Staub ist ständig in der Luft vorhanden. Sie können es nicht sehen, aber es ist immer da. Diese Substanz ist in der Luft suspendiert, feste Partikel mit einer Größe von etwa Fraktionen bis zu Hunderten von Mikrometern.
Staub ist überall
Egal wie viel Sie Ihre Schuhe reinigen und den Boden fegen, der allgegenwärtige Staub wird immer noch erscheinen. Grundsätzlich wird es zusammen mit der Luft aus offenen Fenstern und Türen ins Haus gebracht. Die Staubquellen in der Atmosphäre sind sehr unterschiedlich: Boden- und Meerwassersalze, die in die Luft gelangen, Vulkanemissionen und Brände. Industrie und Verkehr sind die wichtigsten anthropogenen Quellen.
Der Staub, den wir atmen, kann lokaler Herkunft sein oder aus der Ferne gebracht werden. In einer städtischen Atmosphäre während "normaler" Perioden beträgt der Staub aus lokalen Quellen durchschnittlich etwa 70%.
Der Staubgehalt in der Luft einer Großstadt aufgrund des großflächigen Transports von Luftmassen in den am wenigsten "staubigen" Perioden - etwa 15-40 μg / m3 - wird in Jahren mit höherer vulkanischer Aktivität höher. Dieser Wert kann mit großen Waldbränden multipliziert werden. So kann bei Waldbränden in einer Stadt der Staubgehalt die durchschnittliche "Ruhezeit" um das Zehnfache überschreiten.
Staub kommt in einer Vielzahl von chemischen Zusammensetzungen vor. Dies sind Verbindungen aus Silizium, Beryllium, Aluminium, Cadmium und anderen Metallen, Produkte von Straßenoberflächenverschleiß und unvollständiger Verbrennung von Kraftstoff (Kohleteilchen und Rußaerosol), Sporen von Mikroorganismen und Pflanzenpollen sowie andere Teilchen organischen Ursprungs. Sekundäre anorganische Verbindungen (Sulfate, Nitrate, Ammonium), die durch chemische Reaktionen in der Atmosphäre entstehen, werden getrennt isoliert.
Die Verteilung von Partikeln unterschiedlicher chemischer Natur in der Atmosphäre hat ihre eigenen geografischen Merkmale.
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Wenn also in Osteuropa der Hauptbeitrag zur Luftverschmutzung durch Heizprodukte und Fahrzeuge geleistet wird, überwiegen in Westeuropa sekundäre anorganische Aerosole unter den Staubpartikeln. In den industriell entwickelten Regionen Nordeuropas und in der Nähe europäischer Großstädte wird der Gesamtgehalt an Staubpartikeln hauptsächlich durch anthropogene Quellen und in den Ländern Süd- und Südosteuropas durch Bodenverwitterung (sogenannter Erosionsstaub) bestimmt.
Für die Bildung von erosivem Staub sind zwei Bedingungen erforderlich: Trockenheit und Wind. Die trockene Oberflächenschicht der Erde zerbröckelt leicht, Bodenpartikel in trockenem Zustand werden schwach zusammengehalten und können vom Wind in die Luft gehoben werden. Bei fehlender Vegetation werden diese Prozesse erheblich intensiviert: Die grüne "Kleidung" schützt die Bodenschicht sowohl vor Austrocknung als auch vor zu starkem Wind, der an Geschwindigkeit in der Vegetationsdecke verliert und die Bodenoberfläche nicht "erreichen" kann. So treten beispielsweise Staubstürme hauptsächlich in Wüsten- und Halbwüstenregionen auf, seltener in Steppenregionen sowie in Waldsteppen- und Waldregionen - in Ausnahmefällen (in der Regel bei schwerer Dürre).
In den letzten Jahren sind trockene Rasenflächen, die durch übermäßiges Mähen entstanden sind, in vielen Großstädten zu einer bedeutenden Staubquelle geworden. Anstatt die Gräser 1-2 Mal im Jahr zu mähen, zerstören die übereifrigen Behörden die Grasdecke und tragen zum Austrocknen des Bodens bei.
Die Art der Ausbreitung von Staubpartikeln in der Atmosphäre hängt von ihrer Größe ab. Große Partikel und Teile mittlerer Partikel (größer als 1 Mikron) setzen sich innerhalb einiger Stunden oder Tage ab und werden daher in der Regel über relativ kurze Strecken transportiert (obwohl sie in einigen Fällen Hunderte von Kilometern zurücklegen können, wenn sich der Staub in einer erheblichen Höhe befindet). Kleinere Partikel (hochdisperse Fraktion) können bis zu 10 bis 20 Tage in der Atmosphäre verbleiben und sich während dieser Zeit auf der gesamten Hemisphäre ausbreiten (der Austausch zwischen den Hemisphären durch die Äquatorzone ist schwierig).
