CC BY
45
дитель киностудии «Леннаучфильм» В.И.Гуркаленко). Понятие «экодрайвинг», появившееся в Европе в 90-х годах, означает не только бережное к окружающей среде вождение автотранспортного средства, но и идею его рациональной эксплуатации автовладельцем на протяжении всего жизненного цикла автомобиля, вплоть до отказа от передвижения на автомобиле без серьезной необходимости. Создание фильма находится на стадии поиска финансового компаньона проекта.
Рогалев Виктор Антонович
Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы E-mail: maneb@mail.ru
199026, Россия, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 26 линия, д. 9-а, А/Я 966, тел.: 8(812) 322-04-51
Денисов Валерий Николаевич E-mail: maneb@mail.ru
Rogalev Viktor Antonovich
International Academy of Ecology, Man and Nature Protection Sciences E-mail: maneb@mail.ru
9-a, 26 Linyia, Vasilievsky ostrov, St. Petersburg, 199026, Russia Ph.: +7(812) 322-04-51 Denisov Valeriy Nikolaevich E-mail: maneb@mail.ru
УДК 534.29:551.594.25
. . , . .
ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА СУБМИКРОННЫХ И НАНОЧАСТИЦ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
-
В данной работе предложен метод построения дисперсного распределения
Mahtcad, -
ный по сравнению с описанными в литературе. Представлены нанофотографии, а также графики дисперсного распределения четырех видов частиц табачного дыма, исследованных методом атомно-сгшовой микроскопии.
Дисперсное распределение; аэрозоли; наночастицы; концентрация; взаимо-; .
M. . Timoshenko, N. N. Chernov
THE DISPERSE STRUCTURE OF SUBMICRON AND NANOPARTICLES DETERMINATION PECULARITY BY ATOMIC FARSE MICROSCOPY
HARDWARE-ASSISTED
The method of aerosol nanoparticles disperse structure construction, using the Mahtcad in present work is proposed. This method is easier and more convenient in comparison with described in the scientific literature. The nanophotographs, as well as disperse structure four kind of tobacco smoke particles graphs, investigated by the atom-ic-force microscopy method are represented.
Disperse structure; aerosols; nanoparticles; concentration; particles interaction; middle median size.
При акустической коагуляции дымов и туманов происходит гидродинамическое взаимодействие аэрозольных частиц [1], приводящее к быстрому их укрупнению с образованием агрегатов, содержащих десятки и сотни первоначальных частиц. Акустическая коагуляция используется в осадительных аппаратах промышленных очистных сооружений. Процесс взаимодействия субмикронных и наночастиц в звуковом поле, приводящий к образованию агрегатов, разделяется на мик- .
В первом случае имеет место гидродинамическое взаимодействие при вязком обтекании [1]. На микроуровне гидродинамическое взаимодействие аэрозольных частиц в акустическом поле имеет место вследствие того, что при колебательном
- -намическим полем соседних частиц. Последние, в свою очередь, при движении испытывают влияние рассматриваемой частицы. В результате такого взаимного влияния меняются силы, действующие со стороны движущейся среды на частицы, вызывая относительное движение близкорасположенных частиц. Область гидро-
100
рассматриваемой частицы [1].
На микроскопическом уровне, при сближении частиц до расстояний порядка , , обусловленные молекулярными силами Ван-дер-Ваапьса. Эти силы объясняют эффективное слипание частиц в звуковом поле.
Дисперсный состав характеризуется «средним» размером и распределением частиц по размерам [2]. «Средний» (медианный) диаметр частицы определяют как диаметр гипотетической частицы, являющейся представителем всех частиц в пробе. В качестве параметров, характеризующих размер частиц, можно взять их диаметр или радиус, поверхность, периметр, объем, удельную поверхность и скорость .
гистограммы, выражающей процент частиц с размерами, лежащими в данных ин-, , -, . аэродисперсных системах является результатом ряда случайных причин, и кривая , , ,
. -тиц по размерам в аэрозолях встречается довольно редко, например, в так называемых монодисперсных конденсационных аэрозолях, впервые полученных в лаборатории Ла Мера [2]. В общем случае наблюдается ясно выраженная асимметрия кривой распределения. Но если по оси абсцисс откладывать логарифм диамет-( ),
.
Если на логарифмически-вероятностной сетке откладывать общее процентное , , -нормального распределения теоретически должен получаться прямолинейный график. Из прямолинейного графика, соответствующего логарифмически нор,
(50 %-ный) размер, равный среднему геометрическому диаметру dg. Нетрудно вы-
g,
интеграла вероятностей следует:
_ 84,13% - ный размер _ 50 % - ный размер 8 50% -ный разм ер 15,87% -ный размер (1)
(84,13 %-ный размер означает, что 84,13 % частиц меньше данного размера и т. д.).
, ,
-
медианного диаметра М8 и весового геометрического отклонения с8. Так как весовое и счетное геометрические квадратичные отклонения равны между собой (прямые счетного и весового распределения параллельны друг другу), Хетч [2] пред-
М8
^М8 _ й8 + 6,90781я2 о8 . (2)
Для расчета общего числа частиц в аэродисперсной системе при акустической коагуляции экспериментальным путем определяется дисперсное распределение и весовая концентрация, а затем, используя обычную схему пересчета счетного распределения в весовое, определяется с учетом концентрации число частиц в . -, , позволил визуально определить форму и дисперсный состав частичек. Было уста, -, -ях. Размеры частиц находятся в достаточно широком диапазоне: от единиц - десятков нанометров до сотен микрон.
