Saze a kouř v Praze

Předneseno městským inženýrem Stanislavem Zünglem ve Spolku architektů a inženýrů v král. Českém dne 9. února 1906

Představenstvo našeho spolku, majíc na zřeteli důležitost a naléhavost otázky obmezení kouře a sazí vůbec, ve velké Praze pak zvlášť, odhodlalo se působiti k tomu, aby odborným a rozhodujícím kruhům a i široké veřejnosti předvedlo stav, ve kterém se nalézá otázka tato a aby poukázalo na možná řešení po stránce zdravotnické i hospodářské.

Z vývodů pánů předřečníků jasně a nepochybně dokázána škodlivost působení kouře i sazí na hmoty, s nimiž přicházejí do styku.

Uvedeny různé způsoby vedoucí ku řešení této otázky jednotlivě, ale nestala se zmínka o řešení v celku. Proto zkoumejme nejen vehemenci tohoto zla, nýbrž i kvantitu jeho účinku, tj. stanovme si jeho moc a jeho rozsah. Moc bude spočívati v jeho složení a rozsah v jeho množství.

Složení stanovíme si, známe-li látky, ze kterých se zlo tvoří, jinými slovy: kouř a saze jsou produkty procesu, kterým pomocí paliva a atmosférického vzduchu vyvinuje se teplo.

Složení paliv liší se od sebe dosti značně, což dosvědčují různá jména, která jim dáváme: dříví, rašelina, hnědé uhlí, černé uhlí, antracit, nafta, bahenní plyn, koks, kaumacit, dřevěné uhlí, tuky, petrolej, benzin, ligroin, líh, svítiplyn, generátorové plyny atd.

Všecka tato paliva obsahují v různém složení uhlí, vodík, kyslík a nečistoty.

Atmosférický vzduch má složení dosti stálé a skládá se ze 78 obj. dílů dusíku a 20 obj. dílů kyslíku; zbývající 2 obj. d. připadají na nečistoty, jako jsou kysličník uhličitý, uhelnatý atd. a mezi nimi je i prvek aragon. Při tom se předpokládá, že je to vzduch čistý, jak se vyskytuje ve volné přírodě, tj. prostý prachu a mikrobů.

Slučováním se kyslíku ze vzduchu s palivem při teplotě zápalné vyvinuje se teplo a zároveň i produkty tohoto procesu.

Lid náš dává těmto produktům různá jména: jsou-li tmavé, neprůhledné, nazývá je kouřem; jsou-li černé, čoudem; jsou-li bílé, dýmem.

Lid přičítá škodlivost produktům, které nazývá kouřem a čoudem, a to proto, že zanechávají po sobě částečky, z nichž černé zove sazemi, světlé létavým popílkem (prachem).

Názor lidový není úplně správný, což nejlépe dokážeme, pakli si uvědomíme, z čeho produkty hoření pozůstávají: průhledné, neviditelné částky plynné jsou dusík, tvořící převahu 80 %, kysličník uhličitý a uhelnatý, jichž je 8 -13 %, podle dokonalosti, se kterou se děje proces spalování; části viditelné tvoří nespálené palivo saze, jichž bývá 3 – 4 %; další produkty jsou vodní pára, páry nečistot, pokud jsou těkavé, a konečně částečky nerostných přimíšenin, stržené mechanicky s sebou.

Z tohoto výpočtu jde jasně na jevo, že všecky tyto látky, jakmile se objeví ve větším množství, nežli přicházejí v čistém atmosférickém vzduchu, jsou škodlivinami, a to nejen samy o sobě, ale i ostatními zjevy, které je doprovázejí neb jsou jimi podmíněny. Chceme-li svědomitě omeziti vliv těchto škodlivin, nestačí bráti zřetel jenom na spalovací procesy v pecech konané, nýbrž na veškeré procesy, při kterých tyto škodliviny se tvoří.

Z toho je patrno, že množství škodlivin bude možno jen tehdy určitě stanoviti, pakliže budeme uvažovati určitý daný případ, určité místo.

Takovýmto vhodným objektem jest ona část naší Prahy, která je sevřena potravní čarou a do níž náleží: Staré město, Nové město, Malá Strana, Hradčany, Josefov a Král. Vyšehrad.

