Baryum pro zelenou, měď pro modrou a další mňamky z ohňostrojů

Když každý rok těsně po půlnoci na Silvestra vidím ty pestrobarevné světelné efekty, vzpomenu si na první hodinu laborek z analytické chemie na střední škole. Tehdy jsme se učili určovat obsah látek podle barvy plamene. Právě tato znalost je jedním ze základů umění vytvořit krásně barevný ohňostroj. Pojďme se tedy podívat z čeho a jak vzniká ta krása na obloze a v čem tkví zásadní problém pro přírodu.

Ohňostroje jsou v podstatě aplikovaná chemie v té „nejkrásnější“ podobě. To, co vidíme jako barevné efekty, je výsledek dvou hlavních procesů: inkandescence (záření rozžhavených pevných částic) a luminiscence - světlo vyzařované atomy, které přijaly vnější energii.

„Otisk prstu“ kovu

Když se pečlivě namíchaná pyrotechnická směs (slož) zahřeje na vysokou teplotu, dodaná energie „vybudí“ elektrony v atomech kovů. Tyto elektrony přeskočí na vyšší energetickou hladinu, a když se vracejí zpět do původního stavu, uvolní přebytečnou energii ve formě světla (fotonů). Pro každý kov specifická vlnová délka tohoto světla pak určuje barvu, kterou vidíme. Tady je základní přehledová tabulka.

Barva	Prvek	Sloučenina
Červená	Stroncium (Sr)	Dusičnan strontnatý, uhličitan strontnatý
Oranžová	Vápník (Ca)	Chlorid vápenatý, síran vápenatý
Žlutá	Sodík (Na)	Dusičnan sodný, kryolit
Zelená	Baryum (Ba)	Chloristan barnatý, dusičnan barnatý
Modrá	Měď (Cu)	Chlorid měďný, acetoarsenit měďnatý
Fialová	Měď + Stroncium	Směs sloučenin mědi a stroncia
Stříbrná / Bílá	Hliník (Al), Hořčík (Mg)	Čisté kovy (ve formě prášku nebo špon)
Zlatá	Železo (Fe), Uhlík (C)	Železné piliny, dřevěné uhlí

„Vždyť je to jen jeden den v roce.“

Aby reakce fungovala, potřebuje samozřejmě i další látky jako palivo (látky na bázi střelného prachu - směsi dusičnanu draselného, dřevěného uhlí a síry) , oxidační činidlo (chloristan a chlorečnan draselný nebo barnatý, chlornan barnatý, dichroman amonný, dusičnan barnatý, síran vápenatý nebo oxid železitý), pojiva na bázi škrobu, želatiny, nitrocelulózy nebo různých polymerů. Objevuje se i značné množství nelegálních produktů s obsahem olova, thalia a arzenu. Tato skutečnost dokládá velký podíl nelegální pyrotechniky na ohňostrojovém trhu. Tyto látky samozřejmě zůstávají v ovzduší a my je vdechujeme, nebo se usazují v půdě a vodě, kterou na dlouhou dobu kontaminují.

Částice menší než 2,5 µm (PM 2.5) se usazují na průduškách. Do plicních sklípků pronikají částice menší než 1 µm (PM 1) a ultrajemné částice menší než 0,1 µm (PM 0,1) se mohou dostat až do krevního oběhu. U citlivých osob (astmatici, kardiaci, senioři) mohou způsobit okamžité dýchací potíže nebo srdeční příhody.

Na toxické účinky ohňostrojů se často pohlíží jako na jednorázovou záležitost. Tak to ovšem není. Zejména vdechnuté těžké kovy zůstávají v těle po velmi dlouhou dobu. Připočítat můžeme kontaminovanou vodu a půdu, ze kterých se tyto látky dostanou prostřednictvím potravinového řetězce klidně i na náš stůl.

