धूळ

धूळ : हवेत दीर्घकाळपर्यंत तरंगत राहू शकणारे, अनेक प्रकारच्या घन द्रव्यांचे विविध आकारमानांचे अती सूक्ष्म कण. क्षैतिज (क्षितिज समांतर) व ऊर्ध्व (उभ्या) दिशेने वाहणाऱ्या वातप्रवाहामुळे किंवा संक्षोभजन्य परिस्थितीमुळे धुळीचे कण वर उचलले जाऊन मूळच्या स्थानापासून खूप दूरपर्यंत नेले जाऊ शकतात. वातावरण शांत झाले की, हळूहळू ते कण गुरुत्वाकर्षणामुळे भूपृष्ठाकडे येऊ लागतात व कालांतराने भूपृष्ठाचा एक भाग होतात. वर्षणामुळेही धूलिकण भूपृष्ठावर येऊन पडतात व तेथील मृदेत मिसळून जातात. कोट्यावधी टन धूलिकण वाऱ्याबरोबर पृथ्वीच्या एका भागातून दुसऱ्या भागापर्यंत नेले जातात. चीनमध्ये आढळणारे लोएसचे थर (एक प्रकारच्या मातीचे थर) वाऱ्याबरोबर आलेले मृद‌् कण साचून निर्माण झाले आहेत, असे शास्त्रज्ञांचे मत आहे. काही ठिकाणी त्यांची जाडी २१० मी. आहे.

धूलिकण हे वातावरणातील शाश्वत घटक नसतात. त्यांचे प्रमाण नित्य बदलत असते. घन वस्तूंच्या सूक्ष्म कणांबरोबर वातावरणात तेले, धूम्रकण, नायट्रिक व सल्फ्युरिक अम्ल यांसारखे आर्द्रताग्राही पदार्थांचे कणही उपस्थित असतात. मेघनिर्मिती व पर्जन्यवृष्टी यांसारखे वातावरणीय आविष्कार घडवून आणण्यात आर्द्रताग्राही धूलिकण फार महत्त्वाची भूमिका बजावितात. त्यांचा व्यास साधारणपणे १०^-७ ते १०^-५ सेंमी. असतो. दर घ. सेंमी. मध्ये ३०० ते ५०० कण असतात. वातावरणातील जलबाष्पाचे आर्द्रताग्राही कणांवर संद्रवण होऊन (द्रवरूपात साचून) मेघनिर्मिती होते व पाऊस पडतो. धूलिकणांमुळे सौर प्रारणाची (तरंगरूपी ऊर्जेची) तीव्रता कमी होते. अशा रीतीने जीवन सह्य करण्यात धूलिकणांची उपयुक्तता वादातीत आहे. वातावरणात शिरणारी धूळ मुख्यत्वेकरून पृथ्वीवरील अर्धशुष्क प्रदेशांवरून, मध्यम कटिबंधीतील शेतीसाठी मशागत केलेल्या जमिनीवरून आणि वाळवंटावरून येते.

उत्पत्ती व उगमस्थाने : मुक्त वातावरणात विविध प्रकारच्या धुळीच्या कणांचा प्रवेश होण्याची मुख्य कारणे म्हणजे मृद‌् कणांचे प्रबल वाऱ्यांबरोबर अभिगमन, समुद्रावरून येणाऱ्या लवणयुक्त जलाचे बाष्पीभवन होऊन मुक्त झालेल्या लवणकणांचे परिवहन, ज्वालामुखींचे उद्रेक, जंगलातील वणवे, घरगुती शेगड्या, औद्योगिक कारखान्यांतील ज्वलनक्रिया, मोटारगाड्यांचे निष्कासन (इंधन ज्वलनानंतर इतर वायु व अर्धज्वलित वायू बाहेर पडणे), उल्कापात, परागकण आणि सूक्ष्मजंतू यांचा वातावरणात होणारा शिरकाव ही होत. वातावरणात वर उल्लेखिलेल्या धूलिकणांशिवाय वाळूचे कण, काजळी, राख, केसांचे बारीक तुकडे, कापसाचे सूक्ष्म तंतू, वनस्पतींच्या बियांचे अवशेष, लाकडांचे व रंगाचे बारीक तुकडे असे अनेक प्रकारचे वस्तुकणही आढळतात.

महासागरांवरून दर वर्षी सु. २०० कोटी टन लवणकण वातावरणातील धुळीत मिसळतात. त्यांत बव्हंशी सोडियम क्लोराइड, कॅल्शियम क्लोराइड, पोटॅशियम ब्रोमाइड व मॅग्नेशियम क्लोराइड ही लवणे असतात. अशा लवणकणांचे वजन १०^-१० ते १०^-१८ ग्रॅ. असते  आणि त्यांचा व्यास सु. २ X १०^-४ सेंमी. (दोन मायक्रॉन, μ) इतका असतो. अनेक मानवी व्यवहारांमुळे धूळ उत्पन्न होते. शहरे व शहरवासीयांची संख्या दर वर्षी वाढत असून जगातील प्रमुख शहरांतून प्रतिवर्षी १·२ घ. किमी. धूळ वातावरणात शिरते, असा अंदाज केला गेला आहे. अणुबाँबच्या स्फोटांमुळे हवेत फेकल्या जाणाऱ्या धुळीचे प्रमाण फार मोठे असते. ही धूळ उंच जाऊन पृथ्वीभोवती प्रदक्षिणा घालीत असते. कारखाने, गिरण्या, खाणी यांमुळेही मोठ्या प्रमाणावर धूळ निर्माण होते. ज्वालामुखीय उद्रेकांमुळे राखेचे, धुराचे व रसायनांचे प्रचंड लोट उच्च वातावरणात प्रवेश करतात. २६-२७ ऑगस्ट १८८३ रोजी सुमात्रा व जावा बेटांमधील सुंदा सामुद्रधुनीतील क्राकाटाऊ बेटावर झालेल्या ज्वालामुखीच्या उद्रेकामुळे सु. १६ घ. किमी. जमीन छिन्नविछिन्न होऊन हवेत फेकली गेली. ह्या धूलिकणांचे उच्चतर वातावरणात तीन वर्ष वास्तव्य होते असे सांगण्यात येते.

धुळी वादळांमुळे [ → धुळी वादळ] व त्यांच्याशी निगडित असलेल्या चंडवातांमुळे (अतिप्रबल पृष्ठभागीय वाऱ्यांमुळे) धुळी वादळाच्या उगमस्थानापासून निघालेली हजारो टन वजनाची धूळ ३,००० किमी. दूरपर्यंत जाऊ शकते. सहारा वाळवंटातील वालुकामय धूळ पूर्वेकडील सिरियापर्यंत पोहोचलेली आढळली आहे. सहाराची धूळ अनेकदा यूरोप खंडातील आल्प्स पर्वतापर्यंत पोहोचते. मध्य युरोप, ब्रिटिश बेटे व आल्प्स पर्वतात अधून मधून होणारी ‘रक्त वृष्टी’ (लाल रंगाचा पाऊस) ही सहारा वाळवंटाची लाल माती त्या पावसात मिसळलेली असल्यामुळे होते. १२-१३ नोव्हेंबर १९३३ रोजी अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत मध्यभागी झालेल्या एक धुळी वादळामुळे उडालेली धूळ न्यू इंग्लंडच्या हिमाच्छादित क्षेत्रावर एका चौ. किमी. वर १० टन या प्रमाणात पसरली.

बाह्य अवकाशातून पृथ्वीच्या वातावरणात प्रतिदिनी लहान मोठ्या सु. दहा कोटी उल्का प्रचंड वेगाने प्रवेश करीत असतात. कधीकधी त्यांचा वेग प्रतिसेंकदाला १६ किमी. इतका असतो. उल्कांचे हवेशी होणारे घर्षण व त्यांचा प्रचंड वेग यांमुळे बहुतेक उल्का पृथ्वीवर येऊन आदळण्याच्या अगोदरच अती तप्त होतात. वातावरणात असतानाच त्या भस्मसात होऊन अदृश्य होतात पण ह्या क्रियेमुळे वातावरणात प्रतिवर्षी ३ लक्ष ते १० लक्ष टन उल्काजन्य धूलिकण शिरतात. यांतील बहुतेक कणांचे आकारमान ०·०३ ते ०·२३ मिमी. असते. काही ठिकाणी अगदी सूक्ष्म उल्काजन्य धूलिकणांचा व्यास साधारणपणे ५ ते ३०µ क्वचित प्रसंगी ९०µ असतो, असेही काही शास्त्रज्ञांनी सिद्ध केले आहे.

दुष्परिणाम : धुळीचे मोठे कण पृथ्वीवर लवकर पडतात, पण सूक्ष्म कण बराच काळ हवेत तरंगत राहून सावकाश खाली येतात. यामुळे भूपृष्ठाजवळच्या हवेतील धुळीचे प्रमाण फार मोठे असते. शहरवासीयांच्या जीवनात धूळ अनेक समस्या निर्माण करू शकते. ही धूळ घरादारात शिरून नित्योपयोगी वस्तूंवर पडते. मोठ्या शहरातील एक चौ. किमी. क्षेत्रफळाच्या भूपृष्ठावर वर्षभरात साधारणपणे १५० ते ४०० टन धूळ पडते.  प्रमाणाबाहेर औद्योगिकीकरण झालेल्या क्षेत्रांत वर्षभरात एक चौ. किमी. क्षेत्रावर १,००० टन धूळ जमिनीलगतच्या वातावरणात शिरते. धूलिकणमिश्रित शहरी वातावरणात दीर्घकाल राहिल्यास आपले शरीर, कपडे आणि फुप्फुसे दूषित होतात. नैसर्गिक रोगप्रतिकारक शक्ती कमी होऊन आयुर्मानही कमी होते. धुळीतील अम्लीय लवणांमुळे धातवीय वस्तू गंजतात इमारती, भिंती कच्च्या व ठिसूळ होतात फर्निचर खराब होते कपडे लवकर फाटतात. वनस्पतींवरही धुळीचे विघातक परिणाम होऊन त्या काळवंडतात व त्यांची वाढ खुंटते. धुळीमुळे सूर्यप्रकाशाची तीव्रता कमी होऊन जंतूंच्या वाढीला मदत होते. औद्योगिक क्षेत्राजवळील धुळीत मोठ्या प्रमाणावर विषारी आणि संदूषक वस्तुकण (दूषितीकारक रासायनिक कण) मिसळलेले असतात. मंद वारे असलेल्या पर्जन्यरहित दिवसांत भूपृष्ठ थंड व वरची हवा उष्ण असल्यामुळे वातावरणाला स्थैर्य प्राप्त होते. त्यामुळे दूषितके अनेक दिवस भूपृष्ठाजवळच रेंगाळत असतात. दीर्घावधीच्या श्वसनक्रियेने ते कण मोठ्या संख्येने माणसांच्या फप्फुसात गेल्यास त्यांना श्वसनविषयक असाध्य रोग जडतात. सिलिकेच्या धुळीमुळे सिलिकोसीस नावाचा फुप्फुसाचा विकार जडतो. ही दूषिकते आर्द्रताग्राही असल्यास हवेतील जलबाष्पाचे त्या कणांवर संद्रवण होते, दृश्यमानता मंदावते आणि विषारी सधूम धुके (स्मॉग) उद्‌भवते [ → धुके].

