Environmentální složky: Vzduch a voda - charakteristika

Člověk a jeho zdraví jsou úzce spjati s okolním prostředím, které umožňuje výměnu látek zprostředkovanou ovzduším a příjmem potravy a vody. To vše má vliv na zdravotní stav a ovlivňuje somatické a psychické rozpoložení. Životní styl jedince je podmíněn dostatečně kvalitní civilizační a kulturní úrovní okolního prostředí. Životní prostředí, stejně tak i stav člověka, se neustále mění.

Člověk se snaží životní prostředí měnit k obrazu svému, dennodenně jej ovlivňuje svým chováním a jednáním. Buduje si tak ideální podmínky pro svoji existenci a přizpůsobuje jej vlastním potřebám. Snaží se měnit prostředí bez závislosti na lokálních klimatických či geografických podmínkách, nastává proces industrializace a kultivace. Deštné pralesy se mění na zemědělské půdy, pouště se mění na stavební pozemky a lesy či pastviny se mění na důležité dopravní tepny. Dochází tak ke změnám původního přírodního prostředí na industriální prostředí.

I to je jedním z negativních vlivů z hlediska růstu populace, a tím pádem i nárůstu hladomorem zasažené části společnosti, která urbanizací přichází o úrodnou půdu. Naopak se zvyšuje úroveň i dostupnost zdravotní péče, snižuje se úmrtnost a nemocnost, vše je ale v rovnováze s počtem obyvatel, který se kontinuálně zvyšuje. Nebezpečí tohoto trendu je čerpání neobnovitelných přírodních zdrojů, roste osobní spotřeba surovin, zvyšuje se znečištění půdy a vody a narušuje se ekologická rovnováha.

Prostředí se skládá ze složek:

• přírodní (půda, voda, ovzduší, fauna, flora)
• umělé (stavby, dopravní prostředky, výrobní zařízení)
• sociální (lidé).

Jako faktory prostředí se uvádějí jednotlivé vlastnosti těchto složek, projevují se v integrované podobě, současně se ovlivňují a v závislosti na sobě se pozměňují. Prostředí můžeme dělit také podle funkce na prostředí obytné, pracovní a rekreační. Jiné hledisko zase poukazuje na prostředí přirozené, kultivované a umělé. Prostředí také naopak působí na člověka, přičemž dochází ke změnám na úrovni zdravotní, estetické, ekonomické či psychologické.

Čtěte také: Příležitosti environmentální výchovy

Negativní vlivy znečišťování okolního prostředí úzce souvisí se zvyšováním neuropsychické zátěže lidského zdraví. Z hlediska využitelnosti přírodních zdrojů se procesem industrializace a urbanizace zvyšují i ekonomické nároky lidského života - rostou náklady na třídění a likvidaci odpadu, jsou pozorovány nežádoucí účinky při zavádění nových technologických procesů.

Proto je hlavním úkolem státu zajistit dostatečnou a kvalitní péči o naše okolní prostředí, které je odrazem lidské společnosti. Tento cíl si bohužel častěji kladou opoziční politické strany v boji o moc ve státě. Péče o životní prostředí stojí na dvou základních pilířích - ochraně stávajícího prostředí a tvorbě nového prostředí. S rozvojem výroby je potřeba věnovat nemalou část finančních prostředků na péči o životní prostředí, tedy o zdraví člověka.

Ovzduší

Znečištění ovzduší patří v dnešní době mezi velmi často diskutovaná témata. Cílem je co největší snížení produkce emisí, a tím snížení prokazatelně škodlivého vlivu znečištění na zdraví člověka.

V okolním vzduchu se vyskytuje asi 21 % kyslíku, 78 % dusíku a 1 % ostatních plynných látek. Lidský organismus potřebuje okolní vzduch nepřetržitě, denně spotřebuje asi 15 kg vzduchu, z čehož se asi 0,5 kg kyslíku (O₂) vstřebává do krve a je dále organismem metabolizováno a využíváno k zajištění základních životních funkcí.

Jako imise jsou označovány takové látky, které se nacházejí v ovzduší a dýchacími cestami vnikají do lidského organismu. Mezi tyto látky patří např. prach, popílek, saze, bakterie, viry či spory plísní. Jsou to znečišťující látky, které jsou pro organismus škodlivé, některé až toxické. Mezi plynné složky ovzduší patří kromě kyslíku také oxid uhličitý (CO₂) a dusík (N), dále se v ovzduší vyskytují složky přirozeného původu - vodní pára, ozón (O₃), oxid siřičitý (SO₂), fluorovodík (HF), chlorovodík (HCl), oxidy dusíku a mnoho dalších.

