Аэрозоль (немісше: sol — ерітінді) — ауада қалықтаған сұйық не қатты бөлшектерден тұратын дисперстік жүйелер. Терминді алғаш 1945 жылы ағылшын химигі Ф.Дж. Доннан енгізген.
Аэрозоль — шашырату жүйесінің газдық ортада өлшенген жағдайда болатын сұйық тамшысы немесе қатты дененің бөлшегінен тұрады.
Аэрозольдің мөлшері оның массасы мен бөлшек саны бойынша анықталады. Олардың сұйық бөлшегінің радиусы 10-5 — 10-1 см, ал қатты бөлшектерінікі 10-8 — 10-3 см болады. Аэрозоль дисперстену (ірі бөлшектердің ұсағырақ бөлшектерге айналуы, мысалы, шахта шаң-тозаңы) және конденсаттану (ұсақ бөлшектердің ірірек бөлшектерге бірігуі, мысалы, тұманнан бұлт пайда болуы) салдарынан түзіледі.
Дисперстену жолмен көбінде полидисперстік және тұрпайы дисперстік аэрозоль түзіледі, ал жоғары дисперстік және біртекті (монодисперстік) аэрозоль конденсаттану арқылы алынады. Көбінесе аэрозольдың түзілуі зиянды болады. Мысалы, өндірістік процестерде қажетті заттар тозаңмен бірге кетеді (металлургия, цемент, химия өндірістері); атмосферадағы аэрозольмен азық-түлік ластанады; кейбір аэрозольдар ауамен қосылып қопарылғыш қоспалар түзеді (көмір, қант, ұн тозаңдары).
Өндірістік зиянды заттар
Ауаның жасанды аэрозольді ластануының негізгі көздері — күлділігі жоғары көмірді пайдаланатын ЖЭС, байыту фабрикалары, металлургия, цемент, магнезит зауыттары болып табылады. Бұл қосылыстардың аэрозольді бөлшектері химиялық құрамының көп қүрамдылығымен сипатталады. Ең жиі кездесетіні: кремний, кальций және көмірсутегі байланыстары, ал сирек кездесетіні металл оксидтері — темір, магний, қорғасын, марганец, висмут, молибден, хром, кобальт, асбест, селен, берилий, никель, сурьма, мыс, сонымен қатар кадмий. Одан да көпқұрамды алифатты немесе ароматты көмірсутектерге, тұз қышқылы қүрамында кездесетін органикалық шаңға тән. Ол мұнай өңдеу, мұнай-химия зауыттарында мұнай өнімдерінің қалдықтарын өртеу және пиролиздеу кезінде пайда болады.
Аэрозольді ластанудың үздіксіз көздері — тұрмыстық қалдықтар, яғни қайта өңдеу материалдарынан қалған жасанды ластаушы көздер өңделген өнімдерді, олар пайдалы қазба алу кезінде, ЖЭС пен қайта өңдеу зауыттарының қалдықтарынан пайда болады.
Түзілу механизіміне байланысты ауа ластаушыларын біріншілік жəне екіншілік деп бөледі. Біріншілері – тікелей стационарлы немесе жылжымалы көздерден ауаға түсетін химиялық заттектер болып келеді. Екіншілері, атмосферадағы біріншілік ластаушыларының өзара жəне ультракүлгін сəулеленудің əсерінен ауадағы заттектермен (оттегі, озон, аммиак, су) əсерлесуі нəтижесінде түзіледі. Көп жағдайда екіншілік ластаушылар мысалы, пероксиацетилнитраттар (ПАН) тобының біріншілік ластаушыларынан біршама улы болады. Ауадағы қатты бөлшектер аэрозольдердің көбісі екіншілік ластаушылар болып табылады.
Шаңдар — ерекше зиянды заттар тобын құрайды. Өндірістік аэрозольдер дегеніміз өлшемдері бірнеше микроннан микронның бөліктеріне дейін болатын жұмыс аймағы ауасындағы қалқыма күйдегі қатты бөлшектер. Ауа дисперсті орта болғандықтан, шаңды – аэрозоль, ал қатты бөлшектерді – дисперсті фаза деп атау қабылданған. Өндірістік аэрозольдерді түзілу тәсіліне, шығу тегі және бөлшектерінің өлшемдеріне байланысты жіктейді. Түзілу тәсіліне байланысты дезинтеграция және конденсация аэрозолі деп жіктейді. Бірінші түзілу тәсілі бойынша аэрозольдер қатты материалдарды қирату немесе ұсақтауға және сусымалы заттарды тасымалдауға байланысты өндірістік операциялардың салдарынан пайда болады. Аэрозольдерің екінші түзілу тәсілі – жоғары температуралы процестерде металдар немесе бейметалдар буының салқындауы немесе конденсациясы салдарынан ауада қатты бөлшектердің пайда болуы.