वातावरणातील वनस्पतींच्या परागकणांच्या आधिक्यामुळे अधिहर्षता (ॲलर्जी) असलेल्या व्यक्तींना ⇨ पराग ज्वर नावाचा विकार जडतो. वाऱ्याबरोबर वातावरणात निसटलेले परागकण हळूहळू भूपृष्ठावर येऊ लागतात. १·८ चौ. सेमी. क्षेत्रफळाच्या काचपट्टीवर २४ तासांत किती परागकण येऊन बसतात ते मोजून परागकणांच्या वितरणाची कल्पना येऊ शकते. सर्वांनाच सर्व प्रकारच्या परागकणांमुळे पराग ज्वराची बाधा होते असे नाही. रॅगवीड नावाच्या तणापासून निघणाऱ्या परागकणांपैकी प्रमाणित काचपट्टीवर २४ तासांत जमणाऱ्या परागकणांची संख्या १० ते २५ इतकी स्वल्प असली, तरी ती काही संवेदनाक्षम व्यक्तींना पराग ज्वराने आजारी पाडण्यास पुरेशी असते. फुले येण्याच्या काळाच्या मध्यात कधीकधी २४ तासात असे १,००० परागकण काचपट्टीवर जमा होतात.

इ. स. १९५५ पासून अनेक राष्ट्रांनी वातावरणात अणुकेंद्रीय विस्फोट केले आहेत. त्यामुळे किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) द्रव्यांचे कण वातावरणात स्तरावरणापर्यंत [ → वातावरण] उंच फेकले जातात. साधारणपणे वातावरणात रेडॉन नावाच्या किरणोत्सर्गी मूलद्रव्याचे लेश असतातच. त्यांच्या अपघटनामुळे निर्माण झालेले कार्बन (१४) व पोटॅशियम (४०) या मूलद्रव्यांचे सूक्ष्म कणही वातावरणात निलंबित (लोंबकळत्या) अवस्थेत नेहमीच इतस्ततः भ्रमण करीत असतात. अणुकेंद्रीय विस्फोटात होणाऱ्या अणुभंजनामुळे अनेक प्रकारचे किरणोत्सर्गी कण निर्माण होऊन ते उच्चतर वातावरणात शिरतात. बहुतेक कणांचा अर्धायुकाल (किरणोत्सर्गाची मूळची क्रियाशीलता निम्मी होण्यास लागणारा काळ) अत्यल्प असतो. पावसामुळे व गुरुत्वाकर्षणामुळे ते भूपृष्ठाकडे येऊन अल्पावधीतच निष्पभ्र होतात. याला मुख्य अपवाद म्हणजे स्ट्राँशियम (९०) या मूलद्रव्याचे कण असतात. त्यांचा अर्धायुकाल २८ वर्षांचा असतो. हे कण स्तरावरणात फेकले गेल्यानंतर तेथील प्रचलित वाताप्रवाहांबरोबर पृथ्वीभोवती फिरू लागतात. अनेक वर्षांनी ते भूपृष्ठावर येतात. ज्या परिसरात माणसे वावरतात तेथे दीर्घ अर्धायुकालाचे किरणोत्सर्गी पदार्थ असणे धोक्याचे असते [→ किरणोत्सर्गी अवपात].

विविध परिसरांतील धूलिकणांची सांद्रता : औद्योगिक क्षेत्रातील विविध प्रकारच्या भट्ट्या, धातूंची प्रगलन (गाळण्याची) क्रिया, खाणकाम तसेच इमारती, घरे व रस्ते यांची निर्मिती, गिरण्या शहरी रस्त्यांवरील प्रचंड रहदारी ह्यांसारखे मानवी उद्योग व व्यवहार म्हणजे अमाप धुळीची उगमस्थाने होत. कोळसा जाळल्यामुळे ४ ते ११% वजनाची राख धुराड्यातून वातावरणात निसटते. राखेतील १% धूलिकणांचा व्यास ६μ पेक्षाही कमी असतो. अनेक मानवी व्यवहारांमुळे पुढे दिल्याप्रमाणे विविध प्रकारचे वेगवेगळ्या आकारमानांचे धूलिकण हवेत मिसळतात. कोळशाचे धूम्रकण (०·०१–०·२μ), धातवीय ऑक्साइडांचा धूर (०·०३–०३μ), सिलिकामय धूळ (०·५–१०μ), सूक्ष्म जंतू (१–१५μ), सिमेंट (१०–१५०μ), परागकण (२०–६०μ), रासायनिक खतांचे कण (३०–८००μ), वालुकाकण (२००–२,०००µ).

