Velikostní distribuce aerosolu
Úvod
Atmosférický aerosol je soubor tuhých, kapalných nebo směsných částic suspendovaných v atmosféře. Velikost částic se pohybuje v rozmezí od 1 nm do 100 μm. Jednotlivé částice aerosolu jsou charakterizovány ekvivalentním aerodynamickým průměrem (průměr koule o hustotě 1000 kg/m3, která má stejnou rychlost usazování jako příslušná částice). Vzhledem k různému počtu a velikosti částic je vhodné určit jejich počet ve vybraných velikostních skupinách, nebo-li stanovit distribuci částic aerosolu. Velikostní distribuce částic odhaluje přítomnost hrubých a jemných částic v atmosféře. Liší se mechanismy vzniku, velikostí, zdroji, kterými jsou emitovány, chemickým složením a procesy, které vedou k jejich odstranění z atmosféry. [1]
Velikostní distribuce částic aerosolu dle Whitbyho (1978) obsahuje obvykle 3 mody, odtud trimodální distribuce, s dvěma mody v oblasti jemných částic aerosolu (nukleační a akumulační) a s jedním modem v oblasti hrubých částic. Rozlišení hrubých a jemných částic zde ohraničuje hodnota 2,5 μm.
Mod hrubých částic
Mod s píkem mezi 5 – 30 μm, označovaný jako mod hrubých částic je formován především mechanickými procesy. Jedná se například o prach vytvářený větrem, nebo dopravní, či stavební aktivitou a emise vzniklé při spalování uhlí.
Mod akumulační
Mod s píkem mezi 0,15 – 0,5 μm je označovaný jako mod akumulační, leží v oblasti jemných částic a je formován především procesy kondenzacea koagulace.
Mod nukleační
Poslední mod nazvaný nukleační s píkem mezi 0,015 – 0,04 μm je formován procesy kondenzace par a koagulace a částice tohoto modu vznikají jako důsledek vysokoteplotních procesů (hoření, tavení rud a kovů).
Mod Aitkenův
Z výzkumů bylo zjištěno, že v oblasti jemných částic můžeme objevit ještě jeden mod, umístěný mezi nukleačním a akumulačním modem, který je označován jako mod Aitkenův (10 - 100 nm). Je následkem růstu malých částic, je ovlivněn procesy kondenzace a koagulace a vyskytuje se především v oblastech zatížených dopravou.
Jednotlivé mody s procesy, které se podílejí na jejich vzniku ukazuje následující obrázek.
Zdroj: U.S.EPA (2004)
Doba setrvání v atmosféře
Doba setrvání částic v atmosféře se liší podle jejich tvaru a velikosti. Hrubé částice poměrně rychle sedimentují a jsou přeneseny pouze na kratší vzdálenost od zdroje. Doba setrvání v atmosféře se pohybuje v řádu hodin, maximálně dnů. Naproti tomu jemné částice především akumulačního modu, které mohou vznikat růstem částic z modu nukleačního a Aitkenova, jsou přeneseny na poměrně velkou vzdálenost od zdroje (tisíce km) a doba jejich setrvání v atmosféře trvá řádově dny až týdny. Z atmosféry se odstraňují zejména v mokré depozici. [2]
Rozdělení podle zdravotního rizika
Z hlediska zdravotního rizika rozlišujeme tři velikostní frakce částic podle jejich schopnosti vstupovat a usazovat se v dýchacích cestách. Klasifikace rozlišuje částice podle klesající velikosti na: vdechovatelné (velikost částic mezi 10 - 100 μm), thorakální (4 – 10 μm) a respirabilní (velikosti částic méně než 4 μm), což zhruba odpovídá záchytu částic v nosohltanu, průduškách a plicních sklípcích. [3]. Největší zdravotní rizika s sebou přimáší nejmenší částice, které pronikají až průdušek a plicních sklípků, kde mohou zapříčinit vznik bronchitidy a jiná onemocnění dýchacích cest. Zároveň je zde poměrně vysoké riziko rakoviny způsobené mutagenními a karcinogenními látkami, které mohou být na částicích aerosolu adsorbovány [4]
Témata
Zdroje
- ↑ Holoubek I., Hovorka J., Hůnová I., Kalvová J., Moldan B., Přibil R. (2004): Aktuální otázky znečištění ovzduší. Karolinum, Praha, str. 65-75
- ↑ U. S. Environmential Protection Agency (2004): Air Quality criteria for particulate matter, Volume I, dostupné na www <http://cfpub.epa.gov/ncea/cfm/recordisplay.cfm?deid=2832>
- ↑ Hinds C. W. (1999): Aerosol technology : properties, behavior, and measurement of airborne particles, Wiley, New York, str.233-235, 245-249
- ↑ Látka: Polétavý prach PM10, Integrovaný registr znečištění. Ministerstvo životního prostředí [c2005-2008], [cit. 2009-02-09]. Dostupné z: http://www.irz.cz/latky/poletavy_prach