泡沫破裂对污染传播坏消息

一个寒冷的苏打水。

海浪拍打在沙滩上。

篝火的裂纹。

蒸汽从茶壶。

这些不仅是一个放松的周末,气溶胶的来源,也在我们的环境中。尽管其中一些气溶胶的来源不太担忧,气溶胶来自工业来源,如污水处理厂,甚至天然来源,如浪花和灰尘,有能力让更多的对环境的影响,甚至公共卫生。

气溶胶是悬浮的液体滴或细小固体颗粒悬浮在空气中。在很多方面,尽管气溶胶生成最重要的来源之一是通过信贷泡沫的破灭是在液体和空气之间的接口。先前的研究主要集中在“干净”的泡沫尽管受污染的接口更普遍。

新研究从伊利诺伊大学香槟分校机械科学与工程助理教授杰冯和研究生正雨杨泡沫破灭已经表明,涂层薄油层生产滴尺寸较小的,更大的总体数量的下降,并被以更高的速度,比泡沫生成干净的水。这一研究,“强化奇异喷射形成巨大泡沫破灭,“最近出版的在自然物理。

气溶胶非常普遍在我们的环境中,他们可以是自然或人为的。泡沫破裂气溶胶发挥关键作用在液体质量的传输接口。例如,浪花气溶胶主要是由海洋表面的泡沫破裂。的下降产生泡沫破裂会影响空气污染,全球气候甚至传染病的传播。这些液滴的一个重要参数是以来的大小代表在大气中停留时间和运输的小滴更容易通过风和可以解除旅行得更远。

冯说,“我们已经被污染的水无处不在。当泡沫从更深的水表面,它将收集污染物和周围形成一个有机层。我们称之为一个受污染的泡沫。当它到达水面,破裂,它可以毒素这些污染物成小水滴。”

冯和阳调查了影响泡沫破裂一层薄薄的油,作为一个模型系统污染的泡沫。效果光秃秃的泡沫的破裂在水表面产生滴一个典型的规模约100微米(µm)(一个典型的人类头发大约是100 - 200µm)。在这工作,他们发现可以小至几滴µm当泡沫破裂是由一层薄薄的涂油。此外,裸露的泡沫破裂产生的典型的弹射速度下降1米每秒(米/秒),而巨大泡沫破裂产生滴的喷射速度一样大10 m / s。冯总结道:“我们工作的主要结论是,我们发现,这些被污染的泡沫,他们可以相当有效地毒素污染物进入微米大小水滴。”

在一个工业污水处理厂,较小的污染滴可以对那些构成重大风险在工厂工作。泡沫破裂可能产生酸性的迷雾和其在这些设置。了解污染的影响气泡大小分布和弹射速度是至关重要的设计有效的个人防护设备和实现额外的指导方针在这些设施附近的空气和水的质量。

在更广泛的范围内,气溶胶对气候产生影响,气候,甚至人类的健康。

“这些水滴可以运输病原体、细菌和病毒,”杨说。“当你有这些小气溶胶,它们可以驱逐高,体积小,高抛射速度可以帮助他们在大气中停留更长的时间。“理解尺寸和成分的气溶胶对改善全球建模工作很重要。此外,这些污染物传播的污染可以造成更大的风险下降以及进一步感染,因为小气溶胶能够穿透呼吸道比大的气溶胶。

参考:杨Z,霁B,奥尔特JT,冯j .增强奇异喷射形成巨大泡沫破裂。Nat phy。2023年。doi:10.1038 / s41567 - 023 - 01958 - z

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