Шығу тегіне қарай аэрозоль органикалық, бейорганикалық және аралас болып келеді. Аэрозольдің сипаты мен зиянды әсерінің байқалуы негізінен оның шығу тегімен анықталатын химиялық құрамына тәуелді келеді.
Аэрозольді жұту тыныс алу органдарының зақымдануына – бронхит, пневмокониоз немесе жалпы реакциялардың өрбуіне (интоксикация, аллергия) әкелуі мүмкін. Кейбір аэрозольдер канцерогендік қасиеттерге ие. Аэрозольдің әсер етуін жоғарғы тыныс алу жолдары, көздің шырышты қабығы, тері қабаттары ауруынан байқауға болады. Шаңды жұту пневмония, туберкулез, өкпенің қатерлі ісігінің туындауына ықпал етеді. Пневмокониоз кең тараған кәсіби аурулар қатарына жатады.
Булар мен газдар ауамен қоспа түзеді, ал заттардың қатты және сұйық бөлшектері — дисперсті жүйелер — аэрозольдер түзеді. Аэрозольдер шаң (1мкм үлкен), түтін( 1мкм кіші) және тұман ( сұйқ бөлшектер 10мкм кіші) болып бөлінеді.
Шаң ірідисперсті (50мкм үлкен), орташадисперсті (50…10мкм) және ұсақдисперсті (10мкм кіші) болып бөлінеді.
Шаң тозаң бөлшектердің өлшемдері бойынша жіктеледі:
● көрінетін шаң (өлшемі 10 мкм-ден үлкен) ауадан тез шөгеді, жұту кезінде жоғарғы тыныс алу жолдарына тұрып қалады, әрі жөтелу, түшкіру, қақыру арқылы кетеді;
● микроскопиялық шаң (0,25…10 мкм) ауада орнықты келеді, әрі жұтқанда өкпе альвеолына түсіп, оның ұлпасына әсер етеді;
● ультрамикроскопиялық шаң (өлшемі 0,25 мкм-ден аз), өкпеде оның
60…70%-ы тұрып қалады, бірақ оның зақымдау қаупі төмен, себебі, оның жалпы массасы шамалы ғана.
Аэрозольдің зиянды әсері оның басқа да қасиеттерімен анықталады: ерігіштік, бөлшектер формасы, олардың қаттылығы, құрылымы, адсорбциялық қасиеттері, электрзарядталғыштығы. Мысалы, шаңның электрзарядталғыштығы аэрозольдің орнықтылығына ықпал етеді; электрлік зарядталған бөлшектер тыныс алу жолында 2…3 есе көп тұрып қалады.
Жұмыс аймағы ауасындағы зиянды заттардың шекті рұқсат концентрациясы
Санитарлық нормаға сәйкес жұмыс зонасының ауасында аэрозольдердің ақырғы шекті концентрациясы (ШРК) белгіленген (мг/м3).
ШРК-ны қатаң түрде сақтау қажеттілігі өндірістік жайдың жұмыс аймағы ауасы аэрозольдің нақты мөлшерін жүйелі түрде бақылауды талап етеді.
Ауаның сапасының негізгі критерийі ретінде зиянды заттардың шекті рұқсат концентрациясы саналады. Концентрацияны өрнектеудің бірнеше бірліктері бар: массалық, көлемдік, үлестік, пайыздық, т.б. Ауа сапасын санитарлық бағалауда ластаушы заттардың мөлшерін (концентрациясын) ауаның 1 куб метріндегі миллиграммен (мг/м³) өрнектеу қабылданған. Бұл бірлік қоспалардың кез келген агрегаттық күйін (газ, бу, аэрозоль, қатты заттар) өрнектеуге болатындығымен ыңғайлы саналады.
Жұмыс аймағы ауасындағы зиянды заттардың шекті рұқсат концентрациясы (ШРК) дегеніміз — күнделікті (демалыс күнінен басқа) 8 сағат немесе басқадай ұзақтықта (бірақ аптасына 41 сағаттан аспайтын) бүкіл еңбек өтілінде жұмыс істеудің зерттеудің заманауи әдістерімен жұмыс процесінде анықталуы немесе осы және келешек ұрпақ өмірінің кейінгі кезеңдерінде болуы мүмкін ауруларды немесе ағза күйінің ауытқуын туғызбайтын концентрациясы (ГОСТ 12.1.005-88).
ШРК шамасы зиянды заттардың адам денсаулығына және қоршаған ортаға тигізетін әсеріне байланысты келеді.
