Ֆիզիկա․ «Փոշու առաջացման պատճառ»

Մտածիր այդ մասին. ներկայիս աղետալի օդի որակի պատճառով մարդիկ, հիմնականում քաղաքաբնակները, մաքուր կենսա միջավայրի կարիք ունեն։ Ուստի այսօր մեզ համար կարևոր և արդիական է տարածքների բարձրորակ մաքրման և օդի մաքրման խնդիրը։ Փոշին մանր մասնիկներ են, որոնք լողում են օդում կամ կուտակվում ինչ-որ բանի մակերեսին։ Ինքներդ դատեք. օրական մարդը օգտագործում է մոտ 1 կգ սնունդ և 2 լիտր հեղուկ, իսկ օդ՝ 500 լ/ժ (այսինքն՝ 12,000 լ/օր) հանգստի ժամանակ, ֆիզիկական ակտիվությամբ՝ 96,000 լ։ Հարցն այն է, թե որն է մեզ համար ամենակարեւորն ու կենսականը։ ակնհայտ հարց է առաջանում ՝ Ի՞նչ ենք մենք շնչում:

Փոշու կազմը

Փոշին առաջանում է հողի մասնիկներից, որոնք օդ են բարձրանում քամու կողմից և տեղափոխվում երկար հեռավորությունների վրա, ծովի ջրի աղերի բյուրեղներից, տիեզերական փոշուց, որը գետնին է ընկնում երկնաքարային անձրևներով: Հրաբխներն ու անտառային հրդեհները տարեկան արտադրում են 14 միլիոն տոննա փոշի: Ամեն տարի 60-ից 200 միլիոն տոննա փոշի է նստում Սահարա անապատից Կենտրոնական Ամերիկայի, Ռուսաստանի, Անգլիայի և Ավստրալիայի լեռներում: Արդյունաբերական ձեռնարկությունները, շինհրապարակները, մեքենաների անվադողերը «փոշու լավագույն արտադրողներն են»։ Հանքային վառելանյութերի (նավթ, գազ, ածուխ, փայտ) այրումը հանգեցնում է տարբեր թափոնների առաջացման։

Փոշու ծագումը կարելի է մոտավորապես բաժանել.

1․ ֆիզիկական (էլեկտրոստատիկ, բրոունյան շարժում, դիֆուզիոն, կոնվեկցիոն օդի հոսքեր)։

2․ կենսաբանական (բույսերի pollen, բակտերիաներ, փոշու mites, եւ այլն);

3․ քիմիական (քաղցկեղածին նյութեր, գազեր, թունավոր մետաղներ և այլն) և այլն։

Փոշու ֆիզիկական, կենսաբանական և քիմիական ծագման միջև սահման չկա, այս բաժանումը պայմանական է։ Դրանցից հոդվածը դիտարկում է փոշու ֆիզիկական ծագումը` Բրոունյան շարժում, դիֆուզիա, կոնվեկցիա։

Բրոունյան շարժման և դիֆուզիայի հատկությունները

Բրոունյան շարժումը հեղուկի կամ գազի մեջ կասեցված փոքր մասնիկների շարունակական, պատահական շարժումն է, որը տեղի է ունենում շրջակա միջավայրի մոլեկուլների ազդեցության տակ։ Բրոունյան շարժումը ատոմների և մոլեկուլների քաոսային ջերմային շարժման մոլեկուլային-կինետիկ բնույթի ամենավառ և նկատելի դրսևորումներից է։ Բրոունյան շարժման պատճառը միջավայրի մոլեկուլների ջերմային շարժումն է և մասնիկի կողմից իրեն շրջապատող մոլեկուլներից ստացված ազդեցությունների ճշգրիտ փոխհատուցման բացակայությունը, այսինքն՝ Բրոունյան շարժումը պայմանավորված է ճնշման տատանումներով (տատանումները ֆիզիկականի պատահական շեղումներ են։ քանակները իրենց միջին արժեքներից): Միջավայրի մոլեկուլների ազդեցությունը մասնիկը տանում է պատահական շարժման. նրա արագությունը արագորեն փոխվում է մեծության և ուղղության մեջ:

Երբ ֆիզիկոսները սկսեցին ավելի ուշադիր նայել Ռոբերտ Բրաունի նկարագրած երևույթին, նրանք նկատեցին, որ, ինչպես դիֆուզիան, այս գործընթացը կարող է արագացվել ջերմաստիճանի բարձրացմամբ: Այսինքն, տաք ջրի մեջ կալիումի պերմանգանատով գունավորումն ավելի արագ տեղի կունենա, և փոքր պինդ մասնիկների շարժումը, օրինակ՝ գրաֆիտի չիպսերը կամ նույն փոշու հատիկները, տեղի է ունենում ավելի մեծ ինտենսիվությամբ: Սա հաստատեց այն փաստը, որ մոլեկուլների քաոսային շարժման արագությունը ուղղակիորեն կախված է ջերմաստիճանից։ Առանց մանրամասների մեջ մտնելու՝ մենք թվարկում ենք այն գործոնները, որոնցից կարող են կախված լինել և՛ Բրոունյան շարժման ինտենսիվությունը, և՛ դիֆուզիայի արագությունը.

• ջերմաստիճանի վրա;
• նյութի տեսակի վերաբերյալ, որում տեղի են ունենում այդ գործընթացները.
• ագրեգացիայի վիճակից։

Այսինքն՝ հավասար ջերմաստիճանում գազային նյութերի դիֆուզիան շատ ավելի արագ է ընթանում, քան հեղուկները, էլ չենք խոսում պինդ մարմինների դիֆուզիայի մասին, որն այնքան դանդաղ է տեղի ունենում, որ դրա արդյունքը, և նույնիսկ այն ժամանակ շատ աննշան, կարելի է նկատել կամ շատ բարձր ջերմաստիճաններում, կամ շատ երկար տարիներ կամ նույնիսկ տասնամյակներ:

Փոշու ազդեցությունը մարդու մարմնի վրա

Փոշը մասնագիտական ​​թոքերի պաթոլոգիայի առաջին պատճառներից է, որոնցից ամենատարածվածը պնևմոկոնիոզն է։ Այս անունը նշանակում է թոքերի քրոնիկ հիվանդություններ՝ փոշու ազդեցության հետևանքով, որն ուղեկցվում է թոքային հյուսվածքի ֆիբրոզի զարգացմամբ։

Պնևմոկոնիոզի մեջ կան այնպիսի ձևեր, ինչպիսիք են.

• սիլիկոզ;
• սիլիկատոզներ;
• մետալկոնիոզ և այլն:

Սիլիկոզը ամենատարածված և ծանր պնևմոկոնիոզն է: Այն զարգանում է ազատ սիլիցիումի երկօքսիդ պարունակող քվարցային փոշու ինհալացիայի արդյունքում։ Հիվանդության այս ձևը հաճախ արձանագրվել է հանքարդյունաբերության (հորատողներ, սպանդանոցներ և այլն) և մեքենաշինության (ավազագործներ, կրակահերթեր, կոտլետներ և այլն) արդյունաբերության, հրակայուն նյութերի արտադրության, ավազի մանրացման և այլնի աշխատողների մոտ: գրանիտի վերամշակում.

Մետալկոնիոզը հիվանդություն է, որն առաջանում է տարբեր մետաղների փոշու ազդեցության հետևանքով: Մետալոկոնիոզի առավել բարենպաստ ընթացքը զարգացել է թոքերում ռադիոթափանցիկ փոշու կուտակման արդյունքում։ Հիվանդության ավելի ծանր ձևը բերիլիոզն է, որը կապված է չլուծվող բերիլիումի միացությունների փոշու ազդեցության հետ:

Կարբոկոնիոզները առաջանում են ածխածին պարունակող փոշու տեսակների (ածուխ, մուր, կոքս, գրաֆիտ) ազդեցության հետևանքով: Հիվանդությունների այս ձևերի դեպքում գերակշռում է ինտերստիցիալ և փոքր կիզակետային թոքային ֆիբրոզը։ Անտրակոզը, որը զարգանում է ածխի փոշու ինհալացիայի արդյունքում, կարբոկոնիոզների շրջանում ամենատարածվածն է։