Фетт В. Атмосферная пыль

Подождите немного. Документ загружается.

Гл. 4. Измерение и анализ пыли

103

Скорость оседания частиц в воде зависит не только

от их объема, но также от формы и удельного веса; по-

этому вместо размера компонентов шлама указывают

их «гидравлический показатель». Частицы, имеющие

одинаковую скорость оседания или уносимые струей

воды одинаковой силы, сопоставляют с кварцевыми ша-

риками, оседающими или соответственно уносимыми

потоком воды с такой

же скоростью. Диа-

метр кварцевых шари-

ков и служит гидрав-

лическим показателем

этих частиц.

Особенно прост ме-

тод Лебера [105], осно-

ванный на принципе

фракционной седимен-

тации частиц. Это из-

мененный метод отму-

чивания Глаузена, поз-

воляющий раздельно

улавливать частицы,

относящиеся по разме-

рам к различным фрак-

циям. Колбу с длинным

горлышком заполняют

отмученной пробой поч-

вы и с помощью гиб-

кой резиновой муфты соединяют с длинной наполненной

водой трубкой (фиг. 19). Время оседания отсчитывают

с момента перевода колбы в вертикальное положение

). Отдельные фракции улавливают в течение опре-

деленных промежутков времени в различные чашки и

вес их вычисляют по стандартной градуировочной кри-

вой, имеющей форму гиперболы. С помощью прибора,

размеры которого приведены на фиг. 19, Лебер устано-

вил указанную в табл. 8 связь между продолжитель-

ностью оседания и гидравлическим показателем частиц.

Вес мелких частиц вычисляют по разности между весом

всей пробы и суммой весов отдельных фракций. При

весе пробы 10 г ошибка измерений составляет всего

Проба весом Юг

Ф и г. 19. Схема прибора для про-

ведения фракционной седиментации

по методу Лебера [105].

104

Часть I. Природа и свойства атмосферной пыли

лишь 0,1 г и, следовательно, найденные значения отли-

чаются от истинных в среднем только на 1%. Этот ме-

тод имеет следующие преимущества: а) расход жидко-

сти невелик, вследствие чего можно выбрать наиболее

подходящий состав ее, не считаясь с ценой; б) высота

столба жидкости всегда почти одинакова; в) один опыт

позволяет произвести разделение частиц размерами от

5 • 10^

см до 5 • Ш"

см на любые фракции.

Таблица 8

Данные, полученные по методу Лебера [105] (фиг. 19)

Номер

фракции

Продолжительность

оседания частиц

«Гидравлические показатели» частиц,

осевших за данный промежуток времени,

см

ti = 27 сек.

5 •

-2

= 175 сек. >1'-10~

III t

= 6 мин.

>5 -Ю

-3

— 70 мин.

1 •

10"

Вильяме (см. [102]) с помощью аппарата Шена про-

извел разделение мельчайших частиц в столбе воды вы-

сотой 10 см (табл. 9).

Таблица 9

Данные, полученные при помощи

аппарата Шена [102]

Время оседания

«Гидравлический показатель»

осевших частиц, см

6 час.

5-ИГ

-10-ИГ"

24 часа

МО"

- 4-Ю"

Свыше 24 час. <

1 •

кг

Оден [106] регистрировал во времени прирост веса

пылевидной фракции почвы, обусловленный падением

частиц пыли на землю, и по этим данным строил кривую

падения частиц, имеющую специфическую форму для

Гл. 4. Измерение и анализ пыли 105

каждого вида почвы. Она очень удобна для идентифи-

кации и характеристики почв, так как дает значительно

лучшее представление относительно их механических

свойств, чем существующие методы отмучивания. Оден

приводит также математический анализ этих кривых.

Установлено, что число частиц в 1 г пылевидной фрак-

ции почв колеблется от 10

до 10" [102, 107].

Эоловая пыль в морских отложениях

Установить абсолютное содержание эоловой пыли

в морских отложениях невозможно. Следующий пример

показывает, как было оценено относительное содержа-

ние ее в отложениях на дне «Моря мрака» западнее

Африки. С этой целью был выбран индикатор, типичный

для пыли пустынь. Экспедиция на «Метеоре», проводив-

шая исследования в 1925—1927 гг. [108], установила, что

таким индикатором может служить «кварц пустынь»,

представляющий собой частицы кварца, покрытые ко-

ричнево-красным налетом окиси железа. Содержание

эоловой пыли в различных участках морского дна можно

оценить по величине отношения

до, Число частиц „кварца пустынь" j„q

Общее число частиц кварца

(см. также стр. 269).

