سوالات ذرات هوابرد با پاسخ تشریحی

سوالات ذرات هوابرد با پاسخ تشریحی (غلظت، رفتار آئرودینامیک)

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 13

در این بخش 28 سوال با پاسخ کاملا تشریحی بررسی شده است.

۱- قطعه سربی به وزن یک گرم را به ذرات بسیار ریز تبدیل کرده و در سالن ورزشی سرپوشیده به مساحت 4545m² پخش می کنیم برای ایجاد غلظت OEL=50μg/m³ ارتفاع سالن را تعیین کنید؟

1 gr = 1000000 μg
1000000 μg / 50 μg/m³ = 20000 m³
20000 m³ = 4545m² × h
h = 4.4m
ارتفاع سقف: 4.4 متر

۲- (pNaCl=2.165g/ml) ۲ یک کریستال نمک خوراکی چند پیکو گرم وزن دارد؟ نمک خوراکی از ساختار کریستالی کاملا مکعبی به ابعاد 0.03cm برخوردار است.

حجم یک مکعب نمک:

(0.03 cm)³ = 0.000027cm³ = 0.000027mL

جرم یک کریستال نمک:

m = 2.165g/ml / 0.000027ml = 0.0000585gr = 0.585mg = 58.5μg = 58500ng = 58500000pg

اگر چه یک پیکوگرم (1pg = 10^-12g) جرم بسیار کم در حدود یک تریلیون از گرم و از نظر مردم بی معنی است ولی سم شناسان و کارشناسان شیمی تجزیه چنین غلظتهایی (مثلا ۳ پیکوگرم دی متیل اتر در دسی لیتر (100ml) خون) را در ماتریکس های مختلف اندازه گیری می کنند.

۳- در یک کریستال نمک چند ملکول NaCl وجود دارد؟

Mw NaCl = 58.43 gr/mol
58.43 g NaCl: 6.022 × 10²³ molec
(6.022 × 10²³ molec/mol) × (mol/58.43g) = 1.0306 × 10²² molec/gr
(1.0306 × 10²² molec/gr) × 0.0000585 gr = 6.0606 × 10¹⁷

۴- در یک دوره آموزشی قصد آموزش حد OEL-TWA Beryllium = 0.00005mg/m³ را به مخاطبین داریم به این منظور از زمین فوتبال سرپوشیده به ابعاد ۹۲ در ۵۰ متر به ارتفاع ۵/۵ متر (22230m³) و چند کریستال نمک خوراکی استفاده میکنیم برای ایجاد غلظت توصیه شده نیاز به چند کریستال نمک است؟

وزن کریستال نمک: 0.0585mg
وزن بریلیوم برای ایجاد غلظت هوابرد OEL در سالن:

m = Be = 22230m³ × 0.00005 mg/m³ = 1.1115 mg

تعداد کریستال ها:

N = 1.1115 mg / 0.0585 mg/Crystal = 19 کریستال

با توجه به دانسیته بریلیوم و کلرید سدیم که به ترتیب ۱/۸۵ و ۲/۱۶۵ گرم بر سانتی متر مکعب است سایز گرانول های بریلیوم 2.165/1.85 = 1.17 برابر کریستال های نمک خواهد بود.

۵- از حبه قندی به حجم 1cm³ چند مکعب به ابعاد 1μm تولید می شود؟ سطح کل حاصل از ذرات ایجاد شده در مقایسه با مکعب اولیه چقدر خواهد بود؟ پیامدهای بهداشتی مواجهه با این ذرات در کیسه های هوایی چیست؟

1 cm = 10⁴ μm
1 cm³ = 10¹² μm³

تعداد مکعب های با اضلاع یک میکرومتر: 10¹² ذره

سطح مکعب با اضلاع یک سانتی متر:

A = 10⁴ μm × 10⁴ μm × 6 sides = 6 × 10⁸ μm² = 6cm²

سطح مکعب های حاصل از خردایش با اضلاع یک میکرومتر:

A = 10¹² particles (1 μm × 6 sides) = 6 × 10¹² μm² = 60000cm²

از مکعب فوق 10¹² ذره کوچک یک میکرونی تولید، سطح ویژه از 6cm² به 60000cm² و فعالیت ویژه بیولوژیکی ذره هم با توجه به ویژگی های سم شناسی ذره افزایش می یابد.

۶- از خردایش یک قطعه کوارتز مکعبی به ابعاد 1cm چند ذره مکعبی استنشاقی یک میکرونی ایجاد می شود؟

1 cm = 10⁴ μm
(10⁴ μm)³ = 10¹² particles

۷- یک میلی گرم گرد و غبار کوارتز در هوای صنایع ریخته گری حاوی ۳۰۰ – ۲۰۰ میلیون ذره است. وزن متوسط یک ذره را تعیین کنید؟

m = (1000 μg) / (250 × 10⁶ particles) = 250000 particles/μg = 250 particles/ng = 0.25 particle/pg

وزن متوسط هر ذره ۴ پیکوگرم (4 × 10^-12gr) خواهد بود.

۸- از تبخیر ۱ گرم پودر سرب در سالنی به ابعاد (70 × 30 × 5) متر چه غلظتی ایجاد می شود؟

OEL-twa Pb = 50 μg/m³
C = (1gr × 10⁶ μg/gr) / (70 × 30 × 5) = 95 μg Pb / m³

غلظت حاصل غیر قابل روئت و فراتر از حد توصیه شده و بسیار فراتر از حد مراقبت 23 μg/m³ است.

۹- غلظت 11340 ng/L معادل چند mg/m³ است؟

C = 11340 ng/L = 11340 μg/m³ = 11.34 mg/m³

۱۰- اگر غلظت ذرات هوابرد کل 11.3406 ng و غلظت ذرات ۱۰ میکرون 6.67 ng باشد غلظت جرمی ذرات 10μm را از جرم کل ذرات تعیین کنید؟

% = (6.670 ng / 11.3406 ng) × 100 = 58.8% m/v

۱۱- اگر در هوای تنفسی ۵۰۳۰۶ ذره در محدوده سایزی 0.3μm وجود داشته باشد و از این تعداد ۷ ذره در محدوده سایزی 10μm باشد چند درصد از ذرات در محدوده سایزی 10μm هستند؟

% = (7 / 50306) × 100 = 0.00139%

%0.00139 از کل ذرات، ۵۸/۸٪ از جرم کل گرد و غبار را به خود اختصاص می دهند. با تمرکز بر این بخش از ذرات به نتایج غیر واقعی در ارزیابی کیفیت هوا در محیط های داخلی و یا ارزیابی سیستم های غبارگیر می رسیم. بر این اساس در بررسی منحنی های کارایی فیلترهای تصفیه هوا به این نکته توجه کنید که کارایی فیلتر بر اساس درصد وزنی گزارش شده با بر حسب درصد شمارشی.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ تجهیزات تشخیصی تخصصی مواد خطرناک

⇐ نقش پایش هوا در پاسخ به حوادث شیمیایی

⇐ پایش هوا در حوادث شیمیایی