Nejmenší přístroj pro měření nanočástic na světě - testo DiSCmini

Neomezené měření nanočástic je již skutečností

Testo DiSCmini nepotřebuje k provozu pracovní kapaliny ani radioaktivní zdroje a pracuje v jakékoliv poloze.

Klasifikátor velikosti částic testo DiSCmini je ruční senzor pro měření počtu nanočástic, střední velikosti částic a celkového povrchu částic usazených na ploše plicních sklípků, na které dochází ke kontaktu vdechovaného aerosolu s krevním oběhem (LDSA) s časovou odezvou 1 s (1 Hz). Princip měření je založen na základě elektrického nabíjení aerosolů. Malé rozměry přístroje jej dělají ideálně vhodným pro provádění příručních měření. Přístroj je napájen z baterie s životností až 8 hodin; naměřené hodnoty lze uložit na paměťovou kartu a následně přenést do PC pomocí USB.

DiSCmini je zvláště účinný pro osobní monitorování expozice na pracovišti zatíženém toxickými částicemi, jako jsou např. částice z dieselových a benzinových motorů, částice ze svařování nebo průmyslové nanomateriály. DiSCmini detekuje částice v rozsahu 10 až 700 nm; střední velikost částic by měla být <300 nm. Rozsah koncentrace částic je od cca 1000 do více než 1000000 částic na 1 cm3. Přesnost měření závisí především na distribuci velikosti částic a na koncentraci částic, typická přesnost je 15 až 20 % (v porovnání s referenčními CPC).

stred castice
nanometr

Testo DiSCmini je aktuálně nejmenším přístrojem na světě, který je schopný měřit nanočástice; obsahuje patentovaný senzor, díky kterému je možné provádět měření v jakékoliv poloze.

Ruční klasifikátor velikosti částic je možné využít pro monitorování osobní expozice nebo pro provedení rychlých průzkumů v oblastech zájmu, jako jsou např. pracoviště nebo městské oblasti s hustou dopravou.

Vhodný pro každé měření, kde je kladen důraz na snadnou obsluhu:

  • Monitorování osobní expozice
  • Identifikace nebezpečí na pracovišti
  • Ověření účinnosti filtrace
  • Mapování znečištění ovzduší s jedním mobilním nebo několika stacionárními přístroji

Naměřené hodnoty lze importovat přímo do excelovského dokumentu nebo analyzovat pomocí speciálního softwaru.

V porovnání s CPC je testo DiSCmini skutečně ručním a snadněji ovladatelným přístrojem, který měří nejen koncentraci částic, ale také střední velikost částic a LDSA. Testo DiSCmini měří velikost částic o průměru menším než půl mikronu.

Díky malým rozměrům a hmotnosti je testo DiSCmini vhodný i pro měření kvality ovzduší.

Interní nabíječku je možné vypnout a testo DiSCmini pak bude pracovat jako ten nejmenší měřič elektrického náboje částic na světě.

nanometr
Prof. Peter Gehr

Prof. Peter Gehr, Bernská univerzita, Švýcarsko - Institut anatomie

Odborné komise:

  • Člen komise pro vědy a výuky životního prostředí
  • Zástupce lékařské fakulty na Bernské univerzitě
  • Předseda komise předklinických záležitostí
  • Vědecký poradce pro Institut přírodní medicíny v Lucerne
  • Předseda nadace Gen Suisse

Člen následujících odborných organizací:

  • International Society for Aerosols in Medicine (ISAM)
  • American Thoracic Society (ATS)
  • European Respiratory Society (ERS)
  • Swiss Society for Optics and Microscopy (SSOM)
  • International Society for Stereology (ISS)
  • Clinical Research Foundation for the Promotion of Oral Health (SKF)

Kde se nanočástice vyskytují?

Všude. S každým nádechem se nám do těla dostanou miliony různých částic. Převážná většina jsou právě nanočástice.

Proč jsou nanočástice pro lidské tělo škodlivé?

Když se bavíme o nanočásticích, je nutné rozlišovat mezi dvěma skupinami. Jednou jsou nanočástice, které vznikají při spalovacích procesech. Jsou to spaliny tvořené dopravními prostředky a topnými systémy. Ty tvoří největší část. Druhou skupinou jsou uměle vytvořené nanočástice jako např. oxid titanu, kovy, oxidy kovů a uhlíkové nanotrubice.

A proč nám tedy nanočástice škodí?

Větší částice se v biologickém prostředí (např. lidském těle) chovají vůči nanočásticím odlišně. Protože jsou tak malé, mohou vdechnuté nanočástice proniknout až do nejhlubších částí našich plic, tzv. plicních sklípků. Nanočástice mají schopnost snadno proniknout do buněk a procházet skrze ně a skrze tkáň. Nanočástice mohou tedy v plicních sklípcích vniknout do cév a tudy být rozšířeny do celého krevního oběhu. Větší částice tohoto schopné nejsou. A to je dle mého názoru to, co dělá nanočástice tak nebezpečné, v porovnání s velkými částicemi.

Jaké jsou tedy zdravotní důsledky?