Čtěte také: Starbucks a udržitelnost

Oxid uhličitý je metabolit lidského dýchání, patří mezi odpadový produkt v dýchacím řetězci. Normální hodnoty CO₂ ve vzduchu se pohybují mezi 0,07-0,15 %. Oxid uhličitý je vlastně indikátorem znečištění atmosféry v místnosti při pobytu člověka. Při vyšší než 2% koncentraci snižuje lidskou pozornost a schopnost se rozhodovat, mezi 4-6 % se prohlubuje dýchání, jedinec si stěžuje na bolest hlavy a při koncentraci vyšší než 10 % nastává smrt.

Dusík za normálních okolností nemá fyziologický význam, ale pokud se zvýší tlak vzduchu, nastává tzv. kesonová nemoc (dekompresní nemoc), při které se dusík rozpouští v tělních tekutinách a tkáních, tvoří se bublinky, které vedou k ucpávání cév, bolesti svalů a kloubů až ztrátě vědomí. K tomuto stavu může dojít i při rychlém vynořování potápěčů na hladinu.

Ideální tlak vzduchu na úrovni mořské hladiny je 101,3 kPa při 0ºC. Tento ideální atmosférický tlak se může vychýlit o 2,6-4 kPa v závislosti na geografickém uspořádání Země. I tak zůstává pro lidský organismus nezávadný a umožňuje člověku správně dýchat. Z hlediska funkce organismu se hovoří o tzv. parciálním tlaku kyslíku, který je pro člověka 21,3 kPa. S poklesem parciálního tlaku v ovzduší klesá i tlak v alveolárním vzduchu (uvnitř plicních sklípků). Proto mají horolezci problémy s dýcháním ve vyšších nadmořských výškách, kde je vzduch velmi řídký. Parciální tlak ve výšce 5 000 m n. m. je jen 11,3 kPa při atmosférickém tlaku 54 kPa.

Látky, které znečišťují ovzduší rozdělujeme na:

• primární emise
• sekundární emise

Znečišťující látky přímo ze zdroje se označují jako primární emise. Poněkud odlišné jsou sekundární emise, jejichž škodlivý produkt vzniká až po určitých reakcích mezi dvěma či více primárními znečištěninami. Sekundární emise jsou často škodlivější než látky výchozí. Oba typy emisí se po kontaktu s ovzduším mohou dále měnit, proto při měření míry znečištění ovzduší, a tím pádem rizika na zdraví člověka, hovoříme o imisích.

Čtěte také: Ochrana životního prostředí

Mezi základní složky znečištění ovzduší patří jemné prachové částice a aerosoly, plynné emise (sloučeniny síry SO₂ a SO, sulfan a sirouhlík, oxidy dusíku či amoniak, oxidy uhlíku CO a CO₂, halogeny HF a HCl, organické sloučeniny) a radioaktivní látky (stroncium, izotopy jódu, cesia). Reakce složek emisí mezi sebou jsou ovlivněny řadou proměnlivých faktorů okolního prostředí, mezi které patří daná koncentrace a velikost reagujících částic, tvorba radikálů vlivem slunečního ultrafialového záření, meteorologické rozptylové podmínky a vlhkost vzduchu. Kromě plynných částic jsou součástí znečištění i tuhé emise, hlavně se hovoří o účasti popílku, který usnadňuje transport škodlivin do dolních dýchacích cest.

V dnešní době se hodně skloňuje termín smog. Rozlišujeme dva typy smogu:

• londýnský smog (redukční typ)
• losangeleský smog (oxidační typ)

Jako londýnský smog je označován typ, který je složen ze směsi kouře, oxidů síry a dalších plynných spodin ze spalování uhlí při současné vysoké vlhkosti vzduchu a husté mlze. Škodlivé účinky tohoto smogu jdou ruku v ruce s přítomností tuhých složek znečištění ovzduší - popílku. Losangeleský smog, někdy také nazýván letní smog, vzniká kvůli spalování kapalných a plynných složek, nejčastěji z výfukových plynů automobilů, a je zdrojem masivního znečišťování. Vzhledem k podílu fotochemických reakcí při vzniku tohoto typu znečištění je také losangeleský smog nazýván smogem fotochemickým.

