Беглая пыль

Летучая пыль — это термин качества воздуха в окружающей среде, обозначающий очень мелкие частицы, взвешенные в воздухе , в первую очередь минеральную пыль , добываемую из почвы Земли педосферы . Значительный объем летучей пыли, видимый на расстоянии, известен как пылевое облако , а большое пылевое облако, вызванное фронтом порыва ветра, известно как пылевая буря .

Летучие частицы пыли представляют собой в основном минералы, общие для почвы, в том числе оксиды кремния , оксиды алюминия , карбонаты кальция и оксиды железа . Около половины летучих частиц пыли имеют диаметр более 10 и микрометров . оседают быстрее, чем более мелкие частицы ^{[ 1 ]} Сюда не входят твердые частицы из других распространенных искусственных источников, таких как выхлопные газы транспортных средств , горящие кучи или дымовые трубы . Этот термин используется для обозначения того, что пыль «убегает» в атмосферу, а не выбрасывается в «замкнутый поток» из «канального излучателя» ( выхлопной трубы или дымохода ). ^{[ 2 ]}

США По оценкам Агентства по охране окружающей среды , летучая пыль была причиной 92% выбросов PM-10 в Соединенных Штатах в 1995 году. ^{[ 3 ]}

Источники

Беглая пыль от строительных работ в городе.

Летучая пыль возникает в засушливых условиях, когда в земле недостаточно влаги для поддержания адгезии и удержания почвы вместе. Твердые частицы (ТЧ) затем попадают в атмосферу под действием ветра, движения транспортных средств или других видов деятельности. ^{[ 4 ]}

В районах с засушливым или пустынным климатом, особенно в сочетании с сильными ветрами, возникают более серьезные проблемы с летучей пылью. Сухие и нарушенные поверхности могут выделять летучую пыль, переносимую ветром, в течение многих месяцев, прежде чем выпадет достаточное количество осадков для коагуляции почвы, включая пыль Bulldust . Крупномасштабная летучая пыль, приносимая фронтами порывов ветра, создает пыльную бурю .

Поверхности, подверженные летучим выбросам пыли, бывают как естественными, так и искусственными. ^{[ 4 ]} Конкретные источники включают открытые поля и парковки , дороги с твердым покрытием и грунтовые дороги, сельскохозяйственные поля, строительные площадки, открытые складские отвалы и системы транспортировки материалов. ^{[ 5 ]}. Открытые горные работы также являются источниками летучей пыли в результате многих горнодобывающих работ, включая подъёмные дороги , хвостохранилища , бурение, взрывные работы, удаление вскрышных пород и фактическую добычу полезных ископаемых. ^{[ 6 ]}

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA) , в 1995 году 28 процентов летучей пыли в США образовалось на грунтовых дорогах, 23 процента - на строительных площадках , 19 процентов - на сельскохозяйственных работах, 15 процентов - на дорогах с твердым покрытием, 5 процентов - в результате ветровой эрозии, 1 процент - в результате горнодобывающей деятельности. ^{[ 3 ]}

Помимо источников пыли на открытом воздухе, существуют также многочисленные источники пыли внутри помещений, часто в обрабатывающей и аналогичных отраслях. Примеры этого включают процесс металлообработки , который включает в себя различные формы шлифовки , резки и полировки , различные пищевые отрасли, такие как производство сахара, специй и зерна, и даже фармацевтическую промышленность во время упаковки или производства. Чтобы снизить вероятность возникновения различных опасностей, вызванных летучей пылью внутри помещений, профилактика должна быть главным приоритетом. ^{[ 7 ]}

Существует два основных вида опасностей, связанных с переносимой по воздуху пылью: сценарии с горючей пылью и воздействие на здоровье.

Опасности, связанные с горючей пылью

Присутствие пыли в помещении создает возможность взрыва горючей пыли . Для того чтобы это произошло, необходимо наличие нескольких факторов. «Пентагон по взрыву пыли» называет кислород, тепло, топливо, рассеивание и удержание в качестве этих ключевых элементов. Никакого взрыва пыли не могло бы произойти, если бы не было хотя бы одного. Важно отметить, что не вся летучая пыль является легковоспламеняющейся, но ее следует проверить, чтобы определить, представляет ли она потенциальную опасность. Существуют также материалы, которые могут быть негорючими в больших кусках, но становятся опасными, когда превращаются в частицы пыли. ^{[ 8 ]}