Škodlivé důsledky, které zatím známe, jsou takové, že buňky mohou být zničeny. Nanočástice mohou vniknout do jádra buňky, což může vést k poškození genetického materiálu. Může to také vyvolat nekontrolovanou reakci dělení buněk, což může následně vést až k rakovině. Mluvíme tady o - a toto je to nejnebezpečnější ze všeho - tzv. genové toxicitě. To znamená, že nanočástice jsou schopné způsobit genetické poškození. Toto však stále vyžaduje podrobnější výzkum.

Proč je tak důležité provádět měření nanočástic v bezprostřední blízkosti člověka?

Jak již jejich název napovídá, nanočástice jsou tak malé, že se málokdy usazují. Tedy pokud se neshluknou do větších celků. Když toto nastane, tak se okamžitě usadí a nejsou nadále ve vzduchu měřitelné. Na druhou stranu jsou nanočástice mnohem méně pohyblivé než molekuly plynu, takže většinou zůstávají u svého zdroje. Např. koncentrace nanočástic silniční dopravy drasticky klesá již několik metrů od vozovky, jelikož se nanočástice od silnice vzdalují velmi pomalu. Chceme-li tedy zjistit, jaký vliv mají na člověka, musíme se soustředit na nanočástice vyskytující se v naší bezprostřední blízkosti a na to, jaká je jejich koncentrace a velikost. Budeme-li provádět měření ve větší vzdálenosti, spousta takových nanočástic se zde již vyskytovat vůbec nebude.

Existují dvě měřicí metody: čítání nanočástic a měření hmoty. Většinou se používá právě ta druhá varianta. Proč je podle Vás měření hmoty nanočástic PM10 tou nevhodnou metodou a proč je naopak čítání nanočástic tak důležité?

Příznivci měření PM10 zastávají názor, že taková měření je velmi snadné uskutečnit, jelikož po celém světě je již spousta měřicích stanic. Nicméně, při měření hmoty jednoduše vůbec neměříte nanočástice. Měřené využívající PM10 poskytuje nulovou informaci o nanočásticích. Nanočástice jsou však mnohem závažnější problém pro tělo než větší částice, jelikož jsou schopné po vdechnutí snadno proniknout až do krevního oběhu. Z toho vyplývá, že měření se musí provádět v bezprostřední blízkosti měřené osoby. Expozici osoby nanočásticím změříme pouze tak, že budeme měřit počet nanočástic, které jsou tím hlavním zdrojem problémů plynoucí ze znečištěného ovzduší.

Takže lze obecně říci, že měřicí metody PM10 nebo PM2,5 jsou stále důležité, ale čítání nanočástic má stejnou důležitost a tyto metody doplňuje?

Ano, čítání nanočástic je velmi důležitým doplňkem. A dle mého názoru časem nahradí PM10. Nechte mě to vysvětlit. Mezi většími částicemi, které jsou měřeny metodou PM10, je spousta takových, které pro nás nejsou škodlivé. Tedy ze zdravotního hlediska. Nejsou toxické, ne kvůli své velikosti. A pokud mohu chvíli mluvit obecně, jsou to zvláště velmi malé uhlíkové nanočástice, tzv. saze, které jsou kritické. V podstatě tedy můžeme říci, že jsme schopni vyhodnotit kvalitu ovzduší čítáním sazí, a že toto vyhodnocení je při využití PM10 velice primitivní. Uvedu příklad. Ve většině měst je rychlostní limit na dálnicích snížen na 80 km/h, nastane-li teplotní inverze. Toto ale vyústí v pouze velmi zanedbatelný pokles při měření s PM10. Věřím, že kdyby se měřil přímo počet sazí, ne všechny nanočástice v oblasti PM10, ale pouze oblast výskytu částic o velikosti sazí, byly by zaznamenány znatelně větší rozdíly. Toto je jediný způsob, jak provádět smysluplná měření a učinit rozhodnutí na nich založená. Počet částic je tedy zcela jistě lepším parametrem. Tyto kritické nanočástice nelze určit měřením jejich hmoty. A dnes již můžeme tvrdit, že nanočástice jsou nebezpečnější než větší částice. Dříve jsme si mysleli přesný opak. Dnes se již poznatky posunuly dále a víme více.

Jak si vysvětlujete skutečnost, že legislativa automobilové dopravy reguluje emise, ale není stanoven žádný standard pro kvalitu ovzduší?

Myslím, že ještě není tak dobře známo, jak snadné je měřit počet nanočástic a jejich velikost. Pouhým stiskem tlačítka okamžitě získáte spolehlivou hodnotu. Můžete měřit uvnitř místnosti, venku nebo v autě. Můžete doslova pozorovat, jak hodnoty narůstají a klesají průchodem danou oblastí. Čítání nanočástic je tedy správným krokem vpřed. Spolu s tím máme k dispozici prvotřídní přístroje, se kterými můžeme jednoduše posuzovat i kvalitu ovzduší.

Kontakt

Máte dotazy k nejmenšímu přístroji na měření nanočástic na světě? Rádi Vám poradíme.