Přístroje pro měření bakterií ve vzduchu: Princip fungování


15.03.2026

Čističky vzduchu jsou jedny z nejdůležitějších přístrojů v domácnostech. Pokud jste se rozhodli koupit čističku vzduchu, budete mile překvapeni jejími výhodami, které budou mít pozitivní dopad na vaše zdraví. Mimo jiné totiž odstraňuje ze vzduchu prachové částice.

Čistička vzduchu je vhodná nejen pro alergiky, ale stane se užitečným pomocníkem do jakéhokoliv vnitřního prostoru, kde chcete dýchat čistý vzduch bez virů, bakterií, alergenů i dalších nežádoucích látek. Oproti klimatizaci tak nijak nemění teplotu vzduchu, jen zlepšují jeho kvalitu.

Čistička vzduchu se skládá z několika filtrů, pomocí kterých pohlcuje nečistoty a nežádoucí látky. Některé čističky navíc obsahují ionizátor, který zajistí ještě vyšší stupeň čištění.

Z jakých filtrací se čističe vzduchu skládají?

  • Prachový předfiltr
  • Hepa filtr
  • Uhlíkový filtr
  • Antibakteriální filtr
  • Nano-foto katalyzátorový filtr

Prachový předfiltr

Prachový předfiltr odstraňuje větší nečistoty, které mohou být okem viditelné, a zabraňuje jejich průniku k HEPA filtru. Může se jednat o zvířecí chlupy, písek, prachové částečky a další. Předfiltr lze umýt vodou, není tedy nutná jeho pravidelná výměna.

HEPA filtr

Hepa filtr již dokáže zachytit i ty nejdrobnější částečky, mezi které se řadí bakterie, viry, spory plísní či smog o minimální velikosti 0,3 mikronu. Účinnost HEPA filtru dosahuje 99,97 %. Tento filtr je již nutné pravidelně měnit.

Čtěte také: Komplexní průvodce bezpečností

Antibakteriální filtr

Antibakteriální filtr zbaví vzduch ve vnitřních prostorách bakterií, a to díky dezinfekčnímu účinku nano-částic stříbra, které tento filtr obsahuje. Je nutné jej každý rok vyměnit za nový.

Uhlíkový filtr

Uhlíkový filtr zbavuje vnitřní ovzduší zápachu, ať již od cigaretového kouře, kuchyňských zápachů, zápachů od zvířat či jiných nežádoucích pachů. Uhlíkový filtr pracuje na základě aktivního uhlíku. Také je nutné jej občas vyměnit.

Nano-fotokatalyzátorové filtry

Tento druh filtrů se doporučuje do domácností či prostorů nacházejících se poblíž průmyslové či chemické výroby. Nebezpečné plyny ve vnitřním prostředí rozkládají na oxid uhličitý a vzdušnou vlhkost. Není nutné je pravidelně měnit, mají schopnost samoregenerace.

Vodní filtr

Čističky vzduchu s vodním filtrem jsou vhodné do domácností se suchým vzduchem. Nejen, že prostředí vyčistí od nežádoucích zárodků, ale navíc jej příjemně zvlhčují, čímž napomáhají lepšímu dýchání.

Kde se čistička vzduchu používá?

Čistič vzduchu lze použít v jakémkoliv vnitřním prostoru. Ať již se jedná o rodinný dům, byt, kancelář, obchod či domácnost. Čističky vzduchu se také hojně využívají ve větších vnitřních prostorách, kde se starají o snížení rizika nákazy v dobách epidemií i mimo ně.

Čtěte také: Normy a povinnosti pro měření emisí

Může se jednat o velká obchodní centra, kancelářské objekty, nemocnice, ordinace a další vnitřní prostory.

Jak funguje čistička vzduchu?

Základní částí čističky vzduchu je ventilátor, který nasaje vzduch z prostoru a pohání jej dále přes jednotlivé filtry, které fungují jako zátarasy. Na filtrech se usazují takové nečistoty, jaké dokáže každý z druhů filtrů zachytit. Vrchní část čističky poté uvolňuje do místnosti již vyčištěný vzduch. Cirkulaci vzduchu zajišťuje neustálý přívod a odvod vzduchu.

