Jak snížit znečištění ovzduší: Metody a technologie

Znečištění ovzduší je celosvětový problém, který ohrožuje zdraví lidí a životní prostředí. Nejběžněji zveřejňovaným ukazatelem znečistění ovzduší je koncentrace tzv. polétavého prachu, který je rozlišován podle velikosti částic na PM10, PM2,5 a PM1,0. Částice tzv. polétavého prachu jsou navíc samy obaleny nebo tvořeny shluky nejrůznějších chemických látek organického i anorganického charakteru. Znečistěné ovzduší však neobsahuje jen prachové částice, ale také volné molekuly nejrůznějších (často velmi nebezpečných jedovatých a rakovinotvorných) chemických látek.

Látky, které znečišťují ovzduší, mají negativní vliv na kvalitu životního prostředí a lidské zdraví. Dlouhodobá vystavení lidského organismu nadlimitním koncentracím imisí zhoršuje zdravotní stav lidí, zvyšuje riziko vypuknutí řady onemocnění (včetně rakoviny) a ovlivňuje člověka i geneticky. Nejvíce ohroženými skupinami jsou malé děti, nemocní a lidé s oslabenou imunitou a senioři. Je zřejmé, že ke snížení znečištění ovzduší je zapotřebí společného úsilí veřejnosti, podniků a úřadů.

Vzduch, který dýcháme (zdravý vzduch), se skládá z kyslíku (21 % objemových), dusíku (78 %) a směsi (1 %) oxidu uhličitého, vodíku, metanu, helia a argonu. Ke znečištění ovzduší dochází, když se jemné částice, plyny, jemně rozptýlené kapalné aerosoly a další látky uvolňují tak vysokou rychlostí, že je prostředí nemůže absorbovat, ani rozptylovat. Tyto látky pocházejí z různých zdrojů, např. z výparů z automobilů, spalování fosilních paliv, prachových bouří a průmyslových provozů.

Mezi hlavní znečišťující látky patří:

• Oxid uhelnatý: Bezbarvý plyn bez zápachu, který vzniká nedokonalým spalováním paliva.
• Olovo: Toxický prvek, který se do ovzduší dostává ve formě prachu nebo výparů.
• Oxidy dusíku: Kombinace plynů složených z kyslíku a dusíku, významná složka znečištění ovzduší v městských oblastech.
• Ozón: Plyn, který může vzniknout chemickou reakcí slunečních paprsků, organických plynů a oxidů dusíku.
• Oxid siřičitý: Bezbarvá plynná znečišťující látka složená z kyslíku a síry.
• Částice: Drobné úlomky pevných látek a kapičky kapalin suspendovaných ve vzduchu.

I když je znečištění ovzduší často vyšší v blízkosti zdrojů znečištění, může být jeho účinkům stále vystaven každý, bez ohledu na to, kde žije. Znečištění ovzduší je nyní jednou z největších pohrom naší doby. Je přímo spojeno s celou řadou zdravotních problémů, včetně těch, které zhoršují respirační onemocnění, jako je astma, emfyzém, bronchitida a chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN).

Čtěte také: Zbavte se ucpaného odpadu tlakem vody

Hmotnostní spektrometrie

Hmotnostní spektrometrie je instrumentálně analytická technika, která dokáže ve stopových množstvích určit strukturu organické látky. Ta metoda je velmi citlivá a velmi rychlá, dokáže pracovat ve velmi složitých směsích, a je tudíž předurčena pro analýzu škodlivých látek. Klíčovou roli v podobných systémech mají právě hmotnostní spektrometry. Přístroje dokáží během vteřiny zjistit, jestli cestující nedržel v ruce těsně před odletem chemickou trhavinu nebo jinou nebezpečnou látku.

Hmotnostní spektrometry můžou měřit kdekoliv a cokoliv, v tom je jejich základní přednost. Vědci usilují, aby se spektrometry rozšířily víc. Jde o včasné varování. Musíme monitorovat například prostory metra po 24 hodin 7 dní v týdnu. Tohle monitorování nepotřebuje lidskou obsluhu a je opravdu spolehlivé. Výhodou hmotnostní spektrometrie je, že ten samý systém dělá chemický i biologický monitoring dohromady.

