认识大气气溶胶：微小颗粒，巨大影响
- 2023/10/7 9:30:06
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- 来源：国家大气污染防治攻关联合中心
- 关键词:大气污染防治废气处理
以细颗粒物为主的雾霾问题对人们的身体健康以及正常的生产生活产生一定影响。现在普遍采用的气溶胶定义是液体或固体微粒均匀地分布在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。简单来说，大气气溶胶是指悬浮在大气中的微小颗粒物质，其大小通常在纳米到微米级别之间。尽管这些微小颗粒常常在我们的日常生活中被忽视，但它们对我们的环境和健康产生了深远的影响。本文将为您介绍大气气溶胶的来源、类型以及与环境和健康的关系。
1 来源与类型
大气雾霾中的气溶胶粒子主要分为一次气溶胶和二次气溶胶。一次气溶胶指由排放源直接排放到大气中的颗粒物；二次气溶胶则是由一次气溶胶在大气中通过与气体组分发生化学反应生成的颗粒物。
大气气溶胶从来源还可以分为自然源和人为源。自然源包括火山喷发、植物排放、海洋气溶胶以及沙尘暴等；人为源则涵盖了工业排放、交通尾气、燃烧排放以及建筑施工等。
根据颗粒的组成、来源和大小，大气气溶胶可以被分为不同的类别。主要的类别包括硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、有机气溶胶、黑碳(也称为炭黑)、微量元素气溶胶、生物气溶胶、粉尘颗粒等，按粒径大小可分为总悬浮颗粒物，飘尘，降尘，PM10，PM2.5，超细颗粒物。这些气溶胶在大气中的存在形式复杂多样，既有液态也有固态，它们的属性直接影响着它们的环境效应。
这些气溶胶中，二次有机气溶胶(SOA)尤为重要，它是城市和郊区环境空气中细颗粒物的重要组成。SOA主要是由大气中一些中等和半挥发性有机物(I/SOCs)通过氧化降解过程形成。SOA对于大气能见度、空气质量、气候变化、对流层的氧化能力以及公共健康都有很大危害。
大气颗粒物是悬浮在大气中的固体和液体颗粒，粒径范围一般在0.001——100微米之间。在衡量颗粒物的标准中，根据颗粒物粒径大小可分为总悬浮颗粒物(TSP)、PM10、PM2.5、超细颗粒物(UFPs)。
TSP是分散在大气中的各种粒子的总称，TSP浓度是指空气动力学直径小于或等于100微米颗粒物(多数在10微米以下)的质量浓度，单位为微克/立方米。它的来源很复杂，植物产生的花粉和孢子、包括燃料燃烧时产生的烟尘、生产加工过程中产生的粉尘、建筑和交通扬尘、风沙扬尘以及气态污染物经过复杂物理化学反应在空气中生成的相应的盐类颗粒。
PM10是指空气动力学直径小于或等于10微米的颗粒物，通常用质量浓度表示，单位为微克/立方米。由于粒径较小，能被人直接吸入呼吸道而造成健康危害，所以PM10也称为可吸入颗粒物。
PM2.5也称细颗粒物或可入肺颗粒物，是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物。通常用质量浓度表示，单位为微克/立方米。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。
UFPs是指空气动力学直径小于或等于0.1微米的颗粒物。通常用数浓度表示，单位为个/立方厘米。UFPs粒径小，质量浓度不明显，但是却贡献了大部分的颗粒物总数浓度。UFPs粒径小，容易沉积在呼吸系统深处，并且突破人体中的防护屏障而进入人体深处，造成更大的危害。并且UFPs和PM2.5的来源有很大差异，UFPs主要来自燃烧过程，新粒子生成过程，其中交通是一个主要的排放源。UFPs难以通过沉降的方式去除，主要通过生长成更大的颗粒物而去除。
2 环境影响
大气气溶胶在地球的能量平衡、气候变化以及大气光学方面发挥着重要作用。首先，它们能够散射和吸收太阳辐射，影响地球表面的能量收支。其次，气溶胶在云的形成和性质方面起着关键作用，影响降水和云的辐射效应。最后，某些类型的气溶胶还能够影响大气中的化学反应，进而影响大气质量。
3 健康影响
大气气溶胶对人类健康也有重要影响。细小的气溶胶颗粒可以被吸入到肺部，导致呼吸道疾病和心血管问题。尤其是直径小于2.5微米的颗粒物(PM2.5)尤为危险，因为它们可以深入肺部并进入血液循环，对健康产生更严重的影响。
飘浮在空气中的气溶胶粒子很容易被吸附并沉积在支气管和肺部，粒子越小，越容易通过呼吸道进入肺部，其中粒径小于1微米的粒子可以直达肺泡内。进入肺部的粒子，由于其本身的毒性(如硫酸液滴、PbO和PbBr等)或携带有毒物质(如烟炱吸附的SO2等多种有毒气体)会造成人体的危害。
对人体健康影响最大的是粒径在2.5微米以下的粒子。这部分粒子粒径小，更容易进入人体的循环系统，比表面积大，更能吸附有毒有害物质，因此它对人体健康的危害也将更大。如小粒子上吸附的石棉和以苯并芘为代表的芳香族化合物进入人体后能引起组织细胞发生癌变，硫酸液滴进入人体后，能负载于肺泡上刺激肺泡，增加气流阻力，使呼吸困难。因此，在雾霾天气下，我们应该尽量待在室内，减少户外活动，以减少颗粒物对人体的伤害。
4 减轻影响的措施
为了减轻大气气溶胶的影响，我们可以采取多种措施。
1、 减少人为源的排放，包括改进工业生产过程、提倡清洁能源和加强交通管理等。
2、 加强大气气溶胶的监测和研究，以便更好地了解其影响机制和变化趋势。
3、 普及公众环保意识，倡导低碳生活方式也是降低大气气溶胶影响的关键。
4、 一些生活中的小习惯也会减小暴露风险，例如早晚交通高峰远离道路，戴好口罩，关好车窗；雾霾天关好窗户，减少出行等等。
5 结语
大气气溶胶虽然微小，却有着巨大的影响。从气候变化到人体健康，它们在我们的生活中扮演着重要角色。通过深入了解气溶胶的来源、类型以及影响，我们可以更好地采取措施来保护我们的环境和健康。让我们共同努力，创造更加清洁、健康的未来。
来源|淄博环境 VOCs前沿
编辑|卫雅琦
原标题：认识大气气溶胶：微小颗粒，巨大影响
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