انواع گرد و غبار و اثرات زیان آور ناشی از آنها

انواع گرد و غبار و اثرات زیان آور ناشی از آنها

فرمت: PDF  تعداد صفحات: 19

فهرست:

• خواص عمومی گرد و غبار
• تشابه گرد و غبار با مایعات
• قوای محرکه
  • قوه ته نشینی ذرات و حدود آن
  • حرکات برونین
  • خاصیت چسبندگی ذرات
  • پدیده تندال با خاصیت نوری
  • خواص الکتریکی
  • خاصيت خیس شدن
• گرد و غبار و اثرات زیان آور آن

• گرد و غبارهای بی اثر

  • کربن
  • کربنات های کلسیم و منیزیم
  • سیمان
  • گچ
  • سمباده
  • گرد و غبار آهن

• گرد و غبارهای سمی

  • سیلیس
  • پنبه کوهی یا آزبست
  • سیلیکات ها
  • زغال سنگ
  • کاربور تنگستن
  • سرب
  • کادمیوم
  • منگنز
  • کروم و کروماتها
  • آرسنیک
  • سایر ترکیبات فلزی
  • حشره کش ها
  • گرد و غبارهای رادیو اکتیو
  • گرد و غبارهای آلی (پنبه, نیشکر, یونجه و غلات)

گرد و غبار سوسپانسیون های متشکل از ذرات بسیار ریزگرد و غبار، دود و بخارات که به صورت اسماگ و مه گاه و بی گاه دیده می شوند امروزه به خوبی شناخته شده اند. این عوامل طبیعی و یا مصنوعی مسئله ای را به نام مسئله آلودگی محیط به وجود آورده است که از نظر جنبه های بهداشتی و اقتصادی قابل ملاحظه می باشد و مخصوصا در کشورهای صنعتی با بهداشت ساکنین مناطق و اطراف کارخانجات و سایر مردم ارتباط مستقیم دارد.

اکنون روش نمونه برداری و اندازه گیری مواد خارجی با پیشرفته ترین برنامه ها انجام می گیرد و در اثر مطالعاتی که انجام گرفته مقدار متوسط گرد و غبار در شهرها 0.5 میلی گرم در متر مکعب و در دهات تا 0.2 میلی گرم در متر مکعب برآورد گردیده است.

هوای روستاها معمولا دارای گرد و غبار زیان آور نیست ولی مسلم گردیده است که قسمتی از گرد و غبار شهرها را ذرات زیان آور حاصل از صنعت تشکیل می دهد.

با این ترتیب اطلاع از خواص فیزیکی و شیمیایی و ماهیت گرد و غبار از مسائل مهمی است که متخصصین را در نیل به هدف های خویش کمک و یاری خواهد نمود.

در زیر از خواص عمومی و فیزیکی گرد و غبار و مسائلی که از تماس با گرد و غبار در صنعت پیش می آید به طور اختصار بحث می گردد.

چنانچه قبلا گفته شده است کلمه آئروسول به کلیه عناصر خارجی و فازهای پراکنده ای که در هوا وجود داشته باشند اطلاق می گردد و این کلمه شامل گرد و غبار, مه, دود و بخارات و غیره خواهد بود. گرد و غبار در اثر تجزیه یافتن مواد جامد به ذرات و اندازه های کوچک است به طوری که بعضی از این ذرات می توانند برای مدت کوتاه یا طولانی در فضا منتشر شده و در حالت تعلیق باقی بمانند. تولید گرد و غبار بعلت افعال و اعمال مکانیکی از قبیل خورد کردن شکستن, ترکانیدن, مته کردن, سائیدن وغيره انجام می گیرد و ذراتی که تولید می گردد.

ممکن است از ذرات قابل رویت با چشم، تا ذرات میکروسکوپی و اولتراميکروسکوپی متفاوت باشند. از ترکیب گرد و غبار در واقع ترکیب همان جسم اصلی است که از آن تولید گردیده و ممکن است گرد و غبار دارای منشاء معدنی باشد مانند گرد و غبار حاصل از شکستن و تجزا یافتن سنگها و صخره های معدنی و ممکن است منشاء آلی داشته باشد مانند گرد و غبار حاصل از گندم و آرد و پشم و غيره و یا دارای منشاء شیمیایی مانند گرد و غباری که از ترکیبات مواد شیمیایی آلی و معدنی در صنعت تولید می گردد مثل كروماتھا, بیکروماتها, انیدرید آرسینو, حشره کشها و غیره باشد .

خواص عمومی گرد و غبار

خواص عمومی گرد و غبار

ذرات گرد وغبار وسایر آئروسول ها پس از تولید شدن در هوا فضا و محلی را اشغال می کنند . این ذرات ممکن است ضمن استنشاق در بدن وارد شده و بسته بنوع و مقدار و خواص خود عوارضی را ایجاد نمایند .