Přístroje dokáží zjistit chemické složení na základě jedné fyzikální veličiny, totiž hmotnosti. Je to vlastně taková superjemná váha, která umí vážit molekuly. Hmotnostních spektrometrů, tedy ve vědeckém žargonu hmotníků, je celá řada. Hmotnostní spektrometrie se během století rozšířila prakticky do všech oblastí vědy a techniky. S její pomocí se dají poznat těkavé látky, látky organické včetně těch nejsložitějších - bílkovin.

Hmotnostní spektrometrie má velký význam v oblasti biologie, medicíny a přírodních věd. V minulých deseti letech došlo k obrovskému rozvoji ve využití hmotnostní spektrometrie pro studium bílkovin a také DNA. První změny v lidském těle odhalí hmotnostní spektrometrie dlouho před tím, než propuknou takové nemoci, jako je rakovina, leukémie, Bechtěrevova choroba, cukrovka nebo třeba poruchy ledvin.

My jsme schopni prokázat přítomnost některých metabolitů, které by se neměly vyskytovat u novorozence v určité koncentraci. Pokud ta koncentrace je příliš vysoká, znamená to, že jeho organizmus v něčem selhává, že pracuje špatně a že je nutné provést nějaký zásah, tedy léčbu. Můžeme použít pro identifikaci dané choroby skupinu molekul, které se říká markery. Nebýt spektrometrů, chyběly by lidem zásadní informace o znečištění vod nebo vzduchu.

Čtěte také: Domácí triky na ucpaný odpad

Například skleníkové plyny, které ohřívají atmosféru, jsou měřeny pomocí hmotnostní spektrometrie. Podobně jako skleníkové plyny pomáhá hmotnostní spektrometrie měřit i množství ozónu v atmosféře nebo různé aerosolové částice. Právě skleníkové plyny jsou příčinou globálního oteplování.

Další metody boje proti znečištění ovzduší

Kromě hmotnostní spektrometrie existuje řada dalších metod a technologií, které se používají v boji proti znečištění ovzduší. Mezi ně patří:

• Filtrace vzduchu: Použití filtrů HEPA a aktivního uhlí k odstranění částic a plynných znečišťujících látek ze vzduchu.
• Ionizace: Rozptylování negativně (a/nebo pozitivně) nabitých iontů do vzduchu, které se vážou k částicím a způsobují jejich usazování.
• UV lampy: Použití ultrafialového záření k ničení mikroorganismů ve vzduchu.
• Fotokatalytická oxidace (PCO): Použití UV lamp spolu s katalyzátorem k likvidaci plynných znečišťujících látek.

HEPA filtrace

High Efficiency Particulate Air (HEPA) filtry, dříve zvané vysoce-účinné pojistky částic, byla původně vyvinuta během druhé světové války, aby se zabránilo propouštění radioaktivních částic z výstupů zařízení jaderných reaktorů. Vzhledem k jejich mimořádně vysoké filtrační účinností, HEPA filtry se od té doby staly zásadní technologií v průmyslových, lékařských a vojenských vnitřních prostorách. HEPA filtr je tradičně definována s minimální účinností odstraňování všech částic 99,97% 0,3 mikrometrů a větší.

Solární energie

Hlavní přínos solárních panelů pro životní prostředí je značné snížení emisí skleníkových plynů, zejména oxidu uhličitého (CO2). Většina elektrické energie na světě se stále vyrábí ze spalování fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a zemní plyn. Kromě emisí CO2 spalování fosilních paliv produkuje také další škodlivé polutanty, které znečišťují naše ovzduší. Solární panely tedy nabízejí řadu výhod, které přesahují rámec jednoduché úspory energie nebo peněz.

Drony pro sběr prachu

Česká zemědělská univerzita rozbíhá zajímavý předaplikační projekt, který se pokusí naučit drony odebírat částice prachu z ovzduší. Princip je ten, že se přivádí velmi vysoké napětí na elektrody, které pomocí přitažlivých sil zachycují prachové částice. Vědci si pro testování této metody vybrali Moravskoslezský kraj. Jediný dron by měl sbírat částice v různých časových intervalech. Nasbírané částice chceme podrobit fyzikálnímu i chemickému rozboru. Pak bude následovat mineralogická i izotopová analýza.

