Language
Country/Area
No result found
Черный углерод, сажа и сажа: в чем тонкие различия между ними?
В вопросах поддержания гигиены окружающей среды и безопасности человека часто путают определения сажи, технического углерода и технического углерода. В этой статье будут рассмотрены более тонкие различия между этими тремя видами и изучено их влияние на окружающую среду и здоровье.
Сажа представляет собой совокупность примесных частиц углерода, образующихся в результате неполного сгорания углеводородных соединений, и считается опасным канцерогеном.
Определение и характеристики сажи
Сажа — это вещество, состоящее в основном из частиц углерода, образующихся в результате неполного сгорания органических видов топлива, таких как древесина или ископаемое топливо. Определение может варьироваться в зависимости от области ученого. Для ученых-атмосферников определение сажи может быть сосредоточено на воздействии на окружающую среду, тогда как токсикологи могут быть больше обеспокоены ее воздействием на здоровье.
При образовании сажи обычно протекают высокотемпературные реакции полимеризации, а это значит, что сажа является не только результатом процесса горения, но включает в себя и другие высокотемпературные процессы.
Химический состав сажи часто включает полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), которые Международное агентство по исследованию рака (IARC) считает известными канцерогенами для человека.
Производство технического углерода
Углеродная сажа — это промышленно производимый порошкообразный карбид, который массово производится с 19 века. Углеродная сажа почти полностью состоит из элементарного углерода и в основном используется в производстве таких продуктов, как резина, чернила и покрытия. В отличие от сажи, технический углерод производится в строго контролируемых условиях для достижения однородного размера и свойств частиц.
Углеродная сажа не производится путем сжигания или карбонизации, а представляет собой химический процесс, проводимый специально для определенного коммерческого использования.
Воздействие черного углерода на окружающую среду
Термин «черный углерод» был введен учеными-атмосферниками для обозначения светопоглощающих углеродистых частиц, которые оказывают значительное влияние на изменение климата. В отличие от сажи, черный углерод образуется непреднамеренно во время неполного сгорания и обычно содержит меньшую долю элементарного углерода. Эти частицы черного углерода оказывают краткосрочное воздействие на глобальное потепление, уступая только углекислому газу (CO2).
Благодаря своим сильным светопоглощающим свойствам черный углерод может усугублять глобальное потепление при смешивании с влагой и газами в атмосфере.
Источники и последствия сажи
Сажа может поступать из самых разных источников, включая домашние камины, заводские мусоросжигательные печи, дизельные двигатели и многое другое. Потенциальное воздействие сажи из этих различных источников на здоровье человека привлекло широкое внимание. Например, твердые частицы (PM2,5) в саже связаны с различными респираторными заболеваниями, такими как хронические заболевания легких и болезни сердца.
Исследования показывают, что длительное воздействие загрязнения городского воздуха, в том числе сажи, увеличивает риск развития ишемической болезни сердца.
Модели и применение сажи
Из-за сложного механизма образования сажи в процессе моделирования сажи ученые обычно используют различные методы моделирования, включая эмпирические модели, полуэмпирические модели и детальные теоретические модели. Эти модели помогают понять процессы образования сажи и их поведение при различных условиях топлива.
Хотя достижения современных вычислительных технологий делают детальные теоретические модели все более осуществимыми, точное моделирование механизмов образования сажи остается сложной задачей.
Историческое применение сажи
Исторически сажа использовалась для изготовления художественных красок и крема для обуви. С развитием полиграфической промышленности она по-прежнему играет важную роль в производстве печатных красок. Эти приложения иллюстрируют множественные значения сажи в разное время.
Подводя итог, можно сказать, что хотя сажа, технический углерод и черный углерод участвуют в образовании углеродистых веществ, их источники, характеристики и воздействие совершенно различны. Эти различия частично определяют то, как мы понимаем и решаем риски для здоровья и экологические проблемы, создаваемые этими веществами. Сможем ли мы в будущем более эффективно сократить выбросы этих вредных веществ и обеспечить устойчивое развитие нашего здоровья и окружающей среды?
