| |
Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: В. Машек, канд. техн. наук. Сажи от твердых топлив. Исследовательский институт Новой Гуты К. Готвальда, Острава, ЧССР. «Гигиена и санитария» №7, 1970 г.
Еще в 1775 г. Роtt обнаружил рак кожи у трубочистов, позднее Curling описал опухолевые явления на пальцах у садовников, применявших сажу для удобрения почвы, и, наконец, Paget обнаружил аналогичные изменения на ушах и коже шеи грузчиков, переносивших мешки с сажей. Однако лишь в последние 10—20 лет было показано, что в саже могут присутствовать полициклические соединения, из которых канцерогенным является 3,4-бензпирен. Особенно вредными оказались бензольные экстракты из сажи, в том числе и из древесной сажи, собранной в коптильнях (сажа без растворимых в бензоле составных частей не содержит полициклических соединений).
В воздухе городов и промышленных центров также присутствует сажа, именно она является интенсивным окрашивающим веществом. Было установлено, что чернящие свойства сажи примерно в 100 раз выше, чем минеральной пыли воздуха. Сажа может вызвать также изменения в тканях легких, проявляющиеся на рентгенограмме в виде более отчетливых границ легкого, деформации легкого и фиброзных полос.
Сажа образуется в результате термического разложения топлива или вследствие его неполного сгорания. При искусственном термическом разложении твердых топлив без доступа воздуха образуется до 25% сажи, при неполном сгорании в печи — до 62%. Структура сажи более или менее сходна со структурой графита, однако она менее правильна. Структура формируется элементарными кристалликами, которые по двум измерениям совершенно аналогичны кристаллу графита, но точно не упорядочены относительно перпендикулярной оси (так называемая турбостатическая структура).
Работ, касающихся состава сажи в воздухе городов, в литературе относительно немного. Так, Spurny обнаружил в воздухе Праги среди всех загрязнений 31,72% сажи при средней концентрации загрязнений 0,133 мг/м3, причем в образце присутствовало 40,7% окиси кремния. Zdrazil и Picha обнаружили в печной саже канцерогенный 3,4-бензпирен, причем в саже, образующейся при сгорании бурого угля, его было до 34 мкг/г, а в древесной саже — 26 мкг/г. Grimmer обнаружил в саже городского воздуха в ФРГ около 20 мкг/г 3,4-бензпирена.
В целях болес подробного изучения состава сажи, образующейся при сгорании твердого топлива, мы в начале 1969 г. собрали ряд образцов сажи, выбрасываемой печами вокруг г. Остравы. Всего проанализировано 12 образцов сырой сажи, в том числе по 2 образца, образовавшихся при сгорании кокса, каменного или бурого угля, и по 3 образца, образовавшихся при сгорании брикетов бурого угля или древесины. Перед анализом все образцы высушивали в течение 3 часов при температуре 105° (см. таблицу).
Состав сажи твердого топлива, выбрасываемой печами в воздух городов
|
Происхождение сажи
|
№ образца
|
Содержание 3,4-бензпирена (в мкг/г)
|
Удельная поверхность (в м2/г)
|
Зольность (%)
|
Суммарное железо
|
Состав золы (в %)
|
|
Двуокись кремния
|
Общая сера
|
Мышьяк
|
|
Из кокса1
|
1
|
0,2
|
2,53
|
58,43
|
8,73
|
41,37
|
0,57
|
0,122
|
|
2
|
0,1
|
4,18
|
47,65
|
8,06
|
40,51
|
0,34
|
0,085
|
|
Из каменного угля
|
3
|
9,2
|
15,65
|
28,65
|
6,38
|
50,25
|
2,45
|
0,026
|
|
4
|
7,5
|
11,02
|
41,39
|
7,09
|
48,15
|
2,69
|
0,040
|
|
Из бурого угля
|
5
|
1,4
|
7,75
|
81,02
|
7,39
|
43,30
|
4,51
|
0,029
|
|
6
|
1,5
|
5,11
|
69,37
|
8,02
|
42,88
|
4,09
|
0,034
|
|
Из буроугольных брикетов
|
7
|
0,5
|
2,83
|
79,52
|
7,67
|
43,20
|
5,99
|
0,052
|
|
8
|
0,7
|
3,61
|
55,14
|
7,81
|
41,83
|
5,80
|
0,067
|
|
9
|
0,7
|
3,50
|
59,44
|
7,59
|
42,94
|
5,68
|
0,065
|
|
Из древесины
|
10
|
11,5
|
6,13
|
36,17
|
4,81
|
67,62
|
0,67
|
0,000
|
|
11
|
12,4
|
6,52
|
29,84
|
3,92
|
59,18
|
0,72
|
0,000
|
|
12
|
20,1
|
4,32
|
60,04
|
2,24
|
77,62
|
1,79
|
0,025
|
1При центральном отоплении.
Содержание 3,4-бензпирена определяли по методу, описанному Zdrazil Picha, т.е. продварительно экстрагировали 3,4-бензпирен бензолом, а затем определяли при помощи хроматографии на частично ацетилированной целлюлозе. Для определения удельной поверхности сажи использовали метод термической десорбции жидкого азота с применением для этого нового аппарата чехословацкой конструкции. Определение золы и количественное определение содержания в золе неорганических соединений осуществляли известными классическими методами.
В результате проведенных исследований установлено, что сажа, образуемая при сгорании твердого топлива, попадающая из дымовых труб в воздух, содержит значительное количество несгораемых веществ: около половины веществ составляет двуокись кремния, 2—9% — железо, 0,3—0,6% — сера и небольшое количество — мышьяк. Внешний вид частиц образцов сырой сажи хорошо виден на фотографиях, полученных при помощи электронного микроскопа Tesla ВS 249 при увеличении 15900 раз (см. рисунок, а) и его можно сравнить с чистой сажей промышлешюго производства (содержание золы 0,05%), частицы которой видны на рисунке б.
Удельная поверхность образцов сырой сажи невелика, что также указывает на присутствие веществ с небольшой удельной поверхностью. Наименьшее содержание канцерогенного 3,4-бензпирена было обнаружемо в саже из кокса, относителыю наибольшее — в саже из древесины и каменного угля. Однако здесь большую роль играет не вид твердого топлива, а способ его подачи в печь и режим сгорания, а также тип печи, как уже ранее установил Dikun.
Вполне очевидно, что выброс такой сажи в воздух городов отнюдь не желателен.
Назад в раздел
|
|
