Uživatelské nástroje
Obsah
Měření prašnosti
Vlastnosti prachu
Měrná a sypná hmotnost
Měrná hmotnost (g.m-3)
● Cement 2,5 – 3,5
● Křemen 2,0 – 2,6
● Fe2O3 5,2
Sypná hmotnost (kg.m-3) cementu
● Volně skladovaný 110 – 120
● Skladovaný 190
● Setřesený až 250
Chemické složení
Složení prachu z průmyslových oblastí:
50 – 70 % SiO2
10 – 30 % Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO
Měrný povrch
Měrný povrch prachové částiče Mp je je určující pro její chemickou aktivitu. Stanovuje se ze vztahu (rov 1):
kde:
Pc - rozvinutý povrch částice
Hc - hmotnost částice
Rozsev prachu
Rozvrstvení prachových částic v prašném aerosolu se nazývá rozsev prachu. Vyjadřuje procentuální výskyt určitých průměrů prachových částic v prašné směsy. Z gafu na obr.1 je patrné, že přibližně 50 % prachových částic má velikost kolem 20 µm.
Částice < 20 µm se v atmosféře pohybují Brownovým pohybem (vznáší delší dobu) a částice < 1 µm se shlukují (koagulují).
Ze zdravotního hlediska se prachové částice rozdělují podle velikosti do tří základních skupin:
PM10 – částice menší než 10 μm,
PM2,5 – částice menší než 2,5 μm (celoplošný výskyt),
PM1 – částice menší než 1 μm (méně častý výskyt)
Koncentrace těchto částic je udávána v jednotkách objemové hustoty (µg.m3), což odpovídá celkové hmotnosti částic.
Částice menší než 10 µm se mohou usazovat v průduškách Částice menší než 1 µm mohou vstupovat přímo do plicních sklípků. Denní imisní limit je 50 µg.m3. Tento limit může být překročen maximálně 35x.
Určení rozložení prachových částic v prašné atmosféře (např. pro zkoušky prachem) se používá metod síťování. K sítovému rozboru se použije sada drátěných sít [4]. Cílem této zkoušky je stanovit hmotnost vzorku na každém ze sít označených velikostí ok [5].
Zařízení se skládá z střásacího (vibračního) pultu a sít s různou velikosti ok. Prašná směs se nasype do horního síta. Vlivem vibrace prachové částice propadávaje jednotlivými síty. Metoda je relativně nenáročná. Vyžaduje ale zkušenou obsluhu, která minimalizuje systematickou lidskou chybu.
Usazování prachových částic
Přibližná doba usazování sférických prachových částic je v tab. :
| Druh částice | Poloměr (µm) | ||
|---|---|---|---|
| 0,01 | 0,1 | 10 | |
| Uhelný prach | 5,4.104 dnů | 13 h | 4,6 s |
| Oxidy železa | 2.104 | 5 | 1,7 |
Tab 1 Přibližná doba sedimentace prachových částic [3]
Spad prachu
Do nádoby
Pro měření spadu prachu nebo obsahu poletavého prachu v atmosféře se používá obdoba metoda jako při zachycování atmosférických srážek. Větší částice prachu jsou zachycovány do sedimentačních nádob zčásti naplněných záchytným roztokem, které jsou umístěny v prašné lokalitě, nejčastěji ve výši několika metrů nad zemí. Při měření je zachycován primární a rozvířený prach. Je nutné provádět dlouhodobé opakované měření.
Spad na folii
Relativně přesná metoda je měření spadu na folii. Na destičce, která má na povrchu Al folii tl. 0,07 mm je nanesena vrstva 50 mg vazelíny. Sonda se umístí v terénu do různých výšek 1,5 3 6 (m) a s přesností 0,1 mg se 45 dní zjišťuje hmotnost přípravku. Pokud je hmotnosti menší než 30 mg, potom se ztrácí přesnosti metody. Problémy s metodou jsou při změnách počasí (slunce, silný déšť, krupobití).
Sedimentace prachu
Pro laboratorní zkoušky prašnosti se používá přípravek na obrázku. V prašné atmosféře se nechá 2 h otvory v přípravku sedimentovat prach. Metoda je orientační a výsledky jsou problematické.
Měření prašnosti
Ke stanovení koncentrace prachu ve vzdušnině se používají dva postupy:
● Konimetrický (PČ.m-3) - n počet částic
● Gravimetrický (μg.m-3) - N vážkový údaj
Vztah mezi gravimetrickým a konimetrickým údajem závisí na:
- Měrné hmotnosti prachu
- Velikosti prachových částic
- Tvaru prachových částic
Přibližný vztah mezi konimetrickým a gravimetrickým údajem se dá zjistit z (rov 2):
kde
d - průměr prachové částice
ρ - měrná hmotnost
Konimetrické metody
Princip koniometrických metod je v zachycování prachových částic na skle (nebo jiném materiálu) vystaveném proudu vzduchu a velké rychlosti. Částice se nárazem na sklo zachytí. Pro zefektivnění metody lze sklo natřít lepkavou hmotou. Měření je velice rychlé a poskytuje okamžité hodnoty.
