熱點新聞 HotROME+
氣溶膠發生器解讀氣溶膠的形成和種類News
氣溶膠發生器解讀氣溶膠的形成和種類
更新時間：2018-04-17 點擊次數：4375次
氣溶膠發生器解讀氣溶膠的形成和種類
氣溶膠是由固體或液體小質點分散并懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系，又稱氣體分散體系。其分散相為固體或液體小質點，其大小為10-3cm~10-7cm，分散介質為氣體。云、霧、塵埃、未燃盡的燃料產生的煙、氣體中的固體粉塵等等都是氣溶膠。大氣中懸浮均勻分布的相當數量的固體微粒和液體微粒，如海鹽粉粒、灰塵（特別是硅酸鹽）、煙塵和有機物等多種物質，所構成的穩定混合物，統稱為氣溶膠粒子。氣溶膠的消除，主要靠大氣的降水、小粒子間的碰并、凝聚、聚合和沉降過程。
空氣中的氣溶膠物質是一種復雜的污染物，這既是人為因素造成的，也不排除生態方面的原因。大氣氣溶膠微粒是人們的感官能直接覺察到的大氣微量成分，它直接妨礙視線、影響人和動物呼吸系統的健康;氣溶膠還是大氣中形成云和降水的先決條件之一。大氣中的懸浮物質會對大氣運動造成很多影響，其中包括可見度的變化和云層的分布[1]，同時對雨水的酸度和氣候都有很大的影響。因此，大氣氣溶膠粒子的濃度變化直接影響天氣、氣候和人類生存的環境的變化。已有研究表明：懸浮顆粒對人類的健康亦會產生重大影響，尤其是氣溶膠中水溶組分對人類健康的影響更大[2]。
1.2.氣溶膠的種類
可以依據大氣氣溶膠的水溶性組分將大氣氣溶膠分為以下幾種：
1.2.1.硫酸鹽氣溶膠
硫酸鹽氣溶膠主要是由大氣中的SO2，與一些氧化劑，如氫氧基、臭氧等反應生成，這些反應有氣相和液相之分，其中發生在液相中的反應對硫酸鹽的生成貢獻zui大，達到2/3。SO2轉化成硫酸鹽氣溶膠受很多因素的控制，如氧化劑的濃度、云的pH值、SO2的干/濕沉降速率以及氣象參數（溫度、相對濕度，風速等）。可通過三維化學/傳輸模型來評估硫酸鹽氣溶膠在的分布特征，清除SO2的過程主要有干/濕沉降和水平對流。SO2在陸地和海洋上的干沉降速率分別為0.6cm/s和0.8cm/s，平均值為0.5cm/s。
大多數硫酸鹽氣溶膠不是直接由燃燒化石燃料而釋放的，而是由SO2被氧化生成，大氣中的SO2可直接與OH-反應生成SO3，SO3又與大氣中的水蒸氣快速反應生成H2SO4。而H2SO4的蒸汽壓很低，很容易通過氣——粒轉化過程形成細粒子硫酸鹽氣溶膠。大氣中的粗粒子硫酸鹽氣溶膠主要來自于機械方式所造成的海水濺射、揚塵、風沙和火山灰的一次氣溶膠粒子硝酸鹽氣溶膠。
1..硝酸鹽氣溶膠
硝酸鹽氣溶膠是大氣氣溶膠的重要組成部分[3]。硝酸鹽氣溶膠有自然和人為兩種來源，但是隨著人類農業活動和工業活動的加強，現代大氣中硝酸鹽氣溶膠的來源是以人為來源為主，比如大都市中的硝酸鹽氣溶膠的主要來源是汽車尾氣。有研究表明在大都市將近一半的NOx是由機動車的尾氣所致。HNO3與NH4反應生成NH4NO3的反應是可逆反應，該反應是城市中顆粒態硝酸鹽和銨鹽氣溶膠的主要生成方式，該反應的平衡常數受相對濕度和溫度的影響，在低溫且相對濕度較低的條件下易生成顆粒態硝酸鹽。硝酸鹽氣溶膠主要以細顆粒的形式存在，因此它對人類健康有重要影響，并且硝酸鹽氣溶膠對氣候也有重要影響（如酸雨）。硝酸鹽氣溶膠對人類的影響也有好的一面，如硝酸鹽氣溶的沉降為農作物提供了營養物質，能使農作物增產，可見硝酸鹽氣溶膠給人類帶來有益和有害的雙面影響。
2.銨鹽氣溶膠
銨鹽氣溶膠是大氣中次生氣溶膠的重要組成部分[4]，它們主要由擴散到大氣中的氨氣與一些酸性氣體（H2SO4，HNO3）反應生成。這些氣體間的反應及其轉化過程已經被廣泛研究。銨鹽氣溶膠是自然界系統中的重要肥料，并控制著氣溶膠和雨水的酸性以及細顆粒物的生成，這些顆粒物往往會影響人類健康，降低大氣的可見度。NH4能中和大氣中的酸性物質，但是銨鹽氣溶膠沉降到生態系統中時會起到酸化的作用，因此銨鹽氣溶膠對人類的影響有積極的一面，也有消極的一面，如銨鹽氣溶膠的沉降給生態系統中帶來了營養物質，但是過多的沉降會導致生態系統富營養化以及生態系統的酸化。
銨鹽氣溶膠的主要來源有：農業活動、交通工具、廢水處理廠以及制造業等。銨鹽氣溶膠在大氣中的壽命比較長，如果條件適合，它們能在大氣中遠距離傳輸。
3.來自海洋的“貴客”
氣溶膠可能是海洋中磷和鐵等營養鹽和痕量金屬的重要來源，在適宜的條件下能夠刺激海洋生物的生產力，但是它們也具有潛在的毒性。預測氣溶膠沉降對海洋表面的生物活動的可能影響取決于包括氣溶膠的特定組分、海洋的理化性質、以及生物所代表的類型等參數在內的復雜的參數組。Paytant等人利用實驗室實驗和現場測定相結合的方法研究氣溶膠對海洋浮游植物的某些影響，他們在紅海北部觀測到的銅的毒性影響的一個來源。他們的研究表明，不同的浮游生物對化學性質不同的氣溶膠會做出各種不同方式的響應，并且氣溶膠沉降對海洋生態系統來說并不總是一種有用的資源。因為在下個世紀沉降可能會增加，以銅為代表的人為污染在過去的150年里出現了極大的增長（并且會持續地增長，因為隨著人口的持續增長會利用更多的資源），氣溶膠將會對海洋生態系統產生更加實質性的影響。