Senzory CO2 a principy měření

I když na vnější pohled mohou vypadat všechny tato měřící zařízení podobně, existuje několik principů měření, které se vzájemně dost liší. Mezi senzory CO2 nevyžadující žádný zdroj elektrické energie patří chemické detekční trubice. Ty poskytují výsledky bezprostředně po provedení měření, kdy je možné naměřenou úroveň koncentrace přečíst na v trubici vestavěné stupnici a také nevyžadují žádnou kalibraci.

Navíc ve srovnání s elektronickými detekčními zařízeními jsou levnější a snadněji ovladatelné. Jedinou nevýhodou je jednorázová funkce, kdy po jedné aktivaci měřícího režimu již trubici nelze dále využít. Princip funkce je založen na změně barvy materiálu trubice, který přichází do styku s měřeným plynem (zde aktuálně s CO2, ale existují trubice i pro různé jiné plyny).

Citlivá měřící plocha je umístěna na pevném nosném materiálu v uzavřené plynové trubici. Definované množství okolního vzduchu je nasávané trubicí buď samovolně, nebo s použitím pumpy při potřebě rychlého měření krátkodobých měřících trubic. I nejmenší množství plynu jsou dostatečné k vyvolání reakce. Elektronické senzory CO2 poskytují přesně opačné uživatelské vlastnosti než výše uvedené elektrochemické trubičky.

Čtěte také: Jak správně ohlásit emise kotle?

Potřebují zdroj elektrické energie, a někdy i kalibraci, ale na druhou stranu poskytují opakované či dlouhotrvající průběžné měření koncentrace a obvykle také snadné zobrazení výsledku měření na displeji vyhodnocovacího zařízení, často v přepočtu na různé jednotky (např. ppm, % ).

Infračervené senzory (IR/NDIR)

Infračervené senzory, jinak také označované jako IR nebo NDIR, jsou v současné době asi nejpoužívanější princip pro měření koncentrace CO2. IR/NDIR princip měření je založen na měření útlumu intenzity infračerveného světla dopadající / pronikající skrz molekuly plynu.

Konkrétně se zde využívají fakt, že molekuly CO2 absorbují záření určité vlnové délky okolo 4,2 mikrometrů (případně i okolo vln. délek 7,2 a 15 mikrometrů), zatímco ostatní plyny vzduchu na této vlnové délce světlo absorbují jen zcela minimálně. Prostě čím vyšší je koncentrace CO2, který se nachází mezi infračerveným zdrojem světla (obvykle infračervená LED diody) a přijímačem světla (fotodioda), tím méně více světla (fotonů) projde molekulami CO2 a tím méně světla dopadne na přijímač.

Tento systém pracuje výborně, ale jen do určité maximální koncentrace CO2, která již odfiltruje / zachytí téměř všechno světlo. Další zvýšení koncentrace pak již tedy nemá co dále absorbovat / odfiltrovávat a tedy zvýšení koncentrace již přijímač nerozliší.

V praxi se využívá infračerveného světla z LED zdroje, někdy pak opakovaně odráženého od zrcadel v měřící komoře s plynem, aby se prodloužila trasa světla plynem i při použití malých kompaktních rozměrů senzoru. Na straně přijímače se pak využívá tzv. dvojitý detektor. Ten se sestává z měřicího a referenčního senzoru světla.

Zatímco měřící detektor je ozařován světlem procházející měřeným vzduchem s CO2, který část záření absorbuje a měřící detektor tak vygeneruje jen malý elektrický signál, signál referenčního detektoru nezůstává nezměněn, protože na něj dopadající světlo není neprochází měřeným vzduchem. Vzájemným odečtením signálu měřícího a referenčního detektoru se získá "čistá" hodnota koncentrace CO2 a tím se eliminuje kolísání vysílací intenzity paprsku na straně vysílače, znečištění zrcátek a průchozích okének měřící komory.

Elektrochemické senzory (GSE/EC)

Elektrochemické senzory CO2, někdy označované jako GSE či EC, se v dřívějších dobách využívaly hlavně v průmyslových aplikacích, protože poskytovali možnost snímat koncentrace od 100 ppm až do vysokých hodnot okolo 50 000 ppm. Bohužel se však vyznačují poměrně malou životností pouze 1 až 2 roky způsobenou postupnou degradací elektrolytu a současně obvykle vyšší pořizovací cenou v porovnání s NDIR senzory.

