دراسة الغبار الناعم

منمنشأ طبيعي بواسطة الرياح التي تحرك حبيبات الطمي والرمال التي تنشأ من حبوب اللقاح والتعرية الريحية والجراثيم ورذاذ البحر المكون من كلوريد الصوديوم وغيرها).
منالنشاط البشري: الصناعة، التدفئة، النقل، الزراعة (الحصاد)، إلخ.

يبلغ قطر الغبار الناعم أقل من 1 ميكرون.
يمكن استيعابها للأبخرة والهباء الجوي والدخان.
وبسبب صغر حجمها، قد يكون من الصعب ترشيحها والتحكم بها في البيئات.

العوامل المؤثرة على تشتت الغبار وتأثيره على البيئة

يرتبط ميل الغبار إلى التشتت والبقاء معلقاً ارتباطاً مباشراً بالخصائص الجوهرية للمواد، مثل تركيبها (الطميية، البركانية، الكلسية) ومحتواها من الرطوبة، والتي يمكن أن تختلف وفقاً لطبيعة المادة الكارهة للماء أو المحبة للماء والظروف الجوية.
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤثر شكل الجسيمات أيضًا على قدرتها على أن تحملها الرياح أو تستقر بسرعة.
وبالتالي، فإن الخصائص المهيمنة للغبار هي طبيعته وحجمه، والتي يعبر عنها بقياس الحبيبات.

يوضِّح التمثيل البياني التالي المسافة التي تقطعها الجسيمات الساقطة من ارتفاع 9 م.

آثار الغبار الناعم على الصحة والبيئة

التحكم في الغبار الناعم مشكلة متكررة في القطاع الصناعي.
يمكن أن يتلف الغبار المنتجات ويؤثر سلباً على الجودة ويؤدي إلى تكاليف إضافية أو تأخير في العمليات الصناعية.

يطرح الغبار الناعم العديد من المشاكل الأخرى، سواء على الصحة أو على البيئة.
ويعتمد تأثيره على الصحة على طبيعته: فالغبار المعدني مثل غبار الصلب أو غبار الخرسانة أكثر ضررًا من الغبار العضوي.
يمكن أن تلحق الغبار المعدني الضرر بالجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية عن طريق اختراق الرئتين ثم الوصول إلى مجرى الدم.

ويتعرض العمال الصناعيون الذين يتعرضون لجرعات عالية من الغبار الناعم في الهواء بشكل يومي إلى مشاكل في الجهاز التنفسي والتهيج، فضلاً عن الأمراض الخطيرة مثل سرطان الرئة.
أما من الناحية البيئية، فإن الغبار، الذي ينتقل عبر مسافات طويلة، يلوث التربة والمسطحات المائية وكذلك النباتات، مع ما يترتب على ذلك من عواقب ضارة بالنظم البيئية.

تم وضع لوائح ومعايير للحد من الجسيمات الدقيقة في الهواء.
وتبلغ القيم الحدية للجسيمات الدقيقة التي يقل قطرها عن 10 ميكرون(PM10) 40 ميكروغرام/م3 كمتوسط سنوي وقيم الجسيمات الدقيقة التي يقل قطرها عن 2.5 ميكرون(PM2.5) 25 ميكروغرام/م3 على مدار السنة.

من أين يأتي الغبار الناعم؟

يمكن أن يحدث الغبار الناعم في العديد من القطاعات الصناعية نتيجة للأنشطة المختلفة التي تولد الجسيمات المحمولة جواً:

صناعة الأخشاب: النشر، والصنفرة، والتخطيط، والتقطيع، والتقطيع
صناعة المعادن: الطحن، والتلميع، والقطع بالليزر، واللحام، وسبك المعادن.
الصناعة الكيميائية: خلط المنتجات وطحنها وغربلتها وتجفيفها وسحقها.
صناعة الورق والطباعة: القطع، والطحن، ورش الحبر، ومناولة الورق.
الصناعات الغذائية: طحن المواد الغذائية وخلطها وطهيها وطحنها وتعبئتها.
صناعة التشييد: الهدم، والحفر، والصنفرة، والقطع، والتكسير.
التعدين: الاستخراج والسحق والطحن والغربلة.

يمكن أن تحتوي هذه الأتربة على الفحم والكوارتز والرصاص والخشب والحديد والألومنيوم والنحاس والزنك والنيكل، إلخ.