Инциденты со взрывами пыли в основном происходят в два отдельных этапа. Первоначальная дефлаграция обычно происходит внутри оборудования или в закрытом помещении. Это может нарушить осевшую пыль или повредить окружающее оборудование. Тогда второй взрыв может оказаться гораздо более разрушительным, поскольку больше пыли будет рассеяно и готово воспламениться. ^{[ 8 ]}

Примеры катастроф, связанных с горючей пылью, включают:

Взрыв на сахарном заводе Imperial в Порт-Вентворте, штат Джорджия . (7 февраля 2008 г.) — Продукт меньшего взрыва, произошедшего внутри закрытой конвейерной ленты. Сахарная пыль поднялась вверх и вызвала более крупный вторичный взрыв. Расследования показали, что оборудование для передачи продукции не было спроектировано должным образом, а служебные процедуры не имели достаточного качества. 14 сотрудников погибли и 36 получили ранения. ^{[ 9 ]}
Вспышка металла в корпорации Hoeganaes и взрыв водорода в Галлатине, штат Теннесси . (27 мая 2011 г.) – Утечка газообразного водорода случайно воспламенилась обслуживающими работниками. Волна давления от первоначального взрыва разогнала металлическую пыль со всех мест на объекте. Горючая пыль загорелась, обрушившись на сотрудников. Ограниченное ограждение конвейеров и отсутствие очистки от пыли можно объяснить тем, что этот инцидент обострился после взрыва водорода. В результате инцидента 5 человек погибли и 3 получили ранения. ^{[ 10 ]}
Взрывы кукурузной пыли компании Didion Milling Inc. в Камбрии, штат Висконсин . (31 мая 2017 г.) – Сотрудники почувствовали запах дыма в некоторых местах завода и решили провести расследование. При сужении источника несколько рабочих услышали и увидели взрыв внутри одной из двух мельниц с вращающимся зазором. Эвакуация прошла быстро, но пламя и вторичные взрывы распространились по всему объекту. Во время инцидента обрушилось несколько зданий, а оборудование было повреждено. Расследование показало, что взрывы были вызваны недостаточным контролем за пылью и отсутствием технических средств контроля, ограничивающих распространение. 5 сотрудников погибли и 14 получили серьезные ранения. ^{[ 11 ]}

Влияние на здоровье

Вдыхание ТЧ людьми приводит к попаданию их в легкие, где они могут вызывать респираторные заболевания, необратимые повреждения легких, а у некоторых людей – преждевременную смерть. ^{[ 4 ]} ТЧ диаметром ≤10 микрометров (PM10) могут нанести вред здоровью человека, причем наихудший вред представляют частицы размером ≤2,5 микрометра (PM2,5). ^{[ 12 ]}

Поскольку переносимая ветром пыль может легко мигрировать, раздражение дыхательных путей может возникнуть у строительных и сельскохозяйственных рабочих, находящихся вблизи источника, а также у других людей, включая диких животных. ^{[ 13 ]} Помимо вредного воздействия на здоровье, абразивный характер твердых частиц может привести к материальному ущербу. ^{[ 14 ]} и плохая видимость, приводящая к столкновениям транспортных средств, приводящим к травмам и смерти. ^{[ 15 ]}

Летучая пыль также может нанести вред жизни растений. В 1999 году Служба национальных парков обнаружила, что лишайники и другие несосудистые растения в Национальном памятнике «Мыс Крузенштерн» на Аляске пострадали из-за пыли, образующейся при транспортировке руды с шахты «Ред Дог» по дороге длиной 19 миль (31 км) внутри памятника. . Последующее исследование, проведенное в 2006 году, выявило слегка повышенные уровни концентрации свинца и кадмия у мелких птиц и полевок, пойманных вдоль дороги. ^{[ 13 ]}

В иске, поданном в 2011 году 150 жителями Ваймеа , Гавайи, утверждается, что их дома «почти ежедневно» подвергались воздействию «беглой пыли, насыщенной пестицидами». Жители утверждали, что их домам был нанесен физический ущерб, и они были вынуждены жить с закрытыми окнами круглый год. Они требовали от DuPont Pioneer денежного возмещения ущерба , чтобы компенсировать снижение стоимости их домов, и предполагали, что будущие судебные иски будут направлены на решение проблем со здоровьем. ^{[ 16 ]}