Základní princip funkce spočívá ve vytváření elektrického signálu úměrného koncentraci CO2 vlivem reakce molekul měřeného plynu s elektrolytem uvnitř senzoru. Elektrochemický senzor tak v principu své funkce se skládá z nejméně dvou elektrod ( měřící elektroda a protielektroda) a elektrolytu, jejichž chemické složení je přizpůsobené měřenému plynu. Zde tedy CO2. Elektrody mají vzájemný kontakt dvěma různými způsoby: na jedné straně přes elektricky vodivý elektrolyt (kapalina s volnými ionty), na druhé straně přes externí elektrický řídící obvod.

Základní provedení s dvěma elektrodami (měřicí elektroda a protielektroda) má mnoho nevýhod. Například, pokud by byly přítomny vyšší koncentrace plynů, toto může vést k vyšším proudům v senzoru a tak poklesu napětí, které pak mění předkonfigurované napětí senzoru. Toto, v může vést k produkci nepoužitelných měřicích signálů nebo v nejhorším případě chemická reakce v senzoru, který jde během měření bez povšimnutí.

Z tohoto důvodu realizované kvalitní elektrochemické senzory obsahují ještě navíc i třetí elektrodu, tzv. referenční elektrodu, jejíž elektrický potenciál zůstává konstantní.

Polovodičové senzory (MOX/MOS)

Polovodičové senzory CO2, označované jako MOX či MOS, najdete zejména v levných měřících zařízeních nebo někdy jen indikátorech pro obytné místnosti a kanceláře. Jejich princip je založen na změně vodivosti povrchu polovodiče vlivem působením měřeného plynu. Senzor obsahuje snímací element vyrobený z vhodného oxidu kovů (MOX) tak, aby chemicky reagoval s molekulami plynu, polovodič typu n, snímací elektrody a ohřívač.

Nejčastěji používaným MOX je v současnosti SnO2, ale vědci pracují na dalších vhodnějších typech oxidů. Ten snímací prvek se zahřívá na optimální teplotu pro detekci cílového plynu. Typická teplota je v rozsahu 200 až 400°C. Kyslík z atmosféry se absorbuje na snímacím elementu, váže jeho elektrony a vede tak k tvorbě ochuzené vrstvy.

Pokud jsou v okolní atmosféře přítomny i molekuly oxidačních nebo redukčních plynů, mohou reagovat s absorbovanými ionty kyslíku a dříve vázané elektrony jsou opět dostupné jako nosiče náboje ve snímacím elementu. Toto vede ke snížení energetické bariéry v pásovém modelu polovodiče, což se projeví zvýšením vodivosti.

V základním stavu tedy dojde na povrchu snímací plošky k rovnovážnému stavu s molekulami kyslíku, který se za přítomnosti jiného plynu poruší, čímž změní hodnotu vodivosti polovodičového kanálu. Obrovská výhoda tohoto systému je praktická velká mechanická odolnost, životnost i několik desítek let bez potřeby údržby.

Tyto nesporné uživatelské výhody jsou ale vykoupeny silně nelineární funkcí a teplotní nestabilitou (výrazným teplotním driftem), které však dnes lze elektronickými vyhodnocovacími obvody snadno eliminovat a hlavně nízkou selektivitou, kdy měření mimo žádaný plyn (zde CO2) může na detekci působit i další plyny, které kontrolovat nechceme.

Infračervené senzory oxidu uhličitého jsou dnes nejběžnější systém pro měření jeho koncentrace. Moderní provedení již i eliminovalo dřívější omezení v malém měřícím rozsahu, čímž prakticky téměř odstranilo u CO2 potřebu použití elektrochemického principu, který nyní poráží již jak v přesnosti měření a stabilitě kalibrace, tak hlavně v životnosti.

Pole působnosti pro elektrochemický systém měření CO2 již prakticky zůstal jen v oblasti přenosných profesionálních systémů, kde se využívá jednoho měřícího přístroje, které lze vybavit různými vyměnitelnými elektrochemickými měřící "patronami" pro různé plyny.

Měření prachových částic PM2,5

Snímač kvality ovzduší umožňuje měřit koncentraci prachových částic PM2,5. Pro rozsah PM2,5 senzor prachu měří koncentraci prachových částic s průměrem menším nebo rovno 2,5 μm. Senzor dokáže detekovat již částice s průměrem 0,3 μm. Snímač znečištění ovzduší je založen na laserovém senzoru prachu ZH03B, který dokáže měřit zastoupení prachových částic ve vzduchu s velkou přesností a stabilitou.

