Modelování znečištění z ohňostrojů

Tematický celek RVP	DATA, INFORMACE A MODELOVÁNÍ
Očekávané výstupy	žák vymezí problém a určí, jaké informace bude potřebovat k jeho řešení; situaci modeluje pomocí grafů, případně obdobných schémat; porovná svůj navržený model s jinými modely k řešení stejného problému a vybere vhodnější, svou volbu zdůvodní
Očekávané výstupy ŠVP	žák dokáže popsat problém podle nastavených kritérií a na základě dodaných podkladů určí, jaké informace bude potřebovat k jeho řešení; k modelování problému používá grafické znázornění a práci s mapou

Motivace

Se Silvestrovskými oslavami se tradičně pojí odpalování ohňostrojů, které jsou ale bohužel významným zdrojem znečištění ovzduší. Cílem tohoto projektu je analyzovat nárůst koncentrací jemných částic PM2,5 během novoročních ohňostrojů a pochopit jejich dopad na kvalitu ovzduší v různých městech.

Znečištění z ohňostrojů

Ohňostroje uvolňují velké množství jemných prachových částic PM2,5 a menších, které pronikají do plic a mohou způsobovat zdravotní problémy. Koncentrace těchto částic výrazně stoupá během odpalování ohňostrojů, což negativně ovlivňuje kvalitu ovzduší, zejména v hustě obydlených oblastech.

Úkol

Pomocí dat z amatérských senzorů zmapujte koncentrace PM2,5 v průběhu novoročních ohňostrojů ve svém městě. Na základě těchto dat vytvořte graf úrovně znečištění, které můžete následně porovnat s výsledky v jiných lokalitách.

Pracovní postup

Stáhněte si soubor .zip s daty z amatérských senzorů z 20 různých měst ze Silvestru 2023.
Soubor rozbalte a najděte si město, které vás zajímá.
Soubor s požadovaným městem nahrajte do modelovacího nástroje CSV Plot.
Určete čas a hodnotu maximální koncentrace PM2,5.
Diskutujte o průběhu koncentrace PM2,5 ve své lokalitě. Zjistěte, kdy se v této lokalitě začaly ohňostroje odpalovat a kdy naopak nastal klidnější moment. Kdy se vzduch od znečištění vyčistil?

Cíl splněn: Žáci porozumějí vlivu ohňostrojů na znečištění ovzduší a dokážou analyzovat a interpretovat data o koncentracích PM2,5. Naučí se pracovat s otevřenými daty, používat modelovací nástroje a porovnávat své výsledky s jinými městy. Tímto způsobem získají dovednosti v oblasti datové analýzy, modelování a environmentálního uvědomění.

Poznámka pro pedagogy

Nejprve bude nutné objasnit si některé pojmy, jako jsou částice PM2,5 a menší, zjistit, zda žáci správně chápou princip spalovacího procesu střelného prachu (draslík (K), síra (S)). Vysvětlete, jak různé kovy barví ohňostroj. S tím vám pomůže tato infografika. Diskutujte o vlivu hlukové zátěže na zvířata.

Možný doplněk (je potřeba Python)

Zajímají vás města a senzory, které nejsou v poskytnutém souboru? Najděte si číslo senzoru na mapě https://maps.sensor.community/ kliknutím na hexagon požadovaného senzoru. Toto ID senzoru následně změňte v python skriptu -- řádek 7 # Sensor IDs a script spusťte v Python prostředí. Stáhne se vám soubor s daty, které je možno přímo vložit do CSV Plot a provést analýzu.