RU2357222C1 - Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357222C1 RU2357222C1 RU2007138237/12A RU2007138237A RU2357222C1 RU 2357222 C1 RU2357222 C1 RU 2357222C1 RU 2007138237/12 A RU2007138237/12 A RU 2007138237/12A RU 2007138237 A RU2007138237 A RU 2007138237A RU 2357222 C1 RU2357222 C1 RU 2357222C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- container
- particles
- nano
- chemically inert
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 11
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 6
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 4
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- 101100010166 Mus musculus Dok3 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000001303 quality assessment method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области защиты окружающей среды, а именно к устройству и способу контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами при их выбросе в атмосферу. Устройство контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами содержит контейнер с депонирующим субстратом. Контейнер выполнен из материала высокой теплоемкости и химически инертного к атмосферным компонентам. Верхняя часть контейнера закрыта герметичной крышкой, а внутри контейнера размещен подвижный шток с ложементом, выполненным из материала низкой теплоемкости. Депонирующий субстрат выполнен в виде микродисперсного химически инертного порошка, обладающего увеличенной активной поверхностью. Субстрат уложен тонким слоем на ложемент. В верхней части боковой части контейнера выполнен ряд отверстий для формирования конвективных и турбулентных потоков воздуха внутри контейнера. Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами заключается в осаждении на депонирующем субстрате аэрозолей. В качестве субстрата используют тонкий слой микродисперсного химически инертного порошка, обладающего увеличенной активной поверхностью. Перед осаждением создают градиент температур между субстратом и атмосферным воздушным потоком. Осаждение частиц осуществляют на микропористую квазиповерхность, образованную агрегатами из микродисперсных минеральных частиц и прослойками капиллярной жидкости. При этом для образования капиллярной жидкости обеспечивают относительную влажность воздуха более 50%, а удержание наноразмерных частиц на субстрате осуществляют посредством действия молекулярных сил типа вандерваальсовых. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении качества и достоверности оценки состояния атмосферы в районах предприятий, использующих нанотехнологии. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к области защиты окружающей среды и предназначено для выявления неконтролируемых выбросов наноразмерных частиц в атмосферу. Наноразмерные частицы - ультрамалые частицы нанометрового размера (параметр которых хотя бы в одном измерении составляет не более 100 нм [цит. по Помогайло и др. 2000, с.15]). Различают три типа наноразмерных частиц: ультарадисперсные (1-30÷50 нм), высокодисперсные (30÷50-100÷500 нм), частицы микронных размеров (100÷500-10000 нм). Частицы первых двух типов - коллоидные, последнего - грубодиспернсые [4].
Известен способ отбора проб сухих аэрозолей для контроля загрязнения окружающей среды, выбранный за прототип [SU 1270621 А1, МКИ G01N 1/22, опубл. 15.11.1986, 3 с.], включающий осаждение сухих аэрозолей на депонирующий субстрат путем прокачки потока воздуха с помощью аспиратора, снабженного электродвигателем. При просасывании потока через фильтрующий материал частицы аэрозоля осаждаются на его волокнах под действием гравитационных и электрических сил. С помощью анализа определяют количество вещества, удержанного на поверхности субстрата. Недостатком способа является то, что наряду с АЧ в установку попадает определенное количество пылевых частиц с размерностью значительно превышающих диаметры пор фильтров. Это ведет к росту сопротивления сорбентов при просасывании воздуха. Вместе с тем при увеличении скорости просасывания, тонкодисперсные аэрозольные частицы, представляющие наибольшую гигиеническую опасность, проскакивают через фильтры, снижая тем самым достоверность данных и эффективность способа.
Известно устройство для отбора проб аэрозолей [SU 1270621 А1, МКИ G01N 1/22, опубл. 15.11.1986, 3 с.], выбранное за прототип, включающее уловитель аэрозольных частиц с установленным внутри него депонирующим субстратом из волокнистого материала. Недостатками устройства являются сложность конструкции, а также недостаточность отражения точности химического состава загрязнения.
