Aerosool: erinevus redaktsioonide vahel

'''Aerosool''' on [[gaas|gaasi]]i ja väikeste [[tahkis|tahkete]] osakeste või [[vedelik|vedeliku]]u piiskade dispersne segu. Aerosoolid on olulised [[atmosfäärikeemia]], [[nähtavus]]e, [[pilv|pilvede]]ede moodustumise, [[atmosfäär|atmosfääri]]i [[kiirgus|kiirguse]]e 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. Väljenditega "aerosool" ja "aerosooli osake" viidatakse enamasti vedela või tahke aine osakestele, mille väljastamisel gaasi tekib dispersne segu.

Aerosoolide dispersioonikeskkonnaks on gaas ning dispersseks faasiks [[tahkis|tahked]] osakesed või vedeliku piisad. Dispergeeritud faasi agregaatoleku järgi jagunevad aerosoolid [[udu|uduks]]ks (vedel dispergeeritud faas) ja [[suits|suitsuks]]uks (tahke dispergeeritud faas).<ref name="Roos"/>

[[Pilt:Sha1993_smog_wkpdSha1993 smog wkpd.jpg|pisi|Suurlinnade sudu]]

[[Pilt:Clouds_003Clouds 003.jpg|pisi|Pilved]]

Tekkeviisi alusel jagunevad aerosoolid [[primaarne|primaarseteks]] ja [[sekundaarne|sekundaarseteks]]. Aerosoolid kas [[emiteerimine|emiteeritakse]] otse tekkeallikast valmiskujul või tekivad keskkonnas füüsikaliste ja keemiliste protsesside käigus. Primaarseteks on otse allikatest paiskuvad osakesed, nagu [[vulkaaniline tuhk|vulkaaniline tuhk]], [[meresool]], [[tuul|tuule]]e-[[erosioon|erosiooni]]i [[tolm]], [[kaevandamine|kaevandamisel]] ja lõhkamistöödel tekkiv tolm, auto[[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]]id ([[vääveldioksiid|SO₂]], [[ammoniaak|NH₃]], lämmastikoksiidid|NO_x]], [[jood]]i [[oksiid]]id, gaasilised orgaanilised ained). Nii tekivad näiteks pilvepiisad ja [[sudu]].<ref name="Tamm"/>

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

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

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

Õhu gaasiliste komponentide molekulide [[diameeter|diameetrid]] jäävad alla 1 nm (10^-9m). Aerosooliosakeste mõõtmed on enamasti suuremad, kuid väga varieeruvad, alates mõnest nanomeetrist (10^-9m) kuni kümnete mikromeetriteni (10^-6m). Suuruse järgi eristatakse PM10, PM2,5, PM1 osakesi. Need vastavad 10, 2,5 ja 1 mikromeetristele diameetritele. Täpsemalt näitab see jaotus aerodünaamilist diameetrit, mille puhul läbivad osakesed mõõtmisprotsessis 50%-lise [[efektiivsus|efektiivsusega]]ega vastava selektiivse sisendi.

<ref name="Kaasik">Kaasik, M. Keskkonnaseire füüsikalised alused. Tartu Ülikool. [http://www.physic.ut.ee/~mkaasik/Seirekursus/ Kaasik, M. Keskkonnaseire füüsikalised alused. Tartu Ülikool]</ref>

* PM2,5 osakeste hulka kuuluvad enamik mehaaniliste protsesside tagajärjel tekkivatest aerosoolidest, nagu [[erosioon|erosiooni]]i, [[tuul|tuule]]e, purustamise puhul tekkiv tolm, tolm teedelt, tänavatelt, ehitusest, [[põllumajandus|põllumajandusest]]est, [[meresool]], [[õietolm]], taime [[eos|eosed]]ed, [[lendtuhk]] kütuste põletamisest, [[vulkaaniline tuhk]], [[tulekahju]]dest lenduvad osakesed.

Suuremad osakesed väljuvad atmosfäärist kiiremini ja pole keemiliselt nii [[aktiivne|aktiivsed]], kui väikesed sekundaarsed osakesed. Viimaste suurus on [[atmosfäär|atmosfääris]]is ajas muutuv. Põhiline muundumisskeem on järgmine<ref name="Tamm" />:

* Erinevad keemilised ja füüsikalised protsessid muudavad [[atmosfäär|atmosfääri]]i paisatud ained kergesti [[kondenseerumine|kondenseeruvaks]]. Molekulide piisava [[kontsentratsioon|kontsentratsiooni]]i saavutamisel ühinevad need tilkadeks või tahke aine osakesteks. Ühinemisprotsessi nimetatakse [[nukleatsioon|nukleatsiooniks]]iks ning selle käigus tekivadki sekundaarsed aerosoolid.

