Aerosóly sú pevné alebo kvapalné častice suspendované vo vzduchu s veľkosťou od 10 -7 do 10 -3 cm Pevné častice väčšie ako 10 -3 cm sú klasifikované ako prach (pozri). Aerosóly z pevných častíc sa tiež nazývajú dymy a aerosóly z kvapalných častíc sa tiež nazývajú hmly. Aerosóly sa klasifikujú v závislosti od ich povahy (organické, anorganické), toxicity a povahy častíc (bakteriálne) a iných vlastností. Môže mať veľa erózií (toxických, rádioaktívnych, bakteriálnych atď.). zlý vplyv na osobu ako priamo (spôsobujúca rôzne choroby), a nepriamo (zníženie transparentnosti, čo spôsobuje smrť zelených plôch).

Na osobnú ochranu pred škodlivými aerosólmi sa používajú špeciálne obväzy (pozri), (pozri) a obleky. Na čistenie vzduchu od aerosólov sa používajú rôzne metódy a technické zariadenia (filtre, cyklóny atď.). Vzhľadom na to, že škodlivé aerosóly sa do organizmu dostávajú najmä cez dýchaciu sústavu a môžu spôsobovať hromadné ochorenia, nevyhnutné sú opatrenia na (vidieť) pred priemyselným a iným znečistením škodlivými látkami.

Aerosóly sú široko používané v rôznych odboroch liek - aerosólová terapia (pozri), inhalácia atď. Aerosóly sa získavajú pomocou špeciálnych dávkovačov, generátorov, aerosólových bômb a dám.

Aerosóly (grécky vzduch - vzduch a nem. Sole, z latinského solutio - rozpúšťanie, roztok) - rozptýlené systémy pozostávajúce z malých (10 -3 -10 -7 cm) pevných alebo kvapalných častíc suspendovaných vo vzduchu alebo iných plynné prostredie. Delia sa na dymové (suspenzia pevných častíc) a hmly (suspenzia kvapalných častíc). Aerosóly sa tvoria v prírodné podmienky(prach, hmla), pri výbuchoch, brúsení, brúsení, chemických reakciách, sublimácii, vznikajú špeciálne pomocou špeciálnych generátorov. Rádioaktívne aerosóly sa podmienečne delia na "nízko aktívne" (aktivita častíc menej ako 10 -13 curie), "polohorúce" (10 -13 -10 -10 curies) a "horúce" (viac ako 10 -10 curies). Podľa spôsobu vzniku sa delia na prírodné (vznikajú pri rozpade prírodných rádioaktívnych látok), bombové (pri jadrové výbuchy) a priemyselné (ako výsledok činnosti inštitúcií a podnikov, ktoré využívajú rádioaktívne látky a zdrojov ionizujúce žiarenie). Približne 90 % aerosólov v atmosfére má veľkosť častíc menšiu ako 0,5 mikrónu (zvyčajne 0,005-0,035 mikrónu).

Vo vzduchu pracovných priestorov zvyčajne prevládajú častice do veľkosti 10 mikrónov (40-90% - menej ako 2 mikróny).

Iné rovnaké podmienky(stupeň toxicity atď.) hygienická hodnota aerosólov je určená predovšetkým stupňom disperzie (veľkosť častíc) a hmotnostnou koncentráciou (počet častíc na jednotku objemu vzduchu). Určuje sa povaha a rýchlosť sedimentácie aerosólov meteorologické podmienky, veľkosť a tvar častíc, hustota atď. Rýchlosť usadzovania častíc väčších ako 5 mikrónov vplyvom gravitácie (bez zohľadnenia turbulencie vzduchu a vplyvu zrážok) je približne určená Stokesovým zákonom. Častice menšie ako 5 mikrónov sa pohybujú v súlade so zákonmi Brownov pohyb a môže byť vo vzduchu dlho v rovnovážnom stave. 1 cm 3 prachových častíc, ktorých priemer je 1 mikrón, má celkový povrch častíc rádovo 6 m 2 . Táto obrovská špecifická plocha vysoko rozptýlených aerosólov do značnej miery vysvetľuje ich vysokú biologickú aktivitu. Jeden z dôležité vlastnosti aerosóly - prítomnosť elektrických nábojov (pozitívnych alebo negatívnych) na ich časticiach.

Nájdeme aerosóly široké uplatnenie v medicíne (inhalačná imunizácia, aerosólová terapia, dezinfekcia, dezinsekcia a deratizácia, hygienická a toxikologické štúdie atď.), poľnohospodárstvo(aerosóly insekticídov a pod.) a iné oblasti vedy a techniky.

Na získanie aerosólov sa používajú špeciálne rozprašovače, generátory, aerosólové bombičky a aerosólové bombičky.

Najdôležitejší je vplyv toxických aerosólov na dýchací systém. Aerosóly s časticami významnej veľkosti (5-10 mikrónov) sa spravidla zadržiavajú v prieduškách, do alveol prenikajú len menšie častice. Častice menšie ako 0,2 µm zadržiavajú v alveolách málo a sú takmer úplne vylúčené počas výdychu. Napriek tomu môžu predstavovať značné zdravotné riziko. Aerosóly vo forme dosiek (sľuda, živec) alebo vlákien (sklenené alebo minerálne vlákna, textilné vlákna) môžu prenikať do alveol, pričom veľké veľkosti. Počet aerosólových častíc zostávajúcich v pľúcach závisí od ich charakteristík a môže dosiahnuť značnú veľkosť (pozri Pneumokonióza). Vstup „horúcich“ rádioaktívnych častíc do pľúc môže viesť k fokálnej nekróze buniek. Zrejme je možná následná malígna degenerácia susedných tkanív.