Prachová komůrka
(Greenův prachoměr)
V přípravku je otvor o průměru 1,6 cm, 2,5 cm který má na obou stranách šoupátka. V prašné atmosféře se několika volnými pohyby s otevřenými šoupátky zamává. Pote se šoupátka zavřou a 2 h v horizontální poloze se nechá zachycený prach sedimentovat. Množství zachyceného prachu se odečítá ze sklíčka pod mikroskopem. Tato metoda má jen informativní a srovnávací hodnotu Výsledek ovlivňuje pozorovací schopnost pracovníka.
Suchý konimetr
Měřený vzduch se nasává ventilátorem prostřednictvím vlhčící komory, z níž vstupuje do obdélníkové trysky. V trysce se značně zvýší rychlost vzduchu a tím i rychlost aerosolových částic. V bezprostřední blízkosti trysky je upevněno sklíčko, na němž se aerosol usadí v podobě čárkovité stopy o rozměrech trysky. Počet částic na sklíčku se vizuálně počítá pod mikroskopem Do hodnocení zahrnuty jen částice, které ulpěly na sklíčku
Kapalinový prachoměr
Prašná atmosféra nasávána přes kapalinu (etylalkohol) Po určité době se část kapaliny odpipetuje a vloží do Burknerovy počítací komůrky. Alkohol se nechá odpařit a pod mikroskopem se spočítá počet částic. Výsledky získané touto metodou se mohou lišit od hodnot získaných suchým konimetrem. Oba typy přesně měří počet částic > 1 µm získaných suchým konimetrem.
Termoprecipitátor
Termoprecipitátor pracuje na principu termodifuze prachu zachycujícího se na sklíčkách. 20 až 400 cm3 prašného vzduchu se vede rychlostí 5 až 6 cm3.s-1 kolem rozžhaveného drátku. Vyhodnocení je jako u suchých konimetrů. Přesnost měření termoprecipitátorem je velmi vysoká.
Elektrostatický precipitátor
Elektrostatický precipitátor funguje na stejném principu jako elektrostatické odlučovače. Kolem elektrody proudí rychlostí 4 l.min-1 prašná atmosféra Po čase se usazovací elektroda opláchne v odměřeném množství etylalkoholu. Část tekutiny se odpipetuje a hodnotí jako u kapalinových prachoměrů. Precipitátor může zachytit i částice menší jak 0,1 µm Tato metoda je vhodná pro malou a střední prašnost.
Gravimetrické metody
Při gravimetrických metodách se zjišťuje prašnost vyjádřená v g.m nebo mg.m-3. Gravimetrická metody jsou vhodné pro sledování dlouhodobých trendů ve znečistění ovzduší.
Alonž se naplní 1 až 3 cm tlustou vrstvou česané bavlny, obvazové vaty apod. Při měření se prosévá alonží 10 až 30 l prašného vzduch za minutu po dobu 30 min. Poté se alonž se vysuší a zaváži.
Soxheltova patrona
Na obdobném primcipu pracuje Soxheltova patrona Válečková patrona je vyplněná filtračním papírem. Patronou se prosává po dobu několik hodin 100 až 200 litrů prašné atmosféry.
Ostatní metody
Izokinetický vzorkovač
Pro měření prašnosti horkých anebo agresivních vzdušnin se používají izokinetické vzorkovače. Průtokoměry ukazují i okamžitou rychlost proudění vzdušniny v průtokové trubici.
Fotometrické měření prašnosti v prašných komorách
(rozptyl světla částicemi prachu)
Měření využívající Tyndallův efekt
Měření prašnosti využívající Tyndallův efekt funguje tak, že světlo ze světelného zdroje se vede jako dva paprsky přes dva hranoly (jeden v prašné komoře, druhý v v bezprašném prostoru), Hranol v bezprašném prostředí se pootáčí tak, aby byl stejně osvětlen jako první hranol. Úhel pootočení je míra prašnosti.
Měření využívající Lambert-Beerův zákon
Princip měření prašnosti využívající Lambert-Beerův zákon je patrný z následujících obrázků:
Světelným zdrojem se prosvěcuje prašná atmosféra. Paprsky zachycuje fotodioda.
Nástroje pro stránku
