Rozložení prachu v ovzduší u povrchu měření

15.03.2026

Atmosférický aerosol je všudypřítomnou složkou atmosféry Země. Je definován jako soubor tuhých, kapalných nebo směsných částic o velikosti v rozsahu 1 nm - 100 μm. Nejedná se o skupinu látek, ale o soubor všech částic určité velikosti. Významně se podílí na důležitých atmosférických dějích, jako je vznik srážek a teplotní bilance Země.

Z hlediska zdravotního působení atmosférického aerosolu na člověka byly definovány velikostní skupiny aerosolu označované jako PMx (Particulate Matter), které obsahují částice o velikosti menší než x μm. Běžně se rozlišují PM10, PM2,5 a PM1,0. Částice PM10 mají průměr 10 μm nebo méně a jsou schopny volného pohybu v atmosféře.

Původ atmosférického aerosolu

Atmosférický aerosol může být přirozeného i antropogenního původu. Hlavním přirozeným zdrojem jsou výbuchy sopek, lesní požáry a prach unášený větrem. Tyto částice mají velikost přibližně 10 μm. Významné jsou také kapičky mořské vody, třebaže většina z nich spadne poměrně brzy zpět do oceánu. Přirozeného původu je i tzv. bioaerosol, zahrnující organismy jako jsou viry, bakterie, houby a případně jejich části a živočišné a rostlinné produkty (spory a pyl).

Nejvýznamnějším antropogenním zdrojem jsou spalovací procesy, hlavně v dieselových motorech a elektrárnách a další vysokoteplotní procesy, jako je tavení rud a kovů nebo svařování. Tyto procesy produkují částice o velikosti kolem 20 nm. Aerosol může také vznikat odnosem částic větrem ze stavebních ploch nebo v důsledku odstranění vegetačního pokryvu z půdy. Dalším zdrojem mohou být zemědělské operace, nezpevněné cesty, těžební činnost a jakékoliv procesy, při kterých se vyskytují částice o dané velikosti (např. výroba a použití cementu a vápna, nakládání s popílky v suchém ). Atmosférický aerosol může také vznikat chemickou reakcí plynných složek.

Prašný aerosol vzniká téměř výhradně jako negativní produkt lidské činnosti. Hlavním antropogenním zdrojem částic PM10 jsou domácnosti, resp. lokální vytápění ve starých kotlích na tuhá paliva (uhlí, dřevo). Tento sektor je v rámci České republiky zodpovědný za více než 50% veškerých emisí částic PM10. Podíl se může v jednotlivých lokalitách lišit - např. ve větších městech je významnější podíl dopravy a naopak méně významný podíl lokálního vytápění. Vznikají často mechanicky, významným zdrojem je také zemědělství (úlety prachu při polních pracích), stavebnictví (výroba a použití cementu a vápna) nebo otěry pneumatik a brzdových destiček.

Čtěte také: Složení a použití urychlovačů kompostu

Vliv prachu na zdraví

Částice atmosférického aerosolu se usazují v dýchacích cestách. Místo záchytu závisí na jejich velikosti. Větší částice se zachycují na chloupcích v nose a nezpůsobují větší potíže. Částice menší než 10 µm (PM10) se mohou usazovat v průduškách a způsobovat zdravotní problémy. Částice menší než 1 µm mohou vstupovat přímo do plicních sklípků, proto jsou tyto částice nejnebezpečnější. Inhalace PM10 poškozuje hlavně kardiovaskulární a plicní systém. Dlouhodobá expozice snižuje délku života (předčasná smrt u lidí se srdečním a plicním onemocněním), může způsobovat chronickou bronchitidu a chronické plicní choroby (např. CHOPN) a vznik astmatu.

Toxicky působí chemické látky obsažené v aerosolu (sírany, amonné ionty, PAH, těžké kovy aj.). V důsledku adsorpce organických látek s mutagenními a karcinogenními účinky může expozice PM10 způsobovat rakovinu plic. Dle hodnocení IARC (Agentura pro výzkum rakoviny) patří polétavý prach PM10 mezi látky s prokázaným karcinogenním působením (skupina 1). Z těchto důvodů Státní zdravotní ústav každoročně vyhodnocuje dopad znečištění ovzduší i částicemi PM10 na lidské zdraví. Toxicitu PM10 způsobují hlavně chemické látky obsažené v aerosolu. Některé organické látky adsorbované na povrchu polétavého prachu mohou mít karcinogenní nebo mutagenní účinky.

Větší částice (nad 100 µm) sedimentují velmi rychle a do dýchacích cest se prakticky nedostanou. Částice, jejichž velikost je mezi 100 - 10 µm, jsou většinou zachyceny v horních cestách dýchacích, částice menší než 10 µm (PM10) pronikají do dolních partií dýchacích cest, a bývají proto také nazývány thorakálními částicemi. V kategorii nejjemnějších částic PM2,5 mají částice průměr menší než 2,5 µm. Vědci považují částice PM2,5 za příčinu největšího poškozování lidského zdraví. Usazují se hluboko v plicích, blokují reprodukci buněk a působí respirační nemoci.

Měření a stanovení prachu

Přítomnost prachových částic ve vypouštěné vzdušině lze při jejich vyšším obsahu indikovat vizuálně. Malé koncentrace však takto pozorovatelné být nemusí. Měření emisí aerosolových částic a látek na ně vázaných představuje jednu z nejkomplikovanějších výzev analýzy ovzduší. Prvním a nejnáročnějším krokem analýzy je shromáždění reprezentativního, celistvého a dostatečného vzorku těchto aerosolových částic, které se zpravidla provádí jejich oddělením od nosného plynu a zachycením na vhodném materiálu. Vzorkování aerosolových částic v odpadních plynech se týká všech velikostí bez výjimky.

