气溶胶是以固体或液体为分散质(又称分散相)和气体为分散介质所形成的溶胶。它具有胶体性质,如:对光线有散射作用、电泳、布朗运动等特性。大气中的固体和液体微粒作布朗运动,不因重力而沉降,可悬浮在大气中长达数月、数年之久。[8] 共2张 百科x混知:图解气溶胶与生物气溶胶

气溶胶质点有相当大的比表面和表面能,可以使一些在普通情况下相当缓慢的化学反应进行得非常迅速,甚至可以引起爆炸,如磨细的糖、淀粉和煤等。[9]

气溶胶微粒能发生光的散射,这是使天空成为蓝色,太阳落山时成为红色的原因。在动力性质方面,其布朗运动非常剧烈,当微粒小时具有扩散性质;当微粒大时,由于与介质的密度差大,沉降显著。在电学性质方面,气溶胶粒子没有扩散双电层存在,但可以带电,其电荷来源于与大气中气体离子的碰撞或与介质的摩擦,所带电荷量不等,且随时间变化;微粒既可带正电也可带负电,说明其电性决定于外界条件。在稳定性方面,气溶胶粒子没有溶胶粒子那样的溶剂化层和扩散双电层,相碰时即发生聚结,生成大液滴(雾)或聚集体(烟),此过程进展极其迅速,所以气溶胶是极不稳定的胶体分散体系,但由于布朗运动的存在,也具有一定的相对稳定性。[9]

气溶胶由于粒子的来源和成因不同,其化学组成有很大的区别,不同来源的颗粒物,其组分相差很大。如来自地表层或由海水溅沫生成的大颗粒往往含有大量的Fe、Al、Si、Mg、Ti和Ca等元素。以常见的城市大气气溶胶为例,其颗粒的形成主要有以下几种方式:低蒸汽压气体粒子的成核;低蒸汽压气体在已有粒子上的浓缩;粒子的凝聚与碰撞。

总体上来看,气溶胶中的化学成分包含以下几个主要方面:

1)气溶胶中的水溶性粒子,如硫酸盐、硝酸盐、铵盐等,主要来自气体的转化;

2)气溶胶中的有机物,它们一般占气溶胶总质量的10%~50%,其种类繁多,对人体健康和大气环境有很大的影响;

3)气溶胶中的元素。气溶胶中元素也较为丰富,目前在大气中已发现的元素超过70种。此外,气溶胶的化学成分有明显的季节性和地域性的差异,这更加说明了气溶胶化学组成的复杂性。[10]

气溶胶颗粒物的表面结构非常复杂,有的较为光滑,但大部分颗粒表面粗糙,因此,颗粒的表面可作为颗粒与大气发生化学反应或催化氧化反应的场所。例如,二氧化硫在气溶胶颗粒表面可被催化氧化 (因表面含有铁或锰等过渡金属) 而产生硫酸盐,或发生气相氧化生成硫酸盐气溶胶(颗粒物,二次污染物)。后者可远距离迁移,在几百公里上空沉降 (干沉降)或被雨水冲刷 (湿沉降)抵达地面,从而造成土壤、水体的酸化,影响植物、水生生物的生长,美国东北部、五大湖地区的酸雨危害,就是由硫酸盐气溶胶造成的。我国的燃料结构以煤为主,燃煤产生的二氧化硫和烟尘,已成为大气污染的普遍问题,二氧化硫转化为硫酸盐和烟尘颗粒物中有毒有害物质的传播、转化,都会造成环境与生态的危害。[8]

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