به طور کلی موقعی که جسم جامد و یا مایع به ذرات کوچک تقسیم شد و در هوا پراکنده گردید دو نوع تغییر اصلی در آن ظاهر می شود .

الف – سطح خارجی آن بمقدار زیادی وسیع می گردد .

ب – مكان و محلی که جسم پراکنده اشغال می کند به مراتب وسیع تر از حجمی است که جسم اولیه داشته است. مثلا یک سانتیمتر مکعب كوارتز اگر به ذراتی که یک میکرون مکعب حجم داشته باشند خورد و تقسیم شود جمعا ذره با سطح کلی شش متر مربع ایجاد خواهد شد در صورتی که جسم اولیه فقط شش سانتیمتر مربع سطح داشته است .

همچنین غلظت گرد و غبار اگر در هر فوت مربع از هوا ۱۰۰ میلیون ذره فرض شود یک سانتیمتر مکعب از همان جسم در هوایی به حجم ۱۰ هزار فوت مربع پخش و پراکنده خواهد شد. این تغییرات به طریق اولی شدت اثرات شیمیایی و فعالیت فیزیکی این ماده را نشان خواهد داد . در اینگونه سوسپانسیونها معمولا نسبت اکسیداسیون افزایش خواهد یافت چنانچه اجسامی مانند ذغال سنگ و پودر آلومینیوم فلزی در هوا می توانند ایجاد انفجار نموده و بسوزند.

به همین نحو نسبت و شدت تبخیر و حلالیت نیز بالا میرود و عواملی از قبیل جذب سطحی و فعالیت الکترواستاتیکی به شدت زیاد می شود.

جذب قشری از گاز روی سطح ذرات ممکن است باعث کندی و یا تندی فعل و انفعالات شیمیائی شود و عوامل دیگری مانند رطوبت و بخار آب در آنها تأثیر گذارد .

چون اثرات فیزیولوژی گرد و غبار همیشه همراه فعالیت های شیمیایی و فیزیکی آنهاست معمولا ذرات کوچک همیشه دارای اهمیت فیزیولوژی بیشتری هستند

تشابه گرد و غبار با مایعات

چون مقدار زیادی از هوا روی سطوح ذرات نرم گرد و غبار جذب می گردد مجموعه این ذرات ایجاد توده ای از گرد و غبار را خواهند نمود که دارای خواص مشابهی با مایعات و گازها می باشند مثلا این توده می تواند متراکم شود و مثل مایعات اگر در داخل ظروفی چون سطل و غيره قرارگیرد ممکن است لبریز شود و یا چون مایعات از داخل لوله ای به شکل روان و مایع سرازیر گردد .

اگر سنگی در داخل توده گرد و غبار نرم انداخته شود در محل افتادن سنگ تموجاتی چون مایع حاصل می گردد (ايجاد موج می شود).

در اثر عبور هوا از روی گرد و غبار مقداری از ذرات ریز و کوچک جابجا شده و به جلو حرکت می کند و عملی مشابه تقطير انجام می گیرد. این حرکات بستگی به شدت جریان هوا دارد و اگر شدت جریان هوا ثابت باشد مقدار ثابتی از گرد و غبار در واقع تبخیر می گردد و پس از چندی هوا از آن اشباع خواهد شد. اگر شدت و سرعت جریان هوا به حد زیادی برسد می تواند تمام توده گرد و غبار را همراه خود ببرد و مثل آن است که گرد و غبار در حالت غليان قرار گرفته و حالت جوش برقرار گردیده است.

قوای محرکه ذرات

قوای محرکه ذرات

۱. قوه ته نشینی ذرات و حدود آن

یک ذره میکروسکوپی همانند سایر مواد ، در حالت تعلیق در هوا ، به علت قوه ثقل به طرف زمین کشانیده می شود اما به علل سطح خارجی نسبتا بزرگ از یک طرف و مقاومت نسبی هوا از طرف دیگر این ذره زائیده شده در هوا مطابق قانون ثقل با ازدیاد سرعت ساقط نمی گردد و می توان گفت که بلافاصله و فورا پس از شروع به افتادن ، قوه مقاومت هوا که بر سطح آن وارد می شود باعث جلوگیری از قوه ثقل و ازدیاد سرعت سقوط می گردد و امکان دارد که ذره با سرعت ثابت و نسبتا کندی شروع به ته نشین شدن به نماید . این سقوط وراسب شدن برای ذرات میکروسکوپی خیلی بطی است و بر حسب سانتیمتر در ساعت و حتی میلیمتر در ساعت اندازه گیری می شود . بدین ترتیب باید گفت که سوسپانسیون های گرد و غبار در هوا دارای ثبات قابل ملاحظه ای هستند و می توانند برای مدتهای طولانی در هوا پایدار بمانند. به علت مقاومت زیاد هوا ردیابی ذرات میکروسکوپی و یا گرفتن و برداشتن آنها از هوا بسیار مشکل است. به زبان دیگر باید گفت که کوچکترین و نرم ترین ذرات موجود در هوا جزئی از خود هوا خواهند بود. بدین لحاظ اختصاصات محرکه ذرات میکروسکوپی هوا ، از نظر زیانهای حاصل از گرد و غبار و کنترل آن دارای حداکثر اهمیت است .

