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对大陆性气溶胶,与人类活动密切相关的化学成分可归纳为三类:离子成分(硫酸及硫酸盐、硝酸及硝酸 盐)、痕量元素成分和有机物成分。 。气溶胶粒子中的高子成分 (1)硫酸及硫酸盐气溶胶粒了 由于在煤、石油等矿物燃料的燃烧过程中排放大量的SO2,其中一部分可通过多种途径氧化成硫酸或 硫酸盐,以致造成气溶胶粒子中也含有硫酸或硫酸盐。陆地气溶胶粒子中S042的平均含量为15%~25% 而海洋气溶胶粒子中S0,2量可达30%一60%。大多数陆地性气溶胶粒子具有的共同特点是,95%的 S02和96.5%的NH4+都集中在积聚模中,而且S042和NH4*的粒径分布也没有明显的差别。硫酸盐气 溶胶粒子大部分集中在积聚模中,它的粒径小,在大气中飘浮,对太阳光能产生散射和吸收作用,使大气 能见度降低。研究结果表明,只有粒径在0.1~1.0m范围内才能对光线产生最大的散射。当硫酸盐占 颗粒物质量的17%时,它引起的光散射占整个气溶胶造成光散射作用的32%。此外硫酸盐也是损害人 健康、造或酸雨的关键成分。 (2)硝酸及硝酸共气溶胶粒子 大气中的NO和NO2被氧化形成NO2和NzO5等,进而和水蒸气形成HNO2和HNO3,由于它们比 疏酸容易挥发,因而很难形成凝聚状的硝酸(迅速挥发成分子态)。因而一般经过下面反应形成低挥发性的 清粉杜, NH3+HNO3-NH4NO 然后再发生成核和凝结生长作用而形成颗粒物。 氨氧化物在空气中也可被水滴吸收,并被水中的O2或O2氧化成NO,如果有NH4+存在,则可促进 氧化物的溶解,增加硝酸盐颗粒物的形成速度。 几乎所有地区S042都在细粒子中占优势。另外,硫酸盐气溶胶和硝酸盐气溶胶的形成对气溶胶的粒 子分有有影响 。气溶胶粒子中的有机物 气溶胶粒子中的有机物(particulates organic martter,POM),其粒径一般在0~0um之间 其中大部分是2μ以下的细粒子。气溶胶粒子中有机物的种类很多,其中烃类-一烷烃、烯烃、芳香烃和 多环芳烃等是主要成分,此外还含有亚硝胶、氯杂环化合物,环酮、假类、酚类和酸类等。其浓度也相差 很大 ,从ng/m3到mg/m3的量级,且因地而异. 有机物的一次颗粒物主要来自煤和石油的燃烧过程。煤和石油在不完全燃烧时,部分碳氢化合物发生 高温分解.产物包括CH2和1,3-C4H6:在400500℃时进行高温合成,形成多环芳经化合物,如花 慈、菲、苯并()、苯并等:同时还排出一些低级经、醛等有机物。大气中气体有机物通过化学转化 成二次颗粒物的速度较慢,一般小于2%/h,二次产物都是含氧有机物。 。气落胶粒子中的微量元素 存在于气溶胶粒子中的元素达70余种,其中C、Br和I主要以气体形式存在于大气中,它们在气 溶胶粒子中分别占总量的2%、3.5%和17.0%,C十主要分布在粗模范围,地壳元素如S1、F、A1、Sc Na、Ca、Mg和TT一般以氧化物的形式存在于相模中:Zn,Cd、Ni、Cu,Pb和S等元素则大部分柱 在于细子中 气溶胶中微量元素虽有天然和人为之别,但主要来自人为活动,它们都属于一次气溶胶粒子。不可类 型的污染源所持放的主要元素也不同,如土壤中主要有Si、AN和Fe,汽车排放的尾气中含Pb、Br和Ba 等,钢铁工业主婴含Fe、Mn、Cu等,燃烧油料会排放Ni、V、Pb和Na等,垃圾焚烧炉排放Zn、Sb 和C等。气溶胶粒子中的微量元素随污染源的不同,其种类和浓度也不一样,不同城市和地区以及 地区的不同时期,各种元素的样放量也不同,且各种微量元素在粗、细粒子中的分布也不一样。 对大陆性气溶胶,与人类活动密切相关的化学成分可归纳为三类:离子成分(硫酸及硫酸 盐、硝酸及硝酸 盐)、痕量元素成分和有机物成分。 ● 气溶胶粒子中的离子成分 (1)硫酸及硫酸盐气溶胶粒子 由于在煤、石油等矿物燃料的燃烧过程中排放大量的 SO2,其中一部分可通过多种途径氧化成硫酸或 硫酸盐,以致造成气溶胶粒子中也含有硫酸或硫酸盐。陆地气溶胶粒子中 SO4 2-的平均含量为 15%~25%, 而海洋气溶胶粒子中 SO4 2-量可达 30%~60%。大多数陆地性气溶胶粒子具有的共同特点是,95%的 SO4 2-和 96.5%的 NH4 +都集中在积聚模中,而且 SO4 2-和 NH4 +的粒径分布也没有明显的差别。硫酸盐气 溶胶粒子大部分集中在积聚模中,它的粒径小,在大气中飘浮,对太阳光能产生散射和吸收作用,使大气 能见度降低。研究结果表明,只有粒径在 0.1~1.0 μm 范围内才能对光线产生最大的散射。当硫酸盐占 颗粒物质量的 17%时,它引起的光散射占整个气溶胶造成光散射作用的 32%。此外硫酸盐也是损害人体 健康、造成酸雨的关键成分。 (2)硝酸及硝酸盐气溶胶粒子 大气中的 NO 和 NO2被氧化形成 NO2和 N2O5等,进而和水蒸气形成 HNO2和 HNO3,由于它们比 硫酸容易挥发,因而很难形成凝聚状的硝酸(迅速挥发成分子态)。因而一般经过下面反应形成低挥发性的 硝酸盐: NH3 +HNO3→ NH4NO3 然后再发生成核和凝结生长作用而形成颗粒物。 氮氧化物在空气中也可被水滴吸收,并被水中的 O2或 O3氧化成 NO3 -,如果有 NH4 +存在,则可促进 氮氧化物的溶解,增加硝酸盐颗粒物的形成速度。 几乎所有地区 SO4 2-都在细粒子中占优势。另外,硫酸盐气溶胶和硝酸盐气溶胶的形成对气溶胶的粒 子分布有影响。 ● 气溶胶粒子中的有机物 气溶胶粒子中的有机物(particulates organic martter, POM),其粒径一般在 0~10μm 之间, 其中大部分是 2 μm 以下的细粒子。气溶胶粒子中有机物的种类很多,其中烃类--烷烃、烯烃、芳香烃和 多环芳烃等是主要成分,此外还含有亚硝胺、氮杂环化合物、环酮、醌类、酚类和酸类等。其浓度也相差 很大,从 ng/m3到 mg/m3的量级,且因地而异。 有机物的一次颗粒物主要来自煤和石油的燃烧过程。煤和石油在不完全燃烧时,部分碳氢化合物发生 高温分解,产物包括 C2H2和 1,3-C4H6;在 400~500℃ 时进行高温合成,形成多环芳烃化合物,如芘、 蒽、菲、苯并(a)芘、苯并蒽等;同时还排出一些低级烃、醛等有机物。大气中气体有机物通过化学转化形 成二次颗粒物的速度较慢 ,一般小于 2%/h,二次产物都是含氧有机物。 ● 气溶胶粒子中的微量元素 存在于气溶胶粒子中的元素达 70 余种,其中 Cl、Br 和 I 主要以气体形式存在于大气中,它们在气 溶胶粒子中分别占总量的 2%、3.5%和 17.0%。Cl-主要分布在粗模范围,地壳元素如 Si、Fe、Al、Sc、 Na、Ca、Mg 和 Ti 一般以氧化物的形式存在于粗模中;Zn、Cd、Ni 、Cu、Pb 和 S 等元素则大部分存 在于细粒子中。 气溶胶中微量元素虽有天然和人为之别,但主要来自人为活动,它们都属于一次气溶胶粒子。不同类 型的污染源所排放的主要元素也不同,如土壤中主要有 Si、Al 和 Fe,汽车排放的尾气中含 Pb、Br 和 Ba 等,钢铁工业主要 含 Fe、Mn、Cu 等,燃烧油料会排放 Ni、V、Pb 和 Na 等,垃圾焚烧炉排放 Zn、Sb 和 Cd 等。气溶胶粒子中的微量元素随污染源的不同,其种类和浓度也不一样,不同城市和地区以及同一 地区的不同时期,各种元素的排放量也不同,且各种微量元素在粗、细粒子中的分布也不一样
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