Фетт В. Атмосферная пыль

Подождите немного. Документ загружается.

324-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

охлаждение и вызывает перегрев механизмов, например

электромоторов [33].

Содержащиеся в воздухе мельчайшие пылинки зна-

чительно увеличивают износ трущихся частей механиз-

мов (увеличение может доходить до 100-кратного). На-

пример, в 1913 г. в Питтсбурге стоимость механического

оборудования, выведенного из строя летучей золой,

оценивалась в 10 млн. долл. [1]. Такой вредный эффект

вызывает лишь пыль, частицы которой достаточно

тверды; частицы графита, например, могут служить

даже смазкой. Пыль пустынь содержит много кварца и

поэтому отличается большой твердостью 6).

Радиоактивная пыль особенно опасна при производ-

стве фотографических материалов, используемых в пле-

ночных дозиметрах, так как при попадании радиоак-

тивных частиц на слой фотоэмульсии или даже на упа-

ковочную бумагу создается высокий фон, что снижает

качество пленки [15].

Косвенные повреждения, причиняемые пылью

Исследования Каспара [34] показали, что пробы же-

леза, защищенные газовой завесой от пыли, не ржавели,

а пробы, подвергавшиеся действию пыли, покрывались

ржавчиной. Следовательно, пылинки могут способство-

вать коррозии. Можно предполагать, что это связано

с гигроскопичностью некоторых частиц пыли или их кис-

лотным характером. Наблюдение за железными пласти-

нами, находившимися на одной и той же крыше более

двух лет, привели к выводу, что скорость коррозии опре-

деляется относительной влажностью воздуха, а не ко-

личеством выпавших осадков [35].

Коррозия некоторых металлов в комнатном воздухе

может вызываться отложением гигроскопической пыли.

В этих условиях уже при сравнительно малой влажно-

сти воздуха коррозия протекает так же быстро, как и

на улице или в очень влажном комнатном воздухе [35].

Пароди [36] доказал, что уменьшение изоляционной

способности -сухих изоляторов телеграфных проводов,

проложенных вдоль железнодорожных линий, объяс-

няется не отложением частиц угля или сажи, а иониза-

Гл. 5. Пыль в технике и промышленности

325

цией окружающего воздуха, вызванной дымовыми га-

зами паровозов. Однако пыль, прочно осевшая на про-

водах (как это часто бывает в промышленных районах),

способствует скоплению мельчайших частиц проводя-

щей ток влаги, вследствие чего изоляционная способ-

ность изоляторов оказывается недостаточной [37—39].

Приборы, выпускаемые некоторыми отраслями элек-

тротехнической промышленности, чувствительны даже

к самому слабому ионизующему действию витающих

радиоактивных аэрозолей.

Значение пыли в промышленности подробно рассма-

тривается в технической метеорологии и климатоло-

гии — отрасли знания, занимающей промежуточное по-

ложение между техникой, с одной стороны, и метеоро-

логией и климатологией — с другой [40, 41]. Прямое или

косвенное влияние пыли следует учитывать при реше-

нии целого комплекса вопросов, касающихся промыш-

ленности, например местоположения предприятий, на-

дежности работы оборудования, технологии, транспорта,

упаковки продукции и т. д.

ВЛИЯНИЕ ПЫЛИ НА ТОЧНОСТЬ АНАЛИЗОВ

И ИЗМЕРЕНИИ

При проведении анализов и измерений необходимо

предвидеть погрешности, вызываемые пылью, и прини-

мать все меры к исключению их или, во всяком случае,

к определению их величины.

Попадание пыли может в той или иной мере иска-

жать результаты химических анализов и физических из-

мерений. При химических синтезах или при выращива-

нии кристаллов в технике полупроводников пыль обра-

зует вредные включения. Она искажает результаты

взвешивания, а также результаты тех физических изме-

рений, при которых поверхность должна быть по воз-

можности гладкой. Иногда комплекс измерений преду-

сматривает определение массы пыли, входящей в иссле-

дуемую пробу, и тогда погрешность может быть

обусловлена уносом пыли. Ионизирующее влияние радио-

активной пыли затрудняет определение электрических

свойств тела. В некоторых областях радиоизмерительной

326-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

техники следует иметь в виду, что пыль способствует

рассеянию радиоволн в направлении их распростра-

нения. В ионизованных следах метеоров плотность

электронов увеличивается в 1000 раз по сравнению

с обычной для ионосферы; благодаря этому создаются

новые возможности для радиосвязи, основанные на рас-

сеянии ультракоротких волн на метеорных следах [42]

(см. также примечание на стр. 33).

