CHOVÁNÍ AEROSOLŮ VE CHOVÁNÍ AEROSOLŮ VE VNITŘNÍM PROSTŘEDÍVNITŘNÍM PROSTŘEDÍ
Laboratoř chemie a fyziky aerosolůLaboratoř chemie a fyziky aerosolůÚstav chemických procesů AV ČRÚstav chemických procesů AV ČR
MOTIVACEMOTIVACE
Aerosoly působí negativně na lidské zdravíAerosoly působí negativně na lidské zdraví
V městě stráví lidé většinu času ve vnitřním V městě stráví lidé většinu času ve vnitřním prostředí prostředí –– doma, v dopravních prostředcích, doma, v dopravních prostředcích,
v práci, ve společenských místnostechv práci, ve společenských místnostech
OTÁZKYOTÁZKY
Jaké jsou koncentraceJaké jsou koncentrace aerosolů v budovách a jaké aerosolů v budovách a jaké jsou jejich zdroje?jsou jejich zdroje?
Jak ovlivňují aerosoly za oknem koncentrace Jak ovlivňují aerosoly za oknem koncentrace aerosolů doma ? aerosolů doma ?
Jaké je složení aerosolů ve vnitřním prostředí?Jaké je složení aerosolů ve vnitřním prostředí?
BILANČNÍ MODELBILANČNÍ MODEL
a) Jednotná koncentrace v celém objemu místnosti, kromě tenké vrstvičky u vnitřních povrchů,
b) Vnitřní koncentrace závisí na:• Intenzitě vnitřních zdrojů• Intenzitě vnitřních propadů (depozice na
vnitřních površích, filtrace)• Ventilační rychlosti (volná, aktivní, nucená)• Venkovní koncentraci aerosolu
BILANČNÍ MODELBILANČNÍ MODEL
camb V ventP
cV vent
Qr
Awcvdep
cV ach
BILANČNÍ MODELBILANČNÍ MODEL
QCVvACPCVdtdCV infinoutin ++−−= )()()/( ηλ &
Kumulativní depozice částic s hustotou 1 g/cm3 a koncentrací 1#/cm3 během 100 s na horizontálním
povrchu sedimentací, difúzí a termoforézoua,b
Kumulativní depozice
Průměr (µm) Sedimentace (#/m2) Difúze (#/m2) Termoforéza (#/m2)_________________________________________________________________
0.01 7 2800 2800.1 88 290 2001.0 3500 59 13010.0 310000 17 78_________________________________________________________________aTeplotní gradient 1°C/cmbkp = 10ka
DEPOZIČNÍ RYCHLOST (DEPOZIČNÍ RYCHLOST (vAvA/V)/V)
1E-3 0,01 0,1 1 101E-3
0,01
0,1
1
theory present
Dep
ositi
on ra
te, h
-1
Particle diam eter, μm
USTÁLENÝ STAVUSTÁLENÝ STAV
outin CPCλλ∗
=
)/( VvA+=∗ λλ
ininoutin vACCPCVdtdCV −−= )()/( λ
VLIV VELIKOSTI ČÁSTICVLIV VELIKOSTI ČÁSTIC
VLIV VELIKOSTI ČÁSTICVLIV VELIKOSTI ČÁSTIC
VLIV VELIKOSTI ČÁSTICVLIV VELIKOSTI ČÁSTIC
NEUSTÁLENÝ STAVNEUSTÁLENÝ STAV
[ ] teCCCtC inoutinin
∗
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −∞−+∞= λ
)/( VvA+=∗ λλ
ininoutin vACCPCVdtdCV −−= )()/( λ
0 1 2 3 4 5 6
1 0 - 1
1 0 0
1 0 3
1 0 4
Dp
2 . 5 - 1 0 μ m
Dp
3 - 2 0 n m
O u t d o o r I n d o o r
conc
entra
tion,
#/c
cm
t i m e , h
EXPERIMENTÁLNÍ STUDIUM EXPERIMENTÁLNÍ STUDIUM CHOVÁNÍ AEROSOLU VE CHOVÁNÍ AEROSOLU VE
VNITŘNÍM PROSTŘEDÍVNITŘNÍM PROSTŘEDÍ
BYT V ÚCHP, PRAHABYT V ÚCHP, PRAHA16.16.--29. listopad 200229. listopad 2002
Bedroom
livingroom
instrumentroom
kitchen
bathroom
cooker
Doors
Window
Samplingpoint
APSSMPSnanoSMPS
T, P, RHBLPI
T, P, RHBLPI
PŘÍSTROJEPŘÍSTROJE
• NanoSMPS: 3 nm - 100 nm• SMPS: 7 nm - 0,6 μm• APS: 0,5 μm - 20 μm• BLPI: 10 velikostních frakcí
0,025 μm - 10 μm
NÍZKOTLAKÝ KASKÁDNÍ NÍZKOTLAKÝ KASKÁDNÍ IMPAKTORIMPAKTOR
Nozzles
Impactionfoil
Trajectories ofdepositedparticles
Trajectoriesof non-deposited
particles
ANALÝZAANALÝZA
• Gravimetrie• Iontová chromatografie: NH4
+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, SO4
2-, NO3-, Cl-
• PIXE: Al, Br, Ca, Cl, Cu, Fe, K, Mn, Pb, S, Si, Ti, Zn
• INAA: Al, As, Br, Cl, I, K, Mn, Na, Sb, V, Zn
cooking
frying
cooking
frying
13:30 - 14:00 vaření20:00 - 21:15 smažení
10:00 - 11:30 osoby - OP11:15 - 14:30 osoby - K18:45 - 00:30 osoby - K06:45 - 10:00 osoby - OP