Задачей настоящего изобретения является разработка нового способа и новой конструкции, позволяющих получить точную и качественную оценку состояния атмосферы в районах предприятий, использующих нанотехнологии, и тех, чья деятельность сопровождается неконтролируемыми выбросами наноразмерных частиц в атмосферу (например, сжигание угля на тепловых электростанциях и котельных).
Технический результат предлагаемого устройства заключается в создании условий для самоорганизации депонирующего порошкового субстрата в квазиповерхность, состоящую из микродисперсных минеральных частиц, «сцепленных» капиллярной жидкостью.
Технический результат нового способа заключается в том, что способ позволяет повысить качество и достоверность оценки состояния атмосферы в районах предприятий, использующих нанотехнологии, и тех, чья деятельность сопровождается неконтролируемыми выбросами наноразмерных частиц в атмосферу (например, сжигание угля на тепловых электростанциях и котельных).
Технический результат способа достигается тем, что сбор наноразмерных частиц для контроля загрязнения окружающей среды осуществляется путем осаждения на депонирующем субстрате, в котором, согласно изобретению, роль депонирующего сорбирующего субстрата выполняет квазиповерхность, сформированная микродисперсными минеральными частицами, активная поверхность которых составлена гранями, ребрами и вершинами (для них характерна различная сорбционная активность (с.331, [1]; с.918, [6])). Образование квазиповерхности происходит за счет сцепления частиц между собой, которое обеспечивается действием капиллярных сил. Оно проявляется в том, что в зоне контакта частиц образуется мениск капиллярной жидкости, который «скрепляет» частицы между собой, образуя своеобразную поверхность («квазиповерхность»), состоящую из микродисперсных минеральных частиц и «связующего вещества» - капиллярной жидкости. Образующуюся при этом систему из частиц и жидкости можно рассматривать как своеобразную квазиколлоидную систему, где непрерывная фаза - дисперсионная среда образована капиллярной жидкостью, а дисперсная фаза - это микродисперсные минеральные частицы субстрата. Устойчивость данной квазиколлоидной системы обеспечивается тем, что на поверхности минеральных частиц могут образовываться тесно связанные с ними сольватные оболочки (их образование возможно за счет растворения атмосферных компонентов в капиллярной жидкости) из молекул дисперсионной среды [2]. Эти сольватные оболочки благодаря своей упругости и повышенной вязкости препятствуют слипанию частиц за счет «расклинивающего действия», выражающегося в раздвигании частиц. Поскольку конденсация паров под действием молекулярных сил типа вандерваальсовых, обусловливающих явление капиллярности, происходит во всем объеме сыпучего материала, это способствует образованию агрегатов из микрочастиц и появлению мельчайших пор. В итоге объем порошкового субстрата за счет самоорганизации его поверхности капиллярной влагой увеличивается на 3-6% от первоначального. Такая самоорганизация порошкового субстрата повышает его сорбционную активность, что обеспечивает адсорбцию значительного количества наноразмерных частиц и расширяет их возможный спектр. Последнее обусловлено тем, что молекулярные силы, с которыми связано явление капиллярности, тождественны силам, вызывающим также явление адгезии («связывание, склеивание»), физическую и химическую адсорбцию (с.30, [1]). Это приводит к тому, что при турбулентном осаждении наноразмерных частиц из пограничного слоя наряду с их адсорбцией на поверхности минеральных микрочастиц будет происходить и их абсорбция (растворение) в капиллярной жидкости. Иными словами для одних наноразмерных частиц взаимодействие с квазиповерхностью будет связано с физической и химической адсорбцией на гранях, ребрах и вершинах минеральных зерен, а для других - растворением в капиллярной жидкости. Это обеспечивает осаждение наноразмерных частиц, различающихся по химическому составу на квазиповерхности субстрата, а также увеличивает их концентрацию в объеме сорбционного субстрата. Последнее приводит к тому, что при растворении наночастиц в капиллярной жидкости в ней возникает градиент концентраций, который способствует диффузии частиц и их «рассеянию» в объеме капиллярной жидкости. Процесс сопровождается увеличением концентрации в объеме сорбента элементов-индикаторов, структурно связанных с наноразмерными частицами, что может быть зафиксировано количественным химическим анализом.