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

Aerosooliosakesed ei saa [[atmosfäär|atmosfääris]]is igavesti püsida. Õhus viibimise aeg on mõnest päevast kuni mõne nädalani. Osakese eluiga oleneb asukohast ning osakese suurusest. Eemaldumisprotsesse mõjutavad [[gravitatsioon]] ja kondenseerumispinnad.

Kuivdepositsioon jaguneb omakorda [[gravitatsioon|gravitatsiooniliseks]]iliseks ja [[turbulents|turbulentseks]]eks väljasadestumiseks.<ref name="Introduction"/>

Atmosfääri aerosooli osakestel on mitmeid olulisi rolle, näiteks põhjustavad atmosfääri [[hägusus]]e, hajutavad ja neelavad [[päikesekiirgus|päikesekiirgust]]t, on pilvede ja udude tekkel [[kondensatsioonituum|kondensatsioonituumadeks]]adeks, seovad kergeid [[ioon|ioone]]e, vähendades oluliselt nende elektrilist liikuvust, muundades sellega [[laeng|laengu]]u jaotust ruumis ja [[elektriväli|elektrivälja]], omavad olulist rolli atmosfäärikeemias, mõjutavad [[kliima|kliimat]]t. <ref name="Introduction"/>

Aerosoolide mõju inimese tervisele on väga tugev. Peened aerosoolid võivad põhjustada [[süda|südame]]me- ja [[kopsud|kopsu]]haigusi, astmahooge ja mitmeid teisi terviserikkeid. Eriti ohtlikud on väga väikesed [[saaste|saaste]]osakesed, need läbivad [[membraan|membraane]]e ning kanduvad [[vereringe|vereringega]]ga [[organ|organitesse]]itesse laiali, kahjustades kogu [[organism|organismi]]i. Kuna aerosoolid sisaldavad erinevaid ohtlike saastegaaside komponente, on kahjulikke mõjusid veel. Näiteks soodustab hingamisteede haigusi SO₂, mis on ohtlik ka taimedele, kuna lagundab [[kattekude]]sid ning pidurdab taime arengut. Ohtlik on ka gaasiliste NO_x sisaldus, mis mõjutab [[hemoglobiin|hemoglobiini]]i kaudu organismi [[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 [[epideemia|epidemioloogilistes]] ja ka [[diisel]]mootori ülipeenete [[heitgaas]]iosakeste lühiajalise eksponeerimise mõju uurivas eksperimendis.<ref name="Orru"/>

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

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

Aerosooli [[kontsentratsioon|kontsentratsiooni]]i väljendamiseks kasutatakse kas [[ruumala|ruumala]]ühikus leiduvate osakeste arvu ehk arvkontsentratsiooni või ruumalaühikus leiduvate osakeste [[mass|massi]]i ehk masskontsentratsiooni. Need näitajad on omavahel seotud ning üksteiseks teisendatavad osakeste kuju ja [[tihedus|tiheduse]]e kaudu. Suuruse erinevustest tingitult on väikestel osakestel võrreldes jämedate osakestega masskontsentratsioon väiksem ning arvkontsentratsioon suurem. Aerosooli mõõtmisi tehakse tuginedes osakeste erinevale massile.

* Akumulatsioonimood (u 100–1 μm) – tekivad väiksemate osakeste ühinemisel (koagulatsioonil), põlemisel, aurude kondenseerumisel jms protsessides. Need osakesed kogunevad atmosfääris, kuna on liiga suured selleks, et [[difusioon|difusiooni]]i teel kiiresti edasi koaguleeruda ja liiga väikesed selleks, et [[raskusjõud|raskusjõu]] mõjul välja sadestuda. Väljuvad atmosfäärist väljapesemisel [[sademed|sademetega]].

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

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

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

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

<ref name="Roos">Roos, I. Õhusaaste. TTÜ Soojustehnika Instituut.[http://deepzone2.ttu.ee/soojus/loengud/roos/Loeng%204%20b%20Ohusaaste.pdf Roos, I. Õhusaaste. TTÜ Soojustehnika Instituut]</ref>