Pro tyto části Prahy udává následující tabulka I. plochu zastavenou plochu ulic a náměstí atd. a to podle úředních udání městské statistické kanceláře za r. 1901.

K tomu nutno připomenouti, že obsah škodlivin zde udaný je obsah, jak by se jevil při ± 0^o C a tlaku 760 mm rtuťového sloupce, kdežto při průměrné teplotě a tlaku atm. v Praze mají škodlivý ty obsah daleko větší.

Znajíce množství škodlivin na uvažované ploše, můžeme mluviti o jich obmezení. Obmezení těchto škodlivin lze si představiti několikerým způsobem, a to:

1. mechanickým, že bychom je zhustili; ale prvý pohled na množství jich musí ukázati, že myšlenka tato jest neproveditelnou,

2. chemickým, tj. vázati je na jiné hmoty netěkavé. Sem náleží pokusy, konané s vodními sprchami. Výsledky byly ty, že dusík, činící 80 %, se nedal vodou vázat, nýbrž toliko kysličník uhličitý a uhelnatý, siřičitý, amoniak, saze a létavý popílek, dohromady asi 17 %, tedy nepatrná část, a uváží-li se, že pro vázání 1 m³ těchto látek je zapotřebí stejného množství vody, vidíme, že i tohoto prostředku nelze z důvodů finančních upotřebiti.

Použijeme-li jiné látky, např. hašeného vápna, je poměr ten ještě nepříznivější: na 1 m³ kysličníku uhličitého připadá 2,48 kg této hmoty velmi cenné.

Z toho je patrno, že pod slovem obmezení musilo by se rozuměti: obmezení spalovacího procesu vůbec, což se nedá mysliti, poněvadž spotřeba tepla neklesá, nýbrž stoupá, a proto nezbývá, nežli voliti cestu jinou, tj.: odvésti škodliviny ty z místa, kde škodí, a převésti je na místo takové, kde škodu způsobiti nemohou.

Mnozí se domnívají, že otázka tato byla by rozřešena, kdyby se provedla jakási kanalizace pro tyto škodliviny. Pouhý pohled na cifry, vyznačující jich množství, musí ukázati nemožnost takovéhoto řešení. Kdyby i na krásně byla i tato kanalizace provedena, kam ji zaústit?

Zbývá tudíž cesta přirozená: proudy vzdušné, které je s sebou vezmou a kdyby tyto nestačily, nastala by nutnost použíti prostředků umělých. Řády stavební ve vlastní kompetenci starají se o toto odvedení slovy § 91: Silná topení, a to zvláště pro parní kotly, musí býti opatřena přístroji kouř účinně stravujícími a vůbec buďtež při takovém topení komíny zařízeny tak, aby sousedstvo kouřem neobtěžovaly.

Výšku takových komínů ustanoví stavební úřad, maje zření k poměrům místním; komíny tyto buďtež vždy zařízeny tak, aby se mohly budoucně po případě zvýšiti alespoň na 30 m.

§ 87 Odváděti kouř troubami na ulici nebo na dvůr jest zakázáno.

§ 89 Komíny buďte vyhnány až do 65 cm výšky nad hřeben střechy.

Z těchto ustanovení jest snaha zákonodárce patrna: odvésti škodliviny povstalé v pecích co možná vzhůru nad budovy do stálých proudů vzduchových, které by je odnášely na místa, kde tak velké škody způsobovati nemohou, a ponechati přírodě tolik času, aby asimilací je neutralizovala, ale výslovně se připomíná: maje zření ku poměrům místním.

Uvažujeme tudíž, nemáme-li v našem území nějaké poměry místní, které by mohly čeliti této snaze zákonodárcové. V prvé řadě musíme si připamatovati to faktum, že proudy vzdušné se pohybují bezvýjimečně ve směru vodorovném a teprve při velikých rychlostech, při vichřicích a cyklonech odchylují se od vodorovné roviny a přiklánějí se k zemi max. o 10^o. Z toho je patrno, že proudy vzdušné nesledují nerovnosti země naší, nýbrž že se přenášejí stejně přes údolí jako přes vrchy. Postaví-li se jim v cestu nějaký předmět, jako jsou stromy, domy, zaráží se část proudů těch, pokud sahá výška tohoto předmětu a tím způsobí zmírnění rychlosti v nejbližším okolí.

