І тільки пил, пил, пил.
Кандидат фізико-математичних наук Василь Птушенко
Джерела пилу в атмосфері дуже різноманітні: грунт і солі морської води, що потрапляють в повітря, вулканічні викиди, пожежі.
Перш за все, уточнимо, що називають пилом. На відміну від газоподібних забруднювачів повітря, які присутні в ньому у вигляді окремих молекул, пил являє собою зважені в повітрі тверді частинки розміром приблизно від часток до сотень мікронів. Разом з пилом під загальною назвою «аерозолі» часто розглядають також прилеглі до неї по ряду властивостей тумани - зважені в повітрі мікрокапелькі приблизно тих же розмірів.
Фото Наталії Домріной.
Діючі вулкани - потужні джерела пилу в атмосфері. Вулкан Етна. Фото: Josep Renalias / Wikimedia Commons.
Фото Наталії Домріной (2).
Фото Євгена Константинова.
Окремі хімічні елементи в частинках пилюки розміром 2,5 мкм (прозорі гуртки). Чорними квадратиками позначена поширеність елементів у земній корі (так звані числа Кларка, по Ферсману).
Фото Наталії Домріной.
Середньоквадратичне броунівський зміщення за 1 с і стаціонарна швидкість осідання сферичних частинок з щільністю 1000 кг / м3 в повітрі при 760 мм рт. ст. і 20ºС
Атмосферні аерозолі бувають різного хімічного складу. Це з'єднання кремнію, берилію, алюмінію, кадмію та інших металів, продукти зносу дорожнього покриття і неповного згоряння палива (вугільні частинки і сажі аерозоль), спори мікроорганізмів і пилок рослин, інші частинки органічного походження. Окремо виділяють вторинні неорганічні сполуки (сульфати, нітрати, амоній), що виходять в результаті хімічних реакцій в атмосфері з первинних і утворюють аерозолі.
Для освіти ерозійної пилу, в першому наближенні, необхідні дві умови: сухість і вітер. Сухий поверхневий шар землі легко кришиться, частинки грунту в сухому стані слабо утримуються одна з одною і можуть бути підняті в повітря вітром. При нестачі рослинності ці процеси істотно посилюються: зелена «одежинка» охороняє ґрунтовий шар як від пересихання, так і від занадто сильного вітру, який втрачає швидкість в рослинному покриві і не здатний «дістатися» до поверхні грунту. Саме тому, наприклад, пилові бурі виникають в основному в пустельних і напівпустельних регіонах, рідше - в степових, а в лісостепових і лісових - у виняткових випадках (як правило, при сильну засуху). І як боротьби з пиловими бурями використовуються посадки все тих же рослин - від трави до полезахисних лісових смуг. Чим вище рослинний покрив, тим менше залишається можливостей для появи ерозійної пилу.
Характер поширення пилових частинок в атмосфері залежить від їх розміру. Великі частинки і частину середніх (розміром більше 1 мкм) осідають протягом декількох годин або небагатьох діб і тому, як правило, переносяться на відносно невеликі відстані (хоча в деяких випадках вони можуть долати і сотні кілометрів, якщо пил виявилася на значній висоті). Більш дрібні частинки (високодисперсна фракція) можуть утримуватися в атмосфері до 10-20 діб і поширюватися за цей час по всій півкулі (обмін між півкулями, через екваторіальну зону, утруднений).
В результаті забруднення атмосфери пилом визначається не тільки місцевими джерелами. Так, для більшості країн Європи присутність в повітрі дрібнодисперсного фракції зважених часток (розміром менше 2,5 мкм) обумовлено в основному транскордонним перенесенням пилу. О пів на європейських країн 3/4 всієї дрібнодисперсного атмосферного пилу принесено від сусідів. Лише в Росії, Туреччині та Іспанії внесок власних викидів в загальне забруднення мелкодісперснимі зваженими частинками перевершує внесок пилу, принесеної ззовні.
Як впливає пил на здоров'я? Тут важливі як хімічний склад, так і розмір часток. Великі частинки (розміром більше 5-10 мкм) зазвичай затримуються у верхніх дихальних шляхах, в той час як більш дрібні здатні проникати в легені. Накопичуючись там, навіть хімічно інертні пилові частинки (наприклад, кварцова або вугільний пил) можуть призводити до мікропошкодження тканин легкого і викликати хронічні захворювання дихальних шляхів. Тривала запальна реакція в легенях позначається в кінцевому підсумку і на роботі серця, приводячи до розвитку серцево-судинних захворювань. З цієї причини в багатьох країнах існують нормативи вмісту в повітрі Середньодисперсні частинок (розміром до 2,5 або до 10 мкм), причому більш тонкодисперсна пил (розміром до 2,5 мкм) розглядається як більш небезпечна. Хімічний склад пилу, в тому числі присутність в ній сполук важких металів і токсичних органічних сполук, вносить свою «специфіку» в дію пилу на людський організм.
Це страшні цифри, недарма в світі існує безліч законодавчих обмежень рівня запиленості повітря. Наприклад, в Росії крім згаданого вже постанови московського уряду діють вельми суворий стандарт, який встановлює загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони, і безліч створених на його основі галузевих норм. Спеціальними санітарними нормами встановлені гігієнічні вимоги до забезпечення якості атмосферного повітря населених місць.
Але при всій важливості розвитку технологічних методів боротьби з пилоутворення одним з головних шляхів підтримки чистоти повітря залишається збереження і розвиток природних територій - не тільки в планетарних масштабах, але навіть і в масштабах галявини (газону) у дворі міського будинку або на розділовій смузі автомагістралі. Причому роль природних співтовариств не зводиться до «пасивної» захисту - механічної фільтрації пилу. Жива екосистема не тільки перешкоджає її поширенню, а й переробляє пил, поглинаючи осідають з атмосфери зважені частинки завдяки діяльності безлічі живуть в грунті і на її поверхні живих істот. Недарма «курна земля», «запорошений вітер» і просто «пил, пил, пил» вважаються синонімами млявої землі.
«Всесвітньою організацією охорони здоров'я зважені частинки, особливо дрібні частинки розміром менше 10 мкм (РМ10), віднесені до пріоритетних забруднюючих речовин, що надходять в атмосферне повітря, за рівнем впливу на здоров'я населення.
За даними екологічного моніторингу, половина території міста є «проблемною» за рівнем забруднення атмосферного повітря РМ10.
Джерелами надходження зважених часток в атмосферне повітря Москви є викиди промислових підприємств, викиди автотранспорту (переважно дизельного), будівельні роботи, пил з заасфальтованих ділянок територій і незадернованних ділянок грунтів. <.>
9. Департаменту природокористування і охорони навколишнього середовища міста Москви:
Подробиці для допитливих
Маленькі, але не спритні
Дисперсні системи, тобто системи, в яких одна з речовин (дисперсна фаза) дрібно розподілено в другому (дисперсійне середовище), відрізняються від справжніх (молекулярних) розчинів нестійкістю, тобто здатністю до мимовільного поділу компонентів: частинки дисперсної фази (наприклад, тверді частинки , зважені в рідині або газі) можуть осідати або, навпаки, спливати (наприклад, бульбашки газу в рідині). Швидкість осадження зважених в газовій або в рідкій фазі частинок істотно залежить від їх розмірів: чим менше розмір частки, тим помітніше для неї роль опору середовища (а для зовсім дрібних частинок - ще й броунівського руху) в порівнянні з роллю сили тяжіння. У таблиці наведено характерні значення швидкості осідання частинок різних розмірів в нерухомому повітрі і накладаються на це осідання зсуву за рахунок броунівського руху. Як видно, для частинок розміром 2,5 мкм швидкість осідання приблизно в 15 разів нижче, ніж для частинок розміром 10 мкм, і становить близько 0,2 мм / с, тобто може компенсуватися навіть дуже незначним висхідним потоком повітря. Для частинок же розміром менше
0,5 мкм «швидкість» броунівського руху (точніше, середньоквадратичне зміщення частинки за рахунок броунівського руху за 1 с) переважає над швидкістю їх рівномірного осідання, і тому такі тонкодисперсні (ультратонкі) суспензії можуть практично не осідати.
Що почитати по темі:
Вплив зважених часток на здоров'я. Видання ВООЗ (www.euro.who.int).
* Про кількість пилу в повітрі жителі міст можуть дізнаватися з регулярно публікується на сайті. Так, на офіційному сайті ГПБУ «Мосекомоніторінг» в розділі «Повітря / Стан повітря» наводяться дані про вміст в атмосфері Москви токсичних домішок, в тому числі і зважених речовин: www.mosecom.ru. На жаль, на сайті немає архіву даних (який до цих пір знаходиться в стадії розробки), а поточні показники стану атмосфери наводяться лише за три останні дні. Частково ці дані узагальнюються в бюлетенях або доповідях за окремі квартали або роки. Залишається шкодувати, що підтримка загальнодоступного мережевого архіву даних про стан атмосфери Москви не тільки не здійснює сам Мосекомоніторінг, але це упущення не заповнити та незалежними мережевими ресурсами природоохоронної спрямованості.
НЕПРОСТАЯ ЖИТТЯ МОСКОВСЬКОГО мурах
Пил челябінського боліда
Чи винен кисень?
Стрижений? Голений.
Жовта пил Монголії
Портал створено за підтримки Федерального агентства по друку і масовим комунікаціям.