Čtěte také: Efektivní metody pro čištění ucpaného odpadu vany

Nákladnost a efektivita metod

Naprosto nekompromisní metoda má ale i své nevýhody. Je to třeba cena přístrojů, které jsou schopny určit, z čeho se skládají věci kolem nás. Nejdražší český hmotnostní spektrometr stál desítky milionů Kč. Spektrometrické monitorování je velmi nákladné.

Dopadají HEPA filtry, UV lampy a PCO v testech?

Některé studie ukazují, že koncentrace ozónu vyrobené generátory ozónu mohou překročit hygienické normy, i když se následují pokyny výrobce. Dostupné vědecké důkazy ukazují, že v koncentracích, které nepřesahují hygienické normy, ozón je obecně neúčinný v kontrole znečištění vnitřního ovzduší. Ačkoli u UV záření bylo prokázáno, že ničí mikroorganismy v určité vlnové délce a po určité době expozice a intenzity světla, UV lampy nejsou spolehlivým způsobem pro sterilizaci vzduchu.

EPA (Agentura ochrany životního prostředí) uvádí, že PCO čističky vzduchu používají UV lampy spolu s látkou, tzv. katalyzátorem, který reaguje se světlem. Nicméně, užitečnost PCO čističek vzduchu v domácnostech je omezena, protože katalyzátory dostupné v současné době jsou neúčinné v ničení plynných znečišťujících ve vnitřním prostorách.

Tabulka: Srovnání metod boje proti znečištění ovzduší

Už rok mohou česká města vyhlašovat nízkoemisní zóny, aby tak odlehčila dopravou enormě znečištěnému ovzduší. V Česku zatím stále žádná taková zóna vyhlášena nebyla. Zelení proto požadují, aby se vedení města začalo seriózně zabývat vyhlášením nízkoemisní zóny na dopravně nejzatíženějších ulicích i dalšími opatřeními proti prachu.

Do vnitřních prostor může pronikat prach, pyl a plynné znečišťující látky, jako je oxid uhelnatý, oxid siřičitý a oxid dusičitý, které ovlivňují vaše zdraví a spokojenost. Čistička vzduchu je dokonalým řešením pro zlepšení kvality vzduchu v interiéru, protože pomáhá zmírnit účinky vnějšího prostředí. Dokáže ze vzduchu odfiltrovat malé částice, pyl a plynné znečišťující látky.

Předfiltry fungují jako první obranná linie pro čističku vzduchu. Odstraňují největší znečišťující látky, jako jsou vlasy, srst, prach a některé pyly. Filtry částic HEPA (High Efficiency Particulate Arrestance) jsou schopny odfiltrovat 99,97% znečišťujících částic, jako jsou pyly, plísně, prachové roztoče a další, které mají velikost do 0,3 mikronů.

Čističe vzduchu bez filtru nepoužívají žádný typ filtru ani filtrační systém. Místo toho spoléhají na čištění různých typů technologií. Ionizátor vzduchu je typ čističky vzduchu, který čistí vzduch s použitím negativních nebo pozitivních iontů. Uvolňuje velmi vysokou koncentraci těchto iontů, které se váží na látky znečišťující ovzduší, které jsou obvykle neutrální, takže mají buď negativní nebo kladný náboj.

Každý den děláme věci, kterými přispíváme ke zhoršování životního prostředí. Negativní vlivy člověka lze rámcově rozdělit do tří skupin. Proč vypínat vodu, když to zabere jen chvilku? Za minutu to máme dalších zhruba 10 litrů. Elektrická energie je všude, dnešní život bez ní není možný. Tyto naše samozřejmosti jsou však vykoupeny drahou mincí v podobě uhlí, které je v naší republice hlavním zdrojem energie. Mnoho scénářů ukazuje, že pokud nastane v budoucnosti velký výpadek („blackout“) elektřiny, přijde totální kolaps společnosti. Je tolik možností, co nakoupit. A jak je to snadné, naplnit koš rozmanitým jídlem! Pesticidy a hnojiva udělaly dobrou práci. Dejme všechny ty poklady Maroka, Tuniska nebo Španělska do igelitových pytlíků; těch je všude plno, tak je doma hned vyhodíme.

Pak s tím pryč do odpadu - problém vyřešen. Automobily jsou významnými „dodavateli“ těchto látek. Kvůli oxidům dusíku vzniká přízemní ozón, oxid siřičitý dává vzniknout kyselině sírové. Tyto látky způsobují úhyn rostlin a v minulosti zavinily odumírání lesů na rozsáhlých plochách našich severních pohraničních pohoří.