با در نظر گرفتن خواص مختلف و پراکندگی گرد و غبار در هوا ، پخش شدن و انتشار ذرات در مکانهای دور از منشاء ایجاد، مسئله کنترل صنایعی که گرد و غبار ایجاد می نمایند اهمیت زیادی داشته و مسائلی که با سالم سازی و پاکیزه کردن هوا ارتباط دارد همگی با قوه محرکه و دینامیک ذرات موجود در هوا ارتباط کامل دارند. از نظر فیزیولوژی نیز به علت خصوصیاتی که این ذرات برای نفوذ به داخل بدن دارند و تعدادی از آنها می توانند به داخل دستگاه تنفسی وارد شده و در آنجا باقیمانده و ایجاد عوارض و یا بیماریهای خاصی را به نمایند، قابل ملاحظه اند .

۲. حرکات برونین

جرم ذرات میکروسکوپی به اندازه ای کوچک است که در اثر قوای وارده از طرف گاز و یا هوایی که در آن شناورند به اطراف رانده می شوند. در حالت تعادل قوای وارده بر مولکولها برابر و صفر است و حرکت محسوسی از ذره به هیچ طرف دیده نمی شود اما کلیه ذرات خود دارای خاصیت نوسانی هستند که به نام حرکت برونین معروف می باشند. این حرکت توسط انیشتن مطالعه شده و از طریق ریاضی درباره آن بحث گردیده است. علاوه بر این حرکت ، ذرات دارای حرکت دورانی هم می باشند .

۳. خاصیت چسبندگی ذرات

گرد و غبار موادی مانند کوارتز و مرمر در مقام مقایسه با بعضی دیگر از ذرات بسیار ریز مانند دود فلزات چون اکسید منیزیم و غیره از نظر بهم چسبیده شدن و یا فلوکولاسیون تفاوت زیادی دارند. ذرات اکسیددومنیزی تازه تهیه شده معمولا دارای بعد ذراتی معادل 0.1 میکرون می باشند و بدین جهت در هوا دارای حرکات شدید برونین می باشند و در نتیجه امکان تصادم آنها در هوا زیاد است و در اثر برخورد به یکدیگر تولید توده های متراکم و بهم چسبیده می نمایند. عده ای از دانشمندان نشان داده اند که نسبت فلوکولاسیون آنها در هوای آرام قابل پیش بینی است و تعلیقی از این گونه دودها بعلت تشکیل توده های بهم چسبیده و تراکم دارای جرم قابل ملاحظه ای خواهد بود که می تواند بسرعت تشکیل شده و ته نشین نماید. هرقدر توده دود و یا ابر فلزی دارای عمر بیشتری باشد و مدت بیشتری از زمان تشکیل آن گذشته باشد تعداد این قبیل توده های متراکم زیادتر و اندازه آنها بزرگتر خواهد بود.

برعکس ذرات گرد و غبار سیلیس و کوارتز دارای خاصیت فلوکولاسیون نمی باشند و بعد ذرات آنها نیز بزرگتر و در حدود یک میکرون است و ایجاد توده های چسبنده را نخواهند نمود.

این پدیده اختلاف بين ذرات گرد و غبار و دودهای فلزی را بخوبی بیان می کند.

البته باید گفت که حرکات هوا و همچنین وجود رطوبت در ایجاد نمودن توده های متراکم و فلوکولاسیون اثرات زیادی دارد. اختلال هوا، تشکیل شدن توده های ابر دود را که در اثر تصادم ذرات حاصل می شوند تسریع می کند ولی به ته نشینی آنها کمک نخواهند کرد. همچنین رطوبت کمتر از حد اشباع، اثر چندانی در حالت و مدت فلوکولاسیون ندارد در صورتی که رطوبت در حد فوق اشباع فاکتور عمده ای است و ذرات گرد و غبار به عنوان هسته اصلی که روی آنها آب متراکم می شود باعث زیاد شدن بعد ذرات می گردد.

حتما بخوانید:

⇐ نمونه برداری و آنالیز گرد و غبارها PPT

⇐ پاورپوینت گرد و غبار سمی

⇐ خطرات گرد و غبار مواد قابل اشتعال از بعد انفجاری

⇐ بیماری های ریوی ناشی از گرد و غبار (پنوموکونیوزها)