Aerosool: erinevus redaktsioonide vahel

'''Aerosool''' on [[gaas|gaasi]] ja väikeste [[tahkis|tahkete]] osakeste või [[vedelik|vedeliku]] piiskade dispersne segu. Aerosoolid on olulised [[atmosfäärikeemia]], nähtavuse[[nähtavus]]e, [[pilv|pilvede]] moodustumise, [[atmosfäär|atmosfääri]] [[kiirgus|kiirguse]] ja [[elekter|elektri]] seisukohalt.<ref name="Hobbs"/> Aerosooliks nimetatakse ka koos gaasiga [[|rõhk|rõhu]] all olevat täiteainet, mis täidab aerosooli[[balloon]]e. Sellised aerosooltooted on [[deodorant|deodorandid]], [[putukamürk|putukamürgid]], [[juukselakk|juukselakid]], värvid jms.

Tekkeviisi alusel jagunevad aerosoolid [[primaarne|primaarseteks]] ja [[sekundaarne|sekundaarseteks]]. Aerosoolid kas [[emiteerima|emiteeritakse]] otse tekkeallikast valmiskujul või tekivad keskkonnas füüsikaliste ja keemiliste protsesside käigus. Primaarseteks on otse allikatest paiskuvad aerosoolid nagu [[vulkaaniline tuhk|vulkaaniline tuhk]], [[mereaerosool]], [[tuul|tuule]]-[[erosioon|erosiooni]] [[tolm]], [[kaevandamine|kaevandamisel]] ja lõhkamistöödel tekkiv tolm, autotranspordiauto[[transport|transpordi]] tolm. Sekundaarsed aerosoolide tekivad erinevate atmosfäärigaaside reageerimisel ja [[kondenseerumine|kondenseerumisel]] või [[jahtumine|jahtuva]] gaasi kondenseerumisel. Tekkimisel võivad osaleda nii looduslikud gaasid kui ka inimtegevuse poolt õhku paisatud [[lisandgaas|lisandgaasid]] ([[vääveldioksiid|SO₂]], [[ammoniaak|NH₃]], NO_x, joodoksiidid[[[jood]]i oksiidid, gaasilised orgaanilised ained). Nii tekivad näiteks pilvepiisad ja [[sudu]].<ref name="Tamm"/>

Tekke- ja emiteerumisallikate alusel jagunevad aerosoolid [[looduslik|looduslikeks]] ja [[inimtekkeline|inimtekkelisteks]]<ref name="Hobbs"/>:

* Suurem osa [[õhk|õhu]] aerosoolidest pärineb looduslikest allikatest. Näiteks bioloogilistest allikatest lähtuv [[taim|taimne]] [[materjal]] nagu [[õietolm]] ja [[seeme|seemned]] ning [[lenduvad orgaanilised ühendid]] (VOC), väikesed elusorganismidelus[[organism]]id nagu [[bakter|bakterid]] ja [[viirus|viirused]], biomassi[[biomass]]i [[põlemine|põlemise]] [[tuhk]] ja gaasid, [[maapind|maapinnalt]] tuulte ja turbulentsi[[turbulents]]i poolt õhku tõstetud pinnaseosakesed[[pinnas]]eosakesed, vulkaaniline tuhk ja sulfaatsed[[sulfaat]]sed gaasid, mereveest eralduvate mullide[[mull]]ide lõhkemisel lenduvad soolaosakesed[[sool]]aosakesed.

*Inimtekkelisi aerosoole on kogu hulgast ligi 20%<ref name="Hobbs"/>. Allikatena võib vaadelda sõiduteid, põllumaid, kütuste[[kütus]]te põletamist ning [[tööstus]]protsesse. Õhku jõuavad osakesed [[tuul|tuulte]] tõttu, [[erosioon|erosiooniga]] või kõrgetest korstnatest ja transpordivahenditest. Näiteks paiskuvad nii õhku pinnaseosakesed, [[vingugaas|CO]] (põlemisprotsessidest), SO₂ (tööstusest),[[lämmastikoksiidid|NO_x]] (transpordist), [[lenduvad orgaanilised ühendid]] (VOC).

