Aktuální vydání

celé číslo

05

2020

snímače teploty

celé číslo

Automatické měření množství pylů v ovzduší

Sníh rychle taje, první krokusy vyrážejí ze studené půdy na denní světlo – a lidé trpící sennou rýmou opět vytahují kapesníky. Příčinou jejich obtíží je prudce se zvyšující výskyt typických jarních alergenů, jako jsou pylové částice lísky, olše, břízy apod. V rozhlase, televizi i v dalších médiích se začínají objevovat pravidelná pylová hlášení, která mají informovat veřejnost o aktuálním a očekávaném výskytu pylových částic v ovzduší. O spolehlivosti pylových hlášení lze ovšem často pochybovat. Předpověď je závislá na počasí a na počtu momentálně létajících pylových částic. Hlavní problém spočívá v tom, že je k dispozici jenom velmi málo kvantitativních i kvalitativních údajů o výskytu pylů v ovzduší, protože jejich stanovení je nákladné. Měří se většinou ručně. Kontrolovaný vzduch proudí na proužek lepicí pásky, na které se pylové částice obsažené v ovzduší zachytí. Pracovníci laboratoře zkoumají zachycené pylové částice pod mikroskopem a zjišťují počet pylových zrníček různého druhu. Je to zdlouhavá procedura, která se navíc vykonává jen na vybraných pracovištích.
 
Pro optimální předpověď pylové situace je zapotřebí hustší síť monitorovacích stanic. Německá meteorologická služba proto objednala patnáct nových moderních měřicích stanic, které vyvinuli odborníci Fraunhoferova ústavu pro aplikovanou informatiku FIT (Institut für Angewandte Informationstechnik) v Sankt Augustinu a Fraunhoferova ústavu pro toxikologii a experimentální medicínu ITEM (Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin) v Hannoveru ve spolupráci s výrobní firmou Helmut Hund GmbH. Podstata jejich řešení spočívá ve způsobu vyhodnocení. Stanice zjišťují skladbu a množství pylových částic v ovzduší zcela automaticky a zjištěné údaje odesílají přímo na pracoviště meteorologické služby.
 
K tomu účelu nasávají měřicí stanice, které jsou umístěny ve velkých celokovových skříních (obr. 1), kontrolované množství okolního vzduchu. Pylové částice, které jsou v něm obsaženy, se oddělí od běžných nečistot a separují se na speciálním nosiči. V podstatě je to tenká skleněná destička opatřená vrstvou gelu, ve které se zachycují pylové částice. Světelný mikroskop automaticky snímá obrazy pylových částic. Potíž je v tom, že na dvourozměrných obrazech se jeví převážně kulovité pylové částice (ať už lísky, olše nebo břízy) jenom jako kruhy. Při trojrozměrném zobrazení však vykazují zrnka různých druhů pylů drobné rozdíly, jako např. prohlubně.
 
Mikroskop proto vyšetřuje pylové částice v sedmdesáti různých vrstvách tím, že se sedmdesátkrát automaticky změní jeho ohnisková vzdálenost. Pro každou rovinu vypočítá systém místa, která jsou zobrazena nejostřeji. Ze všech těchto bodů se potom složí dvourozměrný obraz, který obsahuje trojrozměrné informace – obraz ukazuje jakoby „zplácnutou“ horní polovinu pylového zrnka. Máli zde pylové zrnko prohlubeň, na tomto obraze je to možné rozeznat. Ze získaných informací systém vypočítá určité matematické znaky, porovná je s údaji v databázi a určí, o jaký druh pylu jde. Během jedné až dvou hodin jsou výsledky k dispozici a po komunikační síti se odešlou na příslušné pracoviště meteorologické služby. Odborníci jsou přesvědčeni, že nové inteligentní monitorovací stanice, umožňující automaticky měřit množství pylových alergenů v ovzduší, výrazně přispějí ke zlepšení a zpřesnění předpovědi pylové situace.
[Mediendienst FhG, Nr. 2–2009, Thema 2: Pollenflug automatisch messen.]
Kab.
 
Obr. 1. Moderní monitorovací stanice zcela automaticky zjišťuje množství pylových částic v ovzduší (foto: Fraunhofer FIT)