Анализ пыли, содержащейся в тканях организма

Существует несколько способов определения пыли,

попавшей в организм [109]:

1) препарирование, заключающееся в количествен-

ном и качественном анализе пыли, содержащейся

в крупных кусках ткани. Например, из легкого весом

1,5—2 кг иногда извлекали 40—100 г пыли. Требуемая

в этом методе обработка тканей связана с некоторыми

трудностями;

2) определение частиц пыли в гистологических сре-

зах [110];

3) обнаружение частиц пыли при помощи а) рентге-

носкопии (пыль участвует пассивно) и б) измерения

106

Часть I. Природа и свойства атмосферной пыли

интенсивности ионизирующего излучения, испускаемого

радиоактивной пылью (пыль участвует активно).

Иногда приходится комбинировать методы 2 и

36 [111].

РЕГИСТРАЦИЯ ПЫЛИ

Регистрация результатов измерения пыли

Существующие методы измерения пыли крайне раз-

нообразны и некоторые из них субъективны. Поэтому

для того, чтобы можно было подвергнуть полученные

gi Логарифм иисла частиц

мантисса логарифма числа частиц

Фиг. 20. Частота распределения числа частиц,

логарифма числа частиц и мантиссы логарифма

числа частиц пыли (ежедневное кониметрирование

в период с октября 1953 г. по октябрь 1954 г.,

12 час., Гамбург) [113].

результаты критическому анализу и сравнить с резуль-

татами других исследований, необходимо точно и по-

дробно описывать использованный метод измерений и

условия, в которых они были проведены. В связи с этим

следует указать на попытки использовать эталоны за-

Гл. 4. Измерение и анализ пыли

107

пыленности для градуирования приборов и проверки

методов измерения [112].

Развитие измерительной техники позволяет получать

подробные и разносторонние экспериментальные дан-

ные, и поэтому важно найти такую форму регистрации

измерений, которая давала бы показатели, наиболее

удобные для дальнейшей обработки. До настоящего

времени обработка полученного материала обычно ог-

раничивалась построением графиков с последующим их

сравнением; вследствие своей субъективности такой ме-

тод часто приводил к ошибочным выводам и не позво-

лял выявить истинную связь между явлениями. Если

бы удалось путем рационального выбора элементов из-

мерения и системы координат распределить эксперимен-

тальные данные на группы с малым числом статистиче-

ских параметров, то для дальнейшей обработки можно

было бы применить различные современные методы ма-

тематической статистики (корреляцию, дисперсионный и

ковариантный анализ и т. д.). Этот путь позволил бы,

что самое важное, проверить правильность полученных

результатов. / ^

Подобные вычисления впервые были выполнены Эф-

фенбергером и Линдером [113, 114]. На фиг. 20 приве-

дена частота распределения числа пылинок по разме-

рам; как видно из графика, распределение близко к нор-

мальному, если по оси ординат отложить значения ман-

тиссы логарифмов числа частиц.

Принятые в международном синоптическом коде

обозначения метеорологических явлений,

обусловленных пылью

Для метеорологических явлений, обусловленных

пылью, в сводках погоды установлены международные

условные знаки, позволяющие унифицировать регистра-

цию синоптических наблюдений этих явлений.

В табл. 10 приведены символы, обозначающие метео-

рологические явления, обусловленные пылью, и шифр

для регистрации погоды во время наблюдений (графа

WW) [115].

108 Часть I. Природа и свойства атмосферной пыли

Таблица 10

Обозначения метеорологических явлений,

обусловленных пылью, в синоптическом коде

WW Символ

Объяснение

Дым

Пыль, принесенная издалека

Пыль, поднятая вблизи метеостанции

Пыльные вихри, маленькие тромбы

Пыльная или песчаная буря в поле зрения

Пыльные или песчаные бури:

слабая или умеренная буря ослабевает

слабая или умеренная буря без изменений

слабая или умеренная буря усиливается

сильная буря ослабевает

сильная буря без изменений

сильная буря усиливается

ЛИТЕРАТУРА

1. Ash worth J. R., Smoke in the Atmosphere (Manchester,

1933). The Investigation of Atmospheric Pollution; Dep. Sci.

Industr. Res., Jahrbiicher, 1914—1934.

2. Owens S. J., Quart J. Roy. Meteor. Soc., 44, 151 (1918).

3. О w e n s S. J., Eight Reports of the Advisory Committee on

Atmospheric Pollution, London, 1922.

4. Pesch, Mikroskopische Staubbestimmungen, Gesundh.-Ing.,

72—78 (1930).

6. D о n a u M. H., Hygienische Untersuchungen iiber die klimati-

schen Faktoren und den Rufi- und Staubgehalt der Luft in

verschiedenen Stadtteilen GroB-Dresdens, Diss. Techn. Hochsch.

Dresden (1931).

6. Ash worth J. R., Weather, 3, 137—140, London, 1948.

7. Coste J. H., Atmospheric Pollution and Gauges for Measuring

It, Weather, 3, 187—188, London, 1948, anschl. zwei Erwide-

rungen von Ashworth J. R.

Литература

109

8. Meeth am A. R., Weather, 3, Nr. 5, London, 1948.

9. Grundmann W., Der heutige Stand der StaubmeBtechnik in

Meteorologie, KHmatologie und Hygiene, Feinmech. u. Prazes-

sion, 46, 243—246 (1938) (u. a. Geratebeschreibungen).

10. Verfahren und Gerate zur Bestimmung der Staubbeimengungen

der Luft, Glas und Apparat, 12, Sonderdruck (1939).

11. Guthmann K-, Staubgehalt-Messung in Industriegasen,

Arch. f. techn. Messen, T 72, Juni 1935, V 1286—6 (init Zeich-

nungen und Literaturhinweisen).

12. G о n e

1 1

H. W., Messungen von Stauben in Gasen, Arch. f.

techn. Messen, 3, T 157 (1933).

13. К

e i n s с h m i d t E., Handbuch der meteorologischen Instru-

mente und ihrer Auswertung, Berlin, 1935.

14. Heller A., Bestimmungen des RuBgehaltes der Luft mit dem

Automatic-Filter von Owens, Gesundh.-Ing., 57, 187 (1934).

15. M г о s e H., Ein chemisches Verfahren zur Ruflbestimmung in

atmospharischer Luft, Z. f. Meteor., 11, 139—142 (1957).

16. В r e z i n a E., Schmidt W., Das kiinstliche Klima in der Um-

gebung des Menschen, Stuttgart, 1937.

17. W i g a n d A., Uber die Natur der Kondensationskerne in der

Atmosphare, insbes. iiber die Kernwirksamkeit von Staub und

Rauch, Meteor. Z„ 30, 10—18 (1913).

18. Kimball H. H„ Hand J. F., Month. Weather Rev., 52, 133

(1924).

19. К u p J., Vergleichende Untersuchungen mit dem Konimeter

und dem Owensschen Dust-Counter, Bioklim. Beibl., 9, 34—52

(1942).

20. E g g

о f f K-, Ober das Klima im Zimmer und seine Beziehung

zum AuBenklima unter besonderer Beriicksichtigung von Fe-

uchtigkeit, Staub und Ionengehalt der Luft, Diss. Eidgen.

Techn. Hochsch. Zurich, Nr. 766 (1933).

21. J 5 11 e n K. W„ Zentralbl. f. Gewerbehyg., November, 1930.

22. Zeiss-Konimeter der Firma Zeiss Jena, Druckschr. Mess 560/IV.

23. L e h m a n n H., Lowe F., F r a e n к

e K. A., Das Zeisssche

Freiluftkonimeter, Arch. f. Hyg. u. Bakteriol., 112, 141 (1934).

24. Giinther K., Praxis der Staubmessung, Leipzig, 1954.

25. G

a w i о n H., Staub und Staubfalle in Arosa, Beitr. z. Phys.

d. freien Atmosph., 25, 1—43 (1938).

26. J u n g e Chr., Ein neues Verfahren zur Trennung der festen und

tropfchenartigen Teilchen im atmospharischen Grobaerosol.

Ann. d. Meteor., 4, 40—45 (1951).

110

Часть I. Природа и свойства атмосферной пыли

27. J u n g е Chr., Die Konstitution des atmospharischen Aerosols;

Ann. d. Meteor., 5, Beih. (1952).