Na ochranu pred škodlivými aerosólmi sa používajú špeciálne respirátory (pozri), plynové masky (pozri) a obleky (pozri. Ochranný odev). Na čistenie vzduchu od aerosólov sa používa množstvo špeciálne metódy(pozri Hygienická ochrana atmosférický vzduch). Pozri tiež Prach, Rádioaktívny odpad.

Kvapalné) častice suspendované vo vzduchu alebo inom plynnom médiu. Všetky tieto častice - dispergovaná fáza - sa pohybujú spolu s plynným disperzným médiom. Častice aerosólu môžu byť tiež posunuté vzhľadom na samotné médium v ​​dôsledku Brownovho pohybu, riadeného pohybu pôsobením zotrvačných síl, gravitácie, elektrické pole, ľahký tlak, pod vplyvom teplotného rozdielu alebo koncentrácie častíc na rôznych miestach systému.

Keď sa aerosólové častice zrazia, koagulujú a vytvárajú vločkovité nahromadenia (agregáty), ktoré sa usadzujú na povrchu pevné telo alebo kvapaliny. Aerosólové častice nesúce elektrické náboje s rovnakým názvom (hlavne v dôsledku adsorpcie iónov prítomných v plynnej fáze na aerosólových časticiach) sa však navzájom odpudzujú a nie sú náchylné na koaguláciu; takýto systém je schopný dlhodobo udržiavať agregatívnu stabilitu. Vlastnosti aerosólov závisia od veľkosti a tvaru častíc, ich chemickej povahy a štruktúra, veľkosť a znak elektrického náboja, teplota, tlak, rýchlosť a charakter pohybu plynné prostredie. Veľkosti aerosólových častíc sú približne v rozsahu od 1 do 105 nm.

Aerosóly vznikajú disperziou (jemné mletie relatívne veľkých kusov pevného telesa, rozprašovanie kvapaliny) alebo kondenzáciou pár látky v pôvodne homogénnom (homogénnom) plynnom prostredí.

AT posledný prípad v dôsledku samovoľného hromadenia molekúl (kolísania hustoty) v objeme presýtených pár vznikajú zárodky novej dispergovanej fázy, ktoré sa následne menia na stabilné kvapalné alebo pevné mikročastice. Rozptyl vedie k výchove atmosférický prach v procese zvetrávania skaly, erózia pôdy, sopečné erupcie; podobne pri mechanickom spracovaní vzniká znečistenie aerosólom stavebné materiály, ťažba pevných nerastov, výroba a spracovanie práškových produktov. disperzia pomocou rôzne prostriedky rozprašovaním, prijímajú aerosóly s kvapalnou disperznou fázou na rôzne priemyselné a domáce účely. Kondenzáciou v prírodných podmienkach, keď je atmosférický vzduch presýtený vlhkosťou, vznikajú oblaky a hmly. Pri nedokonalom spaľovaní paliva a v niektorých chemické procesy vzniká dym - aerosóly s pevnými mikročasticami, v atmosfére environmentálne nepriaznivých priemyselných oblastí - smog s heterogénnymi aerosólovými časticami, ktoré sú v kvapalnom aj pevnom stave agregácie.

Aerosóly sú v prírode široko rozšírené (pozri napríklad Atmosférický aerosól), hra veľkú rolu v rôznych technologických procesoch ovplyvňujú zdravie a každodenný život človeka. Vo forme aerosólov sa farby a laky používajú na vytváranie dekoratívnych a ochranných náterov v strojárstve a stavebníctve. Striekaním pomocou trysiek sa kvapalné a tuhé palivá pri tepelnom spaľovaní menia na aerosól elektrárne, prúdové motory. Aerosólové plechovky s rôznymi chemikáliami pre domácnosť sú široko používané Každodenný život osoba. Vo forme aerosólu sa používajú prípravky na hubenie hmyzu v domácnostiach a poľnohospodárskych škodcoch, niektoré voňavkárske a hygienické výrobky, lieky (aerosolová terapia), dezinfekčné prostriedky atď.. Schopnosť aerosólov rozptyľovať a absorbovať svetlo sa využíva vo vojenských záležitostiach (maskovanie dymu) a pyrotechnika (farebné dymy).

Zdraviu škodlivé aerosóly, ktoré sa vyskytujú v podzemných dielach počas ťažby čierne uhlie a rudných surovín, v továrňach hutníckych a chemických podnikov, pri odstreloch, spaľovaní paliva alebo organického odpadu z výroby a spotreby. Znečisťujú ovzdušie a pôsobiace na dýchacie a kožačloveka, môže spôsobiť akútne a chronické ochorenia (vrátane rôznych pneumokonióz). Zdraviu škodlivé sú najmä rádioaktívne aerosóly (pozri článok Horúce častice), ako aj aerosóly obsahujúce patogény, toxické chemikálie. Ohnivý a výbušný prach (napríklad uhlie, múka, drevo, bavlna, hliník), ktorý sa môže vytvárať v uhoľných baniach, ako aj v mlynoch na múku, drevospracujúcich, textilných a iných podnikoch, ktoré spracúvajú sypké a prašné materiály, sú veľkým nebezpečenstvom.

Je ich veľa účinnými prostriedkami ochrana pred škodlivými aerosólmi: od priemyselných vzduchových filtrov a rôznych typov absorbérov (pozri Zber prachu, Odstraňovanie hmly) až po individuálne prostriedky ochrana (plynová maska, respirátor proti prachu atď.). V boji proti vysoko rozptýleným aerosólom je veľmi účinný Petrjanov filter - vrstva netkaného materiálu z tenkých polymérových vlákien, ktorá zachytáva častice aerosólu odlišný pôvod. Avšak hlavný problém moderná výroba, v mnohých prípadoch úspešne vyriešených, zostáva vytváranie a rozvoj takých technologických procesov, pri ktorej by bola úplne vylúčená tvorba aerosólového znečistenia.

