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大氣氣溶膠又稱顆粒物,是液態或固態微粒在空氣中的懸浮體系,能作為水滴和冰晶的凝結核(見大氣凝結核、大氣冰核)、太陽輻射的吸收體和散射體,並參與各種化學迴圈,是大氣的重要組成部分。霧、煙、霾、輕霧、微塵和煙霧等,都是天然的或人為的原因造成的大氣氣溶膠。
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3 # 劉小豆豆
氣溶膠是指穩定懸浮在空氣介質中的固體和液體微粒,其球徑大小多在0.01-10微米之間,生成原因主要可分為自然源和人為源兩種。
自然源氣溶膠主要是被風揚起的細灰和微塵、海洋蒸發而形成的海鹽粒子、火山爆發的火山灰以及雲、霧等。
人為源氣溶膠主要是冶金、發電、化工等行業生產中排放的煙塵,以及煤炭、石油燃燒產生的硫、氮氧化物,以及各類交通工具排放的尾氣。
對我們來說,吸菸導致的煙霧是最直觀,也是最常見的氣溶膠。它對健康的危害極大,很容易引起上呼吸道以及肺部的炎症。
這張圖片展示的是常見懸浮粒子的球徑大小示意圖,其中10微米以下的顆粒物都可以稱之為氣溶膠,可以一段時間內懸浮在空氣中,並且能夠隨著空氣流動向四周擴散。
可以這麼說,氣溶膠在我們的日常生活中,是司空見慣的。它無處不在,更是地球生態的一部分。氣溶膠的“膠”字,就說明了它是難於分離和淨化的。
顆粒物的大小,決定了它們在呼吸道中的最終位置。較大的顆粒物很容易被鼻腔和咽喉裡的纖毛和粘液過濾,不會對人體健康造成危害。
絕大部分氣溶膠,球徑大小都小於10微米,屬於可吸入顆粒物(PM10)。它們可以無視纖毛和粘液的屏障,到達支氣管和肺泡。其中球徑小於2.5微米的,便是大名鼎鼎的PM2.5了。PM2.5由於體積更小,所以具有更強的穿透力,可抵達細小的支氣管壁,干擾肺內的氣體交換。此外PM2.5還很容易吸附多環芳烴等有機汙染物以及有毒微生物,使致病機率明顯升高。
氣溶膠氣溶膠 科學發明 萊爾·達維·古德休 美國 氣溶膠 凡分散介質為氣體的膠體物系成為氣溶膠。它們的粒子大小約在100~10000奈米之間,屬於粗分散物系。 氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒,有的來源於自然界,如火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤微粒、海水飛濺揚入大氣後而被蒸發的鹽粒、細菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等:有的是由於人類活動,如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質,以及車輛產生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。當氣溶膠的濃度達到足夠高時,將對人類健康造成威脅,尤其是對哮喘病人及其他有呼吸進疾病的 人群。空氣中的氣溶膠還能傳播真菌和病毒,這可能會導致一些地區 疾病的流行和爆發。 氣溶膠粒子具有分佈不均勻、變化尺度小、複雜性的特點,多集中於大氣的底層,對雲的凝結核、雨滴、冰晶形成,進而對降水的形成起重要作用。氣溶膠甚至可以改變雲的存在時間,能夠在雲的表面產生化學反應,決定降雨量的多少,影響大氣成分。 氣溶膠粒子能夠從兩方面影響天氣和氣候。一方面可以將太Sunny反射到太空中,從而冷卻大氣,並會使大氣的能見度變壞另一方面卻能透過微粒散射、漫射和吸收一部分太陽輻射,減少地面長波輻射的外逸,使大氣升溫。 氣溶膠能夠引起丁達爾效應. 氣溶膠中的粒子具有很多特有的動力性質,光學性質,電學性質.比如布朗運動,光的折射,象彩虹,月暈之類都是因為光線穿過大氣層而引起的折射現象.而大氣中含有很多的粒子,這些粒子就行成了氣溶膠. 氣溶膠在醫學,環境科學,軍事學方面都有很大的應用.在醫學方面應用於治療呼吸道疾病的粉塵型藥的製備,因為粉塵型藥粉更能夠被呼吸道吸附而有利於疾病的治療.環境科學方面比如用衛星檢測火災.在軍事方面比如煙霧彈之類,還有可以製造氣溶膠煙霧來防禦鐳射武器. 氣溶膠的容器內含有兩種物質--有待噴射的液態物和保持壓力的壓縮氣體。當撳下按鈕時,閥門張開,壓縮氣體將噴嘴裡的一些液態物壓出。 1926年,挪威科學家埃裡克·羅西姆首先想出了這個點子。但其他一些科學家也同樣有此想法。美華人朱利葉斯·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·達維·古德休則進一步研製了這一發明,使它成為可以上市的商品。