Следующие примеры показывают, каким образом

пыль искажает результаты метеорологических измере-

ний.

1. Показания описанного Эффенбергером [43] прибора,

измеряющего окислительную способность воздуха, на-

столько увеличиваются в присутствии пыли, что прибор

этот можно использовать в качестве пылемера.

2. Загрязнение волосков гигрометра пылью, содер-

жащей соль, вызывает ошибку в определении относи-

тельной влажности воздуха, достигающую 30% [44].

При относительной влажности выше 75% волоски, по-

крытые поваренной солью, недостаточно чувствительны.

В течение некоторого времени после уменьшения влаж-

ности гигрометры, имеющие такие волоски, дают завы-

шенные показания [45]. Пыль, содержащая поваренную

соль, может вызвать даже необратимую порчу волос-

ков, поэтому их необходимо регулярно очищать.

3. Для определения содержания озона в воздухе

в перигелии применяют спектрометр Добсона, при по-

мощи которого измеряют прямую и рассеянную пылью

и дымом солнечную радиацию. Поскольку рассеянная

радиация богаче лучами с короткой длиной волны, чем

прямая, при определении содержания озона этим мето-

дом всегда получается некоторая ошибка. С целью ее

устранения Раманаттан и Карандикар [46] предложили

соответствующим образом изменить поправочный коэф-

фициент в уравнении Добсона.

ПРАВОВАЯ ОХРАНА ОТ ПЫЛИ

Для защиты населенных местностей от пыли, обра-

зующейся на промышленных предприятиях, во многих

странах и в разные эпохи издавались различные за-

Гл. 5. Пыль в технике и промышленности

327

коны и предписания. В виде примера приведем меро-

приятия, нашедшие в свое время отражение, например,

в германском законодательстве.

1. В гражданском кодексе права собственника зе-

мельного участка регулируются § 903. Эти права огра-

ничивает § 906 в отношении поступления так называе-

мых невесомых веществ. Собственник не может запре-

тить незначительного или находящегося в пределах

нормы поступления невесомых веществ на его участок.

Если количество невесомых веществ значительно или

имеется основание предполагать, что оно будет возра-

стать, то собственник имеет право на основании § 907

потребовать прекращения работы установки, являю-

щейся источником этих веществ. Закон защищает также

и других лиц от последствий загрязнения атмосферы,

поскольку последнее представляет собой неправомерное

действие в смысле определений § 823 и сл.

2. Правилами строительства промышленных пред-

приятий предусмотрено, что для строительства пред-

приятий, которые по своему месторасположению или ха-

рактеру производства вредны, опасны и неприятны для

владельцев и жителей соседних участков или для боль-

шей части населения, требуется особое разрешение вла-

стей. Кроме парокотельных установок, к таким пред-

приятиям отнесены все те, которые сильно загрязняют

воздух вредными газами, пылью, дымом и сажей (§ 16

и сл., раздел 24). Если есть опасность, что действующее

предприятие неизбежно вызовет слишком сильное за-

грязнение воздуха в прилегающей населенной местно-

сти, то строительство его не допускается. В постановле-

ниях, разрешающих постройку небезопасных в этом

отношении предприятий, указываются меры, которые

предприниматель обязан предусмотреть, чтобы предот-

вратить или свести к минимуму загрязнение атмосферы.

3. Мероприятия, относящиеся к ведению полиции.