Procesy tvorby a ničenia aerosólov v okolitom priestore, vrátane kozmického priestoru, sa nikdy nezastavia. Za jeden rok sa vyprodukuje asi 20 ton rôznych pevných a tekuté látky na 1 km 2 zemského povrchu. Aerosólové častice vstupujú do atmosféry z povrchu zeme, otvorených vodných plôch, z vesmíru. Zničenie aerosólom rôzneho pôvodu a kompozícia sa vyskytuje prirodzene alebo je spôsobená umelo. Hlavnými procesmi vedúcimi k rozpadu aerosólov sú sedimentácia zväčšených aerosólových častíc pôsobením gravitačných alebo odstredivých síl a usadzovanie častíc na povrchu tuhej látky alebo kvapaliny pôsobením príťažlivých síl molekulárnej alebo elektrostatickej povahy. ako aj vyparovanie častíc, ak vznikajú z prchavých látok.

Aerosóly jedného typu možno použiť na ničenie iných typov aerosólov. Napríklad v uhoľných baniach sa miesta so škodlivým a výbušným uhoľným prachom postriekajú vodným sprejom (zvyčajne s prísadami povrchovo aktívnych látok), ktorý sa získa pomocou špeciálnych postrekovačov. Kvapky vody zachytávajú čiastočky uhlia a spolu s nimi sa usadzujú na rozbitom uhlí, stenách baní a iných povrchoch, čím čistia životné prostredie. vzdušný priestor. Ďalší príklad: umelé vyvolanie dažďa rozprašovaním chemických činidiel do atmosférických mrakov, čím sa iniciuje proces zväčšovania mikrokvapiek vody.

Lit .: Zelená H., Dráha V. Aerosóly - prach, výpary, hmly. L., 1969; Rudenko KG, Kaminkov AV Odprašovanie a odprašovanie pri spracovaní nerastov. 3. vyd. M., 1987; Petryanov Sokolov I. V., Sutugin A. G. Aerosols. M., 1989; Shchukin E.D., Pertsov A.V., Amelina E.A. koloidná chémia. M., 1992. S. 328-335; Zimon A.D. Aerosols, alebo Džin, unikli z fľaše. M., 1993.

Medzi kondenzačné aerosóly patria aj aerosóly vznikajúce pri chemických a fotochemických reakciách v plynnej fáze, napríklad pri výrobe Si a Ti ich tepelnou hydrolýzou v plameni. Najdôležitejším z týchto aerosólov je smog, ktorý vzniká v atmosfére v dôsledku fotochemické reakcie medzi plynné nečistoty pod intenzívnym slnečným žiarením. Znakom produktov chemických reakcií je možnosť katalytického účinku kondenzovaných častíc na transformáciu východiskové suroviny. Kondenzačné aerosóly sa môžu vytvárať aj v dôsledku vyparovania tiel, a to aj v dôsledku vystavenia laserovému žiareniu, po ktorom nasleduje kondenzácia pár.

Disperzné aerosóly s pevnými časticami (prach) vznikajú v atmosfére v prirodzených podmienkach, ako aj v baniach, sypkých práškoch (múka, krieda) atď. Aerosóly s kvapalnou disperznou fázou (niekedy nazývané spreje) vznikajú rozpadom prúdov alebo filmov kvapaliny, napríklad keď sa kvapalina rozprašuje v motoroch vnútorné spaľovanie. Dôležité praktické prípady tvorba kvapalných aerosólov - rozprašovanie pod vplyvom zdroja akustických vibrácií, ktorý sa v ňom nachádza, deštrukcia prúdov pri vystavení elektrickému potenciálnemu poľu.

Často existujú zmiešané aerosóly pozostávajúce z častíc rôzneho pôvodu. Pri explozívnej deštrukcii sa teda látka spravidla rozptýli a odparí, po čom nasleduje kondenzácia pár a tvorba aerosólov.

Hlavné charakteristiky. Charakteristické je disperzné médium chemické zloženie, teplota, tlak, stupeň ionizácie, parametre vonkajších fyzikálnych polí, pole rýchlosti prúdenia, prítomnosť turbulencie a jej parametre, prítomnosť a veľkosť teplotných gradientov a zložiek. Najdôležitejšie parametre disperzná fáza aerosólov - objemový zlomokčastice a ich hmotnostný zlomok, počet častíc na jednotku objemu (počítaná koncentrácia) n p, priemerná veľkosťčastice dp a jej nabíjačka. Parametre dispergovanej fázy atmosférických aerosólov pri normálnej teplote a tlaku sú: d p 5*108-10-2 cm, p str 1-10 8 cm -3, 10 -18 -10 -1, 10 -19 V hornej atmosfére atď\u003d 10 5 -10 14 cm -3, 10 -19 -10 -33, Spolu s priemernými hodnotami je dispergovaná fáza charakterizovaná distribúciou častíc podľa veľkosti a veľkosti elektrického náboja (druhý aj pre monodisperzné aerosóly). Ak je látka dispergovanej fázy rádioaktívna, je potrebné poznať aj špecifickú aktivitu častíc.

