PM₁ frakce nejmenších a nejškodlivějších částic – nové zaměření na ochranu lidského zdraví

Úvod

Okolitá kvalita ovzdušia v súvislosti s výskytom hrubého prachového znečistenia sa zlepšila v posledných desaťročiach prijatím rôznych opatrení na elimináciu škodlivých emisií. Napriek tomu je preukázateľné, že súčasný stupeň znečistenia ovzdušia predstavuje nezanedbateľné riziko pre ľudské zdravie.

Medzi rôznymi špecializovanými agentúrami sa aj Svetová zdravotnícka organizácia (WHO) – v úlohe strážcu verejného zdravia – verejne vyjadrila vo svojich správach a stanoviskách k nebezpečenstvu PM častíc a ich vplyvu na ľudské zdravie.

Úsilie WHO je podporené mnohými publikovanými správami, vedeckými štúdiami, odbornými článkami ako aj vládnymi upozorneniami o negatívnych vplyvoch kvality ovzdušia na zdravie a ochorenia ktoré môže znečistenie vzduchu akcelerovať. Dôkaz je online, stačí zadať do vyhľadávača „znečistenie vzduchu a vplyv na zdravie“ a okamžite sa zobrazia milióny výsledkov.

Vplyv vdychovania znečisteného vzduchu na zdravie, zvlášť v najznečistenejších svetových metropolách je v už v súčasnosti veľmi dobre zdokumentovaný. V súčasnosti odhadujeme, že znečistenie ovzdušia je každoročne zodpovedné za niekoľko miliónov predčasných úmrtí. Považujeme ho za jeden z najpodstatnejších rizikových faktorov svetovej mortality ako aj iniciačný faktor niektorých ochorení.

Rozdelenie častíc

Najtypickejšími frakciami častíc vo vzduchu sú:

• PM₁ – častice s veľkosťou < 1 µm.
  Príklady: prach, častice splodín, baktérie a vírusy.
• PM_2.5 – častice s veľkosťou < 2,5 µm.
  Príklady: peľ, spóry a iné organické častice.
• PM₁₀ – častice s veľkosťou < 10 µm.
  Príklady: jemný prach a organické častice.
• Hrubé – častice s veľkosťou 10 µm a viac.
  Príklady: viditeľný hrubý prach, piesok, listy, vlasy a iné veľké organické častice.

PM je zmesou fyzických a chemických charakteristík, ktoré sa menia v závislosti na lokalite. Ich zdroj je prírodný, alebo pôsobením ľudskej činnosti. Znečistenie ovzdušia je preto na rôznych miestach rôzne. Jednodňový pobyt v Pekingu má napríklad rovnaký účinok na respiračný trakt ako 30 dní v Paríži. Treba zmieniť, že individuálne reakcie ľudí na znečistenie ovzdušia sa líšia v závislosti na ich senzitivite.

Inhalácia PM₁₀, PM_2.5 a PM₁ vplýva na organizmus rôznymi spôsobmi. Ich schopnosť akumulovať sa v organizme závisí na ich veľkosti ako aj schopnosti penetrácie dýchacími cestami a alveolami v pľúcach.

Dôležitosť dobrej vnútornej kvality vzduchu /IAQ/

Ako dokážeme zabrániť prieniku PM do našich vnútorných priestorov, kde ľudia trávia 90 % času? Nanešťastie nemôžeme plne uniknúť vonkajšiemu znečisteniu len pobytom vo vnútorných priestorov. Funkciou ventilačných systémov je miešať vonkajší vzduch s vnútorným.

Ak vonkajší vzduch nie je efektívne filtrovaný a čistený, je riziko, že vnútorný vzduch bude obsahovať veľké množstvo nebezpečných častíc, ktoré sa dostanú do respiračného a obehového systému ľudí. Tieto častice spolu s ďalšími molekulami môžu interagovať s ďalšími už prítomnými v budove. Môžu sa stať ešte agresívnejšími a nebezpečnejšími tak, že vnútorné prostredie je znečistenejšie ako vonkajšie.

S účinnou filtráciou vo vzduchotechnických jednotkách môže byt zastavené signifikantné množstvo nebezpečných častíc z vonkajšieho vzduchu predtým ako preniknú do ventilačných rozvodov budovy. To znamená, že v znečistených mestách ako Londýn, Paríž, Los Angeles alebo Peking je možné výrazne zlepšiť kvalitu vnútorného prostredia až pokým nedosiahne akceptovateľnú úroveň kvality pri použití ventilačného systému.

Ak je v miestnosti ešte inštalovaná čistička vzduchu ako dodatočné opatrenie je možné dosiahnuť vynikajúcu konzistentnú kvalitu vnútorného vzduchu aj keď je vonkajší vzduch výrazne znečistený.

PM₁ sú najnebezpečnejšie

V súčasnosti WHO a EU monitorujú koncentráciu PM_2.5 a PM₁₀ v náväznosti na negatívny zdravotný vplyv týchto častíc a ich schopnosť preniknúť do pľúc a spôsobiť respiračné a kardiovaskulárne ochorenia, ktoré sú príčinou zvýšenej mortality.

Na poskytnutie skutočne zdravotne nezávadného a produktívneho vnútorného prostredia je potrebné v oblastiach so znečistením používať vo ventilačných systémoch filtre, ktoré sú schopné zachytávať aj PM₁ častice – najmenšiu a najškodlivejšiu frakciu.

Naše pľúca sú ľahkou korisťou pre PM₁. Po vdýchnutí ľahko prenikajú hlboko do pľúc kde je podstatná časť schopná priamo preniknúť cez pľúcne alveoly do krvného riečišťa odkiaľ ľahko poškodzujú vnútorné steny artérií, prenikajú tkanivami kde môžu napádať rôzne orgány.

V najhoršom prípade PM₁ prispievajú k smrteľným chorobám ako sú srdcovocievne príhody, rakovina pľúc, demencia, edémy a ďalšie prekurzory predčasných úmrtí [1, 2].

PM filtrácia dnes

Filtre sú ťahúňmi vo ventilačných systémoch a súčasné najúčinnejšie F7 filtre majú premenlivé účinnosti na zachytenie PM₁ častíc (typicky s účinnosťou 50–75 %).

Filtre vo VZT výrazne ovplyvňujú vnútornú kvalitu ovzdušia. Bude ešte dôležitejšie vybrať si správny filter a účinnosť pre vybranú veľkosť PM.

V súčasnosti to nie je úplne jednoduché, lebo regionálne sú rozdiely medzi normami, ktoré používajú rôzne metodológie testovania a klasifikácie a to neumožňuje správne porovnávanie produktov. Dnešné štandarty majú limity a generujú výsledky, ktoré nie sú vždy odrazom správania sa filtrov v reálnych podmienkach.

Aj dnes sú k dispozícii filtre spĺňajúce striktnejšie požiadavky na filtráciu PM₁ napríklad produkty firmy Camfil Opakfil ES, Hi-Flo XLT7 alebo HI FLO M7.

S výberom správnej účinnosti je dôležité zohľadniť aj ďalšie parametre ako životnosť, nízka tlaková strata a nízka spotreba energie.

Literatúra

1. Phalen RF, Phalen RN. Introduction to Air Pollution Science: A Public Health Perspective. Burlington: Jones & Bartlett Learning (2013). p. 89–129.
2. Ling SH, Van Eeden SF. Particulate matter air pollution exposure: role in the development and exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis (2009).
3. Interné zdroje Camfil