Изобретение основано на использовании молекулярных сил типа вандерваальсовых (явление капиллярности). Для проявления действия капиллярных сил за счет капиллярной конденсации необходимо, чтобы температура воздушного потока с наноразмерными частицами была выше температуры поверхности, с которой контактирует наноразмерная частица. В естественных условиях при организации контроля загрязнения атмосферы наноразмерными частицами нужный технический результат может быть обеспечен за счет градиента температур, который возникает внутри устройства.
Технический результат устройства достигается тем, что оно содержит контейнер, верхняя часть которого выполнена в виде полого цилиндра (или усеченного конуса), а нижняя представляет собой плоский тарельчатый ложемент. В него укладывается тонким слоем (1,0-1,5 мм) депонирующий субстрат, представляющий собой химически инертный микродисперсный порошок, тарельчатый ложемент прикрепляется к нижнему концу штока, верхний конец которого прикреплен изнутри к глухой крышке в верхней части цилиндра. Согласно изобретению контейнер выполнен из материала, который быстро нагревается и медленно остывает (долго «держит» тепло) и снабжен герметичной крышкой, на его боковых стенках выполнены отверстия для формирования турбулентных и конвективных воздушных потоков. Устройство крепится с помощью капроновой нити, тарельчатый ложемент выполнен из материала, характеризующегося быстрой отдачей тепла (например, из алюминиевой фольги, отражающей инфракрасное (тепловое) излучение),
- контейнер и шток закреплены относительно друг друга подвижно;
- на штоке может быть установлено одновременно несколько тарельчатых ложементов;
- тарельчатый ложемент выполнен из алюминиевой фольги.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено устройство для контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами.
Устройство включает контейнер 6, выполненный из материала, который быстро нагревается и медленно отдает тепло и химически инертного к атмосферным компонентам, например в форме полого цилиндра, усеченного конуса или многогранника с открытой нижней частью контейнера. Верхняя часть контейнера 6 закрыта глухой крышкой 2, предпочтительно, снабженной выступом-козырьком. Внутрь контейнера 6 помещается тарельчатый ложемент 5, неподвижно прикрепленный к нижней части штока 4, внутри контейнера шток подвижно прикреплен к приспособлению 1 для фиксации устройства при развешивании, которое выполнено в виде петли из капроновой нити, пропущенной через два противорасположенных отверстия 3 в стенке контейнера 6 и отверстие в штоке 4. Тарельчатый ложемент выполнен из алюминиевой фольги, на дно которого тонким слоем уложен химически инертный микродисперсный порошковый субстрат, обладающий высокой удельной активной поверхностью. Материал ложемента с целью обеспечения градиента температур должен обладать свойством быстрой отдачи тепла (например, алюминиевая фольга, отражающая инфракрасное (тепловое) излучение). В верхней боковой части контейнера 6, предпочтительно, под козырьком, сделан ряд отверстий 3 для формирования конвективных и турбулентных потоков воздуха внутри контейнера. Контейнер 6 и шток 4 с ложементом 5 подвижно прикреплены к приспособлению 1 для фиксации устройства при развешивании, выполненного в виде петли из капроновой нити, что позволяет производить замену порошкового субстрата, не снимая устройства и не меняя его местоположения.
Способ сбора сухих аэрозолей с применением устройства осуществляется следующим образом.
