Acta Montanistica Slovaca Ročník 12 (2007), číslo 1, 42-47 Depozícia – moderný fenomén v hodnotení inhalačného rizika banského aerosólu Ľubomír Legáth 1 The deposition - a modern phenomenon in the evaluation of inhalation risk of mining aerosols The deposition is defined as an array of processes causing a part of the inhaled aerosol to remain (after its expiration) in the respiratory tract. The particles retained in the respiratory tract are called deposits. The deposition encompasses of three different mechanisms: impaction, sedimentation and Brown molecular movement combined with the diffusion. The impaction remains the most potential contribution to the deposition in the conductive zone of the respiratory tract. While the sedimentation and diffusion in conjunction with the Brown molecular movement have a major impact in the respiratory area with the zero flow movement. The above listed mechanisms participate with the different ratio to the deposition at respective parts of the respiratory tract. The deposition depends on physical and chemical properties of inhaled aerosols as well as on the susceptibility of each individual. The size, shape, mass, and electric charges are among the basic characteristics of aerosols. The individual susceptibility is mainly influenced by an anatomical arrangement of respiratory tract, tidal volume, frequency of breathing, and breath holding. Key words: deposition, impaction, sedimentation, diffusion, size distribution, shape, mass, charge, tidal volume, breath rate, inspiratory apnoe Úvod Na dýchací systém pôsobí neustále veľké množstvo škodlivých látok pracovného prostredia, ku ktorým patria fyzikálne a chemické faktory, vrátane priemyselných produktov a cigaretového dymu, ako aj biologické faktory, napr. mikroorganizmy (Hof a Patrick, 1994). Dospelý človek preventiluje za deň viac ako 10 000 litrov vzduchu obsahujúceho uvedené škodliviny (Sninčák a kol., 2002). V závislosti na jeho výške, hmotnosti, veku a taktiež na aktivite i záťaže vykonávanej práce vdýchne za deň 10 – 20 m 3 vzduchu (Brain a Vaalberg, 1979). Za rok tzv. štandardný človek vdýchne 7 500 m 3 vzduchu, z toho 2 500 m 3 počas pracovného procesu. Pracujúci na pracovisku s rizikom prašnosti počas osemhodinovej pracovnej doby deponuje asi 0,5 kg prachu ročne, čo za 30 rokov predstavuje 15 kg prachu (Legáth a kol., 1987). Stupeň interakcie aerosólu s organizmom je výsledkom depozičnej pohotovosti a eliminačnej schopnosti dýchacieho traktu exponovaného organizmu (Salvaggio, 1994, Hof a Patrick, 1994). Výsledným efektom depozície v jednotlivých zónach dýchacieho traktu je filtrácia aerosólových častíc s určitými fyzikálnymi vlastnosťami (Mercer, 1973, Diu a Yu, 1983, Brain a kol., 1985). Depozícia a jej základné mechanizmy Depozíciu definujeme ako súbor procesov, ktoré spôsobujú, že časť z inhalovaného aerosólu zostane po výdychu v dýchacom trakte (Legáth a kol., 1988). Častice zadržané v dýchacích cestách nazývame depozitom. Depozícia je superpozíciou troch základných mechanizmov: impakcie, sedimentácie a Brownovho molekulárneho pohybu v kombinácii s difúziou (obr. 1). Obr. 1. Depozičné mechanizmy (Legáth, 1997). Fig. 1. Mechanisms of the deposition (Legáth, 1997). 1 doc. MUDr. Ľubomír Legáth, CSc., Klinika pracovného lekárstva a klinickej toxikológie, Rastislavova 43, 041 90, Košice, legath@central.medic.upjs.sk (Recenzovaná a revidovaná verzia dodaná 11. 4. 2006) 42