ह्या कणांमुळे शहरी वातावरणात प्रचंड प्रमाणावर प्रदूषण उद्‌भवते. उगमस्थानापासून साधारणपणे दर ५ किमी. अंतरावर दूषितकांची गाढता निम्म्याने कमी होते. प्रदूषणाची तीव्रता संद्रवणक्षम केंद्रकांच्या संख्येवर अवलंबून असते. जगातील निरनिराळ्या परिसरांत मोजलेली संद्रवण केंद्रकांची संख्या कोष्टक क्र. १ मध्ये दिली आहे. हे कोष्टक तयार करण्यासाठी जगातील विविध भागांतील २०,००० निरीक्षणांचा आधार घेतलेला आहे.

जमिनीपासून दूर असलेल्या महासागरी क्षेत्रांवर केलेल्या निरीक्षणांपैकी ६०% निरीक्षणांत संद्रवण केंद्रकांची संख्या प्रती घ. सेंमी. ला ४०० पेक्षाही कमी असलेली आढळली आहे. मुक्त वातावरणात वाढत्या उंचीप्रमाणे संद्रवण केंद्रकांचे वितरण कसे बदलते ते कोष्टक क्र. २ मध्ये दाखविले आहे. साधारणपणे घरांच्या खोल्यांतून एका घ. सेमी. मध्ये ५०,००० ते १,००,००० संद्रवण केंद्रके आढळून येतात. ६,००० मी. उंचीनंतर धूलिकणांची संख्या खूपच कमी होते.

औद्योगिक क्षेत्रात धूलिकणांमुळे निर्माण होणाऱ्या समस्या: औद्योगिक क्षेत्रांत यंत्राचे घर्षण व झीज यांमुळे धातवीय धूळ निर्माण होते. अनेक रसायनांचे व विविध मूलद्रव्याचे अतिसूक्ष्म कणही मोठ्या संख्येने हवेत मिसळतात. त्यांचा व्यास ५μ पेक्षा कमी असल्यामुळे ते कामगारांच्या फुप्फुसात खोलपर्यंत शिरतात. यांतील बरेचसे कण विषारी असतात. त्यामुळे कामगारांचे आरोग्य धोक्यात येते. त्यांना घशाचे, श्वसनांचे आणि फुप्फुसाचे विकार जडतात.

गंधक, कोळसा, लोखंड, दगड, अभ्रक आणि विविध धातू यांच्या खाणीतील कामगारांना काच, चिनी माती इ. पदार्थांपासून वस्तू बनविण्याच्या कारखान्यांतील कामगांराना व अपघर्षक (खरवडून व घासून वस्तूंचे पृष्ठभाग गुळगुळीत करणारे पदार्थ तयार करण्याच्या) उद्योगात गुंतलेल्या कामगारांना सिलिकेच्या असंख्य सूक्ष्मतम कणांच्या वातावरणात दीर्घकालपर्यंत राहावे लागते. त्यामुळे त्यांना सिलिकोसीस, न्यूमोकोनियोसीस, फायब्रोसीस (तंत्वात्मकता) यांसारखे फुप्फुसांचे असाध्य रोग जडतात. मॅग्नेशियम सिलिकेट असलेल्या संगजिऱ्याच्या उद्योगातील व सजल ॲल्युमिनियम सिलिकेटाच्या (टाल्कच्या) उद्योगातील कर्मचाऱ्यांनाही न्यूमोकोनियोसिस हा विकार जडतो. शिसे, आर्सेनिक आणि मॅंगॅनिजाच्या संयुगांचे धूलिकणही विषारी असतात. सिमेंट व ॲस्बेस्टसाच्या उद्योगातील कर्मचाऱ्यांना सिलिकोसीस, अँथ्रॅकोसीस व ॲस्बेस्टॉसीस नावाचे फुप्फुसांचे विकार कालांतराने जडतात.

औद्योगिक परिसरातील हवेत ५μ व्यासापेक्षा कमी आकारमानाचे सिलिकेचे कण प्रती घ. सेंमी. मध्ये १८० पेक्षा अधिक प्रमाणात असू नयेत. त्यातील २५% कण श्वसनमार्गात अडकून बसतात. कोळशाच्या खाणीत धूलिकणांचा सरासरी व्यास १μ असतो. ॲल्युमिनियमाच्या उद्योगात व ग्रॅनाइटाच्या खाणीत कणांचा व्यास अनुक्रमे २·२μ आणि १·४μ असतो. साधारणपणे औद्योगिक धुळीत ७०% कणांचा व्यास १ ते ३μ आणि २०% कणांचा व्यास १μ पेक्षा ही कमी असतो. हे कण सहजगत्या मानवी शरीरात शिरतात व आरोग्यास बाधा आणतात. त्यांच्या संख्येवर नियंत्रण ठेवणे आवश्यक असते.