Množství PM10 se zjišťuje pomocí čerpání analyzovaného vzduchu přes filtr o velikosti pórů 10 μm. Množství zachyceného aerosolu se stanovuje gravimetricky vážením (mezinárodní norma ČSN ISO 9096). Další možností je metoda Black Smoke (BS). Tato metoda využívá změny reflektance (odrazivosti) světla v závislosti na množství zachyceného aerosolu. Měření mohou provést komerční laboratoře či specializovaná výzkumná pracoviště.

Čtěte také: Více o opylovačích

Ke stanovení nízkých hodnot hmotnostní koncentrace aerosolových částic v plynech proudících potrubím při hmotnostních koncentracích nižších než 50 mg/m3 po přepočtu na normální stavové podmínky je určena normovaná manuální gravimetrická metoda používaná jako metoda referenční ČSN EN 13284-1. Tato metoda byla ověřena na obsah aerosolových částic okolo 5 mg/m3 a průměrnou dobu odběru vzorku 30 minut. Tato norma byla vypracována především pro odpadní plyny ze spaloven odpadů. Obecně ji však lze použít i pro odpadní plyny jiných stacionárních zdrojů a pro vyšší hmotnostní koncentrace.

Pro účely měření emisí stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší, především však pro měření emisí spaloven odpadů, byla vypracována evropská norma ČSN EN 13284-2. Tato norma uvádí postupy prokazování jakosti potřebné k zajištění toho, aby automatizované měřicí systémy (AMS) instalované k měření obsahu prachu ve spalinách zabezpečily požadované hodnoty nejistoty stanovené legislativou (např. směrnice EU, národní předpisy). Ke splnění vytčených požadavků stanoví norma tři rozdílné úrovně prokazování jakosti (Quality Assurance Level QAL1, QAL2 a QAL3). Tyto požadavky slouží k prokazování, že emise prachu ze zařízení splňují emisní limit menší než 50 mg/m3 v odpadním plynu vedeném potrubím:

Pro stanovení frakce PM10 z venkovního ovzduší lze použít metodu ČSN EN 12341. Tato evropská norma uvádí požadovanou účinnost zařízení pro odběr vzorků PM10 s cílem sjednotit monitoring v souladu s ustanovením Směrnice 96/62/ES Rady EU o hodnocení a řízení kvality venkovního ovzduší. Norma stanoví protokol o zkoušce porovnáním výsledků získaných hodnoceným zařízením pro odběr vzorků PM10 a referenčním zařízením pro odběr PM10 v terénních podmínkách.

Odhadováním hmotnostního toku aerosolových částic z různých zdrojů emisí do atmosféry se zabývá řada institucí a výsledky svých výpočtů založených často na existenci národních emisních inventur pak pravidelně zveřejňuje ve svých ročenkách. Evropská agentura pro životní prostředí ve formě pravidelně vydávané ročenky uvádí informace získané společným programem European Monitoring and Evaluation Programme.

Určení rozložení prachových částic v prašné atmosféře (např. pro zkoušky prachem) se používá metod síťování. K sítovému rozboru se použije sada drátěných sít. Cílem této zkoušky je stanovit hmotnost vzorku na každém ze sít označených velikostí ok. Zařízení se skládá z střásacího (vibračního) pultu a sít s různou velikosti ok. Prašná směs se nasype do horního síta. Vlivem vibrace prachové částice propadávaje jednotlivými síty. Metoda je relativně nenáročná.

Čtěte také: Jak dlouho trvá rozklad odpadu v lese?

Základní normou je ČSN EN 481 Ovzduší na pracovišti. Vymezení velikostních frakcí pro měření polétavého prachu. Tato norma definuje konvence pro odběr vzorků velikostních frakcí, jež musí být používány pro hodnocení účinků polétavého prachu vdechovaného na pracovišti. Pro pracovní prostředí se používají k posouzení prašnosti termíny vztahující se k jednotlivým frakcím prachu, tj. vdechovatelná (celková prašnost), thorakální a respirabilní frakce. Obvykle se stanovuje celková prašnost, u prachů s možnými nebo převážnými fibrogenními účinky se stanovuje i frakce respirabilní.

V nařízení vlády o pracovních podmínkách (příloha č. 3) jsou uvedeny přípustné expoziční limity (PEL) pro výše popsané skupiny prachů. Na základě hodnocení zátěže faktory rozhodujícími ze zdravotního hlediska o kvalitě pracovních podmínek se činnosti zařazují do kategorií práce podle vyhlášky Ministerstva zdravotnictví.

Hodnoty znečišťujících látek PM10

Zde jsou uvedeny některé hodnoty znečišťujících látek PM10, které dokumentují reálné prostředí v obci.

Při manipulaci s uhlím (nabírání uhlí Ořech II lopatkou do nádob) byly naměřeny hodnoty PM10 v místě dýchacích orgánů v rozmezí 537 až 985 μg/m3 (částice jsou tvořeny uhelným prachem).
Při zatápění v kachlových kamnech, kdy do místnosti unikl kouř, byla naměřena hodnota PM10 170 μg/m3.
Při vysávání domácím vysavačem se zvýší hodnoty PM10 na 40 až 65 μg/m3 z hodnoty PM10 před vysáváním 23 μg/m3.
Při oblékání oděvů se zvýší hodnota PM10 na 0,53 μg/m3 z hodnoty PM10 před oblékáním 23 μg/m3 (částice jsou tvořeny především vlákny textilií).
Průjezd vozidla kategorie N na nečištěné silnici emitoval prachové částice na průměrnou hodnotu 148 μg/m3. Na vyčištěné cestě to byla průměrná hodnota 48 μg/m3, při hodnotách 12 μg/m3 bez pohybu vozidla.