Дисперсное распределение аэрозольных наночастиц сигаретного дыма при курении

Известия ЮФУ. Технические науки Тематический выпуск

БИБИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Р. Берд, В. Стьюарт, Е. Лайтфут. Явления переноса. Пер. с англ. - М.: Химия, 1974. -687 с.

УДК 534.29:551.594.25

М.А. Тимошенко, Н.Н. Чернов ДИСПЕРСНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АЭРОЗОЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ СИГАРЕТНОГО ДЫМА ПРИ КУРЕНИИ

При активном и пассивном курении в организм человека поступают наноразмерные аэрозольные частицы. Для исследования влияния этих частиц на здоровье человека необходимо знать их дисперсное распределение. Нами исследовано дисперсное распределение аэрозольных частиц четырех сортов сигарет: Marlboro, Bond, Наша Марка и махорка. Методика взятия проб и исследование частиц с помощью наномикроскопа опубликованы в [1].

Исследования наночастиц сигаретного дыма с помощью атомно-силовой микроскопии позволили установить первоначальную форму и дисперсный состав частичек. Было установлено, что частицы сигаретного дыма имеют округлую продолговатую форму, способны образовывать нитевидные агрегаты в статических условиях. Размеры частиц находятся в достаточно широком диапазоне: от единиц - десятков нанометров до десятков микрон.

Дисперсное распределение рассматриваемых частиц подчиняется нормальнологарифмическому закону. Оно представлено в виде интегральных кривых в вероятностно-логарифмической сетке, когда по вертикальной оси откладывается процентное содержание частиц, имеющих размер меньше данной величины Dp=2R (используя табличные значения интеграла Лапласа), т.е. кумулятивная функция распределения [2]:

Ф(Ор) = 0,5 ±--L= [ exp Р \2п *

( z 2 А 2

0 v /

log Dp - log D c log D

dz,

p

где clogDp - среднеквадратичное отклонение логарифмов диаметров; DM- медианный

диаметр частиц; а по горизонтальной оси - log Dp. В вероятностно-логарифмической

сетке распределение аэрозольных частиц по размерам имеет форму прямых линий. В этом случае значение размера для Ф(Dp)=0,5 (50 %) соответствует медианному размеру частиц, а угол наклона прямой определяется дисперсией распределения:

tga= , * • (2) clog Dp

Для расчета использовались результаты исследований наночастиц сигаретного дыма, полученные в виде фотографий методом атомно-силовой микроскопии. По фотографиям были оценены размеры частиц и получено дисперсное распределение. На рис. 1 приведены микрофотографии частиц дыма известных марок сигарет.

Раздел III. Биотехнологии, в т.ч. биомедицинские нанотехнологии

Ч-/

Рис. 1. Фотографии, полученные методом атомно-силовой микроскопии: а - Marlboro; б - Наша Марка; в - Bond

Подсчет дисперсного состава проведен для одного образца сигарет - Marlboro. Частицы этой марки сигарет являются самыми маленькими: шириной до 1,5 микрон и высотой до 120 нм. На рис. 2 представлены результаты подсчета дисперсного состава наночастиц сигаретного дыма.

а

б

в

Известия ЮФУ. Технические науки

Тематический выпуск

0.51

Рис. 2. Дисперсное распределение частиц сигаретного дыма

Как видно из рисунка, дисперсное распределение подчиняется нормальнологарифмическому закону. На рис. 2 показано, что кумулятивная функция плавно увеличивается с ростом размеров частиц.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Чернов Н. Н., Тимошенко М. А. Исследование частиц сигаріт^оГ

вестия ТРТУ, 2006. - № 12(67). - С. 118-120. ЧУ (

2. Тимошенко В.И., Чернов Н.Н. Взаимодействие и диффузия час*

Ростов-на-Дону: ООО «Ростиздат», 2003. - 304 с.

Г

ог, Из-

в звуковом поле.

УДК 539.2

В.Ю. Вишневецкий, Ю.М. Вишневецкий К ВОЗМОЖНОСТИ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ КАК ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Вопрос появления наночастиц в окружающей среде и их воздействия наШружающую среду стал очень актуален в связи с бурным развитием нанотехнологий как у нас в страш/ так и за рубежом. Поэтому многие ученые и экологи занимаются вопросом изученя воздействия наноматериалов на окружающую среду. С появлением новой аппаратной части и соответствущих технологий встал вопрос и об изучении известных поллютанотов на наноуровне.

Весной 2008 г. более ста ученых из разных стран мира встретились в Швейцарии на конференции «папоЕСО» для обсуждения проблем, связанных с воздействием синтезированных наночастиц на окружающую среду [1]. Хотя наноэкотоксикология является молодой областью исследований, были представлены интересные и важные результаты. Конечно, в центре внимания были нерешенные проблемы: как и в каких количествах наночастицы из «нанопродуктов» попадают в окружающую среду; каким будет, к примеру, уровень загрязнений рек, почвы; какие аналитические методы могут быть эффективно использованы?