Летучая пыль - это термин для определения качества воздуха в окружающей среде для обозначения очень мелких частиц, взвешенных в воздухе , в первую очередь минеральной пыли , источником которой является почва педосферы Земли . Значительный объем летучей пыли, видимый на расстоянии, известен как облако пыли , а большое облако пыли, вызванное фронтом порыва, известно как пыльная буря .
Летучие частицы пыли, в основном , минералы , общие для почвы, в том числе оксидов кремния , оксидов алюминия , карбонатов кальция и окислов железа . Около половины неорганизованных пылевых частиц больше , чем 10 мкм в диаметре и оседают быстрее , чем более мелкие частицы. [1] Он не включает твердые частицы из других распространенных искусственных источников, таких как выхлопные газы транспортных средств , горящие сваи или дымовые трубы.. Этот термин используется для обозначения того, что пыль «улетучивается» в атмосферу, а не выбрасывается в «ограниченном потоке» из «канального эмиттера» ( выхлопной трубы или дымохода ). [2]
По оценкам Агентства по охране окружающей среды США , неорганизованная пыль являлась причиной 92% выбросов PM-10 в США в 1995 году [3].
Источники
Летучая пыль возникает в сухих условиях, когда в почве недостаточно влаги для поддержания адгезии и скрепления почвы. Затем твердые частицы (ТЧ) попадают в атмосферу под действием ветра, движения транспортных средств или других действий. [4]
В районах с засушливым или пустынным климатом, особенно в сочетании с сильными ветрами, возникают более серьезные проблемы с летучей пылью. Сухие и поврежденные поверхности могут выделять разносимую ветром летучую пыль в течение многих месяцев, прежде чем выпадет достаточно дождя для коагуляции почвы, включая пыль Bulldust . Крупномасштабная летучая пыль, переносимая фронтами порывов ветра, создает пыльную бурю .
Поверхности, подверженные неконтролируемым выбросам пыли, являются как естественными, так и искусственными. [4] Конкретные источники включают открытые поля и автостоянки, асфальтированные и немощеные дороги, сельскохозяйственные поля, строительные площадки, открытые складские сваи и системы транспортировки материалов. [5] . Открытые горные работы также являются источниками летучей пыли в результате многих горных работ, включая откосы , хвостохранилища , бурение, взрывные работы, удаление вскрыши и фактическую добычу полезных ископаемых. [6]
В 1995 году 28 процентов летучей пыли в США возникло с грунтовых дорог, 23 процента - со строительных площадок, 19 процентов - с сельскохозяйственных площадей, 15 процентов - с дорог с твердым покрытием, 5 процентов - с ветровой эрозией, 1 процент - с горнодобывающей промышленности, согласно данным EPA. [3]
Эффекты
Вдыхание ТЧ людьми попадает в легкие, где может вызвать респираторные заболевания, необратимое повреждение легких и у некоторых людей преждевременную смерть. [4] ТЧ диаметром ≤10 микрометров (PM10) могут нанести вред здоровью человека, при этом частицы размером ≤2,5 микрометра (PM2,5) являются наихудшими. [7]
Поскольку переносимая ветром пыль может легко перемещаться, раздражение дыхательных путей может возникнуть у строительных и сельскохозяйственных рабочих вблизи источника, а также у других, включая диких животных. [8] Помимо вредного воздействия на здоровье, абразивная природа твердых частиц может вызвать материальный ущерб [9] и затруднить видимость, что приведет к столкновениям транспортных средств, вызывающим травмы и смерть. [10]
Летучая пыль также может нанести вред растениям. В 1999 году Служба национальных парков обнаружила, что лишайники и другие несосудистые растения в национальном памятнике на мысе Крузенштерна на Аляске пострадали из-за пыли, образовавшейся при транспортировке руды из шахты Red Dog по дороге в 19 миль (31 км) в пределах памятника. . Последующее исследование, проведенное в 2006 году, выявило несколько повышенные уровни концентрации свинца и кадмия у мелких птиц и полевок, пойманных вдоль дороги. [8]
В судебном иске, поданном в 2011 году 150 жителями Ваймеа , Гавайи, утверждается, что их дома «почти ежедневно» подвергались выдуваемой «неорганизованной пыли с пестицидами». Жители утверждали, что их домам нанесен физический ущерб, и они были вынуждены жить с закрытыми окнами круглый год. Они требовали денежной компенсации от DuPont Pioneer, чтобы компенсировать снижение стоимости их домов, и предположили, что будущие судебные иски будут направлены на решение проблем со здоровьем. [11]
