Pevné častice (emisie)

Pevné častice (iné názvy: tuhé častice, sypká hmota, nepresne: (pevné) prachové častice; po anglicky particulates, alebo particulate matter – PM) sú drobné pevné alebo kvapalné častice rozptýlené vo vzduchu. Dosahujú priemerné veľkosti od menej ako 10 nanometrov až nad 100 mikrometrov. Môžu byť tvorené len pár molekulami, alebo byť väčším zhlukom látky, ktorý je ešte vzduch schopný unášať. Celkovo sú tuhé častice v ovzduší jedným z hlavných rizikových faktorov predčasnej smrti na celom svete.

 Zdroje emisií 
Zdrojom emisií pevných častíc môže byť samotná príroda, ale aj činnosť človeka. Medzi prírodné zdroje patria:
 vietor víriaci prach, 
 vulkány,
 lesné požiare.
Ľudskou činnosťou vytvorené zdroje sú napríklad:
 energetické zdroje spaľujúce palivá, hlavne uhľovodíkové,
 spaľovacie motory dopravných prostriedkov.

 Emisie spaľovacích motorov 
Pevné častice emitované spaľovacími motormi je možné rozdeliť na dve skupiny Schram J., Hori S., Abe T.: The Emission of PAH from a DI Diesel Engine Operating on Fuels and Lubricants with Known PAH Content. SAE paper 940342. (in) Diesel Combustion Processes Emision Control SP-1028, SAE, Inc Warrendale, PA USA, 1994.:
 nerozpustné častice – sadze,
 rozpustné organické frakcie (SOF = Solvent Organic Fraction), v rámci ktorých majú osobitné postavenie
 polycyklické aromatické uhľovodíky (PAH)

10 až 20 % emisií pevných častíc spaľovacieho motora má pôvod v mazacom oleji motora.

 Mechanizmy vzniku rozpustných častíc 
Polycyklické aromatické uhľovodíky sa môžu dostávať do spalín nasledovnými mechanizmamiAbbass M. K., Andrews G. E., Williams P. T.: The Influence of Diesel Fuel Composition on Particulate PAH Emissions. SAE paper 892079. Fuels and Lubricants Meeting and Exposition, Sept. 1989. (in) Diesel Particulate Emissions: Measurement Techniques, Fuel Effects and Control Technology PT-42, (ed.) Johnson J. H., SAE, Inc Warrendale, PA USA, 1992.: 
 ako nespálená zložka paliva,
 pyrosyntézou z jednoduchých čistých palív (metán, benzén), 
 pyrolýzou jednoduchších uhľovodíkov,
 uvoľňovaním z mazacieho oleja,
 uvoľňovaním z úsad vo výfukovom potrubí.

Posledné dva mechanizmy pôsobia nasledovne. Polycyklické aromatické uhľovodíky sa zo spaľovacieho priestoru dostávajú do mazacieho oleja, v ktorom sa zvyšuje ich koncentrácia s dobou používania. Po dostatočnom znečistení mazacieho oleja sa tento stáva ich zdrojom, t. j. olejová náplň pôsobí ako zásobník pre ich produkciu. Podobne pôsobí aj výfukové potrubie na ktorého vnútorný povrch sa pri jeho nižších teplotách ukladajú polycyklické aromatické uhľovodíky vo forme úsad a pri zvýšených teplotách (vysoké otáčky a vysoké zaťaženie) opäť uvoľňujú. 

Zaťaženie a otáčky sú významným faktorom pri rozdelení podielov celkových emisií polycyklických aromatických uhľovodíkov na jednotlivé zdroje. Pri nízkom zaľažení a nízkych otáčkach sú hlavným zdrojom nespálené polycyklické aromatické uhľovodíky z paliva, so zvyšovaním zaťaženia a otáčok sa stávajú podstatnými ostatné mechanizmy vzniku emisií.

 Mechanizmy vzniku sadzí 
Sadze sa tvoria v podmienkach miestneho nedostatku kyslíka. V týchto oblastiach spotrebuje väčšinu kyslíka reaktívnejší vodík, následkom čoho zostávajú voľné molekuly uhlíka. Na ne sa naväzujú aj prítomné nespálené uhľovodíky a takéto zhluky sa spájajú do väčších častíc.

 Vplyv na živý organizmus 
Niektoré z polycyklických aromatických uhľovodíkov sú karcinogénne. V podmienkach, aké sa vyskytujú pri spaľovaní v spaľovacích motoroch, môžu obsahovať aj atómy síry a dusíka ktoré ešte zväčšujú ich karcinogénny účinok.

 Zdravotné vplyvy expozície pevným časticiamMiroslav Šuta: Účinky výfukových plynů z automobilů na lidské zdraví, Děti Země 2008, ISBN 80-86678-10-5 

 Pri krátkodobej expozícii 
 vyšší počet zápalových ochorení pľúc
 nepriaznivé účinky na kardiovaskulárny systém
 rast spotreby liekov
 zvýšenie počtu hospitalizácií
 vyššia úmrtnosť

 Pri dlhodobej expozícii 
 zníženie pľúcnych funkcií detí i dospelých
 vyšší počet ochorení dolných ciest dýchacích
 zvýšenie výskytu chronickej obštrukčnej choroby pľúc
 zníženie predpokladanej dĺžky dožitia

 Referencie 

 Externé odkazy 
 Health Aspects of Air Pollution with Particulate Matter, Ozone and Nitrogen Dioxide(PDF), Report on a WHO Working Group Bonn, Germany 13–15 January 2003 

 Literatúra 
 Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.

Kategória:Emisie dopravných prostriedkov