Okolnosti tyto jsou pro část Prahy námi uvažovanou velmi důležité, poněvadž část ta nachází se v dolíku, který je omezen kol do kola vrchy, dosahujícími výšky 30 a i více metrů, dále vrchy ty jsou mimo to zastaveny vysokými budovami a jen z menší části porostly stromovím. Tím hloubka tohoto údolí oproti stálým proudům vzdušným jeví se ještě větší a možno ji páčiti na 50 i více metrů.

V tabulce I. jsou udány průměrné výšky budov v jednotlivých čtvrtích uvažovaného území a my vidíme, že průměrná výška domů činí cca 19 m. Proto s jistotou budeme moci říci, že průměrná výška i s komíny nepřesáhne 25 m, tedy nad touto výškou zbývá ještě dalších 25 m, nežli se dosáhnou pravidelné proudy vzdušné. Přihlédneme-li ku tabulce V., která udává výsledky měření v lednu 1906 na rozhledně ve výšce 325 m nad mořem, tj. 100 m výše nežli je nejvyšší průměrná výška budov  námi stanovená nad 25 m a všimneme-li si naměřené rychlosti, seznáme, že jsou dny, kdy rychlost byla tak malá, že možno právem tvrditi, že v takových dnech nastala v našem údolí stagnace vzduchu, tj., že odvádění škodlivin proudy vzdušnými bylo rovno skoro nule.

Přestane-li proudění vzduchu, pak možno se spolehnouti pouze na zředění difusí, tj. na prostupování škodlivin do vyšších vrstev čistých, čímž povstane jich zřeďování.

Míšení toto je možné jen tehdy, pak-li měrná váha škodlivin jest menší váhy atmosférického vzduchu.

Atmosférický vzduch při 0^o C a tlaku 760 mm rtuťového sloupce má váhu 1 293 kg/m³, při těchž podmínkách má kysličník uhličitý váhu 1 956 kg m³ a dusík 1 254 kg/m³, tudíž škodliviny tyto, průměrně vzato, jsou těžší vzduchu a stávají se lehčími, je-li jich teplota větší teploty vzduchu, tj., když vystupují z komínů.

Je dokázáno, že obal vzdušný naší země přesahuje výšku 10 000 m, výška to, která by nad uvažovaným prostorem při úplné stagnaci měla pro zředění škodlivin stačiti, kdyby škodliviny mohly celou výšku 10 000 m proniknouti.

Nutno si tudíž dáti otázku, do jaké výše tyto škodliviny by musily proniknouti, aby nastalo zředění, žádané zákony zdravotními.

Pettenkofer dokázal, že, nemá-li nastati újma na zdraví, znečištění vzduchu, měřeno obsahem kysličníku uhličitého, nesmí přestoupiti 1 ‰.

Předpokládejme tuto nejvyšší mez 1 ‰ za minimum pro kvantum čistého vzduchu, kterým námi vypočtené množství škodlivin musí se zřediti, aby zákonu zdravotnímu bylo vyhověno.

Podle tabulky IV. největší množství škodlivin je udáno cifrou 13 666 608 m³ a tu pro zředění těchto škodlivin bylo by třeba 6,423,305.706 m³ vzduchu.

Když vezmeme plochu námi uvažovaného území za základnu, odpovídá tomu výška 1623 m. Vezmeme-li v úvahu minimální množství škodlivin cifrou 5,428.855 m³, je zapotřebí vzduchu 2,551,561.850 m³, převedeno na naši plochu dává výšku 644 m.

Skutečným pozorováním lze zjistiti, že škodliviny ve svém celku nemohou nikdy těchto výšek dosáhnouti. Jednoduchý důvod spočívá v tom, že množství vzduchu potřebného pro procesy spalovací je skoro stejné s množstvím vybavených škodlivin a proto totéž množství, které odchází komínem, se současně z téhož volného prostoru nassává u paty komínu do pece a tím účinek stoupání se obmezuje. Je to stejný účinek jako při dýchání; je dokázáno, že se při každém vdechnutí vrací část vydechnutých škodlivin zpět do plic.

Že se škodliviny drží při zemi, lze dokázati dvojím způsobem: 1. stopami, které po sobě zanechávají, 2. přímým pozorováním, tím že se prozrazují svou barvou.