В пределах контрольного участка на деревьях и кустарниках на высоте 0,6-2,0 м развешивают устройства сбора (в пределах городской среды устройства устанавливают на крышах зданий). Их количество определяется задачами мониторинга. В результате действия солнечной радиации из-за различий теплоемкости материалов ложемента и контейнера 6, во внутреннем объеме устройства возникает температурный градиент. Это приводит к тому, что внутри устройства возникают условия, благоприятные для формирования турбулентной и конвективной циркуляции потоков воздуха, поступающего внутрь устройства через открытую нижнюю часть контейнера 6. Одновременно с этим наличие градиента температур и отверстий (перфораций) 3 в верхней части контейнера обеспечивает во внутреннем объеме устройства возникновение условий для движения воздушного потока с наноразмерными частицами над поверхностью субстрата. При обтекании воздушным потоком субстрата у его поверхности скорость потока сильно изменяется, образуется так называемый «пограничный слой»; если на внешней границе этого слоя скорость обозначить через v, то в пограничном слое происходит резкое падение скорости воздушного потока от v до 0. Данное снижение происходит за счет трения о поверхность. В зависимости от распределения скорости v, пограничный слой может быть ламинарным и турбулентным. В ламинарном пограничном слое распределение скорости воздушного потока изменяется линейно: от 0 на твердой поверхности до v на границе слоя с воздушным потоком.
При увеличении скорости воздушного потока ламинарный слой переходит в турбулентный, но при этом никогда полностью не исчезает: ламинарный поток сохраняется в виде небольшого подслоя у твердой поверхности. Для турбулентного пограничного слоя характерно нелинейное распределение скорости воздушного потока. Такое различие в распределении скоростей обусловливает формирование градиента концентраций в пограничном слое. Оно возникает в результате уменьшения концентраций наноразмерных частиц в ламинарном подслое, которое, в свою очередь, обусловлено их осаждением на поверхность за счет действия молекулярных сил типа вандерваальсовых (адгезии, капиллярной конденсации, физической адсорбцией). Образующийся при этом «дефицит» частиц восстанавливается их диффузией из турбулентного слоя, а «недостаток» наноразмерных частиц в турбулентном слое, в свою очередь, устраняется их миграцией из воздушного потока, обтекающего поверхность субстрата. Процесс очень активный. Объясняется это следующим. Ранее считали, что единственной силой перемещения частицы в газе является сила гравитации, действие которой осложнено броуновским движением. Вместе с тем теоретически показано [3], что наночастицы, взвешенные в пересыщенном (недосыщенном) паре, находятся в особом хаотически надтепловом движении, интенсивность которого тем больше, чем более неоднородна поверхность нанокристаллов и сильнее флуктуации скорости их роста (испарения). Другими словами, если сорбция происходит вследствие поверхностной химической реакции, то на адсорбер действует дополнительная хемореактивная сила, которая изменяет скорость его направленного движения и вызывает у наноразмерных частиц хемореактивные блуждания в среде. При этом скорость этих блужданий может на порядки превышать коэффициент броуновской диффузии. Это приводит к тому, что концентрация наноразмерных частиц в пограничном слое будет расти, а сами частицы укрупняться, увеличивая дисперсную массу в турбулентном слое. При этом избыток массы будет «разгружаться» в ламинарный подслой. Вместе с тем осаждение частиц на поверхность субстрата из ламинарного подслоя приводит к снижению дисперсной массы в этом слое. Это приводит к тому, что в пограничном слое образуется колебание дисперсной массы и возникает градиент концентраций, который «обеспечивает» осаждение частиц из пограничного слоя на квазиповерхность субстрата.
Известно, что условия осаждения в пограничном слое частиц контролируется действием капиллярных сил, проявление которых зависит от величины относительной влажности воздуха. В свою очередь, появление капиллярной конденсации может наблюдаться уже при относительной влажности воздуха 50%, а при влажности 70% именно капиллярные силы обусловливают молекулярное взаимодействие между частицей и поверхностью в пограничном слое. В то же время для появления капиллярной конденсации необходимо, чтобы температура воздушного потока была выше температуры поверхности, с которой контактирует частица [5]. Другими словами, капиллярная конденсация и связанное с ним осаждение наноразмерных частиц на порошковый сорбент, размещенный в устройстве, будет происходить всякий раз, когда относительно теплый поток воздуха коснется поверхности относительно холодного сорбционного субстрата.
