Hiukkasten määritelmä

Raquel Tamara Saavedra Pino
Ympäristökemia. kemian maisteri

Hiukkaset (PM) vastaavat yleensä ilmakehän aerosolin kiinteää osaa koon mukaan erotettu neljään fraktioon (PTS, MP10, MP2.5 ja MP1), ja se vastaa aggregaattia erilaisia ​​yhdisteitä.

Sen alkuperä ja liittyminen ilmakehään liittyy luonnollisiin, biogeenisiin ja antrooppisiin lähteisiin. Nämä hiukkaset voivat säilyttää alkuperäisen konformaationsa tai käydä läpi kemiallisia muunnosprosesseja, mikä johtaa primääristen hiukkasten ja sekundaaristen hiukkasten erottumiseen.

Näitä hiukkasia pidetään vaarallisina ihmisten terveydelle ja ympäristölle. ympäristöön koska ne sisältävät syöpää aiheuttavia ja mutageenisia yhdisteitä aggregaatiossaan sen lisäksi, että ne häiritsevät albedon ja pilvien muodostumisen ytimiä.

MP luokitus

MP luokitellaan koon mukaan, jota edustaa aerodynaaminen halkaisija, joka on a standardointi ihanteellisille pallomaisille hiukkasille, joiden tiheys on sama nopeus laskeuma.

Hiukkasten kokojakauma vaihtelee välillä 0,005 µm - 100 µm, ja erotellaan kahdenlaisia ​​hiukkasfraktioita: hienojakoisia (< 1 µm) ja karkeita (< 100 µm). Ensimmäisen sisällä voidaan mainita hiukkaset, joiden halkaisija on alle 1 µm (PM1,0) ja 2,5 µm (PM2,5), toisaalta toinen. Se kattaa ne fraktiot, jotka ovat suurempia kuin 1 um kaikista suspendoituneista hiukkasista (PTS), hiukkasmaisesta materiaalista, joka on alle 10 µm (PM10) ja MP2.5.

Perustaminen ja alkuperä

Se voidaan liittää ilmakehään fysikaalisten tai kemiallisten prosessien (luonnolliset lähteet), biologisten (lähteet biogeeninen) tai ihmisen toiminnan kehityksestä aiheutuvien päästöjen seurauksena (lähteet atooppinen).

Luonnollisissa lähteissä maaperä osoittautuu yhdeksi tärkeimmistä karkeiden hiukkasten alkuperälähteistä. niiden kemiallinen koostumus ja kokojakauma riippuen geologisista ominaisuuksista ja tuulen nopeudesta vyöhyke. Toinen tärkeä karkeiden hiukkasten lähde on meriaerosoli, joka koostuu pääasiassa natriumkloridista (NaCl) ja sulfaateista. (Na2SO4, MgSO4 ja K2SO4) vulkaanisten päästöjen lisäksi metsäpalot, joiden vaikutus on ajallisesti rajallinen ja tilaa.

Biogeeniset lähteet muodostavat bioaerosolin, joka koostuu pääasiassa kasvien jäännöksistä, siitepölystä, itiöistä ja mikro-organismeista (mukaan lukien virukset, bakteerit, sienet ja levät), ja muodostavat pääasiassa paksun MP: n.

Ihmisperäiset hiukkaset liittyvät pääasiassa kaupunki- ja teollisuusalueisiin, ja ne ovat peräisin maatalous- ja teollisuustoiminnasta (rakentaminen, kaivos, valimot, tiilitehdas jne.), ajoneuvokuljetukset, materiaalien poltto ja polttoainettaeroosioprosessien lisäksi. Tämäntyyppisten päästöjen hiukkaskokoalue on hyvin monipuolinen.

toissijainen PM

Ilmakehän aerosolit luokitellaan primäärisiin ja sekundaarisiin sen mukaan, vapautuvatko hiukkaset suoraan ilmakehään tai jos ne syntyvät kemiallisista reaktioista tunnelmaa.

Biogeenistä alkuperää olevat hiukkaset ja kaasut, kuten rikkidioksidi, dimetyylisulfidi, typen oksidit ja esiasteet Orgaaniset aineet käyvät läpi kemiallisia reaktioita, joihin liittyy sekundaaristen hiukkasten, kuten sulfaattien, nitraattien, ammonium ja orgaaniset yhdisteet.

Orgaanisten lajien päästöt maataloustoiminnasta, biomassan poltosta (polttopuu, lehdet, puuhiili kasvikset jne.) yhdessä öljyn (bensiini ja diesel) palamisen kanssa ovat tärkeitä aerosolien lähteitä toissijainen. Edellä mainittujen toimintojen seurauksena muodostuneen kaasun esiasteen hapettuminen myötävaikuttaa lopullisen PM-fraktion kasvuun tai adsorboituu karkeisiin hiukkasiin.

vaara

PM aiheuttaa merkittäviä kielteisiä vaikutuksia ihmisten terveyteen ja ympäristöön.

Suoraan hengitettynä hiukkasia joutuu hengityselimiin aiheuttaen allergioita, tulehdusta ja tilapäistä hengityskapasiteetin heikkenemistä. Pienet hiukkaset (<1 µm) voivat tunkeutua hengityselimiin (keuhkoputken) ja laskeutua niihin ja alveolit), jotka aiheuttavat vakavia hengitystiesairauksia, kuten kroonista astmaa, emfyseemaa ja keuhkosyöpää. keuhko. Lisäksi eräät myrkyllisimmistä ja syöpää aiheuttavista yhdisteistä, kuten aromaattiset yhdisteet (PAC) ja polykloorattuja bifenyylejä (PCB: t) on havaittu hiukkasista ilmakehän. WHO on arvioinut, että noin 3 % sydän- ja keuhkosyövän aiheuttamista kuolemista ja 5 % keuhkosyövistä johtuu MP: stä maailmanlaajuisesti.

Kansanedustaja vaikuttaa myös ilmasto paikallisessa ja globaalissa mittakaavassa, jolla on vaikutuksia albedo- ja pilviydinprosesseihin. Lisäksi orgaanista hiukkastyyppiä pidetään yhtenä päävastuullisista sadeveden happamoittamisesta.

ennustavia malleja

Näiden hiukkasten fysikokemia on monimutkainen, koska se sisältää muuntumisprosesseja perustuu termodynaamisiin ominaisuuksiin, kuten höyrynpaineeseen, faasidiagrammiin ja liukoisuuteen sekä reaktiivisuus. Siksi kriittisten ilmiöiden ennustavien mallien kehittäminen saastuminen MP, vaatii teknistä tietämystä näytteenottomenetelmistä, maantieteellisistä ja ilmastollisista muuttujista.