В иске 2017 года в Мэриленде утверждается, что летучая пыль из кучи угольной пыли высотой 215 футов (66 м) на углеперерабатывающем заводе нанесла «значительный ущерб» в результате эрозии лопастей ветряных турбин на близлежащей ветряной электростанции . ^{[ 14 ]}

Измерение

Один из первых методов измерения летучей пыли был разработан в 1970-х годах и включал изокинетические пробоотборники пыли. После источника пыли требовалось как минимум шесть пробоотборников. Профилирование воздействия было разработано позже и использовалось в 1980-х и 1990-х годах. В более поздних усовершенствованиях используются мониторы пыли с временным разрешением для изоляции кратковременных выбросов пыли. Новые методы включают оптическое дистанционное зондирование, в котором используется лазерный трансмиссометр с открытым трактом, используемый с мониторами пыли с временным разрешением и другими мониторами ветра. ^{[ 12 ]}

Профилактика

Для минимизации летучей пыли используются различные методы. В сельскохозяйственных условиях голая почва может быть покрыта пожнивными остатками или засеяна покровными культурами между сезонами. Грунтовые дороги можно опрыскивать водой, чтобы сдержать пыль, или стабилизировать химикатами, образующими твердую корку, или вымостить заполнителем или твердым покрытием. В ветреных районах ветровые барьеры, включая заборы или растительность, могут снизить скорость ветра и задерживать более крупные частицы, уже находящиеся в воздухе. Орошение можно использовать для поддержания влажности почвы между естественными дождями. ^{[ 4 ]}

С летучей пылью можно бороться путем применения различных химических средств подавления, включая сульфонаты лигнина , нефтяные смолы, латексы , соли, пластмассы и смачивающие агенты. ^{[ 6 ]}

Кучи угольной пыли обрабатываются водой или другими химическими поверхностно-активными веществами для подавления пыли до тех пор, пока влага не испарится. Другие химические вещества могут обеспечить защиту на срок до шести месяцев. Ветровые ограждения из полиэфирной ткани также можно использовать для замедления ветра и минимизации летучей пыли. ^{[ 17 ]}

Для внутренних источников эффективные методы предотвращения включают проверки и изоляцию переноса материала. Внедрение тщательного графика проверки мест потенциального скопления пыли и процедур очистки этих поверхностей может ограничить большое скопление пыли. Ограждение конвейерных лент и обеспечение надлежащих мер по сбору пыли уменьшат утечку и контролируют рассеивание. ^{[ 7 ]}

Регулирование

В американском штате Аризона действует программа по борьбе с сельскохозяйственной пылью, в которой сотрудники отдела контроля проверяют сельскохозяйственные операции и расследуют жалобы на пыль. Все фермы штата должны принять «разумные меры предосторожности», чтобы «минимизировать» выбросы летучей пыли. Более строгие процедуры должны соблюдаться в районах, которые не соответствуют федеральным стандартам качества воздуха. ^{[ 18 ]}^{[ 15 ]}

Федеральное агентство по охране окружающей среды США установило специальные стандарты для среднесуточных твердых частиц, образующихся на действующих шахтах. Более мелкие частицы были обнаружены на расстоянии до 20 километров (12 миль) от горнодобывающих предприятий. ^{[ 19 ]}

Другие типы

Пыль, выделяющаяся из технологического оборудования, которая может не содержать типичные компоненты почвы, также считается летучей пылью. В этом контексте летучая пыль — это пыль, которая «убежала» во время любого механического процесса и попала в атмосферу. Неорганизованные выбросы пыли внутри конструкции могут не только вызвать проблемы с дыханием, но, образуясь при обработке горючих материалов, могут вызвать пожар и взрывную волну в случае возгорания. ^{[ 20 ]}

Летучая пыль приобретает электростатический заряд при рассеивании в воздухе. Распыление противоположно заряженного водяного тумана можно использовать для эффективного контроля пыли в промышленных условиях. При такой заправке требуется меньше воды, чтобы заставить твердые частицы выпадать из воздуха. Этот метод был протестирован со многими материалами, включая кварцевую муку, диоксид серы и летучую золу . ^{[ 21 ]}