Полиция имеет право вмешаться в работу предприятия,

нарушающего принятые на себя обязательства не за-

грязнять воздух дымом, сажей, пылью или вредными

газами, и заставить выполнять их. При загрязнении воз-

духа отходами других предприятий полиция может

вмешаться лишь в том случае, если эти загрязнения

328-2 Часть II. Значение атмосферной пыли

опасны для полей, лесов и зеленых насаждений, охрана

которых входит в ее обязанности. На предприятия, ко-

торые допускают загрязнение воздуха, запрещенное по-

лицией, накладываются взыскания, и полиция имеет

право принудительным путем заставить выполнять свои

распоряжения

В некоторых случаях научному или медицинскому

учреждению гарантируется на основании специального

договора особая чистота воздуха на окружающей тер-

ритории.

Для объективной оценки степени запыленности воз-

духа необходимо установить предельно допустимые зна-

чения этой величины и разработать надежные методы

ее измерения. Примеры такой оценки приводит Хьюсон

[24]. Необходимо также располагать исчерпывающими

материалами относительно обычной запыленности воз-

духа в данной местности, чтобы суд достаточно обосно-

ванно выносил решения по процессам, касающимся ох-

раны населения.

Каждая страна имеет свое законодательство в этой

области [48], зависящее от географических условий и

климата, а также характера и уровня развития про-

мышленности.

Начиная с середины XIX в. издавались отдельные

постановления, ограничивающие права владельца за-

грязнять воздух, но они касались только дыма и не со-

держали количественных показателей. Поэтому в 1905 г.

Юриш [49] и Лейнинген-Вестербург [9] подняли вопрос

о разработке специального закона, ограничивающего

загрязнение воздуха различными примесями (см. также

[4, 6, 50]). В настоящее время воздух загрязняется та-

кими веществами, которые раньше не образовывались.

Кроме того, законы о поддержании чистоты воздуха

обычно издаются лишь тогда, когда уже всем стано-

вится ясно катастрофическое влияние загрязненности

воздуха на здоровье людей. Например, тяжелые послед-

ствия лондонских туманов побудили специальный науч-

Данные заимствованы у Тигса [9], который использовал ра-

боту Мейерена [47], содержащую подробное изложение этого во-

проса.

Литература

28 i

ный комитет потребовать в декабре 1950 г. издания

закона, который обязывает производить обеспыление

дымовых газов перед выбросом их в атмосферу.

Этот закон касается промышленности, домашнего

хозяйства, железнодорожного и автомобильного транс-

порта. Он рекомендует также электрификацию домашнего

хозяйства и транспорта [51]. Тогда же был раз-

работан обширный план мероприятий, включенный

в проект так называемого «Закона об очистке возду-

ха» [52].

До последнего времени при оценке загрязненности

воздуха предприятия атомной промышленности рассма-

тривали лишь в качестве источников дополнительной

загрязненности. В настоящее время у нас есть все осно-

вания предполагать, что постепенный перевод всей про-

мышленности с обычного топлива на ядерное горючее

приведет в конечном итоге не к увеличению общей за-

грязненности воздуха, а к значительному ее уменьше-

нию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шелейховский Г. В., Задымление городов, М.—Л., 1953;

Dt. Zusammenfass. v. Martens, В. Verunreinigung der Luft in

Stadten durch Rauch. Techn., 8, 26—30 (1953).

2. Monatszeitschrift, Rauch und Staub, Zeitschrift fur ihre Bekamp-

fung, Hamburg-Dusseldorf, 1909/1929.

3. Schriftenreihe; Staub. Veroff. d. Staubbekampfungsstelle beim

Reichsverb. d. gewerbl. Berufsgenossensch. е. V. u. Umsch.

uber d. Schrifttum (Halle/Saale); Spater hrsg. v. Staubfor-

schungsinst. d. Hauptverb. d. gewerbl. Berufsgenossensch. e.

V. im Ver. Dt. Ing., Diisseldorf. S. a. Berichte des Fachaussch.

f. Staubtechn. im Ver. Dt. Ing., Diisseldorf.

4. Meldau R., Der Industrierauch, Wesen und Bekampfung, Ber-

lin, 1926 (behandelt auch die Technik der Verhiityng und die

Rechtsgrundlagen).

5. M e

d a u R., Handbuch der Staubtechnik, Diisseldorf, 1952.

6. Reich A., Leitfaden uber die Rauch- und RuBfrage. Oldenbourgs

Techn. Handbibl., 20, 383 (1917).

