氣溶膠的污染
氣溶膠是指大氣與懸浮在其中的固體和液體微粒共同組成的多相體系盡管氣溶膠只是地球大氣成分中含量很少的組分但其對地圈生物圈的影響與作用不可低估氣溶膠化學(xué)成分復(fù)雜其顆粒物可以作為大氣中反應(yīng)表面或催化劑以及很多氣相物質(zhì)的接收體大氣氣溶膠負(fù)載的化學(xué)物質(zhì)特別是工業(yè)污染物在風(fēng)系的作用下可進(jìn)行幾百至幾千km的長距離傳輸大氣污染影響是不分國界和地區(qū)是全球性問題其對人類生存環(huán)境的嚴(yán)重危害已日益加劇大氣輸入物質(zhì)對海洋的生物地球化學(xué)循環(huán)大氣環(huán)境冰雪化學(xué)組成海底沉積和氣候演變等有著重要的影響從全球變化角度看大氣污染物通過大氣的大尺度傳輸改變了全球大氣化學(xué)物質(zhì)的含量結(jié)構(gòu)和組成破壞了全球的輻射平衡進(jìn)而可能對全球氣候變化造成影響
研發(fā)
1926年挪威科學(xué)家埃里克羅西姆首先想出了研發(fā)氣溶膠容器的點(diǎn)子但其他一些科學(xué)家也同樣有此想法美國人朱利葉斯S可汗想出了一次性使用的金屬霧筒同樣來自美國的萊爾達(dá)維古德休則進(jìn)一步研制了這一發(fā)明使它成為可以上市的商品1941年第一批氣溶膠開始銷售
氣溶膠的容器內(nèi)含有兩種物質(zhì)--有待噴射的液態(tài)物和保持壓力的壓縮氣體當(dāng)撳下按鈕時(shí)閥門張開壓縮氣體將噴嘴里的一些液態(tài)物壓出最流行的現(xiàn)代氣溶膠壓縮氣體是二氧化碳?xì)怏w它能在氣溶膠噴筒內(nèi)生成像丙烷異丁烷這類氣體也可使用空氣中懸浮的固態(tài)或液態(tài)顆粒的總稱典型大小為0.01~10微米能在空氣中滯留至少幾個(gè)小時(shí)
分類
氣溶膠按其來源可分為一次氣溶膠(以微粒形式直接從發(fā)生源進(jìn)入大氣)和二次氣溶膠(在大氣中由一次污染物轉(zhuǎn)化而生成)兩種它們可以來自被風(fēng)揚(yáng)起的細(xì)灰和微塵海水濺沫蒸發(fā)而成的鹽粒火山爆發(fā)的散落物以及森林燃燒的煙塵等天然源也可以來自化石和非化石燃料的燃燒交通運(yùn)輸以及各種工業(yè)排放的煙塵等人為源一般說來半徑小于1微米的粒子大都是由氣體到微粒的成核凝結(jié)凝聚等過程所生成而較大的粒子則是由固體和液體的破裂等機(jī)械過程所形成它們在結(jié)構(gòu)上可以是均相的也可以是多相的已生成的氣溶膠在大氣中仍然有可能再參加大氣的化學(xué)反應(yīng)或物理過程
1.氣溶膠狀態(tài)污染物在大氣污染中氣溶膠系指固體粒子液體粒子或它們在氣體介質(zhì)中的懸浮體其直徑約為從0.002-100 m m 大小的液滴或固態(tài)粒子大氣氣溶膠中各種粒子按其粒徑大小又可分為
1 總懸浮顆粒物(TSP)用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器(流量在1.1-1.7 m3/min)在濾膜上所收集到的顆粒物的總質(zhì)量通常稱為總懸浮顆粒物其粒徑大小絕大多數(shù)在100 m m 以下其中多數(shù)在10 m m 以下它是分散在大氣中的各種粒子的總稱也是大氣質(zhì)量評價(jià)中的一個(gè)通用的重要污染指標(biāo)
2 飄塵能在大氣中長期飄浮的懸浮物質(zhì)稱為飄塵其粒徑主要是小于10 m m 的微粒由于飄塵粒徑小能被人直接吸入呼吸道內(nèi)造成危害又由于它能在大氣中長期飄浮易將污染物帶到很遠(yuǎn)的地方導(dǎo)致污染范圍擴(kuò)大同時(shí)在大氣中還可為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)床因此飄塵是從事環(huán)境科學(xué)工作者所注目的研究對象之一
3 降塵降塵是指用降塵罐采集到的大氣顆粒物在總懸浮顆粒物中一般直徑大于30 m m 的粒子由于其自身的重力作用會(huì)很快沉降下來所以將這部分的微粒稱為降塵單位面積的降塵量可作為評價(jià)大氣污染程度的指標(biāo)之一
4 可吸入粒子(IP)美國環(huán)保局1978年引用密勒(Miller)等人所定的可進(jìn)入呼吸道的粒徑范圍把粒徑Dr≦15 m m 的粒子稱為可吸入粒子隨著研究工作的不斷深入國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)建議將IP定為粒徑Dr≦10 m m 的粒子此標(biāo)準(zhǔn)目前已為各國科學(xué)工作者所接受
性質(zhì)
氣溶膠中的粒子具有很多特有的動(dòng)力性質(zhì),光學(xué)性質(zhì),電學(xué)性質(zhì).比如布朗運(yùn)動(dòng),光的折射,象彩虹,月暈之類都是因?yàn)楣饩€穿過大氣層而引起的折射現(xiàn)象.而大氣中含有很多的粒子,這些粒子就行成了氣溶膠
應(yīng)用
氣溶膠在醫(yī)學(xué),環(huán)境科學(xué),軍事學(xué)方面都有很大的應(yīng)用.在醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用于治療呼吸道疾病的粉塵型藥的制備,因?yàn)榉蹓m型藥粉更能夠被呼吸道吸附而有利于疾病的治療.環(huán)境科學(xué)方面比如用衛(wèi)星檢測火災(zāi).在軍事方面比如煙霧彈之類,還有可以制造氣溶膠煙霧來防御激光武器
氣溶膠廣泛應(yīng)用于一系列消費(fèi)品涂漆清潔劑擦光劑除臭劑香水剃須乳劑甚至摜奶油都廣泛地以氣溶膠方式銷售另外人們還證明它們在衛(wèi)生保健上也是行之有效的可用來治療某些呼吸器官的疾病
影響
氣溶膠可以從兩方面影響氣候通過散射輻射和吸收輻射產(chǎn)生直接影響以及作為云凝結(jié)核或改變云的光學(xué)性質(zhì)和生存時(shí)間而產(chǎn)生間接影響氣溶膠有自然或人類兩種來源但也發(fā)現(xiàn)了氣溶膠存在的一個(gè)問題用于壓縮氣體的化學(xué)藥品通常是含氯氟烴即CFCs已證明它是對地球大氣層上的臭氧層造成損害的一類物質(zhì)