Для экспериментальной проверки заявляемого способа был организован сбор сухих аэрозолей на ключевом участке, расположенном в пригородной зеленой зоне. В качестве субстрата использованы химически инертные микродисперсные порошки Al2О3, MgO, CaCO3 (все порошки марки ХЧ). Порошок насыпали тонким слоем на ложемент, помещенный внутрь устройства, которое защищало его от дождевых осадков. В каждое устройство помещали по одному ложементу. Всего было установлено 6 устройств на участке. Время экспонирования составило 18 дней. Количественный химический анализ осуществляли в аналитической лаборатории «ЭКОАНАЛИТ» Института биологии Коми НЦ УрО РАН (аттестат аккредитации № РОСС RU. 0001.511257) с использованием атомно-эмиссионного метода с индуктивно связанной плазмой. Погрешность анализа 8-10%. Для учета химической неоднородности сорбционного материала в каждую партию анализируемого материала включали «холостые» пробы (контроль) - порошок из той же емкости, что и порошок, насыпанный в ложемент в устройстве. В качестве сравниваемого параметра был выбран показатель, характеризующий отношение массовой концентрации металла-индикатора (мкг/кг) в пересчете на 1 г порошка.
Пример 1. Способ сбора осуществляли по описанной выше технологии. Данные приведены в таблице.
Проверка показала, что способ эффективно может быть использован для контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами при организации непрерывного ряда наблюдений. Проведение контроля возможно одновременно на всей площади контрольного участка и в различных типах ландшафта, что повышает качество экологического мониторинга.
Литература
1. Адам Н.К. Физика и химия поверхностей. М-Л.: ОГИЗ-Гостехиздат, 1947, 552 с.
2. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. Поверхностные силы. М.: Наука, 1986, 453 с.
3. Мелихов И.В., Ведерников А.А. Реактивно-ростовое надтепловое хаотическое движение кристаллов в аэрозолях / Докл. РАН, 1995. Т.340. №4. С.505-508.
4. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. - М.: Химия, 2000, 672 с.
5. Семенов Н.Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. - М.: Изд-во АН СССР, 1958, 286 с.
6. Сергеев Г.Б. Нанохимия металлов // Успехи химии, 2001. Т.70. №10. С.915-931.
7. Тентюков М.П. Способ сбора сухих аэрозолей для контроля окружающей среды и устройство для его осуществления / Патент №2005141282/12(045983) от 28.12.2005.
| Массовые концентрации тяжелых металлов в составе сухих аэрозолей (в пересчете на 1 г сорбента, в мкг/кг), время экспонирования с 26 августа по 12 сентября | |||||||||||||||
| Пробы | Cu | Δ | Zn | Δ | Ni | Δ | Mn | Δ | Cr | Δ | Fe | Δ | Al | Δ | |
| 1 | MgO | 7.5 | 1.5 | 3.5 | 0.7 | 1.1 | 0.4 | 1.7 | 0.5 | 7.5 | 1.5 | 19.0 | 5.0 | 12.0 | 3.0 |
| 2 | MgO | 3.9 | 0.8 | 1.5 | 0.3 | 0.9 | 0.3 | 5.0 | 1.5 | 7.6 | 1.5 | 16.0 | 5.0 | 9.3 | 2.4 |
| 3 | MgO | 1.5 | 0.3 | 2.1 | 0.4 | 1.1 | 0.4 | 25.0 | 7.0 | 7.5 | 1.6 | 17.0 | 5.0 | 9.4 | 2.5 |
| 4 | СаСО3 | 3.4 | 0.7 | 6.0 | 1.2 | 2.2 | 0.8 | 0.73 | 0.22 | 0.66 | 0.13 | 10.5 | 2.9 | 21.0 | 5.0 |
| 5 | СаСО3 | 3.9 | 0.8 | 6.3 | 1.3 | 2.3 | 0.8 | 1.3 | 0.4 | 0.63 | 0.13 | 8.1 | 2.3 | 4.5 | 1.2 |
| 6 | Al2О3 | 0.66 | 0.13 | 10.7 | 2.1 | 0.58 | 0.2 | 0.5 | 0.86 | 0.17 | 43.0 | 12.0 | - | ||
| контроль | |||||||||||||||
| 1 | MgO | 1.9 | 0.4 | 1.33 | 0.27 | 1.3 | 0.4 | 2.0 | 0.6 | 9.0 | 1.8 | 23.0 | 6.0 | 17.0 | 4.0 |
| 2 | СаСО3 | 2.0 | 0.4 | 5.7 | 1.1 | 2.3 | 0.8 | 0.55 | 0.19 | 0.6 | 0.12 | 7.3 | 2.1 | 3.5 | 0.9 |
| 3 | Al2О3 | 0.57 | 0.11 | 12.1 | 2.4 | 0.69 | 0.24 | 0.5 | 0.85 | 0.17 | 52.0 | 14.0 | - | ||
Claims (6)
1. Устройство контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами, содержащее контейнер с депонирующим субстратом, отличающееся тем, что контейнер выполнен из материала высокой теплоемкости и химически инертного к атмосферным компонентам, верхняя часть контейнера закрыта герметичной крышкой, внутри контейнера размещен подвижный шток с ложементом, выполненным из материала низкой теплоемкости, депонирующий субстрат выполнен в виде микродисперсного химически инертного порошка, обладающего увеличенной активной поверхностью, уложенного тонким слоем на ложемент, причем в верхней части боковой части контейнера выполнен ряд отверстий для формирования конвективных и турбулентных потоков воздуха внутри контейнера.