28. Reeger E., Siedentopf H., Staubmessungen in der freien

Atmosphare, Z. f. Meteor., 4, 136—140 (1950).

29. E f f e n b e r g e r E„ Kern- und Staubuntersuchungen am Collm-

berg, Veroff. d. Geophys. Inst. Leipzig, XII, 5 (1940).

30. Lobner A., Horizontale and vertikale Staubvertellung in einer

Grofistadt, Veroff. d. Geophys. Inst. Leipzig, VII, 2. Serie

(1935).

31. P f a f f J., Teilchengrofien von Luftverunreinigungen, Gerlands

Beitr. z. Geophys., 39, 236—239 (1933).

32. Teleky, Lochtkemper u. a., Schriftr. Arbeit u. Gesund-

heit, H. 9 (1928).

33. R 6 t s с h к e M., Untersuchungen iiber die Meteorologie der

Staubatmosphare, Veroff. d. Geophys. Inst., Leipzig, XI, H. 1

(1937).

34. В u г с к h a r d t H., Flohn H., Die atmospharischen Konden-

sationskerne, Abh. a. d. Gebiet d. Bader- und Klimaheilkde,

H. 3, Berlin, 1939.

35. Russell W. J., Nielsen R. A., A Study of Atmospheric Dust

Using a Continuous Recording Jet-Counter, Terr. Magn. and

Atmosph. Electricity, 281—292 (1934).

36. Junge Chr., Gesetzmafiigkeit in der Grofienverteilung atmo-

spharischer Aerosole fiber dem Kontinent, Ber. d. Dt. Wetter-

dienstes i. d. US-Zone, Nr. 35, 261—277 (1952).

37. E f f e n b e r g e r E., Das Staubproblem in der Meteorologie,

Ber. d. Dt. Wetterdienstes i. d. US-Zone, Nr. 35, 253—257 (1952).

38. Sp.: Messung der Luftverunreinigung auf electronischer Grund-

lage, Feinwerk Techn., 59, 454 (1955) (Referat).

39. W i e

a n d W., Eine neue Methode der Kondensationskernzah-

lung, Geofis. pura appl., 30, 137—143, Mailand, 1955.

40. G a s t H., Selbsttatige Registrierung von Staubgehalten, Vortr.

b. d. Physikartag. Frankfurt/M., Phys. Verh., 55 (1950).

41. Klumb H., Beitrage zur physikalischen Mefitechnik hochdipser-

ser Aerosole, Geofis. pura appl., 31, 37—38 (1955 II).

42. F a

к e H., Probleme, Mefitechnik und Ergebnisse der Bestim-

mung des Staub- und Bakteriengehaltes der Luft in Anwen-

dung auf Messungen in Braunschweig und Hannover, Diss.

Techn. Hochsch Branschweig (1949).

43. Hem eon W. C. L., Instruments for Air Pollution Measurement,

Meteor. Monogr., 1, No 4 (1951).

Литература 111

44. Brown С. E., S с h г е п к Н. Н., Standard Methods for Mea-

suring Extent of Atmospheric Pollution, Inform. Circ. U. S.

Bur. Min. Nr. 7210 (1942).

45. Roeber R., Mefitechnische Erfassung von Feinstauben mit

konimetrischen Mefigeraten, Techn., 11, 580—584 (1956).

46. S t e f f e n s C., Rubin S., Visibility and Air Pollution, Proc.

First Nat. Air. Pollut. Sym., Stanford Res. Inst., 103—108

(1949).

47. Hewson E. W., Atmospheric Pollution. Compendium of Me-

teorology, 1139—1157, Boston, 1951 (Literatur).

48. Marsh A., Smoke, London, 1947.

49. Great britain, Department of Scientific and Industrial Research,

Atmospheric Pollution in Leicester, A Scientific Survey, Techn.

Pap. Atmosph. Pollut. Res., No 1, London, 1945.

50. Jens sen Chr., Gerlands Beitr. z. Geophys., 50, 278 (1937).

51. Faber О. M., Physikalische Staubbestimmungen, Messen und

Prufen, 2 (1930).

52. Pesch, Arch. f. Hyg. (Literatur fiber Staubbestimmungen)

(1929).