Kouř ovšem lidi okolo neobtěžuje pouze svým zápachem. Zmiňme například polycyklické aromatické uhlovodíky, jež se dokážou přichytit na částice prachu a s nevinným nádechem se dostanou dovnitř našeho těla, kde často působí záněty - nehledě na to, že některé mají rakovinotvorné účinky.

Důležité je si své chování uvědomovat, zamýšlet se nad ním, změnit ho a snížit negativní dopad na životní prostředí na minimum.

Kvalita vzduchu v ČR se pomalu zlepšuje, rozhodně však nemáme důvod k oslavám. Nejvíce znečištěné oblasti stále překračují limity až desetinásobně. Podle studie Global Air Quality City Ranking 2018 patří mezi stovku nejznečištějších měst v Evropě neuvěřitelných 31 měst a obcí v Česku. Veškeré výrobní a spalovací procesy v průmyslu jsou pro ovzduší velká zátěž. Největší znečištění ale pravděpodobně nevzniká kvůli průmyslu. Produkují přímo domácnosti. Situaci zhoršují kotle na tuhá paliva, hlavně uhlí, ale i biomasu. Znečištění způsobené dopravou trápí velká města, hlavně Prahu. Osobní i nákladní automobily zvyšují koncentraci prachových částic, oxidů dusíku i dalších plynů.

Pomocí měřících stanic se na různých místech Česka sleduje koncentrace škodlivých látek ve vzduchu. Měří se v mikrogramech (miliontinách z gramu) nebo nanogramech (miliardtinách z gramu) na metr krychlový vzduchu. Tato látka je pro lidi vysoce toxická a karcinogenní. Má negativní účinky na nervový a imunitní systém. Problém ale rozhodně nemá jen Ostravsko. Pocházejí hlavně ze spalovacích procesů v energetice a z vytápění domácností. Ke znečištění prachem také hojně přispívá doprava, která částice nejenom vytváří, ale navíc víří ty již usazené zpátky do ovzduší. Není přímo nebezpečný pro naše tělo (pokud ho nedýcháme ve vysoké koncentraci), ale pro životní prostředí ano. Vyšší hodnoty ve vzduchu totiž přispívají ke vzniku skleníkového efektu a globálnímu oteplování planety.

Oblast Karvinná/Ostrava/Frýdek-Místek je krajem s nejznečištěnějším ovzduším v ČR. Největší problémy způsobují pevné prachové částice a rakovinotvorný benzo(a)pyrenu. Důvodem je velké množství domácností, které používají kotle na tuhá paliva, průmysl, ale také znečištění z polské strany. Situaci ještě zhoršují podmínky krajiny, ve které se Ostravsko nachází. Ovzduší v tomto kraji znečišťuje hlavně průmysl, konkrétně těžba hnědého uhlí a jeho následné spalování. Hlavní město nejvíc trápí znečištění způsobené dopravou.

Používej hromadnou dopravu nebo jezdi na kole. Vytápěj ekologicky. Nespaluj plasty a odpadky. Vzniká tím hustý toxický kouř, který může mít karcinogenní účinky.

IKEA přišla se zajímavým řešením, jak vyčistit vzduch v rámci domácnosti. Dle Světové zdravotnické organizace je znečištění ovzduší jedním z největších zdravotních rizik - podle dostupných dat stojí za každým osmým úmrtím. Proto je žádoucí aktivně snižovat znečišťující látky a zlepšovat kvalitu vzduchu, který dýcháme.

Záclona Gunrid je vyrobena ze speciální tkaniny s „minerální povrchovou úpravou“. Jeden z autorů produktu Mauricio Affonso uvádí, že funguje podobně, jako fotosyntéza v rostlinách. Když je záclona vystavena světlu (vnitřnímu i venkovnímu), rozkládá nejčastěji se vyskytující znečišťující látky, jako jsou pachy a formaldehyd, v ovzduší uvnitř místnosti.

tags: #jak #vyčistit #znečištění #ovzduší #způsoby

Oblíbené příspěvky:

• Praktické řešení pro kuchyni
• Pracovní povinnosti asistentky v ekologickém poradenství
• Ekologický chov koní
• Nový Hrozenkov a recyklace
• Svatí a jejich vztah k přírodě