ulicích Legerova, Sokolská a Rumunská. Převodní koeficient: 1 ppb = 1,9125 µg.m^-3.


Obr. 3. Mapa s měřícími body zobrazující mediány hodinových koncentrací NO₂ (ppb; vlevo) a maximální hodinové koncentrace NO₂ (ppb; vpravo) detekované během celého měřícího období (červen 2022 až březen 2023). Senzory byly na šesti lokalitách umístěny ve dvou výškových patrech (viz legenda). Hranice barevných škál v mapě se mezi mediány a maximy liší. Převodní koeficient: 1 ppb = 1,9125 µg.m^-3.

Znečištění aerosolovými částicemi (PM₁₀ a PM_2,5)

U znečištění aerosolovými částicemi byl z měření rovněž patrný rozdíl mezi pracovními dny a víkendem (Obr. 4 a 5). Nicméně obecně v této oblasti nebylo v případě PM₁₀ ani PM_2,5 zaznamenáváno nijak extrémně vysoké znečištění navzdory vysokému dopravnímu zatížení v těchto ulicích. Vysvětlením může být fakt, že doprava není hlavním zdrojem částic PM₁₀ a PM_2,5 v ČR, na rozdíl od oxidů dusíku (NO_X; viz Obr. 6). Doprava může produkovat částice menší velikostní frakce (PM_2,5, PM₁ a menší), které mohou být emitované z nedokonalého spalování motorů. Dále pak emise z otěrů brzd a pneumatik, které jsou součástí částic PM_2,5 a větších. Významný podíl znečištění zde tvoří hrubé částice (opět PM₁₀ a větší), které se dlouhodobě usazují na povrchu vozovky a dochází tak k jejich opakované resuspenzi (viz sekundární prašnost z dopravy na Obr. 6). Obdobný chod koncentrací byl zaznamenáván i na jiných referenčních stanicích vybavených stejnou technologií měření (ekvivalentní optoelektronická metoda pomocí FIDAS200, Palas) avšak méně zatíženými dopravou (viz Obr. 7 porovnání s lokalitou Praha Šrobárova a Praha Řeporyje).

Nejvíce zatíženými byly opět senzory umístěné v ulici Sokolské na křižovatce s Rumunskou (S10 a S11), senzory v ulici Legerova na křižovatce s Rumunskou (S14 a S15) a senzory v Rumunské ulici (S20 a S13; viz mediány koncentrací PM₁₀ za celé měřicí období na Obr. 8). Naopak méně zatížené byly senzory umístěné na budově školy při vyústění k Nuselskému mostu a senzory umístěné na pozaďových lokalitách (podobně jako u NO₂).

Obr. 4. Průběh koncentrace PM₁₀ (µg.m^-3) ve dnech 1. 8. 2022 – 7. 8. 2022 (PO – NE), kdy je patrný rozdíl mezi pracovními dny a víkendem.


Obr. 5. Průběh koncentrace PM_2,5 (µg.m^-3) ve dnech 1. 8. 2022 – 7. 8. 2022 (PO – NE), kdy je patrný rozdíl mezi pracovními dny a víkendem.


Obr. 6. Emise vybraných polutantů z dopravy za rok 2021 v ulici Legerova (Praha).


Obr. 7. Průběh koncentrací PM₁₀ (µg.m^-3) naměřený ve dnech 1. 8. 2022 – 7. 8. 2022 (PO – NE) na referenční dopravní stanici Praha Legerova (ALEGA), na městské pozaďové stanici Praha Šrobárova (ASROA) a na předměstské pozaďové stanici Praha Řeporyje (ARERA). Všechny stanice měří optoelektronickou metodou ekvivalentním zařízením FIDAS200, Palas.


Obr. 8. Mapa s měřícími body zobrazující mediány hodinových koncentrací PM₁₀ (µg.m^-3; vlevo) a maximální hodinové koncentrace PM₁₀ (µg.m^-3; vpravo) detekované během celého měřícího období (červen 2022 až březen 2023). Senzory byly na šesti lokalitách umístěny ve dvou výškových patrech (viz legenda). Hranice barevných škál v mapě se mezi mediány a maximy liší.

Význačné epizody koncentrací PM₁₀ související se zhoršenými rozptylovými podmínkami či dálkovým přenosem aerosolu z lesního požáru v Hřensku

Zvýšené koncentrace PM₁₀ byly dosahovány zejména v období teplotních inverzí, kdy byly zhoršené rozptylové podmínky a z měření teplotního zvrstvení atmosféry mikrovlnným radiometrem byly zaznamenány záporné hodnoty teplotního gradientu (viz příklad ze září 2022 a prosince 2022 na Obr. 9).

V červenci pak 2022 došlo k vypuknutí rozsáhlého lesního požáru v Národním parku České Švýcarsko, přičemž aerosolové znečištění emitované do ovzduší se šířilo napříč republikou i na větší vzdálenosti. Dne 26. 7. 2022 kolem 4. hodiny ráno a kolem 21. hodiny večerní (UTC) zasáhlo toto aerosolové znečištění také Prahu, přičemž nejen referenční stanice Praha Legerova, ale i celá senzorická síť (včetně pozaďových lokalit) velice dobře zareagovala na zvýšení koncentrace suspendovaných částic v celé oblasti Prahy 2 (obr. 10).

Obr. 9. Průběh koncentrace PM₁₀ (µg.m^-3) ve dnech 22. 9. 2022 – 30. 9. 2022 (nahoře) a 8. 12. 2022 – 18. 12. 2022 (dole), kdy je patrný nárůst koncentrací PM₁₀ za podmínek přízemní teplotní inverze (negativní teplotní gradient, TMP_grad0-200).


Obr. 10. Reakce senzorické sítě na aerosolové znečištění transportované z rozsáhlého lesního požáru v Hřensku dne 26. července 2022 v ranních a večerních hodinách.