Pro prvý případ je nám poučným případem nový komín v továrně na Smíchově, postavený při ulici Palackého. Směr proudů vzdušných po většině je totožný se směrem ulice Palackého. Komín tento je značně vysoký, vzdor tomu jeví směrem dolů ve směru po větru silné začezení, od hlavy počínaje směrem ku své patě; další stopy jeví se na čtyřech sousoších dosti vzdáleného mostu Palackého, které ve směru proti tomuto proudu jeví silná začazení, ač jsou dosti nízko u země; další stopy jeví se na druhé straně řeky Vltavy, na chrámu Páně v Emausích.

Zjevům těmto nevěnuje se dosti pozornosti, v krátké době zpravidla celá stavba je tak zašpiněna, že na nějaký účinek určitého směru nelze vůbec pak souditi; vinu na tom nesou stále se měnící směry proudů vzdušných, jak z tabulky V. jest patrno, a tím se dá vysvětliti, proč naše bronzové pomníky Karla IV., císaře Františka, Jungmanna, Hálka, místo aby byly za ta dlouhá léta pokryty patinou, jsou stále černé, stejně jako dráty telefonní a telegrafní.

Účinek škodlivin, povstávajících při vybavování tepla:

I. přímý:

a) chemický: korodováním, rozrušováním a ničením hmot;

b) mechanický: pronikáním do těla, ucpáváním vstupu, porušováním jich (poraněním) a zadržováním výměsků v těle.

II. nepřímý:

c) znehodnocováním jakosti vzduchu ochuzováním o kyslík;

d) specifickou vahou, hromaděním se u země a tím sesilování účinku přímého, udržování rozprášeného sputa (slin) a vodních kapek ve vzduchu;

e) pevnými součástkami (saze, popílek) jako jádra pro tvoření se kapek (mlhy) a v těch množení se bakterií, které s prachem sputa a infikované vody se očkují a úžasně množí, čemuž napomáhá teplota škodlivin;

f) absorbcí a odrazem světla slunečního brání intensivnímu proniknutí světla atmosférou (mlhou); tím ruší se blahodárný účinek paprsků chemických a tepelných na bakterie a umožňuje se vzrůst bakterií choroboplodných, jež nesnesou světlo.

Mlha je přímý důsledek sazí a prachu; klesne-li k zemi, objeví se ihned hromadná onemocnění.

Účinky škodlivin možno dokázati, ale rozsah a intensita nikoli, leda ze škod, které způsobí. Hygiena má předcházeti a proto bylo nutno stanoviti nějaké měřítko pro posouzení, proto vzata za základ látka, která přichází v největším množství a která se dá snadně zjistiti, při čemž předpokládáno, že ostatní látky úměrně ji doprovázejí a v tom spočívá podklad zásady Pettenkofrem udané.

Škodliviny tyto ruší se ve svém účinku jednak svým působením, jednak jsou asimilovány rostlinstvem a mikroby. Tyto očišťovací procesy nedějou se však rázem a potřebují dosti času. Účinky chemické musí býti předem parallelisovány, neb působí oproti mikrobům desinfekčně, což nejlépe je vidno ze srovnání obsahu ‰.

Působení těchto škodlivin lze pozorovati zajímavým způsobem na našich věžích: tak věž Novoměstská směrem na volné prostranství Karlova náměstí jeví zajímavé zašpinění směrem shora dolů, tak že největší intensita se jeví dole u země.

Že intensity škodlivin směrem vzhůru rapidně ubývá, toho dokladem jsou makovice na věžích zejména tam, kde jich více nad sebou v různých výškách umístěno, jak je tomu na chrámu Páně v Týnu. Věž při ulici Celetné je starší, a tudíž účinky na ní jsou patrnější. Makovice nejdolejší jsou nad věžičkami ochozu a jsou úplně černé. Druhé jsou na vikýřích výše položených, jsou nelesklé a mají jasnou barvu zelené patiny. Nejvýše leží vlastní makovice věže a ta je úplně zachovalá a jeví zřetelně barvu zlata. Na druhé věži mladší jeví se rovněž toto odstínování, ale poněkud v menší míře. Stejné zjevy vykazuje věž radniční, věž Jindřišská, věž kostela sv. Štěpána atd. Při chrámu Týnském je viděti ještě tu zvláštnost, že v dolejší části až po ochoz je silně začazen, kdežto nad ochozem nikoli. Věž katedrály sv. Víta směrem ku Praze je černá, kdežto na opačné straně je krásně zelená. Vystoupíme-li na Letnou, která je nad Starým městem o 30 m výše, buď z rána neb večer, kdy intensita paprsků slunečních je poněkud oslabena a odraz zmírněn, zřejmě uvidíme, až do jaké výšky sahají škodliviny nad městem se rozprostírající a uvidíme, že jsou níže, nežli je naše stanovisko a také pocit náš nám udá, že dýcháme daleko čistší vzduch nežli dole v městě. Že škodliviny ty se nehromadí v tomto údolí, je příčina ta, že údolí to ve směru toku Vltavy je otevřeno a tu i při úplné stagnaci nastává těmito dvěma směry odtok sice pomalý, ale jistý.