См. также

Ссылки

^ Справочник по самопроверке по борьбе с беглой пылью: как контролировать пыль и уменьшать загрязнение воздуха . Калифорнийское агентство по охране окружающей среды. Совет по воздушным ресурсам. Программа содействия соблюдению требований. 1992.
^ Национальный лес Аллегейни (NF), Проект расширения тропы для вездеходов Уиллоу-Крик: Заявление о воздействии на окружающую среду . 2006.
^ Jump up to: ^а ^б Джей Х. Лер; Джанет К. Лер (2000). Стандартный справочник по наукам об окружающей среде, здравоохранении и технологиям . МакГроу Хилл Профессионал. ISBN 978-0-07-038309-8 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Советы по предотвращению появления беглой пыли» . azdeq.gov . Департамент качества окружающей среды штата Аризона . Проверено 27 ноября 2017 г.
^ Уэйн Т. Дэвис; Ассоциация по управлению воздухом и отходами (6 апреля 2000 г.). Руководство по инженерному обеспечению загрязнения воздуха . Уайли. ISBN 978-0-471-33333-3 .
^ Jump up to: ^а ^б Олсон, Кейт С.; Вейт, Дэвид Л. (1987). Борьба с летучей пылью на откатывающих дорогах и хвостохранилищах (Том 9069 Отчета об исследованиях под ред.). Министерство внутренних дел США, Горное бюро . Проверено 27 ноября 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Агентство по охране окружающей среды США, OAR (23 февраля 2022 г.). «Закон о чистом воздухе, разрешающий документы о передовой практике» . www.epa.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Предупреждение об опасности: взрывы горючей пыли» . www.osha.gov .
^ «Взрыв пыли и пожар Imperial Sugar Company | CSB» . www.csb.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.
^ «CSB публикует окончательный отчет о расследовании трех несчастных случаев на заводе по производству железного порошка в Хоэганэсе в Галлатине, штат Теннесси - Расследования - Новости | CSB» . www.csb.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.
^ «Хронология горючей пыли | CSB» . www.csb.gov . Проверено 14 апреля 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Ким, Янг; Платт, Ульрих; Гу, Ман Бок; Ивахаси, Хитоши (4 июня 2009 г.). Атмосферный и биологический мониторинг окружающей среды . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-9674-7 .
^ Jump up to: ^а ^б Репаншек, Курт (12 февраля 2009 г.). «Тяжелые металлы обнаружены в дикой природе национального памятника мыс Крузенштерн» . Путешественник по национальным паркам . Проверено 9 декабря 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Стейплс, Дэниел В. (23 октября 2017 г.). «Ветряная электростанция подала в суд на угольный завод из-за «сбежавшей пыли» » . Новости Дома суда . Проверено 9 декабря 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б Бил, Том (14 октября 2016 г.). «Аризона требует 600 000 долларов за «беглую пыль» к востоку от Тусона» . Аризона Дейли Стар . Проверено 9 декабря 2017 г.
^ Ван Вурхис, Ванесса (13 декабря 2011 г.). «Главная Новости Жители Ваймеа подали в суд на компанию Pioneer» . Садовый остров . Архивировано из оригинала 11 апреля 2013 года . Проверено 27 ноября 2017 г.
^ Ларсон, Аарон (1 сентября 2015 г.). «Решения по борьбе с летучей пылью на угольных складах» . Власть . Проверено 10 декабря 2017 г.
^ «Программа сельскохозяйственной пыли» . azdeq.gov . Департамент качества окружающей среды штата Аризона . Проверено 27 ноября 2017 г.
^ Закон о контроле над горными работами и рекультивации 1977 года. Раздел 501(b) Программа регулирования: Заявление о воздействии на окружающую среду . 1979.
^ Рассел А. Огл (10 сентября 2016 г.). Динамика взрыва пыли . Эльзевир Наука. п. 560. ИСБН 978-0-12-803829-1 .
^ Стюарт А. Хёниг (1977). Использование электростатически заряженного тумана для контроля летучих выбросов пыли . Агентство по охране окружающей среды, Управление исследований и разработок, Лаборатория промышленных экологических исследований.

Дальнейшее чтение

ТЧ 10 и летучая пыль на юго-западе. Воздействие на окружающую среду, источники и средства правовой защиты, Агентство по охране окружающей среды США. ISBN 9781289205263
Технология контроля летучей пыли, выпуск 96 обзора технологий загрязнения ISBN 9780815509332

[fdc-1] Справочник по самопроверке по борьбе с беглой пылью: как контролировать пыль и уменьшать загрязнение воздуха . Калифорнийское агентство по охране окружающей среды. Совет по воздушным ресурсам. Программа содействия соблюдению требований. 1992.