Emise a Imise

Emise - děj, při kterém jsou vnášeny cizorodé látky různého skupenství do ovzduší. Uvádějí se v kilogramech za hodinu nebo v tunách za rok. Množství uvedených znečišťujících látek vypouštěných do ovzduší je evidováno v Registru emisí a zdrojů znečišťování ovzduší (REZZO).

Znečištění ovzduší, imise, je charakterizováno na základě výsledků měření ze sítí monitorujících znečištění ovzduší v ČR, uložených v Imisním informačním systému (IIS) a v Informačním systému kvality ovzduší (ISKO), jejichž provoz je zabezpečován Českým hydrometeorologickým ústavem v Praze. Imise vyjadřují stav kvality ovzduší, úroveň koncentrace cizorodých látek v ovzduší.

Koncentrace jednotlivých škodlivin se vyjadřují průměrem hodnot naměřených na stanoveném místě v určitém časovém úseku jako: průměrná roční koncentrace znečišťující látky (IHr), průměrná denní koncentrace znečišťující látky (IHd), průměrná osmihodinová koncentrace znečišťující látky (IH8h).

Sběr vzorků pro analýzu mikrobiální kontaminace

Tento díl se zaměřuje na problematiku sběru vzorků pro analýzu mikrobiální kontaminace prostředí v rodinných domech v okolí Brna. Cílem bylo vytipovat vhodné metody, které jsou v praxi použitelné, přiměřeně nákladné a dobře popisují stav kontaminace prostředí, aby bylo možno nejen zhodnotit kvalitu vzduchu, ale také hledat příčiny zjištěného stavu.

V prvním díle byla obecně představena problematika mikrobiálního mikroklimatu budov a také skutečnost, že v České republice platí závazná vyhláška pro pobytové místnosti staveb [1], která předepisuje, že v pobytových místnostech (veřejných staveb, ale hygienická pravidla mají jistě obecnou platnost) je nepřípustný viditelný nárůst plísní na zdech a površích.

Za prokázaný růst plísní na povrchu se ve sporných případech považuje i nález potvrzený odběrem a kultivací na živné půdě - tj. i množství okem neviditelné, může být hodnoceno jako závadné. Dále je předepsáno, že mimo prostory vyžadující zvýšené nároky na čistotu je stanovena maximální koncentrace bakterií 500 KTJ (kolonie tvořící jednotky)/m3 vzduchu a maximální koncentrace plísní rovněž 500 KTJ/m3 vzduchu.

Jak bylo uvedeno minule, tyto koncentrace korespondují s celoevropským průměrem. Přestože nejsou tyto limity předepsány pro bytové prostředí, z podstaty věci vyplývá, že v bytovém prostředí tráví člověk hodně času a tudíž expozice jakýmikoli škodlivinami je zde dlouhodobá a ze zdravotního hlediska významná. Víme však, jsou-li tyto limity splněny?

Jedním ze zásadních technických prostředků jak vytvořit kvalitní vnitřní prostředí je nucené větrání vybavené filtrací vzduchu. Prvotním důvodem pro instalaci nuceného větrání v bytové výstavbě je samozřejmě úspora tepla použitím jeho zpětného získávání nejčastěji výměníkem vzduch/vzduch, ale další aspekty vzduchotechniky by neměly být opomíjeny. Je vzduchotechnika přínosem, nebo naopak přítěží z hlediska mikrobiální složky vnitřního vzduchu?

Odborná literatura uvádí, že koncentrace plísní v interiérech se pohybuje v širokém rozmezí a významně se odvíjí od koncentrace plísní ve venkovním vzduchu. Ve venkovním ovzduší se plísně vyskytují zejména v létě a na podzim, když je teplo a vlhko.

Další podmínky, které je třeba pro porovnávání výsledků zaznamenat, souvisí s polohou, velikostí, vybavením a užíváním domu. Získáme tak informace o vlastním prostředí, ve kterém je sběr prováděn. Je nezbytné zaznamenat hodnoty, jako jsou teploty, relativní vlhkosti vzduchu i povrchů, ze kterých je vzorek odebírán, a další související faktory, jako např. přítomnost domácích mazlíčků, četnost úklidu, znečištění oklního exteriéru a další (více viz [3]).

