Experimentální metody studia aerosolových nanočástic.

0519821 - ÚCHP 2020 SK cze C - Konferenční příspěvek (zahraniční konf.)
Ždímal, Vladimír - Schwarz, Jaroslav - Ondráčková, Lucie - Ondráček, Jakub
Experimentální metody studia aerosolových nanočástic.
[Experimental Methods to Study Aerosol Nanoparticles.]
Program. -: TU Wien, 2019. ISBN N.
[Pracovné dni Českej a slovenskej spoločnosti mutagenézy vonkajším prostredím /42./. Smolenice (SK), 10.06.2019-13.06.2019]
Grant CEP: GA ČR(CZ) GA18-02079S
Institucionální podpora: RVO:67985858
Klíčová slova: aerosol * experimental methods * nanoparticles
Obor OECD: Environmental sciences (social aspects to be 5.7)

V novém miléniu enormně vzrostly experimentální možnosti studia aerosolových částic. Nejen, že je možné určit rozdělení velikosti částic v různých metrikách, nejen, že lze určit velikostně rozlišené chemické složení, ale byly vyvinuty metody, které umožňují, aby všechny tyto úlohy byly řešeny naráz v reálném čase. Tyto metody vycházejí z několika základních fyzikálních principů: molekulární difúze založené na Brownově pohybu, elektrostatické separace definovaně nabitých částic, kondenzačního růstu částic, gravitačního usazování, urychlení částic v tryskách, setrvačné impakce a rozptylu světla na částicích.
Pokud bychom se však specificky zajímali o separaci částic o průměru menším než 100 nanometrů, výběr experimentálních metod by se podstatně snížil. Ve skutečnosti máme pouze čtyři fyzikální principy, které lze použít v tomto rozsahu velikostí s rozumnou mírou nejistoty: Brownův pohyb, elektrostatiku, impakci a kondenzaci. Pro stanovení chemického složení v daném rozmezí velikostí je nejběžněji používaná kombinace fyzikálně-chemické ionizace s hmotnostní spektrometrií, avšak rozsah kvantifikovatelných látek je značně omezen.
V poslední době je stále důležitější sledovat expozici pracovníků aerosolovým nanočásticím. Úloha je komplikována skutečností, že pro stanovení osobní expozice je nutné odebrat vzorky přímo z respirační zóny pracovníka. Pro tuto úlohu dosud není velký výběr možností a experimentální metody se stále vyvíjejí a testují. Slibnou alternativou je stacionární měření, kde jsou nejmodernější aerosolové spektrometry umístěny v blízkosti pracovního prostoru, a z jejich údajů lze skutečnou expozici pracovníka odhadnout. Pro kvantifikaci expozice je však vhodné kalibrovat on-line přístroje srovnáním se současným osobním odběrem.


During the last few decades, the experimental possibilities of studying aerosol particles have grown enormously. Not only is it possible to determine the particle size distribution in different metrics, not only can the chemical composition of the size-resolved aerosol be determined, but methods have been developed over the last two decades that allow all of these tasks to be handled in real time. These methods stem from several basic physical principles: molecular diffusion based on Brownian motion, electrostatic separation of particles with predictable charge, condensational growth of particles, gravitational settling, acceleration of particles in nozzles, inertial impaction, and light scattering on particles.
However, if we are specifically interested in separating particles smaller than 100 nanometers in diameter, the choice of experimental methods would be substantially reduced. In fact, we have only four physical principles that can be utilized in this size range with reasonable degree of uncertainty: Brownian motion, electrostatics, impaction and condensation. For the determination of the chemical composition in a given size range, the most commonly used is a combination of physical / chemical ionization with mass detection, however, the range of quantifiable substances is greatly limited.
Recently, exposure monitoring of workers in the production of engineered nanoparticles has become increasingly important. Here, the task is further complicated by the fact that it is necessary to sample directly from the vicinity of the worker's mouth to determine personal exposure. As far as the collection of nanoparticles in the respiratory zone is concerned, there is not yet a great choice of options, and experimental methods are still being developed and tested. A promising alternative is a stationary measurement, where state-of-the-art aerosol spectrometers are located close to the working space of the personnel, so that the actual exposure of the worker can be estimated. In this case, however, it is necessary to calibrate the on-line instruments by comparison with simultaneous personal collection.

Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0304806