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气溶胶大气污染情况及其对人类的影响

导读: 当气溶胶的浓度达到足够高时,将对人类健康造成威胁,尤其是对哮喘病人及其他有呼吸进疾病的人群。空气中的气溶胶还能传播真菌和病毒,这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。

1.气溶胶是什么?

气溶胶(aerosol)又称气胶、烟雾质,是指固体或液体微粒均匀地悬浮于气体介质中形成的分散体系。由于粒子比气态分子大而比粗尘颗粒小,因而它们不像气态分子那样服从气体分子运动规律,但也不会像粗尘颗粒那样受地心引力作用而沉降,具有胶体性质,故称为气溶胶。根据颗粒物的物理状态不同,可将气溶胶分为以下三类:(1)固体气溶--烟和尘;(2)液态气溶--雾;(3)固液混合态气溶--烟雾。表1给出了气溶胶形态及其主要形成特征。

表1:气溶胶形态及其主要形成特征

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2.大气气溶胶与人造气溶胶

气溶胶包括大气气溶胶和人造气溶胶两大类。大气气溶胶粒子的主要来源有天然源和人为源两种,天然源主要包括风沙、森林火灾、海盐粒子和火山灰。人为源则是由于人类的大规模工业化生产,废弃排放与露天燃烧造成的。随着工业的不断发展,人类的各种活动对气溶胶的排放量越来越战主导作用,人类对环境的破坏也也越来越严重。当气溶胶的浓度达到足够高时,将对人类健康造成威胁,尤其是对哮喘病人及其他有呼吸进疾病的人群。空气中的气溶胶还能传播真菌和病毒,这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。气溶胶粒子具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点,多集中于大气的底层,对云的凝结核、雨滴、冰晶形成,进而对降水的形成起重要作用。气溶胶甚至可以改变云的存在时间,能够在云的表面产生化学反应,决定降雨量的多少,影响大气成分。气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中,从而冷却大气,并会使大气的能见度变坏另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射,减少地面长波辐射的外逸,使大气升温。

直到1926年,挪威科学家埃里克·罗姆西与美国人朱丽叶斯·S·可汗等人想到将气溶胶制备成金属雾筒进行雾气喷射才开启了气溶胶的商业化之旅。气溶胶广泛应用于一系列消费品。涂漆、清洁剂、擦光剂、除臭剂、香水、剃须乳剂,甚至掼奶油,都广泛地以气溶胶方式销售。此外气溶胶更是在工业、农业、医药及国防领域得到广泛发展。在医学方面应用于治疗呼吸道疾病的粉尘型药的制备,因为粉尘型药粉更能够被呼吸道吸附而有利于疾病的治疗。环境科学方面比如用卫星检测火灾。在军事方面比如烟雾弹之类,还有可以制造气溶胶烟雾来防御激光武器。

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