औद्योगिक क्षेत्रात अतिसूक्ष्म व शुष्क कार्बनी कणांचे प्रमाणाबाहेर आधिक्य झाल्यास एकाएकी आग लागण्याचा धोका संभवतो. पिठाच्या गिरण्या, साखर कारखाने, कोळसा, ॲल्युमिनियम किंवा गंधक यांच्या खाणी येथील यंत्रांतील घर्षणामुळे सारखा स्थिर विद्युत् भार निर्माण होत असतो. हवेत तरंगणाऱ्या सूक्ष्म कणांना हा विद्युत् भार मिळतो आणि एखादी ठिणगी उडाल्यास निमिषार्धात विस्फोटक आग कारखान्यात लागू शकते. वरील कोष्टक क्र. ३ मध्ये आग लागण्याचा धोका उत्पन्न करणारे एका घ. मी. आकारमानाच्या हवेत आढळलेले सूक्ष्मतम कणांचे ग्रॅ. मधील प्रमाण दाखविले आहे.

आगीचा भडका टाळण्यासाठी किंवा आगीचा धोका कमी करण्यासाठी विस्फोटक कणांचे हवेतील प्रमाण कमी करणे हाच एक उपाय असतो. त्यासाठी अक्रिय व अज्वलनशील पदार्थांचे किंवा पाण्याचे कण हवेत सोडतात. औद्योगिक क्षेत्रातील आर्द्रता वाढविण्यात हाच उद्देश असतो.

धातवीय धूळ निर्माण करणाऱ्या यंत्रांवर संरक्षक आवरण घातल्यास हवेत निसटणाऱ्या धुळीला प्रतिबंध करता येतो. उंच खिडक्यांमध्ये निष्कासक पंखे लावून, निर्वात झाडू (व्हॅक्यूम क्लीनर) वापरून, विशिष्ट प्रकारच्या पंख्याच्या साहाय्याने वाऱ्याचे झोत सोडून व पाण्याचे फवारे हवेत मारून आरोग्याला विघातक अशा धूलिकणांची हवेतील संख्या कमी करण्यात येते. मौल्यवान धातूंचे कण उच्च विद्युत् दाबाच्या अवक्षेपकाच्या साहाय्याने वेगळे काढले जातात. छिद्रण यंत्र चालविताना पाण्याचे फवारे मारून धूळ हवेत जाण्याचे थांबविता येते. अनेकदा खास मुखवटे कामगारांच्या तोंडावर चढवून त्यांचे धोक्यापासून संरक्षण केले जाते. औद्योगिक दृष्ट्या दूषितकांचे प्रमाण (मिग्रॅ./लि.) पुढे दिलेल्या आकड्यांपेक्षा अधिक होता कामा नये : लोखंड अथवा झिंक ऑक्साइड ०·०१५, आर्सेनिक ०·०००५, शिसे ०·०००१५, युरेनियम ०·००००५.

कोष्टक क्र. ४ मध्ये काही औद्योगिक परिसरात विविध प्रकारची कामे चालली असताना एका घ. सेमी.मध्ये किती धूलिकण जातात हे दिले आहे. त्यावरून कामगारांच्या आरोग्याला धुळीमुळे किती मोठ्या प्रमाणात धोका निर्माण होऊ शकतो, याची कल्पना येईल.

वातावरणीय आविष्कार व धूळ यांचे परस्परसंबंध : वातावरणातील धूलिकणांमुळे प्रकाशाचे (मुख्यत्वे निळ्या रंगाच्या लघुतरंगलांबीच्या किरणांचे) प्रकीर्णन (विखुरणे) होते व त्यामुळेच आकाशाचा निळा रंग संधिप्रकाश इ. आविष्कार आढळतात. [ → आकाशवर्ण संधिप्रकाश]. सूक्ष्म धुलिकणांच्या आवरणातून वा धूलिमेघातून सूर्याकडे पाहिल्यास सूर्य लाल किंवा नारिंगी रंगाचा दिसतो. धुळीच्या मोठ्या कणांवरून प्रकाश परावर्तित होऊ शकतो. धुळिवादळ चालले असताना बऱ्याच उंचीवरून जाणाऱ्या विमानातील प्रवाशांना खाली धुळीची एक घट्ट चादर अंथरल्यासारखे दिसते. अशा वेळी क्षितिजही धुळीने काळवंडलेले असते. गतिमान धूलिकणांचे प्रवाह वाहत असताना धूलिकणांचे हवेतील कणांशी किंवा भूपृष्ठाशी घर्षण होते. त्यामुळे धूलिकणांना स्थिर विद्युत् भार प्राप्त होतो. रेडिओच्या आकाशकावर (अँटेनावर) ते कण आदळल्यास रेडिओच्या कार्यक्रमात अनिष्ट गोंगाट निर्माण होतो. अनेकदा अशा धूलिमेघात विद्युत् विसर्जन झाल्यामुळे प्रकाशाची अल्पकालीन चमक उत्पन्न झालेली दिसते.

