粉塵幾乎到處可見,。土壤和巖石風(fēng)化后分裂成許多細(xì)小的顆粒,,它們伴隨著花粉,,孢子以及其他有機(jī)顆粒在空中隨風(fēng)飄蕩。除此之外,,許多粉塵乃是工業(yè)和交通運(yùn)輸發(fā)展的副產(chǎn)品,;煙囪和內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣中也含有大量的粉塵 粉塵可以根據(jù)許多特征進(jìn)行分類,在大氣污染控制中,,根據(jù)大氣中粉塵微粒的大小可分為:
2,、粉塵:因機(jī)械過程(破碎,、篩分、運(yùn)輸?shù)龋┒a(chǎn)生的微細(xì)粒子,,能在氣體中分散(懸?。┮欢〞r(shí)間的固體粒子,稱為粉塵,。粉塵的粒徑范圍很廣,,由細(xì)至1/10μm到數(shù)百微米。
地面水通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣,,又經(jīng)降水返回地面,,從而完成了水的循環(huán)。如果空中沒有粉塵,,水份再大也無法凝結(jié)成水滴,。因?yàn)樗肿雍苄。伤酆掀饋淼乃我埠苄,。?/span>
天空中呈現(xiàn)的蔚藍(lán)色盡收眼底也是大氣中粉塵作用的結(jié)果,。陽光是由紅,,橙,黃,,綠,,青,藍(lán),,紫七色組成的,。當(dāng)陽光進(jìn)入大氣層后,遇到空中懸浮的粉塵和水汽就發(fā)生散射,,波長(zhǎng)越短的光越容易被散射,,空氣密度越大散射光越強(qiáng)。而空氣密度是隨海拔高度的增加而減小的,,因此在8 000 m以下的低空,,波長(zhǎng)較短的藍(lán)色光大量被散射,人類就可以從地面上看到“秋水共藍(lán)天一色”的壯麗景觀,。隨著海拔高度的增加,,大氣對(duì)陽光的散射能力越來越弱,8 000 m以上天空變?yōu)榍嗌?3 000 m以上是暗紫色的,。在20 000 m以上,,由于散射作用消失,天空就變成一片暗黑色,。
日出和日落也是粉塵之功,。當(dāng)太陽出升在地平線的時(shí)候,光線穿過充滿灰塵的大氣,,太陽比中午直射時(shí)的大得多,。這時(shí),粉塵和水汽把陽光中的藍(lán)光和綠光散射了,,而波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光則直接穿過大氣,,于是旭日東升或夕陽西下的絢麗便歷歷在目,。在特定的條件下,粉塵還會(huì)創(chuàng)造出奇特的景觀,。1883年,,印尼克拉克脫火山爆發(fā),把大量火山灰拋入天空,,那時(shí)該地區(qū)人們看到的太陽總是火紅色的,,這種景觀持續(xù)了兩年之久。1816年,,印尼爪哇火山噴射出的煙塵反射和吸收了大量陽光,,結(jié)果導(dǎo)致那一年該地區(qū)氣溫的降低,出現(xiàn)了罕見的沒有夏天的奇跡,,即所謂的陽傘效應(yīng),。總之,,沒有粉塵云,,霧,雨,,雪將不復(fù)出現(xiàn),,火紅的太陽和絢麗的彩虹也要消失,自然景觀大為遜色,。
粉塵有功也有過,其過之一是污染大氣,,危害人類的健康,。飄逸在大氣中的粉塵往往含有許多有毒成分,如鉻,,錳,,鎘,鉛,,汞,,砷等。當(dāng)人體吸入粉塵后,,小于5μm的微粒,,極易深入肺部,引起中毒性肺炎或矽肺,,有時(shí)還會(huì)引起肺癌,。沉積在肺部的污染物一旦被溶解,就會(huì)直接侵入血液,,引起血液中毒,,未被溶解的污染物,,也可能被細(xì)胞所吸收,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞,。此外,,粉塵還會(huì)沾污建筑物,使有價(jià)值的古代建筑遭受腐蝕,。