Аэрозоли

Определение "Аэрозоли" в Большой Советской Энциклопедии

Аэрозоли (от аэро... и золи), системы, состоящие из твёрдых или жидких частиц, взвешенных в газообразной среде. По характеру образования различают диспергационные и конденсационные Аэрозоли Диспергационные Аэрозоли возникают: 1) при разбрызгивании жидкостей — таковы водяные туманы, образующиеся в водопадах, при морском прибое, в фонтанах и пр., Аэрозоли из слизи, образующиеся при кашле и чихании, Аэрозоли из инсектицидов, получаемые с помощью аэрозольных баллончиков; 2) при измельчении твёрдых тел и взмучивании порошков — например, пыль, поднимаемая с земли ветром, автомобильными колёсами, при подметании или образующаяся при пересыпании тонких порошков (муки, мела и пр.), в камнедробилках, при разрушении каменных стен, отбивании угля, шлифовании и т. д. Конденсационные Аэрозоли появляются при конденсации паров — таковы природные облака, состоящие из водяных капелек или ледяных кристалликов, возникающих при конденсации водяного пара атмосферы, и близкие к облакам наземные туманы. При выплавке металлов пары их сгорают, а продукты горения конденсируются с образованием дыма, состоящего из твёрдых частиц металлических окислов. Примерно так же образуется дым и при горении топлива (в печах, автомобильных моторах), табака, пороха и различных органических веществ, но в этом случае, помимо твёрдых частиц сажи, в дыме содержатся ещё капельки смолистых веществ.

Свойства Аэрозоли определяются природой вещества, из которого состоят частицы, природой газовой среды, а также концентрацией Аэрозоли по массе (т. е. общей массой частиц, содержащихся в единице объёма Аэрозоли ), и счётной концентрацией (числом частиц в единице объёма), размером, формой и зарядом частиц. Все эти величины могут иметь самые различные значения. Так, в безветренную ясную погоду за городом в 1 л воздуха содержится несколько десятков тысяч частиц с общей массой меньше 10^-4 мг, а в шахте вблизи работающего угольного комбайна — миллиарды частиц с массой до нескольких десятков мг. Только с поверхности морей и океанов в атмосферу ежегодно поднимается в виде Аэрозоли около 10¹⁰ т соли. Размер частиц в Аэрозоли колеблется примерно от 1 нм до долей мм, например, размеры капелек облаков 5—50 мкм, частиц табачного дыма — десятые доли мкм, в пыли содержатся обычно частицы весьма различных размеров. Частицы диспергационных Аэрозоли имеют довольно большие электрические заряды, как положительные, так и отрицательные. В конденсационных Аэрозоли, образовавшихся при не очень высокой температуре, частицы не заряжены, но постепенно приобретают небольшие заряды, захватывая лёгкие ионы, всегда присутствующие в газах.

Важнейшие процессы, происходящие в Аэрозоли, — седиментация, броуновское движение, коагуляция и испарение частиц. Скорость седиментации (оседания под действием силы тяжести) пропорциональна приблизительно квадрату размера частиц и составляет нескольких десятков см/сек для частиц размером 100 мкм, нескольких мм/сек для частиц в 10 мкм и чрезвычайно мала для частиц меньше 1 мкм. Броуновское движение частиц тем интенсивнее, чем они мельче, и делается заметным лишь в случае частиц меньше 1 мкм. Под действием броуновского движения частицы осаждаются на любых поверхностях, с которыми Аэрозоли соприкасаются, под действием же седиментации — лишь на обращенных кверху поверхностях, и на них поэтому всегда гораздо больше пыли, чем на вертикальных стенках. Коагуляция Аэрозоли происходит при столкновениях между частицами под действием броуновского движения, неодинаковой скорости седиментации частиц разной величины, нагоняющих друг друга, под влиянием электрических сил и пр. Твёрдые частицы слипаются при столкновениях, а жидкие сливаются, и число «свободных» частиц уменьшается. Скорость коагуляции, т. е. уменьшение числа частиц в единицу времени, пропорциональна квадрату их концентрации. Поэтому при концентрации 10¹⁰ в см³ она уменьшается вдвое за 0,7 сек, а при концентрации 10⁶ в см³ — за 12 мин. Испарение частиц наблюдается в Аэрозоли из летучих веществ, например при «таянии» облаков. Все эти процессы приводят к разрушению Аэрозоли, однако обычно одновременно происходит образование новых частиц упомянутыми выше путями.

Важнейшие оптические свойства Аэрозоли — рассеяние и поглощение ими света. При пропускании светового пучка через Аэрозоли (например, лучей прожектора через атмосферу ночью или солнечных лучей через щель в затемнённую комнату) наблюдается светящийся конус Тиндаля, тем более яркий, чем выше концентрация и размер частиц. Отдельные рассеивающие свет частицы удобно наблюдать с помощью ультрамикроскопа, однако рассеяние света быстро падает с уменьшением размера частиц и таким путём можно видеть лишь частицы больше 0,1 мкм. Тонкие Аэрозоли рассеивают преимущественно короткие световые волны и кажутся поэтому голубоватыми, например дым, выходящий из горящего конца сигарет.

Аэрозоли играют большую положительную роль в жизни человека. Облака — важнейшее звено в круговороте воды в природе; поглощая солнечные лучи и тепловое излучение Земли, они умеряют и жару, и холод. Опыление многих растений, в том числе злаков, осуществляется Аэрозоли из цветочной пыльцы. Всё жидкое и почти всё твёрдое топливо сжигается ныне в виде Аэрозоли Борьба с вредителями и болезнями культурных растений и лесов ведётся с помощью Аэрозоли из ядохимикатов (см. Аэрозольный генератор). Мн. важные технические материалы, например сажу, получают в виде Аэрозоли Большое значение приобретает аэрозольтерапия и аэрозольная иммунизация людей и домашних животных. Аэрозоли успешно применяют для борьбы с градобитием.

Вместе с тем некоторые Аэрозоли приносят большой вред. Огромную опасность представляют радиоактивные Аэрозоли, образующиеся при атомных взрывах, при добыче и переработке расщепляющихся материалов. Пыль, содержащая кремнезём, вызывает тяжёлое заболевание лёгких — силикоз, не менее опасна бериллиевая, свинцовая, хромовая пыль. Поэтому борьба с производственной пылью — одна из важнейших задач промышленной гигиены. Бактериальные Аэрозоли, содержащие болезнетворные микроорганизмы и образующиеся при кашле и чихании больных, могут служить источником инфекц. болезней, в том числе гриппа. Природные туманы препятствуют посадке самолётов. Пыльные бури — настоящее бедствие для жарких, сухих безлесных местностей. Борьба с аэрозольным загрязнением атмосферы в промышленных центрах — одна из важных проблем (см. Воздушный бассейн. Дым).
  Аэрозоли, содержащиеся в атмосфере, часто называют атмосферными аэрозолями.
Лит.: Фукс Н. Аэрозоли, Механика аэрозолей, М., 1955: Аэрозоли, пер. с чеш., М., 1964; Грин Х., Лейн В., Аэрозоли — пыли, дымы и туманы, пер. с англ., Л., 1969.
  Н. Аэрозоли Фукс.