Interakciu medzi dispergovanou fázou a disperzným prostredím určujú procesy prenosu hmoty, energie, hybnosti, elektrického náboja atď., ako aj javy na fázovom rozhraní. Prenosové procesy sú opísané rovnicami, koncový pohľad ktoré závisí od Knudsenovho čísla Kp = , kde je stredná voľná dráha molekúl plynu, dp- priemer častíc aerosólu pri Kp 1, a preto dp disperzné médium možno považovať za spojité; v tomto prípade sa hovorí o kontinuálnom režime prenosových procesov.Ak Kp 1, aerosóly možno považovať za zmes dvoch plynov, z ktorých molekuly jedného - aerosólové častice - sú oveľa ťažšie ako disperzné médium. V takomto systéme sú procesy prenosu opísané pomocou rovníc plynokinetickej teórie (tzv. voľný molekulárny režim). Nakoniec pri Kp 1 (priemer častíc pri atmosferický tlak 0,01-1,0 µm) prenosové procesy sú vypočítané približnými metódami riedkej dynamiky (prechodný režim). Presnosť rovníc popisujúcich transportné procesy v režime voľnej molekuly a kontinua na hraniciach uvedeného rozsahu veľkosti častíc, ktorý určuje hodnoty Kp, je asi 10 %. Procesy prenosu v aerosóloch sú ovplyvnené pohybom častíc vzhľadom na médium pod vplyvom vonkajšieho prostredia. silami alebo zotrvačnosťou; charakterizuje ho Machovo číslo Ma= , kde a p-rýchlosť častíc voči médiu, -rýchlosť tepelný pohybživotné prostredie. Pri analýze povahy prenosu hybnosti sa namiesto Machovho čísla často používa Reynoldsovo číslo Re = 4Ma/Kn.

Vlastnosti Najdôležitejšie vlastnosti aerosólov sú schopnosť častíc zostať v suspenzii, prevažne sa pohybovať. ako celok a priľnú k sebe alebo k akémukoľvek povrchu s pravdepodobnosťou rovnajúcou sa jednej pri zrážke. V prostredí v pokoji sa častice aerosólu udržujú v suspenzii v gravitačnom poli v dôsledku ich vlastného. tepelný pohyb, ktorého energia sa pre častice akejkoľvek hmotnosti rovná 3/2 kT, kde k- Boltzmannova konštanta, T - absolútna teplota a v dôsledku výmeny energie s molekulami média. Distribúcia výšky častíc je zvyčajne charakterizovaná parametrom (Perrenova výška), kde

Gravitačné zrýchlenie je hmotnosť častice. Pre dostatočne malé častice, keď H pďaleko presahuje ich lineárnu veľkosť, energia tepelného pohybu je dostatočná na udržanie častíc v suspenzii aj v neprítomnosti disperzného média. Ak je veľkosť častíc porovnateľná s HP alebo viac, potom je potrebné udržať častice v suspenzii dodatočnú energiu získané zrážkami s molekulami média. Pomer medzi týmito dvoma druhmi energie je charakterizovaný Schmidtovým číslom, kde je koncentrácia molekúl plynu, je dĺžka ich voľnej dráhy. Pre Sc 10 5 záleží len na výmene energie medzi časticami a médiom. Pri 107 D pT a strednom DT. Hodnota sa nazýva stupeň prietoku, - stupeň unášania častíc. Schopnosť aerosólových častíc zostať v suspenzii bez použitia rušivého účinku na disperzné médium odlišuje aerosóly od fluidného (varného) lôžka, čo je tiež dvojfázový systém s plynným disperzným prostredím.

Častice aerosólu sa môžu pohybovať vzhľadom k médiu, najmä vplyvom vonkajších polí, ako je gravitačné pole, v ktorom sa častice usadzujú, ako aj zotrvačné sily (ak sa médium pohybuje zrýchlene), teplotné a koncentračné gradienty. Rýchlosť častíc je určená ext. sila a sila odporu média voči pohybu častíc. Vo väčšine prípadov sa tieto sily navzájom vyrovnávajú a častice sa pohybujú s nimi konštantná rýchlosť; len v prostrediach so silnou turbulenciou a v akustické polia pohyb je zrýchlený. Pomer rýchlosti v stacionárneho pohybu častice na silu pôsobiacu na ňu sa nazýva pohyblivosť častice AT. V nepretržitom režime , kde je viskozita média (Stokesov vzorec). Tento vzorec vám umožňuje vypočítať V s s presnosťou do 10 % pre Kp\u003e 0,1 a Re A 1 Kp), kde A 1 je empirická konštanta. Vo voľnom molekulárnom režime pri Kp > 10 B = (Ai + Q/3) (Epsteinov vzorec), kde Q je ďalšia empirická konštanta. Prechodné na výpočet AT bolo navrhnutých množstvo empirických vzorcov, z ktorých najbežnejší je Millikanov vzorec: , kde b - empirická konštanta. Pre kvapky olejovej hmly, napríklad v Epsteinovom vzorci ( A1 + Q) = 1,154, v Millikanovom vzorci Ai = 1,246, Q = 0,42, b = 0,87. Význam AT určuje koeficient tepelnej difúzie častíc D=kTB, volal niekedy Brownovým difúznym koeficientom.

Ak sú v disperznom médiu teplotné gradienty, alebo aerosólové častice sa pohybujú aj v neprítomnosti vonkajšieho prostredia. sily; zodpovedajúce javy sa nazývajú termo- a difuzioforéza. Vo voľnom molekulárnom režime je termoforéza podobná tepelnej difúzii; v režime kontinua je to spôsobené tangenciálnou silou pôsobiacou na časticu v dôsledku výskytu prúdenia plynu (tepelného sklzu) v blízkosti nehomogénne zohriateho povrchu častice. špeciálny prípad termoforéza - fotoforéza: pohyb častíc pri pôsobení svetelného žiarenia. Tento efekt je spôsobený nerovnomerným zahrievaním častíc a média, hlavne kvôli ich rozdielnej schopnosti odrážať a absorbovať svetlo. Difúzna foréza v dôsledku gradientu pri konštantnom celkovom tlaku nastáva napríklad v blízkosti povrchov alebo ku kondenzácii.