7. Gesundh.-Ing., 829 (1930).

8. R i e d e

F., Die Verwendung von gereinigten Rauchgasen zur

Kohlensaurediingung, Gesundh.-Ing., 260 (1930).

330-2 Часть II. Значение атмосферной пыли

9. Tiegs Е., in Sorauer: Handbuch der Pflanzenkrankheiten, 6

Aufl., Bd. 1, 2, 243—309, Berlin, 1934.

10. Lobner A., 10 Jahre Regenwasseranalysen — ein Beitrag zur

Ortsiiblichkeit von Staubniederschlagen. Gesundh.-Ing., 70

196—200 (1949).

11. Hann-Siiring, Lehrbuch der Meteorologie, 5 Aufl., Leipzig,

1939.

12. R u b n e r M., Ober trtibe Wintertage nebst Untersuchungen zur

sog. Rauchplage der GroBtadte. Arch. d. Hyg., 57, 323—378

(1906) (Zahlenangaben iiber Brennstoffverbrauch und RuBer-

zeugung).

13. M о u g i n, iiber Rauchverminderung durch Koksfeuerung. Chimie

et Industrie (1929, Sept.); ref. in Gesundh.-Ing., 368 (1930).

14. Li se gang R. E„ Die Bekampfung von Rauch, Staub und

Abgasen als hygienische Aufgabe. Rauch und Staub, 89—92

(1930); ref. in Gesundh.-Ing., 799 (1930).

15. Herbst W., Radioaktive Aerosole und das Schutzproblem bein

Betrieb von Atomreaktoren. Z. f. Aerosol-Forsch., 4, H. 6,

473—505 (1955).

16. Franke G., Neuere Fortschritte und Betriebsergebnisse bei der

elektrischen Entstaubung von Braunkohlenbrikettfabriken.

Braunkohle, 25, 249—255 П926).

17. Striegel, Naturwiss., 10, 626 (1931).

18. Aussprache iiber Rauchbekampfung. Gesundh.-Ing., 128 (1930).

19. Berg H., Einfuhrung in die Bioklimatologie, 57, Bonn, 1947.

20. Beers N. E., Stack Meteorology and Atmospheric Disposal of

Radioactive Waste. Nucleonics, 4, 28—38 (1949).

21. Schmidt W., Turbulente Ausbreitung eines Stormes erhitzter

Luft. Z. f. angew. Math. Mech., 21, 265—278, 351—363

(1941).

22. Sutton O. G., The Dispersion of Hot Gases in the Atmosphere,

J. Meteor., 7, 307—312 (1950).

23. Collins G. F., Application of Meteorological Skills in Industry.

Bull. Amer. Meteor. Soc., 35, 275 (1954).

24. H e w s о n E. W., Atmospheric Pollution. Compendium of Meteo-

rology, Boston, 1951.

25. United States Technical Conference on Air Pollution, New York,

1951.

26. Smolczyk, in: Staub und Staubschutzgerate, Berlin, 1940.

27. H a n e

H., Ober die Entziindlichkeit und Explosionsgefahrlich-

keit von Industriestauben. Techn., 11, 785—792 (1956).

Литература

28 i

28. В е у е г s d or f е г P., Staubexplosionen (Aufklarungsschrift

uber Gasschutz). Dresden — Leipzig, 1925.

29. W i n к e

A. W., Zander G., Schwebstoffe in Gasen. Aerosole,

Stuttgart, 1934.

30. Fl. Sprengung der Kohle mit Druckluft. Umsch. Wiss. Techn., 49,

Kurzberichte, 285 (1949).

31. Steinbrecher, Wesen, Ursachen und Verhiitung der Kohlen-

staubexplosionen und Kohlenstaubbrande, Halle, 1931.

32. Retzow U„ Elektrotechnik und Witterung, 71, Berlin, 1936.

33. Staubbewegungen in Grenzschichten. Vortrage u. Diskussions-

beitr. d. Kolloqu. v. VDI Fachausschufi f. Staubtechn., Karlsruhe

1954. Ber. d. Ver. Dt. Ing., 6 (1955).

34. Caspar W., Untersuchungen uber Restansatz von Eisen. Me-

teor. Rdsch., 2, 186 (1949).

