Pin
Send
Share
Send


Бөлшектейді, деп те атайды бөлшектік заттар (ПМ), аэрозольдар, немесе ұсақ бөлшектер, газ тәріздес сұйық немесе ұсақ бөлшектер. Олардың мөлшері диаметрі 10 нанометрден 100 диаметрге дейін жетеді. Атмосферадағы аэрозольдерді түсіну және бақылау қажеттілігіне жауап ретінде аэрозоль туралы ғылым мен технологияның өрісі өсті.

Кейбір бөлшектер табиғи түрде пайда болады, олар жанартаулардан, шаңды дауылдардан, орман мен жайылымдағы өрттерден, тірі өсімдіктерден және теңіз бүркуінен болады. Жанғыш отындарды жағу сияқты адамның іс-әрекеттері де аэрозольдер шығарады. Дүние жүзінде орташа антропогендік қазіргі уақытта атмосферадағы барлық аэрозольдердің жалпы көлемінің 10 пайызын аэрозольдер құрайды (адам әрекеті нәтижесінде өндірілгендер).

Бөлшектенген заттарды деммен жұтудың әсері кеңінен зерттелді. Мұрын мен жұлдыруда салыстырмалы түрде үлкен бөлшектер сүзіліп шығарылса, 10 мкм-ден кіші бөлшектер бронх қуысы мен өкпеге орналасады, демікпе, өкпе қатерлі ісігі, жүрек-тамыр аурулары және мезгілсіз өлім сияқты денсаулыққа әкеледі. Сондай-ақ, 100 нанометрден кіші бөлшектер жасуша мембраналары арқылы өтіп, олардың бір бөлігі миға түсуі мүмкін. Қазір атмосфераға енетін антропогендік аэрозольдердің мөлшерін бақылау бойынша шаралар қабылдануда.

Нота

ПМ белгісі10 10 мкм немесе одан аз бөлшектерді және PM-ді сипаттау үшін қолданылады2.5 аэродинамикалық диаметрі 2,5 мкм-ден аз бөлшектерді білдіреді; басқа сандық мәндер де қолданылуы мүмкін. Өлшемдердің бұл диапазоны бірнеше молекулалардың жиналуынан бөлшектерді бұдан былай газ өткізбейтін мөлшерге дейінгі шкаланы білдіреді.

Дереккөздер

Солтүстік Үндістан мен Бангладеште аэрозольдің ластануы - Сурет: NASA.

Атмосфералық бөлшектердің табиғи да, адамның да көздері бар. Ең үлкен табиғи көздер - шаң, жанартау және орман өрттері. Теңіз спрейі бөлшектердің үлкен көзі болып табылады, бірақ олардың көп бөлігі олар шығарылған мұхитқа жақын түседі. Адамның бөлшектердің ең үлкен көздері жану көздері болып табылады, негізінен автомобильдер мен электр станцияларында жанармайдың ішкі жану қозғалтқыштарында жану, құрылыс алаңдары мен су немесе өсімдіктер алынып тасталған басқа да жерлерден жел соққан шаң. Бұл бөлшектердің бір бөлігі тікелей атмосфераға шығарылады (алғашқы шығарындылар) ал кейбіреулері газ түрінде шығарылып, атмосферада бөлшектер түзеді (қайталама шығарындылар).

Еуропа мен Америка Құрама Штаттарында алдағы онжылдықта көлік құралдарынан шығатын шығарындылар азаяды деп күтілуде. Мәселен, 2005 жылға қарай Еуропалық Одақ жеңіл автомобильдерден бір мильге 0,025 граммнан 0,025 грамм болатын жеңіл бөлшектердің шығарындылары үшін анағұрлым қатаң стандарттарды енгізеді. Калифорния штатында 2004 жылы тек 0,006 граммға рұқсат ететін одан да шектеу стандарт енгізілуде. километрге 0,01 грамм бөлшектердің шығарындылары. Калифорния стандарты бүкіл әлемде енгізілген болса да, дейді Джейкобсонның пікірінше, дизельді машиналар 13-тен 54 жасқа дейінгі бензинге қарағанда климатты жылытуы мүмкін. Кейбір еуропалық автокөлік өндірушілері өздерінің дизельдік автомобильдеріне енгізген бөлшектердің жаңа тұзақтары қара көміртек шығарындыларын километрге 0,003 граммға, бір мильге 0,005 граммға дейін, тіпті Калифорния стандартынан да төмендейді.1

BlueTec - бұл Калифорнияның қатаң стандарттарына сәйкес келетін дизель қозғалтқыштарынан шығатын қалдықтарды азайтуға арналған технология.

Құрамы

Аэрозоль бөлшектерінің құрамы олардың көзіне байланысты. Жел соққан минералды шаң2 минералды оксидтерден және жер қыртысынан жарылған басқа материалдардан жасалған. Бұл аэрозоль жеңіл сіңімді. Теңіз тұзы3 әлемдік аэрозоль бюджетіндегі екінші ірі салымшы болып саналады және негізінен теңіз спрейінен шыққан натрий хлоридінен тұрады. Атмосфералық теңіз тұзының басқа құрамдас бөліктері теңіз суының құрамын көрсетеді, осылайша магний, сульфат, кальций, калий және басқа иондар жатады. Сонымен қатар, теңіз бүріккіш аэрозольдердің құрамында химияға әсер ететін органикалық қосылыстар болуы мүмкін. Теңіз тұзы жарықты сіңірмейді.

Екінші реттік бөлшектер күкірт және азот оксидтері сияқты алғашқы газдардың күкірт қышқылына (сұйық) және азот қышқылына (газ тәрізді) тотығуынан пайда болады. Осы аэрозольдердің прекурсорлары, яғни олар шығаратын газдар антропогендік (қазбалы отынның жануынан) және табиғи биогендік шығу тегі болуы мүмкін. Аммиак болған кезде екінші реттік аэрозольдер көбінесе аммоний сульфаты және аммоний нитраты сияқты аммоний тұздарын алады (екеуі де құрғақ немесе сулы ерітіндіде болуы мүмкін). Аммиак болмаған жағдайда екінші ретті қосылыстар күкірт қышқылы (сұйық аэрозоль тамшылары) және азот қышқылы (атмосфералық газ) сияқты қышқылдық нысанды алады. Екінші реттік сульфат және нитратты аэрозольдер күшті шашырау | жарық шашыратқыштар.4 Бұл негізінен сульфат пен нитраттың болуы аэрозольдердің жарықты тиімді тарататын мөлшерге дейін ұлғаюына байланысты.

Органикалық заттар (OM) бастапқы немесе қайталама болуы мүмкін, соңғы бөлігі VOC-тың тотығуынан болады; атмосферадағы органикалық материал биогендік немесе антропогендік болуы мүмкін. Органикалық заттар атмосфералық сәулелену өрісіне шашырау және жарық сіңіру арқылы әсер етеді.

Аэрозольдің тағы бір маңызды элементі қарапайым көміртектен тұрады (EC, ол сондай-ақ белгілі) қара көміртегі, BC); бұл аэрозоль түріне күшті жарық сіңіретін материал кіреді және үлкен оң радиациялық күштің пайда болуы мүмкін деп саналады. Органикалық заттар мен қарапайым көміртегі бірге аэрозольдердің көміртекті бөлігін құрайды.5

Аэрозолдың химиялық құрамы оның күн радиациясымен әрекеттесуіне тікелей әсер етеді. Аэрозоль құрамындағы химиялық құрам жалпы сыну көрсеткішін өзгертеді. Сыну көрсеткіші жарықтың қаншалықты шашыраңқы және жұтылатындығын анықтайды.

Жою процестері

Жалпы, бөлшек неғұрлым аз және жеңіл болса, соғұрлым ол ауада ұзақ болады. Үлкен бөлшектер (диаметрі 10 мкм-ден асатын) бірнеше сағат ішінде жерге ауырлық күшімен түседі, ал ең ұсақ бөлшектер (1 мкм-ден аз) бірнеше апта ішінде атмосферада тұра алады және көбінесе жауын-шашынмен жойылады.