Stejný zjev vidíme, pohlédneme-li v tutéž dobu z hradeb od Karlova do údolí Nuselského. Z těchto důvodů dá se souditi, jak na tom jsou lépe města na rovině ležící a ještě lépe města na vrchu postavená.

Přihlížíme-li k rychlostem daným v tabulce V. a pozorujeme-li kouř, vycházející z komínů vnitřního města Prahy, musíme uznati, že proudění ve vnitřním městě je nepatrné. Uvážíme-li, že vnitřní město je obklopeno předměstími vysoko položenými, které mají vysoké domy nájemní a veliké závody průmyslové, a pozorujeme-li, jak proudy vzdušné přicházejí z předměstí přes Prahu, musíme uznati, že škodliviny zejména těžší se usazují v údolí, tedy v Praze, a proto saze v Staré Praze jsou saze ve spojené Praze.

Vydatným pomocníkem je prach, prach z látek organických všude přítomný, ku kterému se druží prach minerálný a tu opět okolí Prahy bez dozoru jsoucí přispívá mimoděk k jejímu znečišťování.

Je tudíž jasno, že otázka kouře a sazí nedá se řešiti škrcením komínů ani vychvalováním kamen regulačních, nýbrž musí se uvažovati generelně, kde nerozhodují jednotlivosti, nýbrž celek.

Nelze dávati vinu jednotlivcům ani celku, ale celek ve vlastním zájmu musí uspořádati si vnitřní poměry jednotlivců tak, aby celek neměl z toho škodu. Proto otázka kouře a sazí, otázka omezení bezdýmnosti, jsou podřízené otázky, za to otázka udržeti vzduch v městech a jejich okolí pokud možno na původní jakosti, je otázkou hlavní, kterou nemůže se zabývati žádný jednotlivec, nýbrž úřady, a sice úřady obecní.

Pro tento účel měl by se ustaviti úřad, který by měl za úkol, sebrati potřebná data, činiti potřebná pozorování a na základě toho dávati informace a činiti vhodné návrhy. Zejména hleděti k tomu, aby uvnitř města co možná bylo omezeno vybavování tepla i světla pomocí procesu spalovacího. V těch případech, kde nelze se obejíti bez tohoto procesu, jako při velkých závodech průmyslových, tam aby proces ten byl vázán koncesí. Koncese měla by podrobně vymeziti množství, druh a jakost paliva, způsob pece a její rozměry, polohu a rozměry odváděcího zařízení; dále udati jakost a koncentrovanost škodlivin, které se smí odváděti do volného prostoru a které by se musily měřiti úředně zkoušenými přístroji, umístěnými na určitém místě odváděcího zařízení.

S touto otázkou úzce souvisí reorganizace dnešního způsobu vytápění příbytků lidských. Zdánlivá svoboda dnešního topení musí, pokud se týče volby paliva, nezbytně přestati a místo ní musí zavládnouti dodávání tepla pomocí medií, jako jsou: vzduch, voda, pára a proud elektrický, aby vlastní výroba tepla, tj. proces spalovací, mohl se skoncentrovati, aby bylo možno produkty odváděti s bezpečností proti újmě na zdraví. Pro kuchyňské výkony buď pak opatřeno palivo plynné, které vedle dusíku nezanechává jako produkty než pouhou páru.

Řešením těchto otázek nelze si slibovati žádný finanční zisk pro jednotlivce, naopak vydání se zvětší, ale bude plně vyváženo zárukou zdraví, které nutno si nade vše vážiti.