Õhu gaasiliste komponentide molekulide [[diameeter|diameetrid]] jäävad alla 1 nm. Aerosooliosakeste mõõtmed on enamasti suuremad, kuid väga varieeruvad, alates mõnest nanomeetrist kuni kümnete mikromeetriteni. Suuruse järgi eristatakse PM10, PM 2PM2,5, PM1 osakesi. Need vastavad 10, 2,5 ja 1 mikromeetrise diameetriga osakestelediameetritele. Täpsemalt näitab see jaotus aerodünaamilist diameetrit, mille puhul läbivad osakesed mõõtmisprotsessis 50%-lise [[efektiivne|efektiivsusega]] vastava [[selektiivne|selektiivse]] sisendi.

* PM1 osakesi tekib tööstuses[[tööstus]]es (sulfaadid, [[nitraat|nitraadid]], [[ammoonium]], [[elementaarne]] ja [[orgaaniline]] [[süsinik]]), kütuste põletamisel, maakide[[maak]]ide [[sulatamine|sulatamisel]], metallide[[metall]]ide tootmisel.

* PM 2,5 osakeste hulka kuuluvad enamik [[mehaaniline|mehaaniliste]] protsesside tagajärjel tekkivatest aerosoolidest nagu [[erosioon|erosiooni]], [[tuul|tuule]], purustamise puhul tekkiv tolm, tolm teedelt, tänavatelt, ehitusest, [[põllumajandus|põllumajandusest]], [[meresool]], [[õietolm]], taime [[eos|eosed]], [[lendtuhk]] kütuste põletamisest, [[vulkaaniline tuhk]], tulekahjudest[[tulekahju]]dest lenduvad osakesed.

Suuremad osakesed viibivadväljuvad erinevate väljakandeteede kaudu [[atmosfäär|atmosfäärist]] kiiremini ja pole keemiliselt nii [[aktiivne|aktiivsed]], seega leivad muundumisprotsessid aset justkui sekundaarseteväikesed aerosoolisekundaarsed osakestegaosakesed. Nende suurus on [[atmosfäär|atmosfääris]] ajas muutuv. Põhiline muundumisskeem on järgmine<ref name="Tamm" />:

* Nukleatsiooni produktid kasvavad samade või teiste õhu [[lisandgaas|lisandgaaside]] molekulide[[molekul]]ide [[kondenseerumine|kondenseerumisel]] nende pinnale ja nende osakeste omavahelise liitumise ehk koagulatsiooni[[koagulatsioon]]i käigus.

* Sekundaarosakesed ei kasva läbimõõdult suuremaks kui üks mikromeeter, sest kasvuprotsessid aeglustuvad läbimõõdu suurenedes ja eluiga piirab väljasadestuminevälja[[sadenemine|sadestumine]].

MärgdepositsioonMärg[[depositsioon]] jaguneb omakorda lihtsalt väljapesemiseks (''washout''), kus osake ühineb olemasoleva pilvetilgaga, vihmaga väljapesemiseks (''rainout''), kus osake on [[kondensatsioonituum]], ja väljapühkimiseks (''sweepout''), kus osake haaratakse kaasa saju käigus.

Atmosfääri aerosoolil on mitmeid olulisi rolle, näiteks põhjustab atmosfääri hägususe[[hägusus]]e, hajutab ja neelab [[päikesekiirgus|päikesekiirgust]], on pilvede ja udude tekkel [[kondensatsioonituum|kondensatsioonituumadeks]], seob kergeid [[ioon|ioone]], vähendades oluliselt nende elektrilist liikuvust, muundades sellega [[laeng|laengu]] jaotust ruumis ja [[elektriväli|elektrivälja]], omab olulist rolli atmosfäärikeemias, mõjutab [[kliima|kliimat]]. <ref name="Introduction"/>

Aerosoolide mõju inimese tervisele on väga tugev. Peened aerosoolid võivad põhjustada [[süda|südame]]- ja [[kopsud|kopsu]]haigusi, astmahooge ja mitmeid teisi terviserikkeid. Eriti ohtlikud on väga väikesed [[saaste|saaste]]osakesed, need läbivad [[membraan|membraane]] ning kanduvad [[vereringe|vereringega]] [[organ|organitesse]] laiali kahjustades kogu [[organism|organismi]]. Kuna aerosoolid sisaldavad erinevaid ohtlike saastegaaside komponente, on kahjulikke mõjusid veel. Näiteks soodustab hingamisteede haigusi ka SO₂, mis on ohtlik ka taimedele, kuna lagundab kattekudesid[[kattekude]]sid ning pidurdab taime arengut. Ohtlik on ka gaasiliste NO_x sisaldus, need mõjuvad [[hemoglobiin|hemoglobiini]] kaudu organismide vereringet[[vereringe]]t. Aerosoolide toime on väga keeruline, kuna on raske eristada ühe aine mõju teise omast. Seega on tegemist olulise uurimisvaldkonnaga. Praeguseks on näiteks tõestatud kahjulik toime epidemioloogilistes[[epideemia|epidemioloogialistes]] ja ka diiselmootori[[diisel]]mootori ülipeente heitgaasiosakeste[[heitgaas]]iosakeste lühiajalise eksponeerimise mõju uurivas eksperimendis.<ref name="Orru"/>