Voda

Voda je abiotickým faktorem, který ovlivňuje opět celou biotickou složku. Voda ve stlačeném ovzduší je produktem komprese atmosférického ovzduší, který v sobě neustále nese jisté množství vodní složky. Voda v tomto ovzduší není problematická, pokud zůstává ve fázi plynu, tj. jako vodní mlha. Nicméně, stlačené ovzduší může při cestě k přístroji vychladnout, což může vést k parciální nebo úplné kondenzaci vodní mlhy, což může mít za následek degradaci pneumatických nástrojů a mechanizmů, obstrukci ventilků a otvorů, korozní procesy v trubkách.

Odstranění vody ze systému stlačeného vzduchu je důležité pro získání vysoce kvalitního stlačeného vzduchu v souladu s normou ISO 8573-1. Hlavním cílem sušení ovzduší je snížení množství vodní mlhy v ovzduší tak, aby rosný bod dosáhl požadované hodnoty. Pro stlačené ovzduší se používá termín tlakový rosný bod, což je teplota, při které mlha kondenzuje při daném tlaku. Pro standardní použití stlačeného ovzduší by měl být tlakový rosný bod o 10 °C nižší než provozní či dílní teplota.

Zásadní pojmy:

• Absolutní vlhkost - váha vodní mlhy v gramech obsažená v jednom kubickém metru ovzduší.
• Relativní vlhkost - ukazatel, který porovnává aktuální množství vodní mlhy v ovzduší s množstvím vodní mlhy, které by bylo v ovzduší při stejném tlaku a teplotě při maximálním nasycení. Je vyjádřen v procentech.
• Rosný bod - teplota, při které je ovzduší plně nasyceno vodní mlhou.
• Tlakový rosný bod - Teplota, při níž za daného tlaku dochází k kondenzaci vodní mlhy ve stlačeném ovzduší.
• Kondenzační dehydratér stlačeného ovzduší - Toto zařízení chladí stlačené ovzduší pod tlakový rosný bod, čímž se vodní mlha kondenzuje a může být z ovzduší odstraněna.

Klíčové kroky k odstranění vody ze stlačeného ovzduší:

• Snížení teploty ovzduší pod rosný bod, obvykle na +3 °C nebo +5 °C.
• Extrakce vodní složky - po ochlazení ovzduší výměníkem tepla se vytvářejí vodní kapky, které jsou odstraňovány pomocí cyklonového separátoru.

Analýza kondenzačních odvlhčovačů

Vlastnosti kondenzačních odvlhčovačů včetně ekonomických a energetických aspektů:

• Hospodářnost: nízké nákladové pořízení.
• Operační princip: bez ztrát stlačeného vzduchu.

Limitace:

• Rosný bod: max. redukce na +5 °C či +3 °C.
• Energetický input: provoz ventilátoru, řídicího systému a kompresoru chladiva vyžaduje elektrickou energii.
• Ventilace: nutnost efektivního systému.

Pro konkrétní aplikace může tato technologie být ideální. Je vhodná pro standardní průmyslové uplatnění, zejména v případech, kdy je potřeba účinná sušička vzduchu. Kromě toho moderní kondenzační odvlhčovače se řídí směrnicemi týkajícími se ochrany klimatu, proto používají chladiva s nízkým GWP.

Adsorpční odvlhčovače stlačeného vzduchu

Mechanismus adsorpčních sušiček je založen na interakci vzduchu s adsorbentem, což vede k vázání vody na povrch nebo do pórů materiálu, často na bázi Al2O3 či SiO2.

Vlastnosti:

• Účinnost: rosný bod až do -75 °C v závislosti na použitém adsorbentu.

Limitace:

• Spotřeba: až 20 % dodávaného stlačeného vzduchu.
• Údržba: potřeba výměny adsorpčních kazet.

Vzhledem k jejich vysoké efektivitě v odstranění vlhkosti jsou často preferovány v odvětvích vyžadujících extrémně suchý vzduch.

Membránová technologie sušení stlačeného vzduchu

Membránové sušičky pracují na principu selektivní permeace plynných složek. Skrze membrány probíhá transport vodní páry, což vede k oddělení vlhkosti od stlačeného vzduchu.

Vlastnosti:

• Konstrukce: tichý provoz, absence mechanických částí, minimální energetická náročnost a malá potřeba údržby.
• Multifunkčnost: možnost separace různých plynů.

tags: #environmentální #složky #vzduch #voda #charakteristika

Oblíbené příspěvky:

• Dopady znečištění ovzduší v Číně
• Maso z ekologického chovu
• Vaše zkušenosti s nákupem v outdoor shopu Šumperk
• Svoz komunálního odpadu – definice
• Učebnice ekologie