Aerosólové častice menšie ako 1 µm vždy priľnú k pevným povrchom, keď sa s nimi zrazia. Vzájomná kolízia častíc počas Brownovho pohybu vedie ku koagulácii aerosólu. Pre monodisperzné aerosóly s guľovitými časticami rýchlosť koagulácie dn / dt \u003d - Kp 2, kde n je počet častíc na jednotku objemu, Komu-t. volal koeficient Brownova koagulácia. V nepretržitom režime Komu vypočítané podľa Smoluchovského vzorca, vo voľnej molekulovej hmotnosti - podľa vzorca , kde a R - priemerná rýchlosť tepelný pohyb aerosólových častíc, je koeficient, ktorý zohľadňuje vplyv medzimolekulových síl a pre rôzne látky s hodnotou od 1,5 do 4. Pre režim prechodu presné vzorce na výpočet Komu neexistuje. Okrem Brownovho pohybu môže mať aerosólová koagulácia aj iné príčiny. Takzvaná gradientová koagulácia je spôsobená rozdielom v rýchlostiach častíc v šmykovom toku; kinematický - iná rýchlosť pohyb častíc vzhľadom k médiu (napr. v gravitačnom poli); turbulentné a akustické – tým, že častice rôzne veľkosti spojiť sa a zraziť sa, byť in rôznej miere unášané pulzáciami resp zvukové vibrácie prostredia (posledné dva dôvody sú významné pre inerciálne častice s veľkosťou aspoň 10 -6 m). Rýchlosť koagulácie je ovplyvnená prítomnosťou elektrického náboja na časticiach a vonkajších elektrických polí.

Aerosólové častice sú schopné získať elektrický náboj, ak vznikajú kondenzáciou na iónoch. Nenabité častice môžu zachytávať plynové ióny pohybujúce sa v smere k časticiam vo vonkajšom poli alebo difundujúce v médiu. Dispergované častice môžu nadobudnúť náboj aj v procese vzniku - pri rozprašovaní kvapalín (baloelektrický efekt) alebo rozprašovaní práškov (triboelektrický efekt), pri osvetlení (fotoelektrický efekt), rádioaktívny rozpad atď. V aerosóloch generovaných vysoká teplota napríklad pri vyparovaní a následnej kondenzácii pár vznikajú náboje na časticiach aj v dôsledku termionickej alebo termionickej emisie.

Aerosóly majú výrazný rozptyl svetla, ktorého pravidelnosť je určená rozsahom hodnôt parametra, kde je vlnová dĺžka žiarenia. Pri > 1 sa prierez rozptylu svetla zvyšuje s klesajúcou veľkosťou častíc. S poklesom sa prierez stáva proporcionálnym. Preto vysoko rozptýlené častice rozptyľujú viditeľné a ešte viac IR žiarenie slabo. Pre pevnú veľkosť častíc sa prierez rozptylu svetla úmerne zmenšuje na .Pri rozptyle svetla aerosólovými časticami sa mení stav polarizácie žiarenia. Merania rozptylu svetla a stavu polarizácie rozptýleného svetla sa používajú na určenie veľkosti častíc a distribúcie veľkosti. Pozri tiež

Pri slove „aerosól“ si väčšinou predstavíme rozprašovač, z ktorého sa strieka niečo užitočné – buď liek na šváby a muchy, alebo liek na hrdlo. Táto myšlienka je v zásade pravdivá, ale len čiastočne.

Na začiatok si povedzme, aký význam má slovo „aerosól“ vo všeobecnosti. Z hľadiska fyziky je aerosól druh disperzný systém. Čo je to rozptýlený systém? Táto kombinácia fyzické telá(v tento prípad nazývajú sa fázy), ktoré sú v rôznom stave agregácie (tuhé, kvapalné alebo plynné) alebo dokonca v jednom (okrem prípadov, keď sú obe telesá plynné - v tomto prípade nebude fungovať rozptýlený systém), ale fungujú vzájomne sa nemiešať a nevstupovať do chemická reakcia a jedna z nich (nazýva sa disperzná fáza) je rovnomerne rozložená v druhej (disperzné médium). stav agregácie každá z týchto dvoch zložiek len určuje typ aerosólov.

Ak je teda dispergované médium plynné a dispergovaná fáza je v ňom rozložená kvapalina alebo pevná látka, ide o aerosól. Presnejšie povedané, pôjde o jeden z dvoch druhov aerosólov, pričom s oboma typmi sa stretávame takmer každý deň. Takže mraky plávajúce nad zemou alebo hmla pokrývajúca údolia pred úsvitom sú tiež aerosóly. V tomto prípade sú najmenšie kvapôčky kvapaliny suspendované v plynnom disperznom médiu. Niečo podobné možno pozorovať pri fontánach či vodopádoch.

Dym je tiež aerosól, v tomto prípade rozptýlenú fázu suspendovanú vo vzduchu predstavujú najmenšie pevné častice nespáleného paliva. A dokonca aj prach vo vzduchu je aerosól! Takýto aerosól sa nazýva hrubá disperzia. Aerosólom je aj peľ suspendovaný vo vzduchu počas kvitnutia, ktorý prenasleduje tých, ktorí trpia alergiami.

To však nie je najprekvapujúcejšie. Aerosóly sú živé! To možno povedať, ak rozptýlené vo vzduchu pevných častíc sú mikroorganizmy, ako sú baktérie. Prvýkrát podobný jav objavil francúzsky vedec Louis Pasteur – takto vysvetlil ako infekčná choroba môžu byť prenášané vzdušnými kvapôčkami. Takýto „živý aerosól“ sa inak nazýva aeroplanktón a tieto baktérie sa nenašli len pri zemskom povrchu, ale aj v poriadnej výške – 70 km nad zemským povrchom! Na aerosóly v prírode sme teda viac-menej prišli, ale aké aerosóly vytvára človek pre svoj vlastný prospech?