'''Londoni"[[London]]i sudu'''" on näide aerosoolide kahjulikkusest. Algselt pärineb nimi 1905. aastast, mil Londonis söega kütmise tagajärjel eraldus korstnatest palju suitsu[[suits]]u (tahma) ning [[vääveldioksiid|vääveldioksiidi]]. Tahma aerosooli osakesed on kondenseerumistuumadeks [[õhuniiskus|õhuniiskuse]] ja udupiiskade jaoks.<ref name="Hobbs"/>

Tahmas leiduva raudsulfiidi[[raudsulfiid]]i reaktsiooni{reaktsioon]]i õhuhapnikugaõhu[[hapnik]]uga kirjeldab järgmine valem:

Tekkiv SO₂ on vees hästi [[lahustumine|lahustuv]] ning kogub selle tõttu enda ümber kondenseeruvat vett. Tahmas sisaldub ka [[metall|metalli]]jääke, mille [[katalüüs|katalüüsi]] abil muudetakse SO₂ edasi [[väävelhape|väävelhappeks]]. Tulemuseks on tervist kahjustav aerosool.<ref name="kkkeemia"/>

* Nukleatsioonimood (u. 3–30 nm) – gaasiliste lisandite kondenseerumisel moodustuvad [[klaster|klastrid]], mis kaovad kiirelt [[Browni liikumine|Browni liikumises]] [[akumuleerumine|akumuleerumise]] tõttu.

Proovikogumise variantideks on isokineetilineiso[[kineetika|kineetiline]] proovivõtt, kus õhku imetakse läbi avause mõõteaparaati ning mõõtmised on seotud osakeste liikumis[[inerts|inertsiga]], ja [[filtreerimine]], kus osakesed kogutakse [[filter|filtrile]] sellest õhku läbi imedes ning mõõtmised on seotud filtripaberi omaduste muutumisega.

* [[Nefelomeeter]] – põhineb osakeste omadusel oma diameetrist olenevalt hajutada valgust[[valgus]]t. Selle abil mõõdetakse atmosfääri läbipaistvust[[läbipaistvus]]t.

* [[Etalomeeter]] – põhineb osakeste peegeldusomadustel[[peegeldumine|peegeldus]]omadustel. Määratakse filtrilt peegelduva valgushulga muutumist.

* Beeta-nõrgenemine – põhineb osakeste omadusel neelata [[beeta-kiirgustkiirgus]]t. Mõõdetakse beeta-kiirguse nõrgenemist filtri läbimisel.

* Resoneeriv mikrotasakaalmikro[[tasakaal]] – põhineb võnkuva elemendi [[resonantsisagedus|resonantssageduse]] muutumisel elemendile sadestuvate aerosooliosakeste tõttu.

* Proovikogujad – [[lehter|lehtrid]], millesse teatud perioodi vältel sadestunud osakeste mass mõõdetakse.

===Suurusjaotuse ehk [[spekter|spektri]] määramine===

* Difusioonipatarei[[Difusioon]]ipatarei – õhk juhitakse läbi toru. Seintele difundeerumise kiiruse määrab [[inerts]]. Suuremad osakesed sadestuvad lühema vahemaa läbimise jooksul, tekib suurusjaotus.

* Elektrilise liikuvuse analüsaator – põhineb laetud osakeste triivimisel õhus elektrostaatilise välja toimel. Kuna liikumise suuna muutus [[kondensaator]]i katete vahel on määratud osakese laengu[[laeng]]u ja massiga, saab võrdsete laengute puhul määrata osakeste massid.

* [[optika|Optiline]] osakeste loendur – mõõdetakse [[laser|laser]]kiire hajumist keskkonnas.