[anf1-2] Национальный лес Аллегейни (NF), Проект расширения тропы для вездеходов Уиллоу-Крик: Заявление о воздействии на окружающую среду . 2006.

[sh-3] Jump up to: ^а ^б Джей Х. Лер; Джанет К. Лер (2000). Стандартный справочник по наукам об окружающей среде, здравоохранении и технологиям . МакГроу Хилл Профессионал. ISBN 978-0-07-038309-8 .

[az1-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Советы по предотвращению появления беглой пыли» . azdeq.gov . Департамент качества окружающей среды штата Аризона . Проверено 27 ноября 2017 г.

[awm-5] Уэйн Т. Дэвис; Ассоциация по управлению воздухом и отходами (6 апреля 2000 г.). Руководство по инженерному обеспечению загрязнения воздуха . Уайли. ISBN 978-0-471-33333-3 .

[bm1-6] Jump up to: ^а ^б Олсон, Кейт С.; Вейт, Дэвид Л. (1987). Борьба с летучей пылью на откатывающих дорогах и хвостохранилищах (Том 9069 Отчета об исследованиях под ред.). Министерство внутренних дел США, Горное бюро . Проверено 27 ноября 2017 г.

[:0-7] Jump up to: ^а ^б Агентство по охране окружающей среды США, OAR (23 февраля 2022 г.). «Закон о чистом воздухе, разрешающий документы о передовой практике» . www.epa.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.

[:1-8] Jump up to: ^а ^б «Предупреждение об опасности: взрывы горючей пыли» . www.osha.gov .

[9] «Взрыв пыли и пожар Imperial Sugar Company | CSB» . www.csb.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.

[10] «CSB публикует окончательный отчет о расследовании трех несчастных случаев на заводе по производству железного порошка в Хоэганэсе в Галлатине, штат Теннесси - Расследования - Новости | CSB» . www.csb.gov . Проверено 13 апреля 2024 г.

[11] «Хронология горючей пыли | CSB» . www.csb.gov . Проверено 14 апреля 2024 г.

[abem-12] Jump up to: ^а ^б Ким, Янг; Платт, Ульрих; Гу, Ман Бок; Ивахаси, Хитоши (4 июня 2009 г.). Атмосферный и биологический мониторинг окружающей среды . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-9674-7 .

[npt1-13] Jump up to: ^а ^б Репаншек, Курт (12 февраля 2009 г.). «Тяжелые металлы обнаружены в дикой природе национального памятника мыс Крузенштерн» . Путешественник по национальным паркам . Проверено 9 декабря 2017 г.

[chn1-14] Jump up to: ^а ^б Стейплс, Дэниел В. (23 октября 2017 г.). «Ветряная электростанция подала в суд на угольный завод из-за «сбежавшей пыли» » . Новости Дома суда . Проверено 9 декабря 2017 г.

[ads1-15] Jump up to: ^а ^б Бил, Том (14 октября 2016 г.). «Аризона требует 600 000 долларов за «беглую пыль» к востоку от Тусона» . Аризона Дейли Стар . Проверено 9 декабря 2017 г.

[gi1-16] Ван Вурхис, Ванесса (13 декабря 2011 г.). «Главная Новости Жители Ваймеа подали в суд на компанию Pioneer» . Садовый остров . Архивировано из оригинала 11 апреля 2013 года . Проверено 27 ноября 2017 г.

[power1-17] Ларсон, Аарон (1 сентября 2015 г.). «Решения по борьбе с летучей пылью на угольных складах» . Власть . Проверено 10 декабря 2017 г.

[az2-18] «Программа сельскохозяйственной пыли» . azdeq.gov . Департамент качества окружающей среды штата Аризона . Проверено 27 ноября 2017 г.

[smc-19] Закон о контроле над горными работами и рекультивации 1977 года. Раздел 501(b) Программа регулирования: Заявление о воздействии на окружающую среду . 1979.

[ded-20] Рассел А. Огл (10 сентября 2016 г.). Динамика взрыва пыли . Эльзевир Наука. п. 560. ИСБН 978-0-12-803829-1 .

[ecf-21] Стюарт А. Хёниг (1977). Использование электростатически заряженного тумана для контроля летучих выбросов пыли . Агентство по охране окружающей среды, Управление исследований и разработок, Лаборатория промышленных экологических исследований.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]