Po prvé, aerosóly sa používajú v medicíne. Už v dávnych dobách boli miestnosti, kde boli chorí, zadymení dymom vznikajúcim pri spaľovaní liečivých rastlín. Prinieslo to určitý úžitok, ale v našej dobe je ich viac efektívnymi spôsobmi ako je inhalácia. Roztok liečiva sa buď zahreje, alebo sa podrobí inému účinku (napríklad ultrazvuku), v dôsledku čoho sa zmení na aerosól, ktorý pacient vdýchne. Liečivo tak preniká hlboko do Dýchacie cesty- je to nevyhnutné napríklad pri liečbe bronchitídy. Ďalším spôsobom, ako premeniť liek na aerosól, je rozprášiť kvapalinu pomocou rozprašovača, čo je zariadenie, ktoré funguje v dôsledku rozdielu tlaku. Na liečbu boľavého miesta „cielene“ možno použiť aerosól - napríklad antibiotikum vo forme aerosólu, ktorý sa nastrieka na hrdlo, a to aj pre tehotné ženy. Zároveň to nie je také bolestivé ako mazanie hrdla liekom.

Vo forme aerosólov sa používajú nielen lieky, ale aj deodoranty, už spomínané hmyzie jedy, farby, dokonca aj zbrane (plynové kartuše). A ďalší typ aerosólu, bohužiaľ, vytvorený človekom, je smog.

MINISTERSTVO ZDRAVOTNÍCTVA RUSKEJ FEDERÁCIE

VŠEOBECNÉ FARMAKOPICKÉ POVOLENIE

Aerosóly a spreje OFS.1.4.1.0002.15

Namiesto čl. GF XI "Aerosóly"

Aerosóly - lieková forma, ktorou je roztok, emulzia alebo suspenzia aktívne zložky stlačený hnací plyn v zapečatenom obale (nádoba na aerosól) vybavený systémom rozprašovania ventilu, ktorý uvoľňuje liek vo forme disperzie pevných alebo kvapalných častíc v plyne, ktorých veľkosť zodpovedá spôsobu podania.

Spreje sú aerosóly bez hnacieho plynu, ktorých obsah sa uvoľňuje tlakom vzduchu generovaného mechanickým pumpičkovým rozprašovačom alebo stlačením polymérového obalu. V porovnaní s aerosólmi sú spreje hrubším systémom.

Aerosóly sú dvojfázové (plyn a kvapalina) alebo trojfázové (plyn, kvapalina a pevný alebo kvapalné) systémy. Dvojfázové aerosóly pozostávajú z roztoku účinnej látky v skvapalnenom hnacom plyne s prídavkom rozpúšťadiel na zabezpečenie rozpustnosti účinných látok. Trojfázové aerosóly pozostávajú zo suspenzie alebo emulzie účinných látok a hnacej látky.

Medzi trojfázové aerosóly patria penové aerosóly, čo sú emulzie obsahujúce aktívne zložky, povrchovo aktívne látky, vodné alebo nevodné rozpúšťadlá a hnacie plyny. Ak je hnací plyn súčasťou dispergovanej fázy (emulzia olej vo vode), pri uvoľnení obsahu sa vytvorí stabilná pena.

Spreje sú jednofázové (kvapalné) alebo dvojfázové (kvapalné a tuhé alebo kvapalné) systémy.

TECHNOLÓGIE

Pomocné látky ako súčasť aerosólov a sprejov (rozpúšťadlá, hnacie plyny, povrchovo aktívne látky, filmotvorné látky, dochucovadlá, antimikrobiálne konzervačné látky, antioxidanty atď.) musia byť schválené na medicínske použitie, musia poskytovať optimálne technologické vlastnosti liekovej formy, byť kompatibilné s ostatnými zložkami lieková forma a materiál balenia. Pomocné látky v zložení aerosólov na inhaláciu by nemali nepriaznivo ovplyvňovať funkciu sliznice dýchacích ciest.

Rozpúšťadlá: voda, etylalkohol, mastné oleje rastlinného a živočíšneho pôvodu, minerálne oleje, glycerín, etylacetát, etylchlorid, propylénglykol, dimexid (dimetylsulfoxid), polyetylénoxidy s rôznymi molekulové hmotnosti, polysiloxánové zlúčeniny, etylcelulóza atď.

Povrchovo aktívne látky: polysorbáty (tweens), peny, pentol, prípravok OS-20, emulzné vosky, emulgátor č. 1, emulgátor T-2, syntetické mastné primárne alkoholy, trietanolamínové soli vyš. mastné kyseliny kyselina olejová atď.

Filmoví tvorcovia: deriváty celulózy, kyseliny akrylovej atď.

Korigens: cukor, citrónová kyselina sorbitol, éterické oleje, tymol, mentol atď.

Antimikrobiálne konzervačné látky: metylparahydroxybenzoát, propylparahydroxybenzoát sodný, etylparahydroxybenzoát, kyseliny sorbová a benzoová, benzoát sodný, etónium, katamín AB atď.

Antioxidanty: butylovaný hydroxytoluén, butylovaný hydroxyanizol, vitamín E, kyselina askorbová atď.

Hnacie plyny (používané v aerosóloch): skvapalnené plyny, ako sú parafínové uhľovodíky s nízkou molekulovou hmotnosťou, ako je propán a bután, stlačené plyny, ako je dusík, oxid dusný, oxid uhličitý a halogénované uhľovodíky (freóny alebo freóny). Na vytvorenie optimálnych fyzikálno-chemických charakteristík aerosólu možno použiť zmesi hnacích plynov.

Aerosóly a spreje sú umiestnené v obale, ktorý musí byť vyrobený z materiálu, ktorý je inertný voči obsahu obalu: kov, sklo, plast alebo ich kombinácie. Aerosólové sklenené nádoby musia byť chránené plastovým povlakom. Aerosólové plechovky musia odolať vnútornému tlaku najmenej 1 MPa pri 20 ºС.