В иске 2017 года в Мэриленде утверждается, что летучая пыль из кучи угольной пыли высотой 215 футов (66 м) на углеперерабатывающем заводе нанесла «значительный ущерб» в результате эрозии лопастям ветряных турбин на соседней ветряной электростанции . [9]
Измерение
Один из первых методов измерения летучей пыли был разработан в 1970-х годах и использовал изокинетические пробоотборники пыли. После источника пыли требовалось не менее шести пробоотборников. Профили экспозиции были разработаны позже и использовались в 1980-х и 1990-х годах. В более поздних усовершенствованиях используются мониторы пыли с временным разрешением, чтобы изолировать кратковременные выбросы пыли. Новые методы включают в себя оптическое дистанционное зондирование, в котором используется лазерный трансмиссометр с открытым оптическим трактом, используемый с датчиками пыли с временным разрешением и другими датчиками ветра. [7]
Профилактика
Для минимизации образования летучей пыли используются различные методы. В сельскохозяйственных условиях голую почву можно засыпать растительными остатками или засеять покровными культурами между сезонами. Грунтовые дороги можно опрыскивать водой для удержания пыли или стабилизировать химическими веществами, образующими корку на твердой поверхности, или вымощать щебнем или твердую поверхность. В ветреных районах ветровые преграды, включая заборы или растительность, могут снизить скорость ветра и улавливать более крупные частицы, уже находящиеся в воздухе. Орошение можно использовать для поддержания влажности почвы между естественными дождями. [4]
Летучую пыль можно контролировать путем применения различных химических подавителей, включая сульфонаты лигнина , нефтяные смолы, латексы , соли, пластмассы и смачивающие вещества. [6]
Груды угольной пыли обрабатываются водой или другими химическими поверхностно-активными веществами для подавления образования пыли до тех пор, пока влага не испарится. Другие химические вещества могут обеспечить защиту на срок до шести месяцев. Ветрозащитные ограждения из полиэфирной ткани также можно использовать для замедления движения ветра и уменьшения количества летучей пыли. [12]
Регулирование
В американском штате Аризона действует Программа по борьбе с пылью в сельском хозяйстве, в которой сотрудники отдела нормативно-правового соответствия проверяют сельскохозяйственные операции и расследуют жалобы на пыль. Все фермы в штате должны принимать «разумные меры предосторожности», чтобы «минимизировать» выброс летучей пыли. В регионах, не соответствующих федеральным стандартам качества воздуха, необходимо соблюдать более строгие процедуры . [13] [10]
Федеральное агентство по охране окружающей среды США установило особые стандарты для среднесуточных твердых частиц, образующихся в действующих шахтах. Более мелкие частицы были обнаружены на расстоянии до 20 километров (12 миль) от горных работ. [14]
Другие типы
Пыль, исходящая от технологического оборудования, которая может не содержать типичных компонентов почвы, также считается летучей пылью. В этом контексте летучая пыль - это пыль, которая «ускользнула» во время любого механического процесса и попала в атмосферу. Неорганизованные выбросы пыли внутри конструкции могут не только вызвать респираторные проблемы, но и при обработке горючих материалов могут вызвать возгорание и повреждение от взрыва в случае воспламенения. [15]
Летучая пыль приобретает электронный заряд, когда рассеивается в воздухе. Распыление противоположно заряженного водяного тумана можно использовать для эффективного управления пылью в промышленных условиях. При такой загрузке требуется меньше воды, чтобы твердые частицы выпадали из воздуха. Этот метод был протестирован со многими материалами, включая кремнеземную муку, диоксид серы и летучую золу . [16]
Смотрите также
- Азиатская пыль
- Бычья пыль
- Угольная пыль
- Воздействие пыли на рабочем месте
Рекомендации
- ^ Справочник по контролю за летучей пылью: как контролировать пыль и снижать загрязнение воздуха . Калифорнийское агентство по охране окружающей среды. Совет по воздушным ресурсам. Программа содействия соблюдению нормативных требований. 1992 г.
