Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 03

«На каждом квадратном сантиметре любой поверхности содержится не менее 20 000 пылевых частиц, представляющих практически всю таблицу Менделеева — здесь и алюминий, и железо, и барий…» — начал свой рассказ один из специалистов, изучающих пыль, научный сотрудник Института проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) Андрей Борисович Палкин.

По словам ученого, пыль бывает на свете самая разная — бытовая, уличная, промышленная, радиоактивная, вулканическая, цветочная, космическая…

Для того чтобы распознать «что есть что», до недавнего времени приходилось прибегать к дедушкину способу. Помните липучки для мух? Примерно так же ловили и пыль. Выставляли на определенное время подложки, покрытые липким составом (например, желатином), а потом изучали их под микроскопом и подсчитывали, сколько каких пылинок осело за определенный промежуток времени.

Метод кропотлив и не отличался большой точностью. Потому группа сотрудников ИПКОН в составе В.В. Кудряшова, В.А. Большакова, Е.С. Иванова и А.Б. Палкина взялась разработать серию приборов для точного анализа пыли.

Для начала вместо стеклышек, покрытых желатином, или иных «липучек» ими был разработан специальный пылесборник. Внутри ящичка размером с портативный магнитофон стоит вентилятор, работающий от аккумуляторов. При работе его вращающаяся крыльчатка прогоняет поток воздуха через фильтр, на котором остается пыль. После окончания замера собранные образцы можно проанализировать под микроскопом. А чтобы при сборе данных можно было работать дольше, в приборе использовали принцип, давно известный в фотографии.

Когда-то первые фотоаппараты заряжали фотопластинками, которые приходилось менять после каждого кадра. Затем появились более удобные пленочные аппараты. Одной катушки пленки хватает на 36, а то и на 72 кадра. И наконец, в последнее время широкое распространение получили электронные фотоаппараты, в которых изображение фиксируется не на пленку, а на специальную фотоэлектронную матрицу. Тут уж изображение проявлять не нужно — его сразу можно видеть на встроенном дисплее, переписать на диск персонального компьютера или распечатать на принтере.

Примерно такой же путь прошли в своем совершенствовании и пылемеры. Некоторые из них, например индивидуальный дозиметр пыли ДП, имеют внутри фильтр-пластину. Пыль осаждается на ней вентилятором в течение всей рабочей смены. А потом фильтр вынимают из корпуса и взвешивают. Масса чистого фильтра известна, остается вычесть ее из результата взвешивания, чтобы узнать массу пыли.

В другом пылесборнике пластина фильтра заменена целой лентой. После каждого сеанса контроля ее перематывают, как в фотоаппарате, на один «кадр», а затем ведут анализ всей ленты, соотнося каждый замер с записями в рабочей тетради.

Но и здесь анализ приходилось вести вручную. И разработчики внедрили в свою конструкцию два новшества. Пылесборник сделали выносным, чтобы щуп можно было просунуть в любую щель. А в самом приборе поставили измеритель количества пыли и цифровой индикатор.

Принцип анализа пыли основан на методе, позаимствованном у… археологов. Те оценивают возраст «пыли веков» по количеству изотопа углерода С 14, содержащегося в образце. Чем его меньше, тем, значит, образец древнее. В данном же случае очередной «кадр» ленты фильтра после замера попадает в измерительную камеру. С одной ее стороны стоит источник изотопов бета-излучения (капсула с тем самым углеродом С 14), а с другой — измеритель бета-частиц. Сами бета-частицы, в отличие от жесткого гамма-излучения, используемого, скажем, в рентгеноустановках, отличаются довольно малой пробивной способностью.

Часть их задерживается частицами пыли. А стало быть, зная интенсивность исходного излучения и пересчитав число пришедших частиц, можно судить о концентрации пыли. Причем в автоматическом режиме, поскольку нужные цифры сразу высвечиваются на цифровом дисплее прибора. В итоге получился легкий и точный прибор, с которым можно было отправляться на разведку.

В компьютерах может скапливаться огромное количество пыли.

В книге К.Г. Паустовского «Золотая роза» есть рассказ о том, как мусорщик, просеивая мусор ювелирных мастерских, набрал достаточно золота, чтобы его хватило на ювелирное украшение. Так вот, скажем, на московских улицах можно в принципе набрать десятки, а то и сотни килограммов драгоценных металлов. Эти крохотные частички платины и золота попадают сюда прежде всего из автомобильных катализаторов. Кроме того, как мы уже говорили, в городской пыли содержится вся таблица Менделеева…

Собирать городскую пыль для переработки экономически не выгодно. Зато вот определять по образцам пыли, в каком районе, на каком предприятии неполадки в фильтрах, не только можно, но и нужно. И выдавать руководителям этих предприятий соответствующие предписания, чтобы воздух в городах стал чище. Но есть, конечно, у охотников за пылью более масштабные исследования.

Так, например, установлено, что африканская пыль долетает даже до Южной Америки. Причем в огромных количествах. Ежесуточно в сторону Америки улетает более миллиона тонн пыли! Если погрузить всю ее на товарный состав, то длина его превысит 200 км. Ежегодно только Сахара теряет свыше 500 млн. т пыли, а все мировые пустыни — более 2 млрд. т пыли в год.

Африканская пыль, как удобрение, подпитывает леса Амазонии, ведь она содержит некоторые химические вещества, которые не встретишь в американских почвах. Ежегодно на каждый гектар тропического леса оседает 12,6 кг калия, 2,7 кг фосфора и до 16 кг кальция. А всего каждый год в сезон дождей на тропические леса выпадает около 30 млн. т пыли, принесенной из Сахары. Усваивая это «небесное удобрение», растения начинают стремительно расти.

Пыль также оседает на землю с каждой каплей дождя, с каждой снежинкой. Ведь пылинки выполняют еще и роль так называемых ядер конденсации, вокруг которых в облаке группируются молекулы воды. Так что пыль, кроме удобрений, приносит еще и влагу.

Поскольку пылинки очень легкие, то они и секунды не находятся в покое, постоянно перемещаются потоками воздуха. В итоге пыль проникает в любую трещину. Даже в убранной дочиста комнате все пронизано пылью; солнечным летним днем на свету хорошо видно, как кружатся пылинки в воздухе.