Аэрозольдерден радиациялық мәжбүрлеу

Жанартаудың атқылауына байланысты күн радиациясының төмендеуі

Табиғи және антропогендік аэрозольдер радиацияның атмосфера арқылы берілу тәсілін өзгерту арқылы климатқа әсер етуі мүмкін. Аэрозольдердің әсерін тікелей бақылау айтарлықтай шектеулі, сондықтан олардың ғаламдық әсерін бағалауға кез-келген әрекет компьютерлік модельдерді қолдануды қажет етеді. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық комиссия, IPCC: «Парниктік газдардың әсерінен болатын радиациялық мәжбүрлілік дәл дәлдіктің жоғары деңгейіне дейін анықталуы мүмкін ... аэрозольдік радиациялық қорғаныстарға қатысты белгісіздік үлкен болып қалады және бағалауларға едәуір сүйенеді. қазіргі уақытта тексеру қиын болған жаһандық модельдеу зерттеулерінен ».6

Салымдар (өнеркәсіпке дейінгі 2000 жылға дейін) және әртүрлі күштің белгісіздігі көрсетілген графика қол жетімді.7

Сульфатты аэрозоль

Сульфат аэрозолының тікелей және жанама екі негізгі әсері бар. Альбедо арқылы тікелей эффект планетаны салқындату болып табылады: IPCC радиациялық күштің ең жақсы бағасы шаршы метрге -0,2 -0,8 Вт / м² диапазонымен -0,4 ватт,8 бірақ айтарлықтай белгісіздік бар. Әсері географиялық тұрғыдан қатты өзгереді, салқындаудың үлкен бөлігі ірі өнеркәсіп орталықтарында және төмен қарай болады. Соңғы климаттың өзгеруімен байланысты қазіргі заманғы климаттық модельдерге жиырмасыншы ғасырдың ортасында жаһандық температураның біршама төмендеуі әсер ететін сульфатты күштеп қосу қажет. Жанама әсер (бұлтты конденсация ядролары ретінде қызмет ететін аэрозоль арқылы, CCN және сол арқылы бұлттылық қасиеттерін өзгерту арқылы) айқын емес, бірақ салқындату әсері бар деп есептеледі.

Қара көміртегі

Көбінесе күйе деп аталатын қара көміртек (BC) немесе көміртегі қара немесе элементарлы көміртегі (ЕС) таза көміртегі кластерлерінен, қаңқа шарларынан және баксиболдардан тұрады және атмосферадағы ең маңызды сіңірілетін аэрозоль түрлерінің бірі болып табылады. Оны органикалық көміртектен (OC) ажырату керек: Кластикалық немесе біріктірілген органикалық молекулалар өздігінен немесе EC баксиболына енеді. Пайдалы қазбалардан шыққан б.т., IPCC, TAR, IPCC төртінші бағалау есебінде, ғаламдық орташа радиациялық күштің қосындысы +0,2 Вт / м² құрайды (IPC, SAR Екінші бағалау есебінде +0,1 Вт / м² болды). ), диапазоны +0.1-ден +0.4 Вт / м²-ге дейін.

Барлық аэрозольдер күн мен жер радиациясын сіңіреді және шашыратады. Егер зат сәулеленудің көп мөлшерін сіңірсе, сонымен қатар шашырап кетсе, біз оны сіңіру деп атаймыз. Бұл сан бойынша есептеледі Жалғыз шашырататын Альбедо (SSA), жалғыз шашыраудың шашырау мен сіңіруге қатынасы (жойылу) бөлшектердің сәулеленуі. SSA егер шашырау үстемдік етсе, біршама аз сіңеді және жұтылу жоғарылаған сайын азаяды, шексіз сіңу үшін нөлге айналады. Мысалы, теңіз тұзы аэрозолының құрамында SSA 1 болады, өйткені теңіз тұзының бөлшектері шашыраңқы болады, ал топырақта SSA 0,23 құрайды, бұл оның атмосфералық аэрозольды сіңіретін негізгі элемент екенін көрсетеді.

Денсаулыққа әсері

Ауаның ластануын өлшейтін станция Эмден, Германия

Ингаляциялық бөлшектердің зияны адам мен жануарларда кеңінен зерттелген және астма, өкпе обыры, жүрек-тамыр аурулары және мезгілсіз өлім. Бөлшектердің мөлшері тыныс алу жолында деммен демалу кезінде бөлшектердің қайда орналасатынын негізгі анықтаушы болып табылады. Үлкен бөлшектер, әдетте, мұрын мен жұлдыруда сүзіледі және қиындық туғызбайды, бірақ 10 мкм-ден кіші бөлшектер Премьер10, бронхтар мен өкпеге жайылып, денсаулыққа зиян тигізуі мүмкін. 10 микрометр өлшемі респираторлы және респираторлы емес бөлшектер арасындағы қатаң шекараны білдірмейді, бірақ көптеген бақылаушы органдармен ауаның бөлшектерінің мониторингін жүргізу үшін келісілген. Сол сияқты 2,5 мкм-ден кіші бөлшектер, Премьер2.5, өкпенің газ алмасу аймақтарына енуге бейім, ал басқа мүшелерге әсер ету үшін өте кішкентай бөлшектер (100 нанометрден аз) өкпеден өтіп кетуі мүмкін. Атап айтсақ, зерттеу Американдық медициналық қауымдастықтың журналы PM көрсетеді2.5 тамырлардың қабынуы мен атеросклерозды тудыратын артериялардың бітелуіне әкеледі - серпімділікті төмендетеді, бұл инфаркт пен басқа да жүрек-тамыр проблемаларына әкелуі мүмкін.9 Зерттеушілердің пайымдауынша, концентрацияның жоғарылауы кезінде қысқа мерзімді әсер ету де жүрек ауруына ықпал етуі мүмкін.

Сондай-ақ, 100 нанометрден кіші бөлшектердің жасуша мембраналары арқылы өтетіндігі туралы мәліметтер бар. Мысалы, бөлшектер миға қоныс аударуы мүмкін. Бөлшек зат Альцгеймер науқастарында кездесетін миға ұқсас зақым келтіруі мүмкін деген болжам айтылды. Қазіргі заманғы дизельді қозғалтқыштардан бөлінетін бөлшектер (әдетте дизель бөлшектері материалы немесе DPM деп аталады) әдетте 100 нанометр өлшемінде болады (0,1 микрометр). Сонымен қатар, бұл күйе бөлшектері сонымен қатар канцерогендік компоненттерді, мысалы бетінде адсорбцияланған бензопирендерді де алып жүреді. Шығарылатын массасы жағынан қозғалтқыштардың заңнамалық шектеулері денсаулыққа зиянды деңгей болып табылмайтындығы барған сайын айқын бола түсуде. Диаметрі 10 мкм болатын бір бөлшек 100 м нм диаметріндегі 1 млн бөлшекпен бірдей массаға ие, бірақ ол айтарлықтай қауіпті, өйткені ол адам ағзасына ешқашан енбейді, егер ол болса тез жойылады. Кейбір елдерде бөлшектердің беткі ауданын немесе бөлшектердің санын шектеу туралы жаңа ережелерге қатысты ұсыныстар бар.

Бөлшектердің ластануымен байланысты өлім-жітімнің және денсаулыққа байланысты басқа да мәселелердің алғашқысы 1970 жылдардың басында көрсетілді10 және содан бері бірнеше рет шығарылды. Премьер-Министрдің ластануы АҚШ-та жылына 22000-52000 адамның өліміне әкеледі деп есептеледі (2000 жылдан бастап).11 және Еуропада жылына 200 000 өлім).

Реттеу

Бөлшектердің денсаулығына тигізетін әсеріне байланысты әртүрлі үкіметтер максималды стандарттарды белгіледі. АҚШ пен Еуропаның көптеген қалалық аудандары әлі де бөлшектердің стандарттарынан асып түседі, дегенмен бұл континенттердегі қала ауасы жиырмасыншы ғасырдың соңғы ширегінде бөлшектерге қатысты орта есеппен таза бола бастады.

АҚШ

Америка Құрама Штаттарының қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) премьер-министр үшін стандарттар орнатады10 және PM2.5 қалалық ауада шоғырлану. (Қоршаған ортадағы ауа сапасының ұлттық стандарттарын қараңыз.) EPA қайталама шығарындыларға алғашқы бөлшектер мен прекурсорларды шығарады (NOx, күкірт және аммиак).

ЕО заңнамасы

1999/30 / EC және 96/62 / EC директиваларында Еуропалық Комиссия Премьер-Министр үшін шектеулер қойды10 ауада:

1 кезең

2005 жылғы 1 қаңтардан бастап

2¹ фазасы

2010 жылдың 1 қаңтарынан бастап

Жылдық орташа көрсеткіш40 мкг / м³20 мкг / м³
Тәуліктік орташа (тәулік бойы)

жылына рұқсат етілген асып кетулер саны

50 мкг / м³

35

50 мкг / м³

7

¹ индикативті мәні.