2. Устройство по п.1, отличающееся, тем, что крышка выполнена с выступом-козырьком.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковые отверстия выполнены под выступом-козырьком.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шток соединен с приспособлением для фиксации устройства при развешивании.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на штоке установлено одновременно несколько ложементов.
6. Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами, включающий осаждение на депонирующем субстрате аэрозолей, отличающийся тем, что в качестве субстрата используют тонкий слой микродисперсного химически инертного порошка, обладающего увеличенной активной поверхностью, перед осаждением создают градиент температур между субстратом и атмосферным воздушным потоком, осаждение частиц осуществляют на микропористую квазиповерхность, образованную агрегатами из микродисперсных минеральных частиц и прослойками капиллярной жидкости, при этом для образования капиллярной жидкости обеспечивают относительную влажность воздуха более 50%, удержание наноразмерных частиц на субстрате осуществляют посредством действия молекулярных сил типа вандерваальсовых.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007138237/12A RU2357222C1 (ru) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007138237/12A RU2357222C1 (ru) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2357222C1 true RU2357222C1 (ru) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007138237/12A RU2357222C1 (ru) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2357222C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2432564C2 (ru) * | 2009-08-19 | 2011-10-27 | Учреждение Российской академии наук Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Способ выявления загрязнения приземного слоя воздуха с помощью искусственной росы |
| RU2469288C1 (ru) * | 2011-06-16 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Способ определения загрязнения приземного слоя атмосферы наноразмерными частицами |
| RU2502059C1 (ru) * | 2012-09-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Способ выявления кислотного загрязнения приземного слоя атмосферы в зимний период и устройство для его осуществления |
| RU210148U1 (ru) * | 2021-12-15 | 2022-03-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Устройство для мониторинга загрязнения наружной воздушной среды твердыми частицами |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU868477A1 (ru) * | 1980-01-02 | 1981-09-30 | Предприятие П/Я В-8191 | Устройство дл контрол запыленности газов |
| SU1270621A1 (ru) * | 1985-01-28 | 1986-11-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения | Устройство дл отбора проб аэрозолей |
| GB2224118A (en) * | 1988-08-16 | 1990-04-25 | Burkard Manufacturing Company | Air sampler |
| FR2732692A1 (fr) * | 1995-04-06 | 1996-10-11 | Unir | Dispositif de controle microbiologique d'un gaz sous pression |
| RU2090246C1 (ru) * | 1995-08-15 | 1997-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные биотехнологии" | Биореактор для очистки воздуха от токсических, вредных и неприятно пахнущих летучих веществ |
-
2007
- 2007-10-15 RU RU2007138237/12A patent/RU2357222C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU868477A1 (ru) * | 1980-01-02 | 1981-09-30 | Предприятие П/Я В-8191 | Устройство дл контрол запыленности газов |
| SU1270621A1 (ru) * | 1985-01-28 | 1986-11-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения | Устройство дл отбора проб аэрозолей |
| GB2224118A (en) * | 1988-08-16 | 1990-04-25 | Burkard Manufacturing Company | Air sampler |
| FR2732692A1 (fr) * | 1995-04-06 | 1996-10-11 | Unir | Dispositif de controle microbiologique d'un gaz sous pression |