1941年,第一批氣溶膠開始銷售。 氣溶膠廣泛應用於一系列消費品。塗漆、清潔劑、擦光劑、除臭劑、香水、剃鬚乳劑,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。 但也發現了氣溶膠存在的一個問題。用於壓縮氣體的化學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。 最流行的現代氣溶膠壓縮氣體是二氧化碳氣體,它能在氣溶膠噴筒內生成。像丙烷、異丁烷這類氣體也可使用。 空氣中懸浮的固態或液態顆粒的總稱,典型大小為0.01~10微米,能在空氣中滯留至少幾個小時。氣溶膠有自然或人類兩種來源。氣溶膠可以從兩方面影響氣候:透過散射輻射和吸收輻射產生直接影響,以及作為雲凝結核或改變雲的光學性質和生存時間而產生間接影響。 氣溶膠是由固體顆粒、液體顆粒或液體及固體顆粒懸浮於氣體介質中形成的均勻分散的多體系,可長時間懸浮於空氣中. 粒徑大小不同文獻有不同的規定,一般指小於1μm(微米)的微粒,最大者也可以達到5μm。粒徑大於5μm的微粒易被呼吸道阻留,部分由咳嗽、吐痰等排出體外,但對區域性粘膜產生刺激作用,可引起慢性鼻炎、咽喉炎.而小於5μm的微粒可直接進入肺部使人致病,特別是0.01μm(10nm)到0.1μm(100nm)粒徑的微粒有50%會沉積在肺中造成肺部硬化,對人體健康造成極大的威脅.通常將粒徑小於0.1μm的微粒稱為“超細微粒”或“奈米顆粒物”,研究氣溶膠奈米顆粒物與人體健康的關係已成為近年來室內空氣質量研究領域的新亮點它具有膠體的性質,對光線有散射作用。氣溶膠在氣體介質中不因重力作用而沉降。環境科學中一般定義大氣氣溶膠為懸浮在大氣中的尺度為幾十埃到幾百微米的固體或液體粒子體系。 氣溶膠與全球變暖 研究稱氣溶膠對全球變暖的“冷卻效應”很微弱 一位挪威科學家近日表示,他已經估測出了氣溶膠到底能對氣候產生多大影響。 散佈在大氣中的氣溶膠微粒對太Sunny具有反射效應,進而可以“遮蔽”全球變暖的影響。而這位挪威科學家的研究專案的目的是要綜合運用反應這種“直接氣溶膠效應”的各類模型和觀測結果,以準確評估這一冷卻效應的作用。 據英國廣播公司訊息,挪威國際氣候和環境研究中心的氣候科學家岡納·邁爾(Gunnar Myhre)在《科學》雜誌上報告說,他的研究發現冷卻效應並不像此前研究預測的那麼強烈。邁爾說,這能清楚地表明到目前為止人類到底給氣候帶來了多大的改變。 他研究的汙染微粒包括硫酸鹽等工業氣溶膠、燃燒農業廢棄物所排放的硝酸鹽以及柴油發動機和其它燃燒形式所產生的黑碳(煤煙)。 “氣溶膠排放的全球模型顯示,溫室氣體造成的全球變暖有大約10%被它們(氣溶膠)的冷卻效應消除了。” 參與該項研究的英國氣象局氣溶膠研究員吉姆·海伍德(Jim Haywood)解釋說,“但利用衛星手段探測到的大氣氣溶膠的含量卻表明,冷卻效應消除了大約20%(的全球變暖)。” 邁爾協調了兩種方法,最終得到了一個更為精確的評估資料——冷卻效應接近10%。 這一結果比聯合國政府間氣候變化專家委員會(IPCC)此前所預測的要弱。 “硫酸鹽和有機碳反射太陽輻射,而黑碳在很大程度上卻會吸收太陽輻射。”他解釋說。 “模型考慮到了黑碳(排放)增幅多於其它兩種氣溶膠的情況。但基於觀測的方法卻難以將其考慮在內,因為我們只有針對當前狀況的觀測資料,而且不是在人類活動開始之前的。這將對以後的氣候預測產生影響。” 海伍德說。 不過,氣溶膠對氣候的影響遠不止於此。 氣溶膠微粒會改變雲層,增加大氣中液滴濃度,從而增加雲量。 邁爾說,這種“間接氣溶膠效應”引起的遮蔽或者冷卻作用仍然存在“很多不確定”。海伍德對此表示同意。“氣溶膠對雲量的影響讓我們很傷腦筋,”他說,“這給我們的資料採集留下了一個大空白。” 他和英國氣象局的同事已經開始研究是否可以利用氣溶膠來有意地遏制全球變暖。 在最近的一項研究中,他透過氣候模型來預測,利用海鹽顆粒增加雲層的反照率這種故意使雲層變亮的手段將對全球氣溫產生什麼樣的影響。 研究小組發現,全球變暖將被延緩多達25年,但他們同時發現,這種方法也會帶來很多不利影響。 研究人員說,其中最嚴重的後果就是,南美地區的降雨量將大幅減少,這很可能會加速亞馬遜雨林的枯萎,給這一世界主要碳匯造成損失。 “採用這種方法,你必須非常謹慎地選擇雲層。”海伍德說。 邁爾指出,同溫室氣體相比,氣溶膠對氣候的影響最終將變得無足輕重。 “氣溶膠的壽命很短,而溫室氣體的壽命卻很長——二氧化碳可以存在100多年。”他說,“在將來,溫室氣體才是全球變暖真正的大問題。它們的影響將越來越重要。”