Проект Пыль | Сунагатуллина Айгуль Зифовна. Работа №239780

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования: Современный человек большую часть своей жизни проводит в помещении, и меня заинтересовал вопрос, каков воздух наших помещений и его состояние может влиять на наше здоровье?

Запыленность воздуха – важнейший экологический фактор, сопровождающий нас повсюду. Пылью считаются любые твердые частицы, взвешенные в воздухе. Безвредных пылей не существует. Экологическая опасность пылей для человека определяется их природой и концентрацией в воздухе.

Пыль – это твердые частицы размером от 10 до 0,01 микрона. Пылинки размером менее 10 мкм постоянно плавают в воздухе, частицы от 10 до 50 мкм оседают постепенно, а более крупные – осаждаются практически сразу.

Пыли можно подразделить на две большие группы: мелкодисперсная пыль, состоящая из легких и подвижных частиц, и крупнодисперсная пыль, состоящая из тяжелых и малоподвижных частиц. Отложения пыли являются источником вторичного загрязнения воздуха.

Бытовая пыль может содержать шерсть и перхоть домашних животных, фрагменты перьев, частицы насекомых, волос и кожи человека, споры плесневых грибов, нейлон, стекловолокно, песок, частицы тканей и бумаги, мельчайшие фрагменты материалов, из которых сделаны стены, мебель и предметы обихода. Но основную – до 80% – и наиболее вредоносную часть домашней пыли составляют микроскопические пылевые клещи. Они обосновались в жилищах человека давно, попали в них с пухом и пером птиц, а некоторые виды – с продуктами сельского хозяйства.

В атмосфере постоянно присутствует пыль различного происхождения и химического состава. Под атмосферной пылью понимают взвешенные в воздухе твердые частицы с диаметром более 1 мкм. Атмосферная пыль в основном имеет минеральное происхождение, но в каждом конкретном районе ее состав может меняться в зависимости от источников ее образования: могут преобладать соединения тяжелых металлов, соединения щелочных и щелочноземельных металлов, углеводородов и т.д.

Цель: исследование образцов атмосферной и бытовой пыли, собранных в жилом помещении.

Объект исследования: атмосферная и бытовая пыль

Предмет исследования: сравнительный анализ образцов атмосферной и бытовой пыли.

Задачи исследования:

1.Изучить теоретический материал по теме: что такое пыль, ее виды и состав.

2. Узнать, из чего образуется пыль;

3. Анализ физических и химических свойств пыли;

4. Дать сравнительную характеристику атмосферной и бытовой пыли;

5. Практическое изучение запыленности в разных местах в квартире и на разной высоте;

4. Определение запыленности воздуха в помещении;

5. Исследование опускания образцов пыли в высоте;

6. Изучить мнение ровесников по теме через анкетирование;

7. Разработать методические рекомендации по борьбе с пылью.

Методы исследования: библиографический, наблюдение, лабораторный эксперимент, анкетирование.

Структура работы: данная работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографического списка, приложений.

1. Понятие о пыли

Пылью (аэрозолем) называются измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) некоторое время в воздухе. Такое витание происходит вследствие малых размеров этих частиц (пылинок) под действием движения самого воздуха.

Пыль - физическое состояние вещества в виде мельчайших твердых частиц. Их взвесь в воздухе представляет собой аэрозоль. В атмосфере и воздухе помещений всегда содержится то или иное количество пыли. Источниками ее образования могут быть производственные процессы, связанные с дроблением или размолом, взвешивание и просеивание сыпучих материалов, таблетирование, упаковка и многие другие операции. Кроме то- го, аэрозоли могут возникать при горении, плавлении, сварке и ряде других процессов. Нахождение пыли в воздухе во взвешенном состоянии зависит от размеров пылевых частиц (дисперсность), подвижности воздуха, электрического заряда, влажности и других факторов. Чем меньше величина пылевых частиц, тем дольше они находятся в воздухе, крупные частицы осаждаются значительно быстрее.

Атмосферные загрязнения представляют собой содержащуюся в воздухе пыль и могут попадать в жидкости как в процессе их производства при недостаточной герметичности технологического оборудования, так и при их транспортировании, перекачке, хранении и применении, если соответствующие емкости соединяются с атмосферой, а на дренажных устройствах отсутствуют воздухоочистители. Таким образом, атмосферные загрязнения в зависимости от стадии, на которой они попадают в жидкость, могут относиться к производственным, операционным или эксплуатационным загрязнениям. По химическому составу они в основном представляют собой оксиды химических элементов (кремния, кальция, алюминия, железа и других) с небольшой (до 1 %) примесью органических веществ; в приморских местностях атмосферная пыль может содержать также кристаллы поваренной соли, в районах открытых разработок полезных ископаемых – частицы каменного угля и различных руд, в местах расположения промышленных предприятий и тепловых электростанций – золу и шлак, и т. д.