V závislosti od typu a účelu balenia musí byť vybavený rozprašovacím zariadením. nepretržité pôsobenie(nedávkované aerosóly a spreje) alebo dávkovacie rozprašovacie zariadenie (dávkované aerosóly a spreje). Materiály používané pri výrobe rozprašovacích zariadení (plast, guma, kov) musia byť inertné vzhľadom na obsah balenia.

Rozprašovacie zariadenie musí regulovať uvoľňovanie obsahu balenia počas používania: rýchlosť a úplnosť uvoľňovania, veľkosť častíc disperzie, rovnomernosť dávkovania. Ventilové dávkovacie zariadenie pre aerosóly musí zabezpečiť tesnosť balenia, keď sa nepoužíva.

TESTY

Kontrola kvality aerosólov a sprejov zahŕňa v závislosti od liekovej formy posúdenie tlaku v balení, tesnosti balenia, kontrolu ventilu, určenie percentuálneho výdaja obsahu balenia, stredna vaha dávka, počet dávok v balení, jednotnosť dávkovania, jednotnosť hmotnosti. Pri neinhalačných aerosóloch a sprejoch obsahujúcich suspenziu účinných látok sa zisťuje veľkosť častíc, pri inhalačných aerosóloch dýchateľná frakcia.

V prípade aerosólov a sprejov, ktoré sú emulziami a suspenziami, je oddelenie počas skladovania povolené, musia sa však ľahko reemulgovať a resuspendovať za trepania, aby sa zabezpečilo Rovnomerné rozdelenieúčinná látka v liečive.

Aerosóly určené na inhaláciu musia vyhovovať.

Baliaci tlak

Meranie tlaku sa vykonáva len pre aerosóly, v ktorých sú stlačené plyny hnacími plynmi.

Balíky sú uložené na izbová teplota po dobu 1 hodiny a manometrom (trieda presnosti 2,5) zmerajte tlak vo vnútri balenia, ktorý musí spĺňať požiadavky článku z liekopisu alebo regulačnej dokumentácie, ale nemal by presiahnuť 0,8 MPa (8 kgf / cm 2).

Tesnosť balenia(pre aerosóly)

Metóda 1. Aerosólová nádobka bez uzáveru a rozprašovača alebo trysky sa úplne ponorí do vodného kúpeľa s teplotou (45 ± 5) °C najmenej na 15 minút a najviac na 30 minút v prípade sklenenej nádoby a najmenej na 10 minút a nie viac ako 20 minút pre kov. Vrstva vody nad driekom ventilu musí mať hrúbku aspoň 1 cm. Nemali by sa pozorovať žiadne bublinky plynu.

Metóda 2. Vyberte 12 predtým nepoužitých aerosólových balení. Každé balenie bez uzáveru a rozprašovača alebo trysky sa váži s presnosťou na 0,001 g ( m 0) a ponechajte vo zvislej polohe pri izbovej teplote najmenej 3 dni. Aerosólová nádoba sa potom znova odváži s presnosťou na 0,001 g ( m 1).

Zaznamenajte trvanie testu v hodinách ( T).

Aerosólový obal sa uvoľňuje z obsahu spôsobom uvedeným v monografii alebo regulačnej dokumentácii. Odvážte prázdny obal s presnosťou na 0,001 g ( m 2), vypočítajte priemernú hmotnosť obsahu s presnosťou na 0,001 g ( m 3) podľa vzorca:

n– počet testovaných aerosólových plechoviek.

Vypočítajte mieru úniku obsahu balenia v gramoch za rok ( Vm) podľa vzorca:

Vypočítajte mieru úniku obsahu balenia za rok ako percento priemernej hmotnosti ( V%) podľa vzorca:

Ak nie je v monografii alebo normatívnej dokumentácii uvedené inak, priemerná ročná miera úniku pri 12 obaloch by nemala presiahnuť 3,5 % priemernej hmotnosti obsahu obalu a pri žiadnom z nich by nemala presiahnuť 5,0 %. Ak aspoň pri jednom balení miera netesnosti presiahne 5,0 % za rok, ale u žiadneho z balíkov nepresiahne 7,0 %, skúška netesnosti sa vykoná na 24 ďalších baleniach. Nie viac ako 2 z 36 kusov môžu mať mieru úniku vyššiu ako 5,0 % a žiadny z nich nesmie mať mieru úniku vyššiu ako 7,0 % za rok.

Ak je hmotnosť obsahu balenia menšia ako 15 g, priemerná miera úniku pre 12 balení nesmie prekročiť 525 mg/rok a žiadne z nich nesmie presiahnuť 750 mg/rok. Ak aspoň pri jednom balení presiahne rýchlosť úniku 750 mg/rok (ale nie viac ako 1,1 g/rok), potom sa skúška netesnosti vykoná na 24 ďalších baleniach. Nie viac ako 2 balenia z 36 môžu mať mieru úniku vyššiu ako 750 mg/rok a žiadna miera úniku nesmie prekročiť 1,1 g/rok pre žiadne balenie z 36.

Výstup obsahu balenia

Test sa vykonáva pre nemerané aerosóly a spreje. Balenie sa váži spolu s rozprašovačom alebo tryskou s presnosťou 0,01 g ( m 4). Stlačením rozprašovača alebo trysky vyberte z obalu všetok obsah a balenie spolu s rozprašovačom alebo tryskou opäť odvážte s presnosťou na 0,01 g ( m 5).

Percentuálny výťažok obsahu ( X) sa vypočíta podľa vzorca:

kde m 6 - hmotnosť obsahu uvedeného na etikete, g (alebo získaná vynásobením menovitého objemu hustotou lieku).

