Klíčové pojmy: Aerosolové mikroklima, aerosol, disperzní soustava, aerodynamický průměr částic, tuhé částice, mlha, sprej

AEROSOLOVÉ MIKROKLIMA

Aerosolové mikroklima je složka vnitřního prostředí tvořená aerosolovými toky, které spoluvytvářejí celkový stav vnitřního prostředí.

Aerosol je speciálním typem disperzní soustavy, sestávající z plynné fáze a pevných nebo kapalných částic, které jsou v ní rozptýleny.

Disperzní soustava je soustava aspoň dvou druhů fází, přičemž jedna fáze (disperzní fáze) je rozptýlená v druhé (disperzní prostředí).

Disperzní fáze je dispergující látka tvořená kolektivem částic.

Aerodynamický průměr částic je průměr částic při hustotě kolem 1g/cm³ padající pádovou rychlostí způsobenou gravitační silou při ustálené teplotě, tlaku a vlhkosti vzduchu.

Tuhé částice PM₁₀ (particulate matter) obsahují částice s velikostí 2,5 až 10 µm, přičemž 50 % těchto částic má aerodynamický průměr 10 µm.

Tuhé částice PM_2,5 (particulate matter) obsahují částice s velikostí 2,5 a méně, přičemž 50 % těchto částic má aerodynamický průměr 2,5 µm.

Aerosoly jsou tvořeny z pevných částic (prach) nebo z kapalných částic (mlhy). Pevné aerosoly jsou původu organického, anorganického, popř. smíšeného, s elektrickým nábojem kladným či záporným, s velikostí 0,1 až 100 mikrometrů. Ve venkovním ovzduší velkoměst se spad prachu pohybuje v hodnotách až 1100 t/km_² za rok, při běžné koncentraci 1 až 3 mg/m³.

Domovní prach, zvláště biologické částice pod 1 mikrometr jsou hlavní příčinou postižení astmatem. Jako přípustná hodnota v běžných budovách se uvádí koncentrace inertních pevných aerosolů 10 mg/m³.

ROZDĚLENÍ AEROSOLŮ

Aerosoly rozlišujeme na pevné aerosoly a kapalné aerosoly. Pevné aerosoly neboli prach lze třídit dle svého původu na organické (živočišného nebo rostlinného původu), anorganické (kovový nebo nekovový) a smíšené.

Prachové částice rostlinného a živočišného původu jsou lehčí než částice anorganické. Tyto částice jsou většinou vláknité, rozvětvené v chomáčcích. Zatímco anorganické částice jsou hranolovitého nebo kulovitého tvaru s hladkými či ostrými hranami. Proces sedimentace prachových částic je ovlivňován zemskou přitažlivostí, odporem vzduchu a elektrickou polaritou jednotlivých povrchů materiálů. Aerosolové částice jsou přenašeči mikrobů.

Nejznámějším příkladem kapalného aerosolu je mlha, která vzniká kondenzací vodní páry při poklesu teploty pod rosný bod. Další kapalné aerosoly vznikají v průmyslových provozech. Dle složení mohou být kapalné aerosoly buď monodisperzní (částice mají zhruba stejnou velikost) nebo polydisperzní (částice různých velikostí). Podle velikosti částic rozlišujeme páry (částice menší než 10-4 mm) a spreje (částice větší než 10 mm). Ihned po svém vzniku mění kapalné aerosolové částice svůj tvar, což je způsobeno odpařováním tekutiny nebo vlivem slučování částic.

Podle tvaru disperzních částic lze rozdělit aerosoly na korpuskulární, laminární a fibrilární disperzní soustavy:

• Korpuskulární disperzní soustavy se sestávají z izometrických disperzních částic, jejichž rozměry jsou ve všech třech prostorových směrech přibližně stejné.
• Laminární disperzní soustavy (minerální částice bentonitu a kaolinu) a fibrilární disperzní soustavy (přírodní a umělá vlákna anorganické nebo organické povahy) mají částice anizometrické. U takových částic převládá jeden nebo dva z jejich rozměrů a patří k diformním soustavám.

BIOLOGICKÝ ÚČINEK AEROSOLOVÉHO KLIMATU

Účinek aerosolového mikroklima závisí především na toku aerosolových částic, na době expozice, na jeho koncentraci, chemickém složení  a fyzikálních vlastnostech. Fyzikální charakteristiky zahrnují velikost částic, jejich tvar a pevnost, elektrický náboj, rozpustnost v biologických tekutinách, apod.

Účinky aerosolových částic na organismus lze charakterizovat z hlediska fyzikálního (mechanické vlastnosti), chemického (toxicita), fyzikálně chemického a biologického (alergie a karcinogenita).

Mechanicky působí aerosoly na pokožku, ve spojivkovém vaku, na sliznici, blokováním lymfatických cest v plicích, apod. Při delší expozici působí dráždivě a  výsledkem bývají nespecifické zánětlivé změny kůže, spojivek a sliznic v závislosti na chemickém složení částic, jejich množství, velikosti, tvaru, hloubce působení a individuální reakci.

KRITÉRIA AEROSOLOVÉHO MIKROKLIMATU

Neexistují kritéria, jež by byla schopna určit nejvýše přípustný tok aerosolu do organismu. Většina předpisů stanoví maximálně přípustnou koncentraci aerosolů v ovzduší. Ve venkovním ovzduší pro prach s maximálním obsahem SiO2 20 % se připouští průměrná denní koncentrace 0,15 mg/m3 a spad prachu nesmí překročit 150 tun na jeden km² za rok.

OPTIMALIZACE AEROSOLOVÉHO KLIMATU

Optimalizaci aerosolového mikroklima lze provést zásahem do zdroje aerosolů nebo zásahem do pole přenosu. 

Zásah do zdroje aerosolů lze provést třemi základními způsoby:

• Změnou technologie již při přípravě provozu
• Mísením sypkého materiálu s jinými vhodnými látkami, například vodou
• Uzavřením zdroje pevným krytem nebo kapalinovou clonou

Zásah do pole přenosu aerosolů lze provést:

• Omezením šíření aerosolů v budově (vertikální či horizontální rozdělení)
• Větráním
• FiItrací vzduchu pomocí filtrů ve vzduchotechnických jednotkách
• Koagulací aerosolových částic (rozprašováním kapalného aerosolu s vysokou smáčivostí dochází ke slučování malých částic ve větší, které se vlivem gravitace usazují)

Posledním opatřením proti působení aerosolů je použití ochranných pomůcek, jako jsou brýle, respirátory a skafandry, které jsou ovšem značně nekomfortní. Jejich použití by mělo být pouze výjimečné. Existují pracoviště, kde se bez jejich použití neobejdeme - např. lakovny, chemické provozovny, operační sály, důlní a textilní závody, apod.