साधारणपणे ०·५μ पेक्षा कमी व्यास असलेले अतिसूक्ष्म धूलिकण वातावरणात दीर्घकालपर्यंत बऱ्याच उंचीपर्यंत निलंबित अवस्थेत राहू शकतात. शांत वातावरणात पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे ते हळूहळू खाली येतात. त्यांचा पतनवेग जी. जी. स्टोक्‌स यांच्या सूत्रामुळे कळू शकतो. [ → श्यानता]. भिन्न आकारमानांच्या २·३ घनता असलेल्या खडकांच्या धूलिकणांचे समुद्रसपाटीजवळील वातावरणातून १ मी. अंतरातून पडण्याचे कालावधी खाली दिले आहेत.

मुक्त वातावरणात मोठ्या आकारमानाचे धूलिकण पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे सहजगत्या खाली येतात. १०^-४ सेमी. व्यासापेक्षा लहान असलेले सूक्ष्म धूलिकण स्टोक्‌स सूत्राने दिलेल्या कालावधीप्रमाणे खाली येत नाहीत. वातावरणातील ऊष्मीय व गतिमान संक्षोभामुळे ते दीर्घकालपर्यंत वातावरणात तरंगत आणि लोंबकळत राहतात. क्राकाटाऊच्या उद्रेकात ३० किमी.पर्यंत उंच उडालेली सूक्ष्म धूळ १५ किमी.पर्यंत यायला एक वर्षाचा अवधी लागला. ह्या उंचीखालच्या धूलिकणांवर जलबाष्पाचे संद्रवण होऊन मेघ निर्माण होतात आणि त्यांतून नंतर होणाऱ्या वर्षणामुळे वातावरण धूलिकणांपासून मुक्त होते.

हवामान घडविण्यास धुळीचा फार मोठा कार्यभाग असतो. धुळीत सोडियम क्लोराइड व तत्सम लवणांचे लोम (दुमट) किंवा लोएस यांसारख्या मृदांचे व धुराचे सूक्ष्म आर्द्रताग्राही कण असतात. ते मेघ निर्मितीस व पर्जन्यास आवश्यक असा संद्रवण केंद्रकांची भूमिका बजावितात. अशा केंद्रकांची संख्या दिवसा अधिक व रात्री कमी, हिवाळ्यात अधिक व उन्हाळ्यात कमी असते. हिवाळ्यात रात्री भूपृष्ठ निकटवर्ती हवेपेक्षा अधिक थंड होते आणि भूपृष्ठाजवळील हवेत तापापवर्तन (उंचीप्रमाणे तापमान कमी न होता ते वाढणे) निर्माण होते. अशा स्थिर परिस्थितीत ऊर्ध्व प्रवाह निर्माण होत नाहीत. त्यामुळे तापापवर्तनाच्या वरील थरात असलेल्या संद्रवण केंद्रकांच्या संख्येपेक्षा भूपृष्ठाजवळील तापापवर्तन असलेल्या हवेच्या थरात २० पटींपेक्षा अधिक संद्रवण केंद्रके असतात. प्रबल वाऱ्यांच्या क्षेत्रात संद्रवण केंद्रकांची व धूलिकणांची संख्या कमी होते.

धूलिकणांच्या व संद्रवण केंद्रकांच्या संख्येचा वातावरणीय दृश्यमानतेवर परिणाम होतो. साधारणपणे संद्रवणशील धूलिकणांच्या संख्येबरोबर दृश्यमानता कमी होते. वातावरणातील धुळीमुळे सौर प्रारणाचा लघुतरंगलांबीचा भाग शोषला जातो व पृथ्वीला नेहमीच्या प्रमाणात मिळणाऱ्या उष्णतेत घट होते. एका क्षेत्रावर निर्माण झालेल्या धुळीचा सर्वत्र प्रसार होतो. ध्रुवीय प्रदेशांवरून येणारी शीत हवा वास्तविक विशुद्ध व पारदर्शक असावयास हवी पण तिच्यातही धूलिकणांमुळे मालिन्य (ढगाळपणा किंवा अर्धपारदर्शकता) येते. उष्ण कटिबंधीय भूपृष्ठावरून येणाऱ्या हवेत जितके मालिन्य असते, त्याच्या निमपट मालिन्य कॅनडामधून मध्य उ. अमेरिकेत येणाऱ्या ध्रुवीय हवेत आढळले आहे. सहारा वाळवंटात जेव्हा धूलिवादळे किंवा वालुकावादळे होतात तेव्हा आल्प्सच्या पर्वतीय भूप्रदेशाला सामान्य सौर प्रारणांपैकी फक्त ६९% भाग उपलब्ध होतो. ३१% सौर प्रारण तेथे आलेल्या धूलिकणांकडून किंवा वालुकाकणांकडून शोषले जाते. क्राकाटाऊच्या उद्रेकानंतर आपाती सौर प्रारणात २५% घट झाली इतकेच नव्हे, तर पुढील ३ वर्षे तेथील सौर प्रारणाचे प्रमाण सामान्य मूल्यापेक्षा बरेच कमी होते. सप्टेंबर १९५० मध्ये उ. अमेरिकेतील अलबर्टा राज्यात लागलेल्या वणव्यापासून निघालेले धुळीचे व धुराचे झोत पूर्वेकडे जाऊन यूरोपपर्यंत पोहोचले. त्यामुळे वॉशिंग्टनला नेहमीपेक्षा फक्त ५२ टक्केच सौर प्रारण मिळाले व तेथील दैनिक उच्चतम तापमान ३^° से.ने घटले, असे आढळून आले.