Die Tabelle zeigt die charakteristischen Werte der Absetzgeschwindigkeit von Partikeln unterschiedlicher Größe in ruhender Luft und die Überlagerung dieser Absetzverschiebung aufgrund der Brownschen Bewegung. Wie Sie sehen können, ist die Absetzgeschwindigkeit bei Partikeln mit einer Größe von 2,5 Mikrometern etwa 15-mal niedriger als bei Partikeln mit einer Größe von 10 Mikrometern und beträgt etwa 0,2 mm / s, dh sie kann sogar durch einen sehr kleinen Luftstrom nach oben ausgeglichen werden. Bei Partikeln kleiner als - 0,5 Mikrometer überwiegt die Bewegungsgeschwindigkeit gegenüber der Geschwindigkeit ihres Absetzens, und daher können sich solche fein dispergierten (ultrafeinen) Suspensionen praktisch nicht absetzen.
Staubpartikel in der Atmosphäre haben einen großen Einfluss auf das Klima, da sie einen Teil der Sonnenstrahlung absorbieren und auch an der Bildung von Wolken als Kondensationskernen beteiligt sind.
Staub und Gesundheit
Wie wirkt sich Staub auf die Gesundheit aus? Hierbei sind sowohl die chemische Zusammensetzung als auch die Partikelgröße wichtig. Große Partikel (größer als 5-10 Mikrometer) werden normalerweise in den oberen Atemwegen zurückgehalten, während kleinere Partikel in die Lunge eindringen können. Dort können sich selbst chemisch inerte Staubpartikel (z. B. Quarz oder Kohlenstaub) ansammeln, das Lungengewebe mikro schädigen und chronische Atemwegserkrankungen verursachen. Eine anhaltende Entzündungsreaktion in der Lunge beeinträchtigt letztendlich die Arbeit des Herzens und führt zur Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Aus diesem Grund gibt es in vielen Ländern Standards für den Gehalt an mitteldispersen Partikeln (bis zu 2,5 oder bis zu 10 Mikrometer) in der Luft, und feiner dispergierter Staub (bis zu 2,5 Mikrometer) wird als gefährlicher angesehen. Chemische Staubzusammensetzung,Das Vorhandensein von Schwermetallverbindungen und toxischen organischen Verbindungen enthält eine eigene "Spezifität" für den Einfluss von Staub auf den menschlichen Körper.
Laut der Weltgesundheitsorganisation sind ungefähr 3% der Todesfälle aufgrund einer kardiopulmonalen Pathologie und 5% aufgrund von Lungenkrebs mit einem hohen Anteil an Feinstaub in der Luft verbunden. Eine Erhöhung des Gehalts an Staubpartikeln in der Luft um nur 10 μg / m3 kann der Grund für eine Erhöhung der Zahl der Todesfälle um 0,5% sein (und für Menschen über 75 Jahre - doppelt so viel).
Dies sind schreckliche Zahlen, nicht umsonst gibt es viele gesetzliche Beschränkungen für den Grad der Staubigkeit in der Welt in der Welt.
Bei aller Bedeutung der Entwicklung technologischer Methoden zur Bekämpfung der Staubbildung ist eine der wichtigsten Möglichkeiten zur Aufrechterhaltung der Luftreinheit die Erhaltung und Entwicklung natürlicher Gebiete - nicht nur im planetarischen Maßstab, sondern auch im Maßstab eines Rasens (Rasen) im Innenhof eines Stadthauses oder auf einem Autobahn-Trennstreifen. Darüber hinaus beschränkt sich die Rolle natürlicher Gemeinschaften nicht nur auf den "passiven" Schutz - die mechanische Filterung von Staub. Ein lebendes Ökosystem verhindert nicht nur seine Ausbreitung, sondern recycelt auch Staub und absorbiert Schwebeteilchen, die sich aufgrund der Aktivität vieler im Boden und auf seiner Oberfläche lebender Lebewesen aus der Atmosphäre absetzen.
Hausstaub
Haushaltsstaub besteht aus Haaren, abgestorbenen Hautpartikeln, Spinnweben, Flusen aus Stoff und manchmal leichten Ablagerungen und Abfällen, die durch elektrostatische Kräfte und Filzverwicklungen zusammengehalten werden.
Ein Mann bringt Staub mit Oberbekleidung herein; Eine Person selbst fällt laut Statistik beispielsweise etwa 100 Haare pro Tag aus. Wenn sich Haustiere in der Wohnung befinden, wird deren Wolle in den Staub aufgenommen.