| RU2090246C1 (ru) * | 1995-08-15 | 1997-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные биотехнологии" | Биореактор для очистки воздуха от токсических, вредных и неприятно пахнущих летучих веществ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2432564C2 (ru) * | 2009-08-19 | 2011-10-27 | Учреждение Российской академии наук Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Способ выявления загрязнения приземного слоя воздуха с помощью искусственной росы |
| RU2469288C1 (ru) * | 2011-06-16 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Способ определения загрязнения приземного слоя атмосферы наноразмерными частицами |
| RU2502059C1 (ru) * | 2012-09-13 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук | Способ выявления кислотного загрязнения приземного слоя атмосферы в зимний период и устройство для его осуществления |
| RU210148U1 (ru) * | 2021-12-15 | 2022-03-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Устройство для мониторинга загрязнения наружной воздушной среды твердыми частицами |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DeMott et al. | Ice formation by black carbon particles | |
| Ault et al. | Size-dependent changes in sea spray aerosol composition and properties with different seawater conditions | |
| Archuleta et al. | Ice nucleation by surrogates for atmospheric mineral dust and mineral dust/sulfate particles at cirrus temperatures | |
| Broadley et al. | Immersion mode heterogeneous ice nucleation by an illite rich powder representative of atmospheric mineral dust | |
| Marcolli et al. | Efficiency of immersion mode ice nucleation on surrogates of mineral dust | |
| Lindberg et al. | Field measurements of particle dry deposition rates to foliage and inert surfaces in a forest canopy | |
| RU2357222C1 (ru) | Способ контроля загрязнения воздуха наноразмерными частицами и устройство для его осуществления | |
| Tai et al. | Core/shell microstructure induced synergistic effect for efficient water-droplet formation and cloud-seeding application | |
| Rigg et al. | Immersion freezing of water and aqueous ammonium sulfate droplets initiated by humic-like substances as a function of water activity | |
| Wang et al. | A sol–gel dip/spin coating method to prepare titanium oxide films | |
| Kendall et al. | Adhesion of nanoparticles | |
| Lee et al. | Physicochemical mixing state of sea spray aerosols: morphologies exhibit size dependence | |
| CN109650325A (zh) | 表面增强拉曼散射基底、制备方法及3d富集与检测方法 | |
| Wang et al. | Nanoparticle aerosol science and technology: an overview | |
| Salam et al. | Ice nucleation of ammonia gas exposed montmorillonite mineral dust particles | |
| Zhang et al. | Direct synthesis of nanostructured TiO2 films with controlled morphologies by stagnation swirl flames | |
| Keller et al. | Soluble and particulate transfers of Cu, Cd, Al, Fe and some major elements in gravitational waters of a Podzol | |
| Bermeo et al. | Adsorption capacities of hygroscopic materials based on NaCl‐TiO2 and NaCl‐SiO2 core/shell particles | |
| Wang et al. | Synthesis of CdSe nanoparticles into the pores of mesoporous silica microspheres | |
| Veghte et al. | Heating-induced transformations of atmospheric particles: environmental transmission electron microscopy study | |
| Murray et al. | Heterogeneous freezing of water droplets containing kaolinite and montmorillonite particles. | |
| Ghosh et al. | Restricting the growth of Pt nanoparticles through confinement in ordered nanoporous structures | |
| RU2362984C2 (ru) | Способ отбора сухих аэрозолей при выявлении аэрогенного загрязнения поверхности и устройство для его осуществления | |
| RU2314511C2 (ru) | Способ сбора сухих аэрозолей для контроля окружающей среды и устройство для его осуществления | |
| Xu et al. | A carbon nanotubes composite filter for removal of oil particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181016 |