- ^ Национальный лес Аллегейни (NF), проект расширения троп для вездеходов Willow Creek: заявление о воздействии на окружающую среду . 2006 г.
- ^ а б Джей Х. Лер; Джанет К. Лер (2000). Стандартный справочник по наукам об окружающей среде, здравоохранению и технологиям . McGraw Hill Professional. ISBN 978-0-07-038309-8.
- ^ а б в г «Советы по предотвращению образования пыли» . azdeq.gov . Департамент качества окружающей среды Аризоны . Проверено 27 ноября 2017 года .
- ^ Уэйн Т. Дэвис; Ассоциация управления воздухом и отходами (6 апреля 2000 г.). Инженерное руководство по загрязнению воздуха . Вайли. ISBN 978-0-471-33333-3.
- ^ а б Олсон, Кейт С .; Вейт, Дэвид Л. (1987). Неорганизованная пылеулавливание на подъездных дорогах и хвостохранилищах (Том 9069 Отчета об исследованиях под ред.). Министерство внутренних дел США, Горное управление . Проверено 27 ноября 2017 года .
- ^ а б Ким, Янг; Платт, Ульрих; Гу, Ман Бок; Ивахаси, Хитоши (4 июня 2009 г.). Мониторинг атмосферы и биологической среды . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-9674-7.
- ^ а б Репаншек, Курт (12 февраля 2009 г.). «В дикой природе национального памятника« Мыс Крузенштерн »обнаружены тяжелые металлы» . Путешественник по национальным паркам . Проверено 9 декабря 2017 года .
- ^ а б Скобы, Дэниел В. (23 октября 2017 г.). «Ветряная электростанция подала в суд на угольную фабрику по делу о« неорганизованной пыли » » . Новости Дома суда . Проверено 9 декабря 2017 года .
- ^ а б Бил, Том (14 октября 2016 г.). «Аризона требует 600 000 долларов за« беглую пыль »к востоку от Тусона» . Аризона Дейли Стар . Проверено 9 декабря 2017 года .
- ^ Ван Вурхис, Ванесса (13 декабря 2011 г.). "Главная Новости Местные жители Ваймеа подали в суд на Pioneer" . Остров Гарден . Архивировано из оригинала на 11 апреля 2013 года . Проверено 27 ноября 2017 года .
- ^ Ларсон, Аарон (1 сентября 2015 г.). «Решения по уменьшению образования летучей пыли для угольных складов» . Мощность . Проверено 10 декабря 2017 года .
- ^ «Программа сельскохозяйственной пыли» . azdeq.gov . Департамент качества окружающей среды Аризоны . Проверено 27 ноября 2017 года .
- ^ Закон 1977 года о контроле за горными работами и рекультивации, раздел 501 (b) Нормативная программа: Заявление о воздействии на окружающую среду . 1979 г.
- ^ Рассел А. Огл (10 сентября 2016 г.). Динамика взрыва пыли . Elsevier Science. п. 560. ISBN 978-0-12-803829-1.
- ^ Стюарт А. Хёниг (1977). Использование электростатически заряженного тумана для борьбы с летучими выбросами пыли . Агентство по охране окружающей среды, Отдел исследований и разработок, Лаборатория промышленных экологических исследований.
дальнейшее чтение
- PM 10 и летучая пыль на юго-западе окружающей среды Воздействие, источники и средства правовой защиты, Агентство по охране окружающей среды СШАISBN 9781289205263
- Технология борьбы с неорганизованной пылью, выпуск 96 обзора технологии загрязнения ISBN 9780815509332