وكلما زاد الإنتاج، زادت كميات الغبار المنبعثة.
ثانياً، قد يكون هناك تأثير لمستويات الإنتاج على مستويات الغبار المقاسة على فترات مختلفة.
وبالتالي، يتطلب القطاع الصناعي تنفيذ تدابير التحكم والوقاية المناسبة للحد من تكوّن الغبار الناعم وانتشاره.

تأتي كمية كبيرة من الغبار من القطاع الصناعي، ولكن هناك مصادر مختلفة.
ويحتوي الهواء بشكل طبيعي على جسيمات عالقة تسمى الهباء الجوي (الهباء الجوي )، يضاف إليها الغبار الناعم الناتج عن الأنشطة البشرية الأخرى (غبار الاحتراق، غبار حركة المرور، إلخ)، والتي تشكل ضوضاء خلفية.

العوامل المؤثرة على تشتت الغبار

من المرجح أن ينتهي المطاف ببعض الغبار الناعم في الهواء المحيط.
ويعتمد انبعاثها على عدة عوامل:

حجم جسيمات الغبار: كلما كان قطر الجسيمات أصغر، زادت احتمالية تعليقها في الهواء وبقائها هناك لفترة أطول.
شكل الغبار: يستغرق الجسيم المسطح وقتًا أطول للسقوط على الأرض من الجسيم الكروي (تشبيهًا بورقة الشجر التي تستقر ببطء على الأرض).
القطر الهوائي له تأثير كبير على سرعة سقوط الجسيم.
خصائص المنتج: كلما كان المنتج أكثر جفافاً، زادت احتمالية انتشاره في الهواء (عند ضغطه مثلاً).
الظروف الجوية: تلعب الرياح والجفاف وهطول الأمطار دوراً رئيسياً في مستويات الغبار في الموقع.

إن أكثر الظروف غير المواتية لتشتت الغبار هي الأرض المستوية وغياب الغطاء النباتي وانخفاض الرطوبة والأمطار والرياح القوية.

محاكاة CFD للغبار الناعم

تتيح محاكاة CFD إمكانيةدراسة علم الهواء بدقة متناهية، مما يجعل من الممكن تتبع الغبار في الهواء وانتشاره في الفضاء، فضلاً عن تفاعلاتها مع الهياكل والأنظمة.
وبالتالي من الممكن التنبؤ بحركة الغبار باستخدام هذا الفرع من هندسة CFD، وتصميم أنظمة مناسبة للحد من كمية الغبار في البيئة.

نقوم بإجراء دراسات أبعاد CFD علىمستوى المصنع أوالنظام.
تمكننا دراساتنا من فحص متغيرات التصميم التي تعملعلى تحسين التقاط الغبار، وبالتالي الحد من انتشاره في الهواء.
تُعد محاكاة انتشار الغبار تخصصًا خاصًا في CFD، يتضمن الخصائص الفيزيائية للغبار الناعم أو الهباء الجوي.
ويجعل من الممكن نمذجة سلوك الهواء والجسيمات ومن ثم التنبؤ بتوزيعها في المنطقة قيد الدراسة.
كما يمكن استخدام CFD لتحديد الوقت اللازم للحد من انتشار الغبار.
وهذا يجعل من الممكن تقليل المخاطر على العاملين والإنتاج من خلال إيجاد الحلول المناسبة.

الحلول التي تتوخاها EOLIOS

إن EOLIOS قادرة على توفير حلول لمشاكل الغبار الناعم في جميع العمليات التي تمت دراستها، مع الأخذ في الاعتبار جميع الأنظمة التي تتكون منها العملية.
هذا التحليل واسع النطاق ممكن وفريد من نوعه بفضل خبرة EOLIOS وEOLIOS.

نقوم بإجراء دراسات داخلية في المباني أو المصانع، وكذلك دراسات خارجية على نطاق مدينة أو تجمع سكني أو ميناء أو ما إلى ذلك.
ومن الممكن أيضًا دراسة الظواهر الهوائية لعملية معينة.

يمكن لفريقنا مساعدتك في التحقق من عملياتك المختلفةوتحسينها.
وللقيام بذلك، يمكننا إجراء حملات قياس في الموقع للحصول على قياسات انبعاثات الغبار.
تمكننا هذه الدراسات الأولية من التحقق من معدل الجسيمات في الهواء وبالتالي تحديد جودة الهواء في الموقع.
يمكن بعد ذلك إجراء تحجيم متعدد المعايير لأنظمة جمع الغبار: