气溶胶

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提示:本条目的主题不是懸浮粒子
氣溶膠污染遍及北印度與孟加拉。圖片來源:美國太空總署NASA

气溶胶,又稱氣膠煙霧質,是指固体液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系,其中顆粒物質則被稱作懸浮粒子,其粒徑大小多在0.01-10微米之間,根據其生成原因可分為自然源及人為源兩種。气溶胶會吸收或散射大氣輻射減少到達地表之輻射量,另外也會成為凝結核而影響的性質,進而改變地球的氣候

气溶胶的种类[编辑]

自然源[编辑]

  • 天然气溶胶:海盐火山灰等。
  • 生物气溶胶:微粒中含有微生物或生物大分子等生物物质的称为生物气溶胶(bioaerosol),其中含有微生物的称为微生物气溶胶。

人為源[编辑]

人為排放之气溶胶與空氣污染相關,常見成份有硫酸鹽黑碳等。

气溶胶的观测[编辑]

氣膠會吸收或散射特定波長之太陽光,尤其是550nm左右波長之可見光。透過地面觀測與太陽常數之比較,可以求得氣膠光學厚度作為衡量總大氣柱內氣膠濃度之高低。由比爾-朗伯定律

I = I_0 \, \exp^{ -m \, \tau_a}

可得

\tau_a = \frac {\ln I - \ln I_0} {m}

其中:

  • I_0 為太陽常數。
  • I 為地面或衛星觀測之radiance。
  • \tau_a氣膠光學厚度

目前常見的氣膠觀測儀器如下:

太陽光度計[编辑]

美國太空總署戈達德太空飛行中心Aeronet

短波旋轉輻射儀[编辑]

旋轉輻射儀(MultiFilter Rotating Shadowband Radiometer, MFRSR)為美國國家海洋暨大氣總署全球監測部(Global Monitoring Division, GMD)下設立的儀器之一。透過觀測不同波段的地面全天及散射輻射通量,可以反演出大氣的氣膠光學厚度。 [1]

光達[编辑]

气溶胶对环境的影响[编辑]

CFC对臭氧的影响[编辑]

臭氧天然存在于地球的高层大气中,形成一个气层,可防止一部分紫外辐射照射到地球上。如果这个大气臭氧层变得更稀薄,则会有更多的紫外线到达地球,可能损害作物,恐怕还可能导致人类的皮癌发生率增加。

20世纪70年代,美国科学家断定,臭氧的浓度正在缓慢降低。来自气溶胶及其他来源的CFC正在上升到高层大气,在那里被紫外线分解。这种作用释放出氯原子,后者与臭氧形成新的化合物。理论上,大气臭氧在此过程中逐渐减少。

这种研究结果引起广泛的注意,1978年美国政府在大部分产品中禁用CFC气溶胶。两年后,美国声明,它打算首先制止所有产品中CFC产量的增长,然后急速削减生产。气溶胶工业辩驳这种行动,宣称臭氧耗竭论有问题。他们还坚持,美国的行动没有国际合作,损害了美国工业而不解决任何问题。到了1981年底,只有加拿大瑞典挪威美国一起禁止CFC气溶胶。欧洲共同市场各国已贯彻缩减使用碳氟化合物喷射剂。

烟雾对大气影响[编辑]

火山爆發使太陽輻射降低

烟雾可危害多种物质,包括动植物。化学方法产生的一团烟雾可刺痛眼睛并使呼吸困难。如果烟雾产生于大量烧煤和工业排放气体废物的地区,则这种有害气体通常含有二氧化硫和氮的各种氧化物。汽车排气含有燃料的未完全燃烧部分。

有害物质可传播很远。例如,二氧化硫可与大气水分化合而生成硫酸。然而风可将含酸的云吹走许多千米,然后才以污染性酸雨的形式释放出它的水分。

在阳光强烈和风力轻微的地方,所产生的烟雾危害最大。在这种情况下,大气逆温常在一个地区的上空保持一团静止的空气。在逆温中,重空气位于较轻空气的上面并压住它。阳光使一些汽车排出的烟气变为臭氧。停滞空气中的臭氧增多,可导致很多危害。烟雾的有害作用已成为制定防止污染的法律中的主要因素。


气溶胶产品[编辑]

在气溶胶产品中,将待喷施的产品用一种称为喷射剂的气体保持着压力。待阀门打开,该气体即将该产品以喷雾或泡沫的形式喷出。

在 气溶胶商品中,将气体加压贮存于罐中。该罐封闭后气体充满该产品上面的空间,使用产品时气体即膨胀。随着产品的消耗、压力不断降低。这种类型的气溶胶用于 释放大滴的喷雾,如用于洗衣的预去污机、表面杀虫剂和发动机起动器中。欲得均匀的压力,须将产品与喷射剂相混合,后者可以是一种液体,当使用产品时它急速 蒸发到剩余空间中。如果将一种适当的气体在足够的压力下溶解在产品中,也可获得同样的效果。必须蒸发该气体以保持压力。

采用喷射剂的类型取决于产品的最终用途。食品的常用喷射剂必须无味、无毒。如二氧化碳氧化亚氮。非食品气溶胶的最常用喷射剂是烃类,通常是丙烷异丁烷正丁烷的混合物。合成化合物中的氯氟碳化合物(CFC)类成员也已广泛应用。但它们可危害环境。

参看[编辑]

外部連結[编辑]

參考資料[编辑]