Источником атмосферной пыли является зола, образующаяся при сгорании топлив и в определенных количествах уносимая в атмосферу выделяющимися газами. В золе содержится углерод, углеводороды в виде смол и масел и неорганические соединения.[ ...]

Средняя минерализация атмосферных осадков, выпадающих на территории СССР, составляет 46,4 мг/л. Появление в них отдельных ионов обусловлено приносом солей с водяными брызгами, подхватываемыми ветром с поверхности водоемов; приносом ветром сухих растворимых солей с поверхности коры выветривания и особенно солончаковых почв; промышленными выбросами в воздух; атмосферными разрядами, при которых происходит окисление атмосферного азота; минерализацией содержащихся в атмосферной пыли органических веществ; вулканическими извержениями.

2. Классификация пыли

По природе образования пыли делятся на две группы:

Органическую:

пыли растительного происхождения (древесины, хлопка, льна, различных видов муки и др.),

животного происхождения (шерсти, волоса, размолотых костей и др.),

химического происхождения (пластмасс, химических волокон и других органических продуктов химических реакций).

Неорганическую:

пыль металлов и их окислов,

пыль различных минералов,

пыль неорганических солей и других химических соединений.

В зависимости от происхождения пыли, она может быть растворимой и нерастворимой в воде и в других жидкостях, включая и биосреды (кровь, лимфу, желудочный сок и т. п.). От происхождения пыли зависит также ее химический состав, удельный вес и ряд других свойств.

В зависимости от медианного диаметра частиц (), пыли делят на пять групп пылеулавливания:

очень крупнодисперсная пыль (>150 мкм),

крупнодисперсная пыль (= 40÷150 мкм),

среднедисперсная пыль (= 10÷40 мкм),

мелкодисперсная пыль (= 1÷10 мкм),

очень мелкодисперсная пыль (<1 мкм).

Свойства пыли определяются такими факторами как:

способ ее образования,

форма и размер частиц,

химический состав,

плотность и твердость,

удельное электрическое сопротивление,

способность смачиваться водой.

Механизм образования пыли определяет в основном ее дисперсный состав, то есть размерность пылинок. Структура пыли, то есть форма пылинок, зависит и от природы и от механизма образования пыли. По структуре пыль может быть:

аморфной (пылинки округлой формы),

кристаллической (пылинки с острыми гранями),

волокнистой (пылинки удлиненной формы),

пластинчатой (пылинки в виде слоистых пластинок)

и др.

При измельчении твердого вещества образующиеся пылинки получают то или иное количество электричества вследствие частичного перехода механической энергии в электрическую, кроме того, пылинки получают электрический заряд, адсорбируя на себе ионы из воздушной среды. Таким образом, пыль, находящаяся в воздухе, в той или иной степени несет на себе электрический заряд. Степень электро-заряженности оказывает существенное влияние на поведение пыли в воздухе. Электро-заряженные пылинки с противоположным знаком соединяются между собой (слипаются), образуя более крупные частицы, за счет чего быстрее осаждаются; пылинки с одинаковым зарядом, наоборот, отталкиваются друг от друга, что усиливает их движение в воздухе и замедляет осаждение.

По слипаемости частицы делят:

неслипающиеся (шлаковые кварцевые пыли),

слипающиеся (доменная зола),

средне слипающиеся (сухое молоко, опилки),

сильно слипающиеся (цементная пыль из влажного воздуха, шерсть, хлопок).

Исследования показывают, что высокодисперсная пыль в большей степени подвержена электрическим зарядам. Электро-заряженности способствует также нагревание пыли. Повышенная влажность воздуха или самой пыли снижает ее электро-заряженность.

Высокодисперсная пыль вследствие электро-заряженности обладает активной поверхностью, поэтому на ней собираются газы и другие мелкие частицы, находящиеся в воздухе. Чем меньше пылевые частицы, тем больше их активность. Газы, обволакивая пылевую частицу, способствуют более длительному витанию ее в воздухе, то есть собираются на пылевых частицах газов замедляет осаждение пыли.

При значительной запыленности воздуха высокодисперсной пылью электрические заряды пылевых частиц могут суммироваться и, достигнув определенного потенциала, образовывать электрические разряды - взрывы. Чаще всего такие взрывы пыли возникают при наличии огня или сильно нагретого предмета в чрезмерно запыленной атмосфере, так как при повышении температуры резко увеличивается заряженность пылевых частиц, быстрее и с большей силой происходит электрический разряд.

3. Образование пыли

Пыли образуются вследствие дробления или истирания (аэрозоль дезинтеграции), испарения с последующей конденсацией в твердые частицы, (аэрозоль конденсации), сгорания с образованием в, воздухе твердых частиц - продуктов горения (дымы), ряда химических реакций и т. д.

В производственных условиях с образованием пыли чаще всего связаны процессы дробления, размола, просева, обточки, распиловки, пересыпки и других перемещений сыпучих материалов, сгорания, плавления и др.

Механизм образования пыли определяет в основном ее дисперсный состав, то есть размерность пылинок. Структура пыли, то есть форма пылинок, зависит и от природы и от механизма образования пыли.