降落在植物葉面的粉塵會(huì)阻礙光合作用,,抑制其生長(zhǎng)。 粉塵其過之二是爆炸危害,。相傳,,早在風(fēng)車水磨時(shí)代,就曾發(fā)生過一系列磨坊糧食粉塵爆炸事故,。到了20世紀(jì),,隨著工業(yè)的發(fā)展,粉塵爆炸事故更是屢見不鮮,,爆炸粉塵的種類也越來越多,。據(jù)統(tǒng)計(jì),1913~1973年間美國僅工農(nóng)業(yè)方面就發(fā)生過72次比較嚴(yán)重的粉塵爆炸事故,。1919年俄亥俄州一家淀粉廠發(fā)生粉塵爆炸,,廠房幾乎全部被毀,有43人喪生,。日本1952~1975年共發(fā)生重大粉塵爆炸事故177次,,累計(jì)死亡75人,受傷410人,。 1977年美國路易斯安那州一座現(xiàn)代化糧庫發(fā)生爆炸,,造成一半以上糧食簡(jiǎn)倉被毀,連辦公大樓也未幸免,,36人死亡,,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3000萬美元。英國和加拿大在化工和造紙等行業(yè)中也發(fā)生過多起粉塵爆炸事故,,僅英國就243次,,死傷204人。
1987年3月15日,,哈爾濱亞麻紡織廠發(fā)生的爆炸事故,,死亡56人,傷179人,,廠房設(shè)備嚴(yán)遭破壞,。
粉塵和其他物質(zhì)一樣具有一定能量。由于粉塵的粒徑小,,表面積大,,從而其表面能也增大,。一塊1 g重的煤其表面積只有5~6c㎡,而1 g的煤粉飄塵,,其表面積可達(dá)2㎡,。粉塵與空氣混合,能形成可燃的混合氣體,,若遇明火或高溫物體,,極易著火,傾刻間完成燃燒過程,,釋放
大量熱能,,使燃燒氣體驟然升高,體積猛烈膨脹,,形成很高的膨脹壓力,。燃燒后的粉塵,氧化反應(yīng)十分迅速,,它產(chǎn)生的熱量能很快傳遞給相鄰粉塵,,從而引起一系列連鎖反應(yīng)。粉塵發(fā)生爆炸必須具備一定的條件,,歸納如下:
?。?)粒徑大小——這是影響其反應(yīng)速度和靈敏度的重要因素。顆粒越小越易燃燒,,爆炸也越強(qiáng)烈,。粒徑在200 μm以下,且分散度較大時(shí),,易于在空中飄浮,,吸熱快,容易著火,。粒徑超過500μm,其中并含有一定數(shù)量的大顆粒則不易起爆,。
?。?)化學(xué)成分——有機(jī)物粉塵中若含有COOH,OH,,NH2,,NO,C=N,,C=N和N=N的基團(tuán)時(shí),,發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性較大;含鹵素和鉀,,鈉的粉塵,,爆炸趨勢(shì)減弱,。
(3)爆炸濃度——在一個(gè)給定容積中,,能夠傳播火焰的懸浮粉塵的 重量稱為爆炸濃度,。通常,達(dá)到粉塵爆炸濃度的粉塵才會(huì)發(fā)生爆炸,。面粉的爆炸濃度約為15~20 g/m³,,散糧爆炸濃度大約是30~40g/m³。
?。?)空氣濕度——當(dāng)空氣濕度較大時(shí),,親水性粉塵會(huì)吸附水份,從而使粉塵難以彌散和著火,,傳播火焰的速度也會(huì)減小,。濕度大的粉塵即使著火,其熱量首先消耗在蒸發(fā)粉塵中的水份,,然后才用于燃燒過程,。粉塵濕度超過30%便不易起爆。
?。?)有足夠的點(diǎn)火溫度——粉塵爆炸大都起源于外部明火,,如機(jī)械撞擊,電焊和切割,,靜電火花或電火花,,摩擦火花,火柴和高溫體傳熱等,。這類火源zui低點(diǎn)火溫度為300~500 ℃,。
(6)足夠的氧氣——粉塵懸浮環(huán)境中需含有足夠維持燃燒的氧氣,。
?。?)粉塵紊動(dòng)程度——懸浮在空氣中的粉塵,紊動(dòng)強(qiáng)度越大,,越易吸收空氣中的氧氣而加快其反應(yīng)速率,,從而容易爆炸。