16. listopad 2002
13:30 - 14:00 vaření20:00 - 21:15 smažení
10:00 - 11:30 osoby - OP11:15 - 14:30 osoby - K18:45 - 00:30 osoby - K06:45 - 10:00 osoby - OP
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0
Dae (μm)
dm/d
log
D p [
µg/m
3 ] Outdoor
Indoor
16. listopad 2002
16. listopad 2002
Al
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ]
Indoor-PIXE
Outdoor-PIXE
Si
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0.01 0.1 1 10 100
Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ] Indoor-PIXE
Outdoor-PIXE
Fe
0
100
200
300
400
500
600
700
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ] Indoor-PIXE
Outdoor-PIXE
Ti
0
5
10
15
20
25
30
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ]
Indoor-PIXE
Outdoor-PIXE
16. listopad 2002
SO42-
0
1
2
3
4
5
6
0.01 0.1 1 10 100Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ]
Indoor-ICOutdoor-ICIndoor-PIXEOutdoor-PIXE
NO3-
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0.01 0.1 1 10 100Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ]
Indoor-IC
Outdoor-IC
NH4+
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0.01 0.1 1 10 100
Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ]
Indoor-ICOutdoor-IC
16. listopad 2002
0.01 0.1 1 100
10
20
30
40
50
60
70
dm/d
log
Dp [μg
/m3 ]
Dp [μm]
SO42-
NO3-
NH4+
crustaluu
residualu
INDOOR
0.01 0.1 1 100
10
20
30
40
50
60
70
dm/d
log
Dp [μg
/m3 ]
Dp [μm]
SO42-
NO3-
NH4+
crustaluu
residualu
OUTDOOR
11:15 - 11:30 lak na vlasy15:30 - 15:45 2 cigarety20:45 - 21:15 vaření
10:30 - 10:45 osoby - OP19:30 - 21:45 osoby - K
26. listopad 2002
11:15 - 11:30 lak na vlasy15:30 - 15:45 2 cigarety20:45 - 21:15 vaření
10:30 - 10:45 osoby - OP19:30 - 21:45 osoby - K
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0Dae (μm)
dm/d
log
Dp
[µg/
m3 ]
Outdoor
Indoor
26. listopad 2002
26. listopad 2002
0.01 0.1 1 100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
dm/d
log
Dp [μg
/m3 ]
Dp [μm]
SO42-
NO3-
Clu-
NH4+
crustaluu
residualu
26.11.2002 INDOOR
0.01 0.1 1 100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
dm/d
log
Dp [μg
/m3 ]
Dp [μm]
SO42-
NO3-
Clu-
NH4+
crustaluu
residualu
26.11.2002 OUTDOOR
DRASLÍK
K+ - 16.11.2002
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.01 0.1 1 10 100Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ]
Indoor-IC
Outdoor-IC
K+ - 25.11.2002
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0.01 0.1 1 10 100
Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ]
Indoor-IC
Outdoor-IC
K+ - 26.11.2002
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0.01 0.1 1 10 100Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ]
Indoor-IC
Outdoor-IC
K+ - 28.11.2002
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0.01 0.1 1 10 100Dp [µm]
dm/d
logD
p [µ
g/m
3 ] Indoor-IC
Outdoor-IC
BROM
Br- 16.11.2002
0123456789
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ] Indoor-PIXE
Outdoor-PIXE
Br-25.11.2002
02468
1012141618
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ] Indoor-PIXE
Outdoor-PIXE
Br-26.11.2002
02468
101214161820
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ] Indoor-PIXEOutdoor-PIXE
Br-28.11.2002
02468
1012141618
0.01 0.1 1 10 100Dp
dm/d
logD
p [n
g/m
3 ] Indoor-PIXEOutdoor-PIXE
SOUHRNSOUHRN• Koncentrace aerosolových částic ve vnitřním
prostředí záleží na:a) vnitřních zdrojích a propadech,b) koncentraci aerosolu ve vnějším prostředí a
rychlosti ventilace.
• Chování aerosolových částic záleží na jejich velikosti
DĚKUJIDĚKUJI