Selbst in einer dicht verschlossenen Wohnung mit geschlossenen Fenstern setzen sich in zwei Wochen etwa 12.000 Staubpartikel pro 1 Quadratzentimeter Boden und horizontaler Oberfläche der Möbel ab. Dieser Staub enthält 35% Mineralpartikel, 12% Textil- und Papierfasern, 19% Lederflocken, 7% Pollen, 3% Ruß und Rauchpartikel. Die restlichen 24% sind unbekannter Herkunft und kosmischer Staub.
Hausstaub kann sogenannte Hausstaubmilben enthalten. Trotz ihrer Nähe zum Menschen sind sie selbst praktisch sicher. Abfallprodukte von Hausstaubmilben können jedoch Allergien und eine der häufigsten Ursachen für Asthma verursachen.
Wenn Sie die Zusammensetzung des Staubes richtig untersuchen, stellt sich heraus, dass hier etwa 5.000 Bakterien und weitere 2.000 Pilzarten beheimatet sind. Die Artenzusammensetzung der Pilze hängt vor allem von der geografischen Lage des Hauses ab, während die bakterielle Mikroflora des Staubes stärker von den Bewohnern des Hauses selbst beeinflusst wird. So können Sie bestimmen, welche Haustiere im Raum leben. Das Vorhandensein von Katzen wird durch 24 Bakteriengattungen und das Vorhandensein von Hunden - 56 Gattungen - angezeigt. Meist leben diese Bakterien im Kot dieser Tiere.
Zusätzlich kann die Staubmikroflora verwendet werden, um das Geschlechterverhältnis in der Familie zu berechnen. So können in Häusern, in denen es relativ wenige oder keine Frauen gibt, viele Bakterien Roseburia und Cogupe-Bakterium im Staub gefunden werden (die ersteren leben von menschlichem Kot, die letzteren kommen besonders häufig auf der Haut von Männern vor). In Häusern, in denen es viele Frauen gibt, ist das Bakterium Lactobacillus im Staub reichlich vorhanden - es gelangt von der vaginalen Mikroflora dorthin.
Kosmischer Staub
Jedes Jahr setzen sich auf dem Planeten Erde 40.000 Tonnen kosmischer Staub ab, dessen Größe von wenigen Molekülen bis zu 0,2 Mikrometern reicht. Es entstand im Grunde genommen vor Milliarden von Jahren während der Kollision von Asteroiden, ihrem Fall auf die Oberfläche von Planeten, während Sternfackeln und anderen kosmischen und sogar vulkanischen Phänomenen.
Kosmischer Staub kann durch seine astronomische Position unterschieden werden, zum Beispiel: intergalaktischer Staub, galaktischer Staub, interstellarer Staub, planetarischer Staub, Staubwolken um Sterne, Asteroidenstaub, Kometenstaub und einige kleinere Zusätze: Kuipergürtelstaub, interstellarer Staub, der durch das Sonnensystem fließt und Beta-Meteoroiden.
Im Sonnensystem ist staubige Materie nicht gleichmäßig verteilt, sondern konzentriert sich hauptsächlich in staubigen Wolken unterschiedlicher Größe. Dies konnte während der totalen Sonnenfinsternis am 15. Februar 1961 mit optischen Geräten festgestellt werden.
Wüstenstaub
In den ostasiatischen Ländern sind Staubstürme, einschließlich des sogenannten gelben Staubes der Mongolei (auf Mongolisch - Tuiren), eine echte Katastrophe. Jüngsten Studien des Aviation Meteorological Center in Ulaanbaatar zufolge haben solche Staubstürme erheblich zugenommen: Wenn in den 1950er Jahren fünfmal im Jahr Tuiren beobachtet wurden, hat diese Zahl jetzt dreißig erreicht. Eine andere Studie zeigt, dass die Mongolei in den 1960er Jahren 20 Tage im Jahr Staubstürme hatte, in den 1980er Jahren 50 und 2010 100.
Staubstürme werden durch den globalen Klimawandel und die zunehmende Wüstenbildung verursacht.
Plötzliche Staubstürme stellen eine ernsthafte Gefahr für die Bevölkerung dar. Beispielsweise starben im Mai 2008 während eines starken Sandsturms in der Mongolei 46 Menschen. Schlechtes Wetter ist jedoch nicht nur für die menschliche Gesundheit gefährlich - Tuiren schädigt die ostasiatischen Volkswirtschaften erheblich.
Länder in Afrika und anderen Wüstenregionen leiden nicht weniger unter Staubstürmen. Stürme, die sich durch atmosphärische Flüsse ausbreiten, können das Klima von Gebieten beeinflussen, die Tausende von Kilometern vom Ort ihrer Entstehung entfernt liegen.