Дисперсное распределение рассматриваемых частиц подчиняется нормальнологарифмическому закону [5]. В данной работе дисперсное распределение представлено в виде интегральных кривых в вероятностно-логарифмической сетке, когда по вертикальной оси откладывается процентное содержание частиц, имеющих размер меньше данной величины Бр=2Я, а по горизонтальной оси 1о§Бр . В
вероятностно-логарифмической сетке распределение аэрозольных частиц по размерам имеет форму прямых линий. В этом случае угол наклона прямой определяется дисперсией распределения:
1
*8а_а1оВВр ' (3)
Для расчета использовались результаты исследований наночастиц сигаретно, -
( . 1).
распределение[4].
В работе представлены дисперсные распределения исследованных в [4] частиц табачного дыма, посчитанные с помощью пакета МаШсаА Этот способ наиболее простой и быстрый, по сравнению с описанными в литературе [1 - 3, и др.]. В Mathcad для построения графиков часто используется «дискретная переменная». Дискретная переменная определяет ряд значений, для которых вычисляется функция, и этот ряд значений функции можно вывести в виде графика или таблицы. С помощью дискретной переменной можно задавать как целые, так и дробные значения переменной, но равноотстоящие друг от друга [6]. Ряд чисел:
х:=А, А+(В-АЩ....В, (4)
где А - первое; А+(В-А)/Н - второе; В - последнее число; N - число интервалов, на которые разбит отрезок от А до В.
Для построения интегральных кривых дисперсного распределения достаточно посчитать общее количество частиц и измерить крайние размеры (самой крупной и самой маленькой частиц). Затем вводится дискретная переменная, в соответствии с формулой (4). По полученному множеству значений построен график функции дисперсного распределения (рис. 2), на котором по горизонтали отложен диаметр исследуемых частиц, мкм, а по вертикали - вероятность того, что отдельно взятая частица имеет данный размер (формула (5)), т.е. процентное содержание частиц. Тогда любая частица с вероятностью 50 % имеет размер, равный ( ).
Как видно из рис. 2, дисперсное распределение подчиняется нормально-логарифмическому закону. Менее 10 % частиц имеют размеры до 100 нм. Несмотря на то, что этих частиц мало, они представляют наибольшую опасность для здоровья человека, так как легко попадают в кровь и проникают во внутренние органы, возбуждают раковые клетки. На рис. 2 ,
.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Тимошенко В.Н., Чернов НМ. Взаимодействие и диффузия частиц в звуковом поле. - Ростов-на-Дону: ООО «Ростиздат», 2003. - 304 с.
2. Грин X, Лейн В. Аэрозоли - пыли, дымы и туманы. - Ленинград: Химия, 1969.
- 428 с.
3. . . . - .:, -
АН СССР, 1963. - 224 с.
сигаретного дыма: 1 - «Bond», Dm =
0,5 мкм; 2 - «Наша-марка», Dm=0,65 мкм; 3-«Marlboro», Dm=0,75 мкм; 4 - Махорка, Dm=1,75 мкм
4. Чернов Н. Н., Тимошенко М. А. Исследование частиц сигаретного дыма// Известия ТРТУ. - Таганрог, 2006. № 12(67). - С. 118 - 120.
5. Тимошенко М. А., Чернов Н. Н. Модель осаждения частиц сигаретного дыма на
// -
ные акустические системы: Сборник статей, май, 2008. - Ростов-на-Дону, 2008. - С. 206 - 213.
6. Макаров Е. Г. Инженерные расчеты в Mathcad. Учебный курс. - Спб.: Питер, 2005. - 448 с.
Тимошенко Мария Алексеевна
Технологический институт федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге
E-mail: timo shenkomaria@mail.ru
347928, Россия, г. Таганрог, Ростовской обл., Шевченко, 2 Тел.: 8(8634)37-17-95 Чернов Николай Николаевич E-mail: nik-chemov@Ya.ru
Timoshenko Maria Alexseevna
Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”
E-mail: timo shenkomaria@mail.ru
2, Shevchenko Str., Taganrog , 347928, Russia Ph.: 8(8634) 37-17-95 Chernov Nicolay Nikolaevich E-mail: nik-chernov@Ya.ru
УДК 504:595.796
С. В. Блинова
ВЛИЯНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА ПОСЕЛЕНИЯ МУРАВЬЕВ
Цель работы - изучение влияния предприятий угольной промышленности на . , -акции на загрязнения угольных предприятий. Наиболее устойчивыми к воздействию являются муравьи p.Lasius. Муравьи p. Myrmica не выдерживают влияния твердых промышленных выбросов. В загрязненной зоне отмечены преимущественно подземные гнезда. Большинство гнезд в контроле - с хорошо выраженными .
; ; ; .
S.V. Blinova EFFECT OF COLLIERY ON ANT COLONY
The purpose of work - studying of influence of the coal-mining industry on settlements of ants. It is revealed, that ants show kwaziadaptation type of reaction to pollution of the coal enterprises. The steadiest to influence are ants g. Lasius. Ants g. Myrmica do
