Аэрозоли. 
Химия

Аэрозоли в последнее время все больше привлекают внимание естествоиспытателей и экологов. Проблема запыленности атмосферы и, как следствие этого, затемнения поверхности Земли столь же важна, как и глобальные проблемы потепления климата, озоновых дыр, кислотных дождей.

Аэрозоль представляет собой дисперсную систему, состоящую из мельчайших частиц твердого или жидкого веществ, распределенных в газовой (воздушной) среде. Типичным аэрозолем, постоянно окружающим нас и представляющим большую опасность, является пыль.

Пыль — это взвешенные в воздухе твердые частицы размером от микроскопических до видимых невооруженным глазом (10 ⁴— 1 мм). Частицы пыли могут как быть электронейтральными, гак и иметь электрический заряд (когда пыль осаждается, например, на экранах телевизоров). В воздухе всегда содержатся частицы пыли, если это, конечно, не помещения для работы со сверхчистыми веществами.

Пыль неустойчива — ее частицы находятся в броуновском движении, но, соединяясь, оседают, т. е. происходит их седиментация. Пыль усиливает рассеяние и поглощение света атмосферой и влияет на тепловой режим отдельных местностей и даже планеты. Содержание пыли в воздухе, запыленность, выражают числом частиц или их общей массой в единице объема газа.

В последнее время стали говорить о проблеме затемнения атмосферы, которое может привести к глобальному похолоданию на Земле, компенсирующему глобальное потепление.

Серебристый след, который оставляет в небе самолет, представляет собой аэрозоль взвешенных в воздухе частиц сажи, воды, капелек растворов диоксида серы, оксидов азота, серной кислоты и других веществ, выбрасываемых реактивным двигателем. Возникновение и плотность этого аэрозоля зависят от качества авиационного керосина и конструкции двигателя.

Аэрозоли снижают содержание озона в верхних слоях атмосферы, влияют на образование облаков, поглощение инфракрасного излучения, парниковый эффект, погоду и климат.

Пыль образуется в производственной деятельности человека и в природе при выветривании горных пород, вулканических извержениях, пожарах, уносе ветром частиц почвы с пашен, капелек соленой морской воды, срываемых с гребней волн ветром. С поверхности морей и океанов в атмосферу ежегодно поднимаются миллионы тонн соли.

Аэрозоли типа жидкость — газ образуются из духов, красок и инсектицидов аэрозольных баллончиков, при разбрызгивании воды в водопадах, при морском прибое, в фонтанах и поливании посевов и во многих других случаях.

Уличная пыль содержит частицы стертых асфальта (канцерогенного вещества) и резины автопокрышек, сажу от неполного сгорания некачественного топлива в неисправных двигателях автомобилей, дым печей, оксиды металлов от колес поездов и рельсов при торможении, частицы высохшей почвы и т. п.

Пыльные бури возникают обычно в жаркое время в пустынях, распаханных степях при пересыхании почвы, на территориях, не имеющих растительности. Для защиты посевов от пыльных бурь создают полезащитные лесные полосы.

С ветром из пустынь и степей миллионы тонн пыли переносятся на расстояния до нескольких тысяч километров и могут несколько раз облететь вокруг земного шара. Песчаные облака пустыни Сахары достигали середины Атлантического океана. Ионы натрия и другие вещества с поверхности океанов обнаружены в атмосфере центральных областей материков. Перенос веществ — одна из причин быстрого распространения болезней по земному шару.

В нижних слоях тропосферы среднее время пребывания аэрозоля составляет несколько суток, а в верхних достигает 20—40 сут. Попав в стратосферу, аэрозоли чаще всего продвигаются с запада на восток и пребывают там иногда годами.

Радиоактивные аэрозоли, содержащие стронций-90, цезий-137, углерод-14, иод-131, образуются при ядерных взрывах и катастрофах. Во время Чернобыльской катастрофы ночью в 1 час 23 минуты 26 апреля 1986 г. в неуправляемом ядерном реакторе произошел перегрев воды в отводящих теплоту трубах. Водяной пар взорвал реактор, и в атмосферу было выброшено огромное количество радиоактивных изотопов. Облако водяного пара, цементная пыль с атомами изотопов продвигались ветрами над поверхностью Земли, заразив большую территорию. Радиоактивная пыль, образующаяся при ядерных испытаниях и катастрофах, крайне опасна для человека.

Сыпучие материалы, такие как мука и цемент, представляют собой концентрированные дисперсные системы типа твердое тело — газ. Они обладают «текучестью» и опасны для человека, попавшего в них. Человек как бы тонет, пытаясь остаться на поверхности. В песках пустыни тоже можно утонуть. Причины этого уникального свойства песка не выяснены, но предполагают, что это обусловлено бактериями, придающим частицам низкий коэффициент трения.

Угольная, древесная, мучная, сахарная, алюминиевая пыль является взрывоопасным материалом и в определенных условиях может воспламеняться. Чем выше дисперсность и концентрация пыли, тем больше вероятность ее воспламенения и взрыва.

Пыль, образующаяся при измельчении твердых тел в камнедробилках и при шлифовании, рудничная, угольная, цементная и другие виды поражает легкие. Пыль кремнезема вызывает тяжелое заболевание легких — силикоз. Пыль свинцовых, мышьяковых, марганцевых, бериллиевых, хромовых и других производств вызывает тяжелые отравления.

При работе в запыленных помещениях следует надевать респиратор или полумаску, снабженные фильтром из ваты. В быту и на производстве пользуются пылесосом, который, кстати, был изобретен в США в 1899 г.

Вдыхание пыли вызывает у многих людей аллергию, но бытовой пылесос часто не задерживает аллергены.

Пыль — место жизни микробов, грибков, клещей и останков высохших насекомых. Пыль — распространитель туберкулеза, дифтерии и других болезней. Кашляющий и чихающий пассажир автобуса может заразить всех пассажиров. Бактерии, вирусы и споры грибов перемещаются ветром самостоятельно и с частицами пыли на тысячи километров и способствуют распространению болезней.

Аэрозоли применяют в медицине для лечения органов дыхания, когда вместе с воздухом в организм попадают капельки лекарственных веществ. Аэрозоли из пестицидов эффективны для борьбы с вредителями растений.