53. S i e d e n t о p f H., Zur Optik des atmospharischen Dunstes,

Z. f. Meteor., 1, 417 (1947).

54. G б t z F. W. P., Grofie und Betrag der atmospharischen Trii-

bungsteilchen, Verh. d. Schweiz. Naturforsch. Ges., 124, 44

(1944).

55. G о t z F. W. P., Optics of the Turbid Atmosphere, Intern. Union

Geod. Geophys. Meteor. Assoc., Oslo, 1948.

56. G б t z F. W. P., P e r

G., Dunst und Staub nach Filtermessun-

gen der Sonnenstrahlung, Verh. d. Schweiz. Naturforsch. Ges.,

Versammlung, 129 (1949).

57. H a n d I. F., Atmospheric Contamination over Boston, Mas-

sachussets, Bull. Amer. Meteor. Soc., 30, 252 (1949).

58. D i e t z e G., Die Polarisation des Himmelslichts in der getrub-

ten Atmosphare, Abh. d. Meteor, u. Hydrol. Dienstes d. DDR,

IV, Nr. 28 (1954).

59. Mie G., Ann. Phys., 25, 377 (1908).

60. Debye P., Diss. Techn. Hochschule Miinchen (1908).

61. Debye P., Ann. Physik, 30, 57 (1909).

62. S e n f 11 e b e n H„ В e n e d i к t J., Ann. Phys., 60, 297

(1919).

63. Linke F„ Handbuch der Geophysik, Bd. VIII, 215, Ber-

lin, 1942.

112 Часть I. Природа и свойства атмосферной пыли

64. Gold Т., in: Meteoric Particles in the Atmosphere, Nature, 175,

377 (1955).

65. В i g g E. K-, Detection of Atmospheric Dust and Temperature

Inversions by Twilight Scattering, Nature, 177, 77—79 (1956).

66. Tag. Meteor, u. Funkortung, Essen, 1956.

67. P f e f f e г к о r n G., Ein neues Verfahren zur elektronenmikro-

skopischen Aerosoluntersuchung, Z. Aeros. Forsch. u. Therap.,

4, 97—105 (1955).

68. H e n t s с h e

G., Untersuchungen iiber eine allgemeine Ver-

wendungsmoglichkeit des Kernzahlers zur Bestimmung der

Art des atmospharischen Aerosols und der Grofie seiner Par-

tikel, Angew. Meteor., 2, 33—47 (1954).

69. С о

b e r t a

d о D. di: La neve ocracea caduta a Cave del Pre-

dil il 7 Febbraio 1951, Geofis. Meteor. II, 37—42 (1954).

70. I s h i i C., Method of Measurement of Radioactive Dusts (he

Upper Air by Radiosonde, Proc. Internal Conf. on the

Peaceful Uses of Atomic Energy, 9, 747—751, New York,

1956.

71. Kimura K., Radiochemical Analysis of Radioactive Dusts,

Proc. Internat. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy,

9, 196—209, New York, 1956.

72. Ishibashi M., Radiochemical Analysis of the Vikini-

Ashes, Bull. Inst. Chem. Res. Suppl. Inst. Kyoto Univ., Nov.

1954.

73. Haxel 0., Z. f. Angew. Phys., 5, 241 (1953).

74. H a x e

O., Schumann G., Uber die radioactive Verseu-

chung der Atmosphare, Naturwiss., 40, 458 (1953).

75. S с h u m a n n G., Arch. Meteor. Geophys. Bioklimatol. (A), 9,

204 (1956).

76. M i у а к e Y., The Artificial Radioactivity in Rain Water Obser-

ved in Japan from May to August, 1954, Pap. Meteor. Geophys.,

5, 174 (1954).

77. M i у а к e Y., Radioactivity in Rain Water and the Air Obser-

ved in Japan, 1954—1955, Proc. Internat. Conf. on the Peaceful

Uses of Atomic Energy, 8, 1055, New York, 1956.

78. S i 11 к u s A., Beobachtungen an radioaktiven Schwaden von

atomtechnischen Versuchen im Jahr 1953/1954, Naturwiss., 42,

478 (1955).

79. Way K, Wigner E. P., Phys. Rev., 73, 1318 (1948).

80. Schumann G., Kunstliche radioaktive Produkte in der At-

mosphare, Z. f. angew. Phys., 8, 361—364 (1956).