35. E v a n s U. R., deutsche Obersetzung von Pietsch, E.: Korro-

sions, Passivitat und Oberflachenschutz von Metallen, 742,

Berlin, 1939 (Angaben fiber atmospharische Korrosion).

36. Parodie, Einflufi der Luftfeuchtigkeit von Verbrennungsgasen

auf die Isolatoren der Bahnoberleitungen. Elektrizitat, 24, 578;

ref. in Elektrotechn. Z., 68 (1916).

37. В e с h d о

d t H., Untersuchung von Isolatoren bei starker Ver-

schmutzung. Elektrotechn. Z„ 331 (1928).

38. Die Oberschlagsspannung von verschmutzten Freileitungsisolato-

ren. Nachr. d. Ver. Dt. Ing., Nr. 19 (1928).

39. Versuche an verschmutzten und berufiten Isolatoren. Bull, schweiz.

elektrotechn. Ver., 160 (1910).

40. Boer W., Ober Stand und Aufgaben einer technischen Meteo-

rologie und Klimatologie. Techn., 11, 109—111 (1956).

41. Schulze W. M. H., Technoklimatologie. Techn., 11, 112—115

(1956).

42. Roth, Funktechn., 12, Nr. 3, 67 (1957).

43. E f f e n b e r g e r E., Beschreibung eines einfachen Gerates zur

Messung des Oxydationswertes ober dessen Faktoren und des

Staubgehalts der Luft. Meteor. Rdsch., 2, 280—283 (1949).

44. Reiner J., Die meteorologischen Instrurnente, 83 (1949).

45. В r a u ckh о f f H., Der Einflufi von Kochsalzstaub auf die

Hygrometeranzeige. Z. f. Meteor., 3, 90 (1949).

46. Ramanattan, Karandikar, Effekt of Dust and Haze on

Measurements of Atmospheric Ozone Made with Dobsons

Sperktrophotometer. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 75, 257

(1949).

332-2 Часть II. Значение атмосферной пыли

47. Meyer en G. von, Die Rechtslage bei der Bekampfung von

Luftverunreinigungen, Kleine Mitt. d. Landesanstalt. f. Wasser-,

Boden- u. Lufthyg. in Berlin-Dahlem, 6, 310—318 (1930).

48. Hartmann M. L., Legal Requlation of Air Pollution. Industr.

Engng. Chem., 41, 2391—2395 (1949).

49. Jurisch K. W., Das Luftrecht in der Deutschen Gewerbeord-

nung (Berlin, 1905).

50. Zwei Denkschriften uber Luftrecht in der Samml. v. Abh. iiber

Abgase und Rauchschaden, H. 4, Berlin.

51. Air Pollution. Nature, 175, 399, London, 1955.

52. Atmospheric Pollution in Britain, Nature, 176, 891—893 (1955).

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие к русскому изданию 5

Из предисловия автора 13

Часть I

ПРИРОДА И СВОЙСТВА АТМОСФЕРНОЙ ПЫЛИ

Глава 1. Определение понятия „пыль" 17

Литература 24

Глава 2. Способы образования и свойства пыли .... 26

Естественная пыль космического происхождения 26

Прямые доказательства присутствия космической

пыли в атмосфере 27

Косвенные доказательства присутствия космической

пыли в атмосфере 30

Естественная пыль земного происхождения 35

Неорганическая пыль 35

Пыль органического происхождения 41

Пыль от пожарищ 43

Пыль, связанная с деятельностью человека 44

Пыль, возникающая в жилищах 45

Пыль, связанная с уличным движением 45

Пыль, образующаяся при сжигании топлива 47

Пыль, связанная с производственными процессами . . 47

Литература 50

Глава 3. Характерные признаки пыли 54

Признаки, характеризующие общие свойства пыли и спо-

собы ее образования 54

Образование пыли 54

Агрегация частиц пыли 54

Хаотическое расположение пылинок в скоплениях

пыли 55

Однородность и неоднородность аэродисперсной си-

стемы 55

Оседание и скопление пыли 57

Физические и химические свойства пыли 58

Величина и вес частиц 58

Плотность частиц 59

Форма частиц 60

Гигроскопичность и растворимость 60