ज्वालामुखीच्या उद्रेकातील धूलिकणांमुळे वातावरणीय प्रदूषण उद्‌भवते आणि त्यामुळे हवामानात व जलवायुमानात (दीर्घकालीन सरासरी हवामानात) महत्वाचे बदल होतात. प्राचीन भूवैज्ञानिक कल्पांत घडून आलेल्या अनेक ज्वालामुखीय उद्रेकमालिकांनंतर जलवायुमानात बदल होऊन पृथ्वीवर हिमयुगे अवतरत गेली, असा विल्यम जे. हंफ्रीज यांचा सिद्धांत आहेच. क्राकाटाऊ व कॅटमाई (अलास्का) यांच्या उद्रेकांनंतर संबंध पृथ्वीवरील अनेक ठिकाणांचे तापमान बरेच घसरले होते असे सांगण्यात येते. क्राकाटाउच्या उद्रेकातील बहुसंख्य धूलिकणांचे सरासरी आकारमान १·८५μ होते. या उद्रेकानंतर कणांच्या दाट घनतेमुळे व प्रकाशाच्या विवर्तनामुळे (अडथळ्याच्या कडेवरून जाताना प्रकाश किरणांच्या दिशेत होणाऱ्या बदलामुळे) सूर्याभोवती तपकिरी रंगाचे जाड तेजोवलय (बिशप्स रिंग) निर्माण झाले होते व कित्येक दिवस ते दिसत होते.

औद्योगिक परिसरात हिवाळ्यात रात्री व पहाटे भूपृष्ठालगतच्या हवेच्या थरात तापापवर्तन निर्माण होते. अशा थरात धूलिकण व औद्योगिक अपशिष्टांचे (निरुपयोगी द्रव्यांचे) कण अडकून राहतात. धूलिकणांची संख्या अधिकतम असल्यास ह्या थरांतून चंद्र किंवा सूर्याकडे पाहिले असता ते निळ्या रंगाचे दिसतात. क्षितिजही धुरकटलेले दिसते. औद्योगिक परिसरात दूषितकांचे आर्द्रताग्राही कण बहुसंख्येने पसरल्यामुळे तेथील पर्जन्यात वृद्धी होते. जर्मनीतील रूर या उद्योगप्रधान प्रांतात आजूबाजूच्या क्षेत्रापेक्षा दर वर्षी ३ ते ४ सेंमी अधिक पर्जन्यवृष्टी होत असल्याचे व पर्जन्यमय दिवसांच्या वार्षिक संख्येत २० दिवसांची वाढ झाल्याचे सिद्ध झाले आहे. उत्तर अमेरिकेच्या ओक्लाहोमा राज्यातील टुल्सा या औद्योगिक क्षेत्रावरील वार्षिक पर्जन्यात ७% वाढ झाल्याचे दृष्टोत्पत्तीस आले. मॉस्को, म्यूनिक व इंग्लंडमधील मध्यवर्ती औद्योगिक शहरांतही अशाच प्रकारची पर्जन्यवृद्धी आढळून आली आहे. भूपृष्ठालगतच्या हवेत धूम्रकण पसरविल्यास भूपृष्ठावरून बाहेर जाणाऱ्या प्रारणाला प्रतिबंध करता येतो. मोसंबी, संत्री यांसारखी झाडे व त्यांची फळे थंडीच्या दिवसात करपून जाऊ नयेत म्हणून रात्री त्यांच्यावर धुराचे आवरण केले जाते.

धूलिकणांचे आकारमान व त्याचे हवेतील प्रमाण मोजण्याच्या पध्दती : वातावरणीय धुळीचे गुणधर्म व सांद्रता निश्चित करण्याच्या दृष्टीने वातावरणात विखुरलेल्या धूलिकणांचे प्रमाण, त्यांचा व्यास आणि रासायनिक व खनिज संघटन यांचे मापन करणे आवश्यक असते. त्यासाठी निक्षेपण (साचविणे) शोषण, जोराने आदळणे, संद्रवण, विद्युत् अवक्षेपण (विजेच्या साहाय्याने एखाद्या द्रवात न विरघळणाऱ्या साक्याच्या रूपात मिळवणे) आणि ऊष्मीय अवक्षेपण यांसारख्या अनेक क्रियांचा अवलंब करतात. ह्या उद्देशाने अनेक उपकरणे तयार केली गेली आहेत. त्यापैकी जॉन एटकेन यांचा संद्रवण केंद्रकमापक व जे. एस‌्. ओएन यांचा स्रोत धूलिकणमापक ही उपकरणे अधिक उपयुक्त आहेत.

