Jak se měří emise formaldehydu a proč je to důležité

V důsledku pandemie COVID19 dochází v poslední době k rozšíření zařízení schopných čistit či dezinfikovat vzduch. Rozšiřující se nabídka různých produktů i technologií přináší možnost výběru, ale zároveň i potřebu kontroly kvality těchto produktů. Interiérové nečistoty vzduchu se dají rozdělit do několika kategorií: prachové částice, těkavé organické látky a biologické patogeny.

Zdravý člověk má vlastní ochranu (imunitní systém) proti prachovým částicím (sliznice) a patogenním mikroorganismům. Proti těkavým organickým látkám (VOC) přirozenou ochranu nemáme a tyto látky (zejména pak acetaldehyd či formaldehyd) při dlouhodobé expozici mohou způsobovat celou řadu nespecifických symptomů (bolest hlavy, závratě) souhrnně označovaných jako syndrom nezdravých budov. Z výše uvedeného důvodu je vhodné testovat účinnost čističek vzduchu právě na jejich schopnosti odstraňovat tyto nečistoty.

V tomto článku chceme představit výsledky vývoje metodiky testování fotokatalytických materiálů, pro odbourávání polutantů v plynné fázi, ve vsádkovém reaktoru o objemu 1 m³. Fotokatalytické povrchy jsou takové materiály (1), které mají polovodičovou strukturou, díky které jsou schopné rozkládat ostatní látky pomocí oxidačně-redukčních procesů, a to pouze pokud jsou ozářeny elektromagnetickým vlněním o vlnové délce s dostatečnou energií pro vytvoření vysoce reaktivních částic. V případě fotokatalytického odstraňováni organických látek (například těkavých organických uhlovodíků) dochází na povrchu ozářeného fotokatalyzátoru k oxidaci organických látek až na finální oxidy a vodu.

Metody měření emisí formaldehydu

Dnes již existuje řada ISO testů pro fotokatalytické materiály (2) (např. ISO 22197-2 - odbourávání acetaldehydu, či ISO 22197-4 odbourávání formaldehydu), tyto testy však pracují s malými vzorky o přesně definované velikosti (5x10 cm) v průtočných reaktorech. Tyto testy jsou dobré pro prokázání fotokatalytické aktivity, ke kontrole kvality a k porovnání jednotlivých materiálů. Pro testování prostorově větších povrchů nebo čističek vzduchu a pro testování v reálných podmínkách (kde je cílem ověření odbourávání směsi látek) nejsou tyto ISO testy příliš vhodné.

V ideálním případě by bylo vhodné testovat tyto materiály, vyvinuté pro čištění vzduchu v budovách, přímo v prostorách těchto budov. To je však nepraktické a komplikované. Vhodný kompromis je použití vzduchotěsného boxu o velikosti jeden kubický metr. Metoda vychází ze standardu EN 16846-1 (3). Základní popis metody je následující. Reaktor neboli box je osazen ventilátorem pro vytvoření homogenní plynné fáze a materiálem nebo čističkou, jejíž fotokatalytická aktivita se testuje. Do boxu je vpraven definovaný polutant nebo směs polutantů.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Analytický systém, například plynový chromatograf, je připojen paralelně na reaktor a s jeho pomocí se kontinuálně monitoruje koncentrace škodlivin ve vzduchu v závislosti na čase. Kapitoly níže popisují zavádění a odzkoušení této metody v České republice. Tato metoda je již také součástí certifikačního programu pro posouzení účinnosti čističek vzduchu České společnosti pro aplikovanou fotokatalýzu (ČSAF), společnosti, která sdružuje výrobce fotokatalytických materiálů (4). Kromě schopnosti materiálů/přístrojů odbourávat polutanty je důležité zkontrolovat, zda tento přístroj/materiál neprodukuje VOC sám o sobě, např.

Vsádkový reaktor byl navržen, aby byl především vzduchotěsný, s horní odnímatelnou plochou pro vložení testovaných předmětů, s dostatečným počtem průchodek pro připojení analytických systémů. Reaktor je vyroben z nerezového plechu o vnějších rozměrech 70 x 110 x 130 cm (š x d x v) a pro snadnou manipulaci je umístěn na kolečkách. Pro potřeby vývoje metody byl připraven fotokatalytický povrch s materiálem P25 - oxidu titaničitého od firmy Evonik. Nejprve byl připraven vodný roztok P25 o koncentraci 2,5 g/l pro dosažení pokrytí 0,5 mg/cm². Tato suspenze byla míchána na magnetické míchačce po dobu 60 minut a následně vložena do ultrazvukové lázně na 30 minut.

80 ml této suspenze pak bylo injekční stříkačkou rovnoměrně naneseno na skleněnou desku o rozměrech 10x40 cm, voda pak byla z povrchu odpařena v sušárně při teplotě 300 stupňů Celsia. Vzduchové čerpadlo o výkonu 1,5 l/min je zapojeno do dvou okruhů. Primární okruh propojený přímo s boxem a sekundární okruh, který přivádí analyt do GC. Průtok tímto druhým okruhem je pak regulován na výstupu z GC. Tím je zajištěna reprodukovatelnost výsledků i rychlá odezva GC přístroje. Na reaktor je dále napojen měřič koncentrace CO2.