При измельчении твердого вещества образующиеся пылинки получают то или иное количество электричества вследствие частичного перехода механической энергии в электрическую, кроме того, пылинки получают электрический заряд, адсорбируя на себе ионы из воздушной среды. Таким образом, пыль, находящаяся в воздухе, в той или иной степени несет на себе электрический заряд. Степень электро-заряженности оказывает существенное влияние на поведение пыли в воздухе. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Воздушное пространство всегда содержит частицы пыли, возникающей при выветривании горных пород, вулканических извержениях, пожарах, вследствие уноса в атмосферу и испарения капель морской воды, ветровой эрозии пахотных земель, производственной деятельности человека.

Пыли образуются вследствие дробления или истирания (аэрозоль дезинтеграции), испарения с последующей конденсацией в твердые частицы, (аэрозоль конденсации), сгорания с образованием в, воздухе твердых частиц - продуктов горения (дымы), ряда химических реакций и т. д.

С целью изучения запыленности в разных местах в квартире и на разной высоте, нами было проведено практическое исследование квартиры в тех местах, где чаще всего скапливается пыль. По результатам исследования выяснилось, что пыли больше в тех комнатах, где чаще появляются люди, и находится большее их количество.

Далее с целью изучения состава и свойства пылей, встречающихся в помещении, нами были собраны скальпелем отложения пыли в нескольких местах, например на мебели – образец «а»; на поверхности пола – образец «б». Анализируя результаты исследования, мы пришли к выводу, что:

- в образце «а»: частицы мелкие, крупные волокна практически не встречаются. Это тела органического или минерального происхождения, среднего диаметра 0,005 мм и максимального – 0,1 мм. Наблюдались частицы песка, который имеет размеры от 0,1 до 1 мм. Также была замечена цветочная пыльца. Цвет частиц: желтый, коричневый, серый. 

- в образце «б»: частицы более крупные. Это также частицы песка и глины, частицы ороговевших чешуек кожи, частицы волос и шерсти животных и т.д. Цвет частиц: белый, черный, коричневый, серый. 

В ходе следующего эксперимента нами были взяты те же образцы. С целью изучения скорости опускания данных частиц, мы взяли частицы с необходимых поверхностей и опустили в воздух и измерили промежуток времени падения образцов в высоте 1 метр. По результатам исследования выяснилось, что частицы образца «а» опускаются медленней из-за их минимальных размеров. Образцы а наоборот, здесь в основном крупные частицы, соответсветнно: что тяжелее – то падает быстрее.

С целью изучения мнения учеников нашего и параллельного классов, составил анкету из 5 вопросов. В анкетировании приняло участие 10 человек. Анализируя результаты исследования, можно сделать вывод, что хотя респонденты знают о вреде пыли на здоровье человека, тем не менее, не считают это серьезным и влажная уборка чаще проводится только 1 – 2 раза в месяц. Сравнив результаты тестирования осенью и зимой, заметил, что зимой пыли меньше и уборку в квартирах проводят реже.

Таким образом, механизм образования пыли определяет в основном ее дисперсный состав, то есть размерность пылинок. Структура пыли, то есть форма пылинок, зависит и от природы и от механизма образования пыли.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Азаров, В. Н. Комплексная оценка пылевой обстановки и разработка мер по снижению запыленности воздушной среды промышленных предприятий. - Ростов-на-Дону, 2012. - 48 с.

Азаров, В.Н., Кошкарев, С.А., Соломахина, Л. Я. К экспериментальной оценке эффективности аппарата мокрой очистки в системах обеспыливания выбросов от печей обжига керамзита // Инженерный вестник Дона, 2014. - №13. - С. 33-35.

Азаров, В.Н., Сергина, Н.М. Методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли с применением персонального компьютера (ПК) / В.Н. Азаров, Н.М. Сергина: Волгогр. гос. арх.-строит. акад. Волгоград, 2011. – 12 с.

Бахтин, Н. И., Янюшкин, В.В. Ольшевский, Д. В.. Математическое моделирование пылеулавливания в технологических системах, уменьшающих выбросы дисперсных частиц в атмосферу // Инженерный вестник Дона, 2008. - № 8. – С. 39-42.

Коузов, П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчённых материалов. Л.: Химия, 2009. 264 с.

Кошкарев, С.А., Кисленко, Т.А. О применении аппарата пылеулавливания с комбинированной схемой сепарации пыли из пылегазового потока в производстве керамзита // Альтернативная энергетика и экология, 2013. - №11. - С. 47-49.

Маринин, Н.А. Исследование дисперсного состава пыли в инженерно-экологических системах и выбросах в атмосферу предприятий стройиндустрии. - Волгоград, 2014. - 20 с.

Медников, Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: «Наука», 2008. - 176 с.

Сергина, Н. М., Семенова, Е. А., Кисленко, Т. А. Система обеспыливания для производства керамзита // Инженерный вестник Дона, 2013. –№6. - С. 24-27.