Ak nie je v monografii alebo normatívnej dokumentácii uvedené inak, percento uvoľnenia obsahu balenia musí byť najmenej 90 % a výsledkom je aritmetický priemer získaný pri stanovení percenta uvoľnenia obsahu z 3 balení.

Rovnomernosť hmotnosti dávky

Test sa vykonáva pre aerosóly s odmeranými dávkami a spreje obsahujúce roztoky. Skúška na inhalačné aerosóly sa vykonáva v súlade s (test "rovnomernosť podávanej dávky").

Jedna dávka sa uvoľní a vyhodí. Po aspoň 5 sekundách pretrepte obal 5 sekúnd, znova uvoľnite a jednu dávku zlikvidujte. Uvedený postup zopakujte ešte 3-krát, pokiaľ nie je v monografii alebo normatívnej dokumentácii uvedené inak. Odvážte balík. Balenie pretrepte 5 s, uvoľnite a zlikvidujte jednu dávku, znova odvážte balenie. Hmotnosť uvoľnenej dávky sa vypočíta z rozdielu.

Test sa opakuje pre ďalších 9 dávok špecifikovaných v monografii alebo normatívnej dokumentácii. Vypočítajte priemernú hmotnostnú dávku a odchýlku individuálnych hodnôt z priemernej hmotnosti dávky.

Liek sa považuje za vyhovujúci skúške, ak sa najviac 1 z 10 jednotlivých hmotností neodchyľuje od priemernej hmotnosti o viac ako 25 %, ale nie viac ako o 35 %. Ak 2 alebo 3 výsledky spadajú mimo rozsah 75 – 125 %, test sa opakuje s 20 ďalšími dávkami. Nie viac ako 3 z 30 hodnôt môžu byť mimo rozsahu 75 – 125 % a všetky hodnoty musia byť medzi 65 a 135 %.

Počet dávok v balení

Test sa vykonáva pre aerosóly a spreje s odmeranými dávkami.

Metóda 1 Uvoľnite obsah jedného balenia, pričom dávky uvoľnite v intervaloch minimálne 5 s. Zaznamenáva sa počet uvoľnených dávok.

Je povolené vykonať test súčasne so stanovením jednotnosti dávkovania.

Metóda 2 Balenie sa váži spolu s rozprašovačom alebo tryskou s presnosťou 0,01 g ( m 2). Stlačením rozprašovača alebo trysky sa všetok obsah uvoľní z obalu a balenie sa opäť odváži spolu s rozprašovačom alebo tryskou s presnosťou na 0,01 g ( m 5).

Priemerný počet dávok ( n cf) v jednom balíku sa vypočíta podľa vzorca:

kde m cf je priemerná hmotnosť jednej dávky, g.

Počet dávok získaných ako výsledok testu nesmie byť menší, ako je uvedené na etikete.

Veľkosť častice

Test sa vykonáva pre neinhalačné aerosóly a spreje obsahujúce suspenziu účinných látok. Metódy stanovenia a požiadavky na veľkosť častíc by mali byť špecifikované v monografii alebo normatívnej dokumentácii.

Dýchateľná frakcia

Skúška sa vykonáva pre inhalačné aerosóly v súlade s .

Jednotné dávkovanie

Test sa vykonáva pre aerosóly s odmeranými dávkami a spreje obsahujúce emulzie alebo suspenzie. Skúška na inhalačné aerosóly sa vykonáva v súlade s.

Kontrola tohto indikátora by sa mala vykonávať nielen pre dávky uvoľnené z jedného balenia, ale aj pre dávky prijaté z rôznych balení. Postup výberu dávky by mal zahŕňať výber dávok na začiatku, v strede a na konci užívania lieku.

Test sa vykonáva pomocou prístroja alebo prístroja schopného kvantitatívne zadržať dávku uvoľnenú z rozprašovacieho zariadenia. Balenie pretrepte 5 sekúnd, uvoľnite a jednu dávku zlikvidujte. Po aspoň 5 sekundách obal opäť 5 sekúnd pretrepte, uvoľnite a jednu dávku zlikvidujte. Uvedený postup zopakujte ešte 3-krát, pokiaľ nie je v monografii alebo normatívnej dokumentácii uvedené inak. Po 5 sekundách sa do prijímača prístroja uvoľní jedna dávka. Obsah zbernej nádoby sa zhromaždí postupnými premývaniami a stanoví sa obsah účinnej látky v kombinovaných premývaniach.

Test sa opakuje pre ďalších 9 dávok špecifikovaných v monografii alebo normatívnej dokumentácii.

Liek prejde testom, ak je 9 z 10 výsledkov medzi 75 % a 125 % priemeru a všetky výsledky sú medzi 65 % a 135 %. Ak 2 alebo 3 výsledky spadajú mimo rozsah 75 – 125 %, test sa opakuje s 20 ďalšími dávkami. Nie viac ako 3 z 30 hodnôt môžu byť mimo rozsahu 75 – 125 % a všetky hodnoty musia byť medzi 65 a 135 %.

V prípade aerosólov a sprejov obsahujúcich niekoľko účinných látok sa musí pre každú látku vykonať test jednotného dávkovania.

BALÍČEK

V súlade s požiadavkami.

OZNAČOVANIE

V súlade s požiadavkami. Označenie aerosólov by malo obsahovať varovné štítky: „Uchovávajte mimo dosahu vykurovacieho systému a priamo slnečné lúče““, „Neotvárať“, „Chráňte pred kvapkami a nárazmi“ a iné, ak je to potrebné.

SKLADOVANIE

V súlade s požiadavkami. Balené, aby bola zaistená stabilita do uvedeného dátumu spotreby liek, na mieste chránenom pred svetlom pri teplote 8 až 15 °C, ak nie je v monografii alebo regulačnej dokumentácii uvedené inak.