Metoda hodnocení zařízení/povrchů pro čištění vzduchu může trvat až 3 dny, proto je důležité testování dobře naplánovat. V prvním kroku se do reaktoru, v kterém je již nezávislý ventilátor, vloží materiál pro testování společně se zdrojem světla, pokud se jedná o přístroj s integrovaným zdrojem světla, pak pouze tento přístroj. Reaktor se hermeticky uzavře.

Praxe ukazuje, že je nutná obezřetnost při hodnocení kvality, především u čističek vzduchu (ale může to být i samotný fotokatalytický povrch), neboť při nesprávné konstrukci jsou tyto přístroje schopné uvolňovat do čistého vzduchu chemické látky. V některých případech se jedná pouze o dočasný jev, který s časem zmizí. Měření potenciální emise VOC při provozu čističky v čistém vzduchu proto představuje 1. krok hodnocení. V boxu je vzduch prostý VOC a probíhá kontinuální analýza VOC pomocí GC a je zaznamenávána koncentrace CO₂. Poté je zapnuto UVA světlo (v případě testu fotokatalytického povrchu) respektive k zapnutí testované čističky.

Čtěte také: Jak často na emise?

V tomto kroku se nejprve nastříknou do reaktoru, skrz gumové septum, postupně 4 VOC látky - acetaldehyd, aceton, heptan a toluen - v tekutém skupenství, každá o takovém objemu, aby při odpaření do plynné fáze byla koncentrace této látky v reaktoru 1 ppm. Tabulka 1. ukazuje, jaký objem pro jakou látku odpovídá požadované koncentraci 1 ppm. Hodnoty počátečních ustálených koncentrací v boxu se mohou pro jednotlivé testy lišit i o desítky procent.

Po ustanovení rovnovážné koncentrace se opět zapne UVA světlo, nebo se do provozu uvede čistička vzduchu a sleduje se úbytek koncentrace pomocí GC a nárůst koncentrace CO₂. Délka testu závisí na rychlosti odbourávání VOC.

Pokud dochází ke značné emisi VOC, nebo nadměrnému růstu koncentrace CO₂ během fáze 2. je fotokatalyzátor/čistička nevhodná k provedení dalšího testu. Pokud se emise VOC nebo nárůst CO₂ s časem snižuje, je možné prodloužit tuto fázi až do doby, kdy nedochází k další emisi VOC. Charakterizace produktu ve 3. fázi záleží na rychlosti, a tedy době, za kterou dojde k odstranění 90 % původní koncentrace VOC.

Podle certifikačního programu České společnosti pro aplikovanou fotokatalýzu (ČSAF) je pak testovaný produkt charakterizován jako výborný, pokud došlo k odstranění 90 % polutantů do 4 hodin a dobrý pokud dojde k odstranění do 24 hodin. Jako výsledek testu je pak předložen graf koncentrace všech 4 polutantů v čase, doba, za kterou poklesla koncentrace pod 10 % původní hodnoty a graf nárůstu koncentrace CO₂.

Vyhodnocení doby, za kterou klesla koncentrace o 90 %, se provede následovně. Nejprve se zprůměrují hodnoty koncentrace jednotlivých látek po ustanovení rovnováhy po nástřiku VOC a před zapnutím čističky. Vypočítá se 10 % této hodnoty a tato hodnota se odečte z grafu koncentrace jednotlivých VOC v čase (obr.

Čtěte také: Schopnost krajiny zadržovat vodu

V první fázi metody se zjistilo, že testovaný vzorek neprodukuje žádné VOC a proto se přistoupilo k vlastnímu testování účinnosti. Maximální doba, za kterou poklesla koncentrace každé VOC látky pod 10 % počáteční hodnoty, byla 6 hodin.

Stejně jako v předchozím příkladu nebyla zaznamenaná emise VOC v první fázi měření. Doba, za kterou poklesla počáteční koncentrace jednotlivých VOC látek, byla 12 hodin.

Z rozdílného průběhu křivek, kde u P25-TiO₂ je nárůst CO₂ mnohem strmější, zatímco pokles VOC je u obou srovnatelný, lze usuzovat, že v případě komerční čističky je mechanismus oxidace VOC složitější. Podrobnější analýza případných meziproduktů, například pomocí GC-MS, by mohla prokázat potenciální existenci meziproduktů v nízké koncentraci.

Je důležité zde zdůraznit, že během měření je pomocí GC monitorována oblast chromatogramu, kde by se měly vyskytovat případné těkavé meziprodukty. Pomocí popsané metody bylo otestováno několik fotokatalytických povrchů a fotokatalytických čističek vzduchu od několika výrobců. Lze říci, že metoda poskytuje reprodukovatelné výsledky.

Legislativa a limity pro formaldehyd v ČR

Měření nebezpečných látek ve vnitřním prostředí budov podle vyhlášky Ministerstva zdravotnictví ČR č. 6/2003 reflektuje doporučení Světové zdravotnické organizace (WHO). Vyhláška postihuje kromě VOC i volný formaldehyd, který nemá dlouhodobě překračovat střední hodinovou koncentraci 60 µg/m³ (0,06 mg/m³). Metoda měření vychází z ČSN EN ISO 16017-1 a je schválena Českým institutem pro akreditaci (ČIA).

Uprostřed místnosti (ve výši cca 1,5 m od podlahy) je umístěna odběrová sonda a po stanovenou dobu (obvykle 24 hodin) jsou v ní jímány těkavé látky sorpční trubičkou a následně vyhodnoceny pomocí plynové chromatografie. Měření nebezpečných látek, které produkuje nábytek, koberce, čalounění, povlečení, záclony aj. věci, probíhá v konkrétní místnosti. Přestože bude prostředí utvářeno nevhodným nábytkem, tak může v objemné místnosti limitu vyhovět a naopak. Vyhláška č.

Nezávadnost materiálu a nábytku se zkoumá zejména pomocí simulačních komorových zkoušek. Stanovení emisí formaldehydu z materiálů řeší více metodinfo. Výsledky měření jsou porovnávány s limity, které uvádí evropské normy.

Emisní hodnotu ≤ 0,124 mg formaldehydu/m³ pro třídu desek E1 dle ČSN EN 13986 shodně uvádí ČSN EN 14322 (laminované desky) ČSN EN 312 (třískové desky), ČSN EN 622-1 (vláknité desky) ČSN EN 622-5 (středně tvrdé vláknité desky), ČSN EN 622-5 (tvrdé vláknité desky) a ČSN EN 636 (překližky) aj.

Komorové zkoušky vycházejí ze zaplnění komory plošnými dílci v poměru všech emitujích ploch 1m² : 1m³ objemu komory, ostatní komponenty nábytku (kování aj.) jsou marginální. Rychlost výměny vzduchu v komoře (EN 717-1) je 1/hod. Úložný aj. nábytek je utvářen až z 99 % z plošných materiálů a logicky pro něj platí v EU a tedy i v ČR požadavek E1 - limit volného formaldehydu ≤ 0,124 mg/m³ .

Pro výrobu, administrativu aj. objekty je důležité Nařízení vlády ČR č. 361/2007, kterým se stanoví podmínky pro ochranu zdraví dle Zákona č. 356/2003 Sb., o chemických látkách a chemických přípravcích. Předpis obsahuje přípustné denní expoziční limity nebo nejvyšší přípustné koncentrace škodlivých látek v pracovním prostředí pro práci, při které průměrná plicní ventilace zaměstnance nepřekračuje 20 litrů za minutu, za osmihodinovou směnu. Měří se dle akreditovaných metodik odvozených z ČSN EN ISO 16017-1 . Přípustný expoziční limit (PEL) v této oblasti činí 0,5 mg/m³. Koncentrace chemické látky, jejímž zdrojem není technologický proces, nesmí překročit 1/3 jejich přípustných expozičních limitů, tedy 0,167 mg/m³.

Certifikace podlahových materiálů a nábytku

Když jsem se poprvé rozhodoval mezi několika typy podlah, některé měly na obalu hezké zelené listy, jiné složité zkratky, a já neměl tušení, co je vlastně důležité. Časem jsem pochopil, že když jde o VOC zkratku, hledám certifikáty jako Greenguard, Blauer Engel nebo třeba EMICODE EC1. Tyto značky totiž garantují, že produkt má skutečně nízké emise těkavých organických látek. Ne, že jen prošel nějakou základní normou, ale že je bezpečný i při běžném domácím používání. Takže, když dnes doporučuju podlahy klientům, nekoukám jen na cenu nebo barvu.

Přehled certifikátů pro nízké emise VOC

Některé země (např. Francie) měří a označují emise VOC přímo zákonem. Nejlepší známka je A+, kterou najdete např. u značky Artigo.

Jak snížit emise VOC z podlahy

Tady je pár triků, které se mi osvědčily nejen doma, ale i u zákazníků. První a nejjednodušší je větrání, a to opravdu intenzivní, klidně několik dní po pokládce. Ideálně průvan. Těkavá látka se potřebuje vyvětrat, jinak zůstane v interiéru a budete ji dýchat. Pomáhá také zvýšení teploty, teplo proces urychlí. Ale pozor, u některých podlah to může zkrátit životnost, takže s mírou. Pak jsou i způsoby, jak VOC na sebe navázat, třeba aktivní uhlí, čističky vzduchu s uhlíkovým filtrem nebo rostliny, které pohlcují škodliviny. Z vlastní zkušenosti můžu doporučit konkrétně filodendron nebo zelenec, jednoduché na péči, ale hodně účinné. A pokud jste teprve ve fázi výběru podlahy, pak je to nejlepší prevence, kupujte takovou, která má už nízké emise těkavých organických látek potvrzené výrobcem.

tags: #jak #se #měří #emise #formaldehydu

Oblíbené příspěvky:

• Problém se sousedem a kouřem?
• Duševní pohoda a les
• Hluboký význam japonských znaků
• Legislativa pro třídění odpadu
• Co je Zprostředkovatel Emise Dluhopisu?