====== Prašné prostředí ======= [[prach:literatura|[1]]] Vedle plynných exhalátů je prach druhou složkou ovzduší, která působí degradačně na technická zařízení. K poškozování prachem a pískem dochází ve všech podnebních oblastech a provozních prostředích. Účinky prachu na technická zařízení jsou jednak primární (např. zhoršený odvod tepla ze zaprášeného povrchu) a jednak sekundární (např. rozpustný prach zvyšuje povrchovou vodivost). Degradační působení prachu je do značné míry dáno vlastnostmi prachu a podmínkami za kterých ke zvýšené prašnosti dochází. ===== Vznik prachu a prašnosti prostředí ===== V přírodě vzniká prach při drobení, rozmělňování a rozpadu organických a anorganických tuhých látek přírodními pochody fyzikální, chemické, biochemické, vulkanické nebo jiné povahy. Je to zejména eroze, zvětrávání, drobení, mráz a žár, vysýchání, tlení a hnití, hoření, pyrogenetické rozpady a pod. Velkým zdrojem prachu je záměrná technická činnosti (trhání, tříštění, drcení, mletí, řezání, vrtání, broušení, leštění, pražení, tavení, spalování tuhých látek a pod.). Podle vzniku rozeznáváme prach přírodní a technický. Zvláštním druhem prachu je interplanetární kosmický prach, který se v měřitelném množství dostává i na naši planetu. ===== Definice prachu ===== Jednoznačná definice prachu neexistuje. Význam slova prach je chápán jinak ve smyslu technickém a jinak v hygienickém. Obyčejně za prach pokládají částečky rozmělněných tuhých látek, které jsou tak malé, že se dají unášet proudem vzdušniny a ve vzduchu jsou schopny se vznášet, i když příčina zvířením pominula. Charakteristickou vlastností prachu je, že je schopný vytvářet se vzdušinami dvousložkový disperzní systém, v němž jedna složka (vzdušina) je disperzním prostředím a druhá (prach) je dispergovanou látkou, disperzoidem. Prach lze tedy definovat jako malé částečky tuhých látek, které po rozptýlení v klidném disperzním systému (klidném vzduchu) mají podstatně menší pádovou rychlost, než odpovídá zákonům volného pádu tuhých těles. Taková definice prachu je sice výstižná z hlediska vnějšího projevu prachových částic, neříká však nic o tom o kolik musí být pádová rychlost menší ve srovnání s pádovou rychlostí těles ve vzdušinách, aby mohly být částečky označeny za prach. Vzdušiny tvořící disperzní prostředí, které se pohybují většími rychlostmi, jako např. spaliny v topných tazích kotlů, vysokopecní plyn při výrobě a čistění a jiné průmyslové vzdušiny, mohou unášet částky tuhých látek velikosti třeba až 1000 µm. V pracovních prostředích, jakými jsou např. dílny bez nadměrného průvanu, se mohou vznášet ve vzduchu delší dobu části ce prachu menší než 20 µm. Ani spodní rozměrová hranice částeček tuhých látek, které označujeme jako prach není určitá. Částečka, jejichž velikost je menší než 1 µm, se nejen neřídí zákony volného pádu, avšak ani těmi zákony, které aspoň do určité míry platí pro pád větších prachových částic. Čím jsou částice prachu menší než 1 µm, tím více se uplatňuje Brownův pohyb, tj. v disperzním prostředí částice nesedimentují (neusazují se) a jsou zmítány z různých stran přicházejícími nárazy druhých stejně malých částic. Pohybují se obdobně jako molekuly plynů tak dlouho, dokud se neshluknou (nekoagulují). Doba usazování různě velkých prachových částic závisí jednak na velikosti částic, na rychlosti pohybu vzdušniny a vlastnostech prostředí (relativní vlhkosti). Orientační doby usazováni různě velkých prachových částic jsou v tab. 1. ^ Velikost částice (µm) ^ Doba usazování ^ | 100 | 180 s | | 10 | 360 s | | 1 | 9 h | | 0,1 | 900 h | | 0,05 | neusadí se ani po 75 dnech | Tab. 1 Doby usazování různě velkých prachových částic [[prach:literatura|[3]]] Důležitou charakteristikou prachu, vedle velikosti, je jeho množství v ovzduší. Množství prachových částic v ovzduší závisí na rychlosti pohybu vzdušniny a zdroji prachu. Mění se s nadmořskou výškou i oblastí. Představu o množství částic prachu ve vzduchu je možné si učinit z tab.2. ^ Prostředí ^ Počet částic v 1 cm3 vzduchu ^ | nad 5 000 m n.m. | 101 - 102 | | do 2 000 m n.m. v horách | 101 - 103 | | nad mořem | 102 - 104 | | nad pevninou | 103 - 105 | | nad městem | 104 - 106 | Tab.2 . Přibližné množství prachových částic ve vzduchu [[prach:literatura|[2]]] Z hlediska degradačního působení budeme za prach pokládat částice hmoty o rozměrech od 1 do 150 µm, zatímco částice o rozměrech od 150 do 1000 µm budeme pokládat za písek. ===== Prašnost prostředí ===== Prach se dostává do ovzduší jednak kinetickou energií svých částic, kterou získaly při tříštění, lámání, drcení, mletí a pod., nebo zvířením a unášením přirozeným nebo vyvolaným pohybem vzdušniny. Rozptýlí-li se prach homogenně ve vzdušině, vytvoří s ní disperzní systém, který jako celek má vlastnosti plynu (prachový mrak, oblak). Takový systém nazýváme prašný aerosol a hovoříme o prašnosti (prašném ovzduší, prašném vzduchu apod.). V přeneseném slova smyslu o prašných místech, prašném provozu, závodu, městě a krajině, oblasti. Aerosoly mohou mít různou koncentraci prachu ve vzdušnině. Koncentraci prachu v prašném aerosolu vyjadřujeme buď gravimetricky (vážkově) hmotnostním podílem prachu v objemové jednotce vzdušniny (g.m-3), nebo konimetricky tj. počtem prachových částic v objemové jednotce (počet částic v m3). Vztah mezi gravimetrickým a konimetrickým údajem není zcela jednoznačný. Závisí na měrné hmotnosti, velikosti a tvaru prachových částic. K přepočtu gravimetrických údajů na konimetrické může posloužit vzorec (~~rov.#~~): n =238,7{N/{{(d/2)^3}{{rho}_pc}}} kde **n** je konimetrický údaj prašnosti a **N** je gravimetrický údaj prašnosti. Zhruba lze počítat, že u minerálního prachu s rozměrem menším než 5 µm a měrnou hmotností {rho}_pc = 2 až 2,5 g.m-3 připadá na jeden mg gravimetricky zjištěného množství prachu 25 až 30 částic. Jde-li o částice prachu organického původu s nižší měrnou hmotností je tento poměr zcela odlišný. Na jeden mg gravimetricky zjištěného množství může připadat až 90 i více částic v cm3. **Příčiny prašnosti** jsou podle původu vzniku buď prvotní (místo vzniku prachových částic), nebo druhotné (místo odkud se prach dostává zviřováním při dopravě prášivých materiálů, proudem vzduchu z hromad těchto materiálů, vířením usazeného prachu a pod.). Úroveň prašnosti v různých prostředích může být proto velmi rozdílná. Orientační hodnoty prašnosti ve vybraných prostředích jsou v tab.3. [[prach:literatura|[2]]]. ^ Prostředí ^ Prašnost (mg.m3) ^ | venkov bez průmyslu | 0,002 | | městská ulice s bezprašnou vozovkou | 1 - 3 | | papírna | 25 | | slévárny železa | 20 - 50 | | cementárny | 100 - 400 | Tab.3. Prašnost ve vybraných prostředích Stupeň prašnosti je dán velikostí zdroje prachu. Emise prachu ze zdroje se udává obvykle v kg.h-1, t.h-1 nebo t.d-1. Když ztrácejí částice prachu v ovzduší svou kinetickou energii, postupně se usazují a jejich množství na jednotce plochy se nazývá prašný spad. Spad je frakcionovaný. Nejdříve se usazují částice nejhrubší a s největší měrnou hmotností. Nejdéle se v ovzduší udrží částice nejjemnější a s nejmenší měrnou hmotností. Toto rozčlenění prachové směsi se nazývá rozptyl (rozsev) prachu. [<8>]