Зардап шеккен аудандар

Көптеген ластанған әлем қалалары12
Бөлшектенген зат,
мкг / м3 (2004)
Қала
169Каир, Мысыр
161Пекин, Қытай
150Дели, Үндістан
128Колката, Үндістан (Калькутта)
125Тайюань, Қытай
123Чунцин, Қытай
109Канпур, Үндістан
109Лакхнау, Үндістан
104Джакарта, Индонезия
101Шэньян, Қытай

Ең көп концентрацияланған бөлшектердің ластануы дамушы елдердегі халық тығыз қоныстанған аудандарда болады. Негізгі себеп - қазба отындарының көлік және өнеркәсіп көздері арқылы жануы.

Ұлттық премьер-министрді бұзатын АҚШ округтері2.5 стандарттар, халықтың тығыздығымен тікелей байланыстыҰлттық премьер-министрді бұзатын АҚШ округтері10 стандарттар

Сондай-ақ қараңыз

  • Ауаның ластануы
  • Биологиялық соғыс
  • Шаң
  • Ғаламдық күңгірт
  • Ғаламдық жылуы
  • Тозақ
  • Бұлтты
  • Тұман

Ескертпелер

  1. Carbon Төмен көмірқышқыл газының шығарылуына қарамастан, дизельді автомобильдер бензинге қарағанда глобальді жылынуға ықпал етуі мүмкін. Стэнфорд жаңалықтар қызметі. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  2. ↑ Топырақ шаңы. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  3. ↑ Теңіз тұзы. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  4. ↑ Сульфаттар. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  5. ↑ көміртекті аэрозольдер (органикалық және қара көміртегі). Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  6. C Белгісіздік жағдайларын талқылау. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  7. 50 2000 жылға арналған климат жүйесінің ғаламдық орташа радиациялық күші. 1750-ге қатысты. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  8. ↑ Сульфатты аэрозоль. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  9. ↑ Папа, Арден С. және басқалар. 2002. «Қатерлі ісік, жүрек-өкпе өлімі және ұсақ бөлшектердің ауа ластануына ұзақ уақыт әсер ету». Дж. Амер. Мед. Доц. 287:1132-1141.
  10. ↑ Лав, Лестер Б., Евгений П. Сескин. 1973. «АҚШ-тың өлім-жітімі мен ауаның ластануы арасындағы қауымдастықтың талдауы.» Дж. Амер. Статистикалық қауымдастық 68:342.
  11. ↑ Мокдад, Али Х. және т.б. 2004. «АҚШ-тағы өлімнің нақты себептері, 2000 ж.» Дж. Амер. Мед. Доц. 291:10:1238.
  12. ↑ Ауаның ластануы. Сайт, Ресурстар, Worldbank.org. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.

Пайдаланылған әдебиеттер

  • Аэрозольдер, олардың тікелей және жанама әсерлері. Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топ. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  • Чарлтон, Джефф. Пандемия жоспарлау: респиратор мен масканы қорғау деңгейіне шолу. Үздіксіздік Орталық. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  • Фридландер, Шелдон К. 2000 ж. Түтін, шаң және түтін. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Оксфорд университетінің баспасөзі. ISBN 0195129997
  • Хардин, Мэри және Ральф Кан. Аэрозольдер және климаттың өзгеруі. EO кітапханасы, NASA. 2007 жылдың 12 қазанында шығарылды.
  • Преининг, Отмар және Э. Джеймс Дэвис (ed.) Аэрозоль туралы ғылым тарихы. Österreichische Akademie der Wissenschaften.

Сыртқы сілтемелер

Барлық сілтемелер 2019 жылдың 16 қаңтарында алынды.

  • Американдық аэрозольді зерттеу қауымдастығы.
  • Ауаның ластануы заттарды бөлшектейді.
  • «Лас кішкентай құпияларды» қарап, оқып шығыңыз. 2006 ж. Автокөліктердің ағып кетуінен ұсақ бөлшектердің ластануының денсаулыққа әсері туралы ғылыми деректі фильм.

Pin
Send
Share
Send