जलबाष्पाने संतृप्त असलेल्या (जास्तीत जास्त प्रमाण असलेल्या) हवेत बाष्पाचे संद्रवण होऊन जलबिंदू निर्माण करण्यास धूलिकणांचे साह्य होते, या प्रक्रियेचा उपयोग एटकेन यांच्या संद्रवण केंद्रकमापकात केला जातो. ज्या हवेतील संद्रवण केंद्रकांची संख्या मोजावयाची असते तिचा पंपाच्या साह्याने मोजलेला भाग आकारमान बदलता येणाऱ्या व धूलिकणविरहित हवा असलेल्या पेटीत ओढून घेतात. ह्या पेटीत ओली गालन-पत्रे (फिल्टर पेपर) अगोदरच ठेवलेली असल्यामुळे पेटीतील हवा जलबाष्पाने संतृप्त झालेली असते. परीक्ष्य धूलिकणयुक्त हवाही काही वेळाने संतृप्त होते. ह्यानंतर पंपाच्या साह्याने पेटीचे आकारमान एकदम वाढविले जाते. अशा असंक्रमी प्रसरणाने (ज्यात बाहेरून उष्णता शिरत नाही किंवा ज्यातून उष्णता बाहेर जात नाही अशा प्रसरणक्रियेने) हवेच्या मिश्रणाचे तापमान कमी होऊन केंद्रकांवर जलबाष्पाचे संद्रवण होते व पेटीत पाण्याचे थेंब तयार होतात. ते एका अंशांकित तबकडीवर पडतात. नंतर ह्या तबकडीवर प्रखर प्रकाश पाडून सूक्ष्मदर्शकाच्या साह्याने त्यावर जमा झालेल्या संद्रवण केंद्रकांची संख्या व त्यांचे व्यास मोजतात. प्रत्येक संद्रवण केंद्रकाभोवती एक जलबिंदू तयार होतो, असे ह्या प्रयोगात गृहीत धरले जाते.

ओएन यांच्या स्रोत्र धूलिकणमापकात चोहोबांजूनी ओले टिपकागद लावलेल्या एका बंद पेटीत पंपाच्या साह्याने परीक्ष्य हवेचा मोजलेला भाग ओढून घेतात. काही वेळाने ही हवा संतृप्त होते. त्यानंतर त्या बंद पेटीच्या एका बाजूस असलेल्या सूक्ष्म भोकातून जोरदार स्रोताच्या स्वरूपात ही हवा बाहेर ढकलली जाते. पेटीच्या भोकापासून एक मीमी. अंतरावर सूक्ष्मदर्शकाची एक काचपट्टी बसविलेली असते. तीवर हा संतृप्त हवेचा स्रोत आदळतो. भोकातून बाहेर पडताना एकदम असंक्रमी प्रसरण झाल्यामुळे त्या संतृप्त हवेचे तापमान कमी होऊन धूलिकणांभोवती जलबिंदू तयार होतात. तेही काचपट्टीवर आपटतात व तेथेच चिकटतात. काही वेळाने जलबिंदूचे बाष्पीभवन होऊन जलबाष्प हवेत विरते व धूलिकण काचेवर शिल्लक राहतात. ही काचपट्टी नंतर सूक्ष्मदर्शकाच्या खाली ठेवल्यास धूलिकणांची संख्या व त्यांचे व्यास मोजता येतात.

धूलिग्रस्त वातावरणातून पडणाऱ्या पावसाच्या पाण्यातील धूळ गाळून वेगळी केल्यानंतर किंवा हिमाच्छादित भूपृष्ठावर जमलेली धूळ जमवून वेगळी केल्यानंतर वातावरणातील धुळीच्या प्रमाणाबद्दल स्थूल अंदाज बांधता येणे शक्य आहे. धूळ असलेली हवा विशिष्ट प्रमाणात स्वच्छ द्रव पदार्थातून नेल्यानंतर द्रव पदार्थाचे वजन करून धुळीचे हवेतील प्रमाण अजमावणेही शक्य आहे.

इ. स. १९५० पर्यंत १५,००० व्होल्टचा प्रत्यावर्ती (उलटसुलट दिशांनी वाहणारा) विद्युत‌् प्रवाह एखाद्या तारेतून वाहता ठेवून धूलिकणांना आकर्षित करून वातावरणातील धूळ वेगळी करण्यात येत असे. आता ह्या पद्धतीचा वापर कमी झाला आहे. औद्योगिक परिसरातील अतिसूक्ष्म धूलिकणांचे आकारमान निश्चित करण्यासाठी क्ष-किरण विवर्तन पद्धती वापरण्यात येतात, वातावरणातील मुक्त सिलिकेच्या कणांचे वितरण निश्चित करण्यासाठी शिलाविज्ञानीय पद्धतींचा अवलंब करण्यात येतो.

संदर्भ : 1. Byers, H. R. General meteorology, New York, 1959.

             2. McCabe, L. C., Ed., Air Pollution, Boston, 1952.

             3. Meethan, H. R. Atmospheric Pollution, London, 1952.

नेने, य. रा. चोरघडे, शं. ल.

“