Введение
На сегодняшний день аэрозоли используются во многих жизненных сферах, и человечество проявляет к ним повышенный интерес. В чем же причина такой заинтересованности? Химический состав, время жизни и свойства, размеры - все это стоит знать, если есть желание понять, как аэрозоли влияют на различные аспекты нашей жизни.
Главная цель рассматриваемой темы – польза и вред аэрозолей, которые получили широкую популярность по всему миру. Но для подробного раскрытия темы необходимо ознакомится с общим понятием аэрозолей. Аэрозоль – это газы, содержащие взвешенные твердые или жидкие частицы. Даже воздух, которым каждый дышит, является аэрозолем. В каждом кубическом сантиметре воздуха плавают десятки тысяч взвешенных частиц. Самые крупные из них, большие пылинки размером в несколько микрон, можно видеть невооруженным глазом в пучке солнечных лучей. Но таких больших частиц немного, у остальных же столь малые размеры - от десятых до тысячных долей микрона,- что обнаружить и сосчитать их можно лишь косвенным путем.
Хотя частиц в единице объема много, весовая концентрация их из-за ничтожно малой массы частиц очень низка: в городах она колеблется между 0,2 и 20 мг/м3, а вдали от городов в безветренную погоду кубический метр воздуха содержит лишь сотые доли миллиграмма взвесей. Даже в атмосферных облаках и туманах концентрация водяных капелек не превышает обычно 1 г/м3. Что ж, концентрация действительно мала, но, несмотря на это, аэрозоли играют в жизни человека и природы весьма важную роль.
Есть разные системы классификаций аэрозолей. Воспользуемся простейшей: аэрозоли могут быть полезными для людей, а могут быть вредными. При столь широком охвате различных сфер начинают выявляться и отрицательные особенности, которые могут влиять негативно как на окружающую среду, так и на человека.
Но говоря об отрицательных, важно помнить, что положительных значительно больше. Более того, плохие качества аэрозолей можно компенсировать чем-либо. Но знать обе стороны медали просто необходимо.
Раздел 1. Общая информация об аэрозолях и их свойства
Что такое аэрозоль?
Слово аэрозоль образовано из двух слов: аэро – воздух и золь (золи) – раствор, разложение. Наиболее простое определение аэрозолей – это системы, состоящие из твердых или жидких частиц, взвешенных в газообразной среде. В общем случае, образованная не менее чем из двух фаз (тел) система, в которой, по крайней мере, одна из фаз (дисперсная) распределена в виде мелких частиц в другой фазе (дисперсионной среде), называется дисперсной системой. Наглядно дисперсную систему условно можно представить в виде схемы (рис. 1).
Структура дисперсной системы (рис. 1)
Теперь мы можем сказать, что аэрозоль – это частный случай дисперсной системы, в которой дисперсная фаза – это твердые или жидкие частицы, а дисперсионная среда – газ. Если в качестве дисперсионной среды выступает вода, то такую дисперсную систему принято называть гидрозолем. В частности, атмосфера является дисперсной системой, так как, во-первых, она представляет собой смесь различных газов и образует как бы новый газ, а во-вторых, в ней всегда находятся мелкие частицы других веществ. Очевидно, что аэрозоли – это сложные системы, многообразие свойств которых обусловлено как свойствами дисперсионной среды (температура, давление, скорость движения), так и свойствами дисперсной фазы (химический состав, размер, форма, плотность частиц).
Различие между аэрозолями с жидкой и твердой дисперсными фазами состоит в следующем. Жидкие частицы, имея правильную шарообразную форму, при коагуляции, сливаясь, сохраняют ее. В отличие от жидких форма твердых частиц в основном неправильная, а потому при их коагуляции образуются самые разнообразные новые частицы, кажущаяся плотность которых может быть во много раз меньше плотности вещества, из которого они состоят. Аэрозоли с жидкой дисперсной фазой называют туманами, а твердой – дымами.