Пепел или зола — это твердые остатки пожаров . [1] В частности, зола относится ко всем неводным , негазообразным остаткам , которые остаются после того, как что-то сгорает . В аналитической химии для анализа содержания минералов и металлов в химических образцах зола — это негазообразный , нежидкий остаток после полного сгорания.
Зола как конечный продукт неполного сгорания в основном минеральная , но обычно все еще содержит некоторое количество горючих органических или других окисляемых остатков. Самый известный тип золы — древесная зола , как продукт сгорания древесины в кострах , каминах и т. д. Чем темнее древесная зола, тем выше содержание остаточного древесного угля от неполного сгорания. Зола бывает разных типов. Некоторые виды золы содержат природные соединения , которые делают почву плодородной . Другие содержат химические соединения , которые могут быть токсичными , но могут распадаться в почве из-за химических изменений и деятельности микроорганизмов .
Как и мыло , зола также является дезинфицирующим средством ( щелочь ). [2] Всемирная организация здравоохранения рекомендует золу или песок в качестве альтернативы для мытья рук, когда мыло недоступно. [3]
Зола естественным образом образуется в результате любого пожара , сжигающего растительность , и может рассеиваться в почве, удобряя ее , или скапливаться под ней достаточно долго, чтобы превратиться в уголь .
Состав золы варьируется в зависимости от сжигаемого продукта и его происхождения. «Содержание золы» или «минеральное содержание» продукта определяется его сжиганием при температурах от 150 °C (302 °F) до 900 °C (1650 °F). [4]
Состав золы, полученной из древесины и других растительных материалов, варьируется в зависимости от вида растения, его частей (таких как кора, ствол или молодые ветки с листвой), типа почвы и времени года. Состав этой золы также сильно различается в зависимости от способа сжигания.
Древесная зола , в дополнение к остаточным углеродистым материалам (неизрасходованные угли, активированный уголь, пропитанный углеродистыми частицами, смолы, различные газы и т. д.), содержит от 20% до 50% кальция в форме оксида кальция и, как правило, богата карбонатом калия . Зола, полученная из трав, и семейства злаковых в частности, богата кремнеземом . [5] Цвет золы обусловлен небольшими долями неорганических минералов, таких как оксиды железа и марганец . Окисленные металлические элементы, которые составляют древесную золу, в основном считаются щелочными .
Например, зола, собранная в дровяных котлах, состоит из [6]
Уровень pH золы составляет от 10 до 13, в основном из-за того, что оксиды кальция, калия и натрия являются сильными основаниями . Кислотные компоненты, такие как диоксид углерода , фосфорная кислота , кремниевая кислота и серная кислота , присутствуют редко и в присутствии ранее упомянутых оснований обычно находятся в форме солей , соответственно карбонатов , фосфатов , силикатов и сульфатов .
Строго говоря, соли кальция и калия производят вышеупомянутый оксид кальция (также известный как негашеная известь) и калий при сжигании органического вещества. Но на практике негашеную известь получают только в известковой печи , а поташ (из карбоната калия) или пищевую соду (из карбоната натрия) извлекают из золы.
Другие вещества, такие как сера , хлор , железо или натрий , появляются только в небольших количествах. Другие же редко встречаются в древесине, такие как алюминий , цинк и бор . (в зависимости от микроэлементов, извлекаемых из почвы сжигаемыми растениями).
Содержание минералов в золе зависит от вида сжигаемого дерева, даже в одинаковых почвенных условиях. Больше хлорида содержится в хвойных деревьях, чем в лиственных , в елях в семь раз больше, чем в дубах . В европейской осине вдвое больше фосфорной кислоты, чем в дубах , а в вязе вдвое больше магния, чем в сосне обыкновенной .
Состав золы также различается в зависимости от того, какая часть дерева была сожжена. Соли кремния и кальция в коре встречаются чаще, чем в древесине, тогда как соли калия в основном встречаются в древесине. Изменения в составе также происходили в зависимости от сезона, в котором погибло дерево.
Кремационный пепел, также называемый кремированными останками или «кремированными останками», представляет собой телесные останки, оставшиеся после кремации . [7] Часто они имеют форму серого порошка, напоминающего крупный песок . Хотя их часто называют пеплом , останки в основном состоят из измельченных фрагментов костей из-за процесса кремации, который устраняет органические материалы тела. [8] [9] Люди часто хранят этот пепел в контейнерах, таких как урны , хотя иногда их также закапывают или разбрасывают в определенных местах. [10]
В пищевой промышленности содержание минералов и золы используется для характеристики наличия органических и неорганических компонентов в пище для контроля качества, количественной оценки пищевой ценности и маркировки, анализа микробиологической стабильности и многого другого. [4] Этот процесс можно использовать для измерения содержания минералов, таких как кальций , натрий , калий и фосфор , а также содержания металлов, таких как свинец , ртуть , кадмий и алюминий .
Анализ содержания металлов в образцах золы показывает, что при сжигании хлопковой бумаги выделяется много токсичных компонентов, вызывающих... В пылевом дыме и зольном остатке содержится значительное количество тяжелых металлов , например, алюминий , железо , марганец , медь , свинец , цинк и кадмий . [11] [12]
«Сжигание бумаги-подсвечника составило до 42% массы атмосферного rBC [тугоплавкого черного углерода], что выше, чем у транспорта (14–17%), остатков урожая (10–17%), угля (18–20%) во время фестиваля Ханьи на северо-западе Китая», согласно исследованию 2022 года, «общее качество воздуха может ухудшиться из-за практики неконтролируемого сжигания бумаги-подсвечника во время фестиваля, которая не ограничивается только людьми, которые сжигают», и «сжигание бумаги-подсвечника во время богослужений распространено в Китае и большинстве азиатских стран со схожими традициями». [13]
Высокие уровни тяжелых металлов , включая свинец , мышьяк , кадмий и медь, были обнаружены в зольных отходах после лесных пожаров в Калифорнии в 2007 году . Была организована общенациональная кампания по очистке... [14] В разрушительном пожаре в лагере в Калифорнии (2018) , в результате которого погибло 85 человек, уровень свинца увеличился примерно в 50 раз в течение нескольких часов после пожара на участке неподалеку ( Чико ). Концентрация цинка также значительно увеличилась в Модесто, в 150 милях. Тяжелые металлы, такие как марганец и кальций, также были обнаружены в многочисленных пожарах в Калифорнии. [15]
«Частицы пыли или дыма в атмосфере необходимы для выпадения осадков. Эти частицы, называемые «ядрами конденсации», обеспечивают поверхность, на которой конденсируется водяной пар. Это помогает каплям воды собираться вместе и становиться достаточно большими, чтобы упасть на землю» [16]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of November 2024 (link)