Proměnlivost výskytu sledovaných škodlivin je velmi odlišná, a to nejen mezi budovami (i sousedními), ale také mezi jednotlivými místnosti ve stejném domě (bytě), ba dokonce v jedné místnosti v průběhu dne. Bez těchto záznamů tedy nebudeme schopni relevantně porovnávat výsledné hodnoty. Z hlediska expozice člověka je zásadní výskyt mikroorganismů ve vdechovaném vzduchu.

Tato hodnota je ovšem s počasím, provozem budovy, větráním a proměnlivými vnitřními zdroji značně kolísavá. Proto se také sleduje výskyt mikroorganismů na površích nebo v prachu, který je většinou jejich zásobárnou. Poměrně rozsáhlý popis možností sběrů vzorků je podrobněji rozebrán v [3]. Jsou zde také porovnány výsledky různých měření a je upozorněno na skutečnost, že samotná technika sběru a použité přístroje mají vliv na výsledek, tudíž lze výsledky různých pracovních skupin obtížně srovnávat.

Tradiční metody spočívají ve zjištění počtu životaschopných jednotek, tedy těch, které jsou schopny se za příznivých podmínek rozmnožovat. Následně se mikroorganismům vytvoří vhodné prostředí pro růst (jsou stanoveny teploty a kultivační doba). Po kultivaci se vyhodnotí kvantitativně počet kolonií, příp. druhová skladba. Aby byly vytvořeny vhodné podmínky pro obě sledované skupiny, jsou živné půdy odlišné pro plísně (vláknité mikromycety) popř.

Vyhláška [1] uvádí, že odběr vzorku vzduchu se provádí aeroskopem podle standartního operačního postupu uvedeného v příloze a kultivací na živné půdě. Předpis popisuje přípravu prostor, jejich nutnost vyvětrání a omezení provozu, a to jak nuceně, tak přirozeně větraných, a následně postup a umístění aeroskopu při vlastním odběru. Aeroskop je zařízení, které pomocí zabudovaného ventilátoru nuceně nasává vzduch ve zkoumaném prostředí, a částice obsažené v nasávaném vzduchu jsou zachyceny na živné půdě.

Toto měření jsme prováděli, protože se jedná o stěžejní parametr stavu vzduchu v místnosti pro hlavní obytnou místnost v rodinném domě, běžně obývací pokoj s kuchyňským koutem, a pro jednu méně zatíženou místnost, nejčastěji dětský pokoj. K tomu jsme samozřejmě pro úplnost provedli odběr také ve venkovním prostředí, vždy samostatně pro celkové počty mikroorganismů (zejména bakterií) CPM a pro plísně.

Rozhodli jsme se pro měření v uzavřené místnosti v dýchací zóně bez toho, aby místnost byla předem vyvětrána, neboť chceme postihnout situaci takovou, jaká reálně v domě je. Toto měření umožní identifikovat zejména zatížení stěn nebo kritických stavebních detailů plísněmi, což je užitečné ve sporných případech, kdy nárůst plísní není viditelný, ale zvýšená vlhkost zdiva umožňuje vhodné podmínky pro osídlení.

Odběr vzorku je možný otiskem nebo stěrem vlhkou houbičkou či tamponem z určité plochy. My jsme se zaměřili na monitoring stavu prvků vzduchotechniky, která už i v rodinných domech není zcela ojedinělá. Sledovali jsme výskyt mikrobů na vnitřních površích vzduchotechnické jednotky a na koncových elementech rozvodů vzduchu v interiéru.

Aby bylo možné odebírat vzorek i tvarově složitější plochy, používali jsme měkké houbičky. Vlastní houbička je napuštěna roztokem podporující životaschopnost mikroorganismů a je sterilně zabalena. Velmi podstatným údajem je stanovení velikosti odběrové plochy. Ta musí být dodržena u všech jednotlivých stěrů.

tags: #přístroje #pro #měření #bakterií #ve #vzduchu

Oblíbené příspěvky:

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Kontakt

Zelaná Hrebová, z.s.

[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000

Bc. Jana Veclavaková, DiS.

tel. 774 454 466
[email protected]

Jaena Batelk, MBA

tel. 733 595 725
[email protected]