Ауа құрамында газ буы немесе аэрозоль түрінде болатын зиянды заттар адам ағзасына әлеуетті қауіпті әсер ету дәрежесі бойынша қауіптіліктің төрт класына бөлінеді:
Қоршаған ортаға шығарылатын зиянды заттар адам ағзасына әсер ету дәрежесіне байланысты қауіптіліктің төрт класына жіктеледі:
— төтенше қауіпті заттар, олардың жұмыс аймағы ауасындығы ШРК мәні 0,1 мг/м3 -ден аспайды (1 класс);
— жоғары қауіпті заттар, ШРК мәні 0,1…1,1 мг/м3 аралығында (П класс); қауіптілігі орташа, ШМК мәні 1,0…10,0 мг/м 3 (Ш класс);
— қауіптілігі төмен заттар, ШМК мәні 10,0 мг/м3 -ден жоғары (IV класс).
Аэрозольдің адам ағзасына әсері
Адам ағзасына әсер етуші негізгі зиянды заттарға мыналар жатады:
— қоздырғыш заттар, бұл заттар тыныс алу жолы ұлпаларының бетін, сілекейлі қабықша және теріні зақымдайды (қышқылдар, сілтілер, аммиак, хлор, күкіртті қосылыстар, т.б.); тұншықтырғыш заттар – ауадағы оттегі мөлшерін сұйылтатын физикалық зиянды газдар (көмірқышқыл газ, азот, метан, т.б.);
— улар, қан айналымы жүйесінің ішкі органдары (бензол, фенол) мен нерв жүйесінің (спирттер, эфирлер) зақымдануын туғызатын заттар;
— ұшқын есірткі заттар (ацетилен, ұшқын көмірсутегілер);
— өнеркәсіптік шаңдар (аэрозольдер), бұлар ағзаның аллергиялық реакцияларын туғызады немесе инертті келеді.
Уланудың кез келген формасында өнеркәсіптік улардың әсер ету сипаты оның физикалық белсенділігі — уыттылықпен анықталады. Өнеркәсіптік улар дегеніміз өндірістегі тиісті санитарлық-техникалық шаралардың жүргізілмеуі мен еңбектің дұрыс ұйымдастырылмауы нәтижесінде адам ағзасына және оның жұмыс қабілеттілігіне кері әсерін тигізуші улы заттар.
Заттардың адам өміртіршілігіне зиянды әсер ету қасиетін уыттылық деп атайды. Химиялық заттардың ағзаға уытты әсер етуі келесі факторлармен анықталады: заттардың концентрациясы және агрегаттық күйі, құрамы, физикалық — химиялық қасиеттері, ағзаға ену жолдары және олардың ағза ұлпаларымен өзара әсерлесуі, жинақталу (кумуляция) және ағзадан шығарылу қасиеті, әсер ету ұзақтығы, ауа ортасының жағдайы, т.б.
Қорытынды
Аэрозольмен күресудің негізгі тәсілі ретінде оның түзілу мен ауаға жайылуының алдын алу болып табылады, мұнда технологиялық және ұйымдастырушылық сипаттағы шаралар тиімді саналады: үздіксіз технологияны енгізу, жұмыстарды механикаландыру; жабдықтарды герметизациялау, пневмотасымалдау, қашықтықтан басқару; шаңданатын материалдарды дымқыл, паста тәріздес материалдармен алмастыру, түйіршіктеу; аспирация және т.б. шаралар.
Аэрозольмен күресудің негізгі технологиялық шараларын толықтыратын жасанды желдету жүйелерін қолданудың үлкен маңызы бар. Екінші рет қайта аэрозольмен түзілумен, яғни, ауаға шөккен аэрозольдің қайта жайылуымен күресуде дымқыл тазалау әдістері, ауаны ионизациялау және т.б. әдістер қолданылады.
Жұмыс аймағындағы ауаның аэрозольденуін технологиялық және басқа да сипаттағы радикал шаралармен төмендету мүмкін болмаған жағдайларда түрліше типтегі жеке қорғаныс құралдары: респираторлар, арнайы шлемдер және таза ауа беріліп тұратын скафандрлар қолданылады.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:
1. Рыскиева Г.Ә., — Алматы: Өнеркәсіп экологиясы, 2011. -262 бет.
2. Хоружая Т.А. Методы оценки экологической опасности. Москва.1998г.
3. «ҚР-ң Экологиялық кодексі» 6.01.2007ж.
4. А.Ж.Акбасова Г.Ә.Саинова «Экология»Алматы, 2003ж.
5. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. Учебное пособие. Москва. -1998г.