粉尘的理化特性

粉尘的理化特性

生产性粉尘的理化特性与其生物学作用和防尘措施等有着米密切关系，故在劳动卫生学上研究粉尘的理化特性有很大意义。

1.化学成分不同化学组成的粉尘对机体的危害不同。一般来说，粉尘与其所形成的固体物质的化学成分基本相同，但由于原固体物质中易被破碎、比重较小和不易吸水的成分可能更易飞扬到空气中，故粉尘中各种成分的含量与原环境的重要依据，其含量越高，引起病变的程度就越高，病变发展越快。

除游离二氧化硅外，粉尘中的其他化学成分及其浓度也不能忽视。如煤尘中二氧化硅是引起工尘肺发生发展的主要因素，但大量研究表明，除二氧化硅外，煤尘中其他化学成分也能影响煤工尘肺的进展。

2.浓度即单位体积空气中的粉尘含量。一般来讲，浓度越大，吸入量越大，对机体的危害越烈。了解不同浓度的粉尘对机体的危害十分有用，可以此为依据，制定出生产性粉尘的最高容许浓度。

粉尘浓度有两种表示法，一种是质量浓度，即每立方米空气中所含粉尘的毫克数；另一种是粒数浓度，即单位体积空气中所含粉尘尘粒数目。

3.分散度粉尘粒子的大小决定了它在空气中分布的情况。把粉尘粒子按直径大小分组，用分组方法表示粉尘的粗细程度即为分散度，也称粒度分布。粉尘的分散度可用分组粒径的百分数表示。粉尘粒子越小，分散度越大，反之则分散度越小。

粉尘分散度不同，对人体的危害以及除尘机理都有不同。分散度是影响粉尘在体内沉降的重要因素，分散度也与粉尘在呼吸道中的阻流有着密切关系。一般来说，大的尘粒被阻留在上呼吸道，小的尘可通过上呼吸道而被吸入肺的深部，造成危害。

分散度的大小与粉尘表面积有关。同一种粉尘，在总重量不变的条件下，粉尘分散度越大，尘粒就越小，其总面积就越大理化活性也就越高，更易参与理化反应。如可溶性粉尘，由于分散度大，尘粒表面积增大，溶解速度也显著增快，对人体的危害就越强。

近年来，部分学者对粉尘分散度越高，对机体危害性越大的说法提出了异议。有实验证明大粒径的粉尘也可在肺内沉着并引起严重的纤维化。尸检资料也证明肺内可以看到数十微米的粉尘颗粒，因此对粉尘分散度的评价还有待深入研究。

4.悬浮性是微细粉尘的一种物理特性。分散度高的粉尘粒子小，重量轻，可以较长时间地在空中悬浮。粉尘悬浮状态的持续时间取决于两个相互作用的力：尘粒的重力和空气的阻力（微粒在空气中运动时产生的摩擦力）。粉尘降落的速度增加，空气阻力呈正比增大。在静止空气中，可见微粒是加速下降的。如果微粒重力较小（粒子直径较小），随着下降速度的增加，会使空气阻力与空气重力完全平衡，加速降落停止，而进行等速沉降。显微微粒的降落速度随体积的减小而急剧降低。

5.粒子的布朗运动和扩散作用含尘气体中微粒与热运动着的气体分子碰撞而发生布朗运动，亦即不规则的长时间运动。粒子越小，布朗运动就越活跃，对粒子的扩散作用和凝聚作用所产生的影响也越大。

烟雾粒子浓度如存在空间差别，则粒子就从高浓度区域向浓度低区域扩散移动，即具有趋向于浓度均匀化的性质。布朗运动的粒子越细微，由于扩散作用

而向液滴或滤布等障碍物表面附着的能力越强，扩散作用将对粉尘的分离起主要作用。

6.溶解性粉尘溶解性大小在劳动卫生学上有很大意义。毒性粉尘，其溶解度增大，对人体危害性增强。需要注意的是，溶解度的大小并不与危害程度成正比关系，一些尘粒，虽在体内溶解度较小，对人体危害则较严重。有些粉尘在体内易溶解，但对人体危害则很小。

7.亲水性有些物质在固体状态下是亲水的，但在形成粉尘后，亲水性减弱，这是因为粉尘有一种所谓气膜环绕现象，在尘粒表面形成一层气膜而阻碍了水的润湿。另外，有的粉尘，如石灰、水泥等与水接触后会发生粘结和变硬，这种粉尘称为水硬性粉尘，这种粉尘不宜采用湿式除尘器。

8.凝聚性微粒由于高温作用、表面的电荷作用、布朗运动和声波震动以及磁力、激光作用，使粒子相互碰击而发生凝聚。近年来，出现的新型除尘技术，如热除尘、激光除尘、超声波除尘等，就是利用了这些特性。

9.荷电性粉尘在产生和流动过程中互相摩擦，或直接吸附空气中的带电粒子而带电。同一种粉尘可带正电、负电或不带电。粉尘的荷电性于粉尘的自然沉降有关。同性电荷相斥，增加了粉尘的悬浮性；异性电荷相吸，尘粒互相吸附，加速了自然沉降。粉尘的荷电性还影响粉尘在肺内的阻流量。一般认为，荷电粉尘在体内阻流量高，而不荷电粉尘则低。尘粒的荷电程度还影响细胞的吞噬速度。粉尘重量和粒径的大小可影响粉尘的荷电量。温度和湿度也可影响荷电量，温度升高荷电量增多，湿度增大荷电量减少。粉尘的化学成分不同，其荷电量亦不同。

10.爆炸性从物料到粉尘，由于比表面积的急剧增加，其化学活泼性大为增加，当空气中的粉尘达到足够浓度时，一遇火源，就会燃烧爆炸。爆炸性高分散度的煤、糖、面粉、亚麻、硫磺、铅、锌等粉尘所持有的。防尘工作中要注意降低粉尘浓度，使粉尘不致达到爆炸的最低浓度。

11.形状和硬度粉尘的形状是多种多样的，有圆形、多棱形、尖形等。各种粉尘的硬度也各不相同。粉尘的形状和硬度对粉尘的稳定性和机体的作用都有影响。质量相同的粉尘，形状不同，沉降速度不同。如越接近球形，降落时阻力越小，沉降越快。当粉尘作用于上呼吸道、眼黏膜和皮肤时，锐利而坚硬的尘粒可引起机械刺激，引起组织损伤。在尘肺发生过程中，尘粒的形状和硬度所产生的刺激，对巨噬细胞的增生、聚合和吞噬作用均有影响。

12.丁达尔效应在含有微小质点，例如胶体质点的浑浊介质中光出现的散射现象。当一束光线从侧面通过溶胶、凝胶、悬浮体、乳浊液时，可产生所谓丁达尔圆锥，即丁达尔效应。丁达尔效应与分散粒子的大小及投射光线的波长有关。当粒子的直径大于入射光波波长时，所发生的为反射作用，当粒子的直径小于入射光波波长时，则发生散射作用，光波可以绕过粒子而向各个方向传播，散射出来的光即谓乳光。

不同粉尘具有不同的光学性质，对自然光的吸收、反射、散射和偏光性质不同。人们可以利用这些性质，采用各种测尘仪器对粉尘进行观测、分析。丁达尔计测尘即用上述原理。偏光显微镜则利用粉尘晶体的偏光性质，对粉尘进行观察研究。同一光线经过折射率不同的介质，其相位发生变化的差别即相差，光线的相差肉眼一般不能见到，相位差显微镜利用衍射和干扰现象，把相差变为明暗之差，使肉眼可见，从而进行研究。