„Již krátkodobé vystavení vysokým koncentracím prachových částic je doprovázeno zvýšeným rizikem srdečně-cévních příhod. Data z  takzvaných smogových epizod dokumentují významný nárůst zdravotních problémů následovaný zvýšeným počtem hospitalizací a úmrtí již v řádu hodin či dní po nástupu smogové epizody.“ Píše AVČR

Pracně to odstraňujeme a pak si to vypálíme přímo do plic

Zdají se Vám tyhle látky povědomé ve spojitosti s obecnou ochranou ovzduší? Měly by. Zatímco průmysl musí investovat miliardy do filtrů a čistění emisí, aby snížil úniky těchto látek do prostředí na naprosté minimum, zábavní pyrotechnika tyto stejné látky rozptyluje do ovzduší v masivním měřítku zcela legálně.

„Kdyby takové množství nebezpečných látek vypouštěl průmyslový podnik, čelil by soudnímu řízení a uzavření.“ říká Petr Klusoň, známý popularizátor chemie z v Ústavu chemických procesů Akademie věd ČR.

Mám tu pro vás ještě jedno přímé srovnání s něčím, co každý známe. Podle Deep Carbon Observatory jedna raketa z ohňostroje vyprodukuje za srovnatelnou dobu 73x více oxidu siřičitého a 65x víc NOX, než moderní automobil s benzínovým motorem. Právě o tom jsme psali v jednom našem starším článku.

Rozdíl mezi profi a laickým ohňostrojem - Nejen utržené prsty

I letos došlo k vážným zraněním, kdy například chlapec zůstal bez prstů a muž dokonce bez obou rukou. Riziko ovšem není jen v takovýchto zraněních. Laikům dostupná pyrotechnika nedokáže vyletět do takové výšky jako ta profesionální rozdílem jsou nižší desítky metrů oproti stovce metrů. To má za následek to, že se škodliviny z laické pyrotechniky hůře rozptylují a zůstávají v nižších vrstvách atmosféry.

Nejméně škodlivin za 22 let

Media se těsně po silvestrovských oslavách začala plnit titulky hlásající výrazně nižší koncentrace látek pocházejících z ohňostrojů. Důvodem byla i nová legislativa: Ta:

- Zakázala prodej pyrotechniky vyšší než F1 na stáncích. Do kategorie F1 Do kategorie F1 patří nejméně nebezpečná zábavní pyrotechnika, která je volně prodejná osobám od 15 let, má zanedbatelnou hlučnost (do 120 dB) a lze ji použít i v obytných budovách.

- zjednodušila situaci obcím, které chtěly na svém území pyrotechniku plošně zakázat.

- zakázala odpalování pyrotechniky 250m od chovů zvířat, nemocnic a dalších objektů.

- od léta letošního roku zakazuje prodeje pyrotechniky F3 lidem bez prokázání odborné způsobilosti. To by mohlo dále snížit negativní dopady těchto oslav.

Pro srovnání v letos „nejšpinavěší“ části Prahy – Praha Vysočany byla koncentrace PM10 pětkrát nižší než loni.

Ovšem je nutné říci, že legislativa nebyla jediným faktorem, který se podepsal na nižší koncentraci škodlivin. Výrazně pomohly i velmi dobré rozptylové podmínky, vyšší rychlost větru. V kombinaci s výskytem srážek to znamenalo, že výchozí koncentrace znečišťujících látek, ještě před začátkem hlavní fáze odpalů, byly na tuto roční dobu velmi nízké a index kvality ovzduší na celém našem území byl na nejlepším stupni.  Nicméně dle ČHMÚ byly ty koncentrace tak nízké, že lze vyloučit pouze vliv počasí.

Konečně se tedy situacezačíná hýbat k lepšímu.

Houby tradice

Spousta lidí mluví o tradici a proto chtějí ohňostroje zachovat. Ve videu výše se krom základních informací o ohňostrojích dozvíte, že tradice novoročních ohňostrojů rozhodně není nijak stará, jak si myslíte, přestože první ohňostroje jsou spojovány s odháněním zlých duchů na přelomu roku v Číně již před naším letopočtem.

Zdroje:
AVČR – tisková zpráva

AVČR - OHŇOSTROJE: toxická show s neúnosnými zdravotními riziky – expertní stanovisko včetně několika stran zdrojů pro bližší studum.

ČHMÚ – mapa kvality ovzduší letos na Silvestra těsně po půlnoci