气溶胶形成机理和污染现状
气溶胶的化学成分与环境影响
气溶胶的化学成分与环境影响随着人类社会的不断发展，环境问题越来越引起人们的关注。
而在环境问题中，气溶胶的成分与相关影响也逐渐被人们所重视。
气溶胶（aerosol）是指在空气中悬浮的由固体和/或液体颗粒组成的混合体系。
气溶胶的大小可以从纳米到亚毫米不等，分布在大气中的高度也不同。
相较于其他污染物，气溶胶的组分与源头极为多样化，其中包含了颗粒、气体、液体等，形成了非常复杂的混合物。
因此，了解气溶胶成分与成因原理对于减轻环境污染至关重要。
一、气溶胶的成分1. 碳：碳是气溶胶中最常见的成分之一，不同来源呈现出不同的化学形态。
例如，与燃烧有关的黑碳（BC）、溅射碳（SOA）以及积累碳（OA）等。
其中，BC是一种典型的人工来源气溶胶物种，由于其吸收太阳辐射能力极高，因此也是全球变暖的罪魁祸首之一。
2. 硫：硫（S）也是气溶胶中常见的组分之一，它与二氧化硫（SO2）的来源紧密相关。
通过不同机制（如科雷奇剥蚀和海盐喷溅等）而被排放到大气中，之后在大气中氧化，生成硫酸与硫酸铵等化合物。
与硫相关的物质还包括硫酸脂等，它们通常是人工污染源排放物的产物。
3. 氮：氮（N）是气溶胶中最丰富的元素之一。
氮的来源主要包括交通污染、人造肥料、排放物的燃烧等。
在大气中，氮氧化与挥发是氮至少有可能的化学途径。
氮化物发生的反应会导致氮含量的降低。
4. 矿物：矿物颗粒是气溶胶中最大的一类颗粒，由尘卷贝分解制成。
矿物颗粒的尺寸通常为数十至数百微米。
它们与其他气溶胶相比，具有较低的气溶胶光学活性和资料强度。
但是，在空气质量方面，它们的至关重要。
二、气溶胶的环境影响气溶胶的化学成分与环境影响密不可分。
不同的气溶胶成分与来源，会导致不同的环境影响。
以下我们将从气候影响和空气污染两个方面来分析气溶胶的环境影响。
1. 气溶胶与气候变化气溶胶对全球气候变化的影响是非常复杂的。
它们可以通过吸收或反射太阳辐射，使大气对于太阳能的吸收改变。
此外，气溶胶所含有的湍流水分子还会影响云的形成与演变，从而改变云辐射特性和热力作用，进而影响气候。
气溶胶形成原理和环境变化反应解析
气溶胶形成原理和环境变化反应解析随着工业化进程的加快和人类活动的增加，大量的气溶胶物质被排放到大气中。
气溶胶是由固体或液体微细颗粒悬浮在气体中形成的混合物，具有重要的环境影响。
了解气溶胶的形成原理以及在环境中的变化和反应对于理解大气污染、气候变化以及人类健康等问题具有重要意义。
气溶胶的形成原理涉及颗粒物的生成、成长和减少等过程。
颗粒物的生成通常发生在气相中，由于大气中存在着多种气态异构体，如气体分子、离子、自由基等，这些异构体可以在大气中相互反应形成固体或液体颗粒。
具体而言，颗粒物的生成主要包括核生成和二次成核两个过程。
核生成是指在大气中形成微小颗粒的过程。
这种颗粒通常由多种气态物质聚结而成，聚结的方式主要有两种：化学聚结和物理聚结。
化学聚结是指由气态异构体之间的化学反应引起的聚结过程，例如氧化反应、硝化反应、硫化反应等。
物理聚结是指由于颗粒碰撞或吸附导致的聚结，这种聚结通常发生在较高浓度和较大颗粒的情况下。
在核生成过程中，气溶胶的大小称为原生粒子。
原生粒子的大小通常介于1 nm至10 nm之间。
然而，这些原生粒子尺寸太小，很容易因为分子热运动而失去稳定性，因此会出现剧烈的变化。
在一定条件下，原生粒子会进一步增长形成较大的气溶胶粒子，这个过程称为二次成核。
二次成核是由于颗粒间的聚集和凝聚导致的，主要受气溶胶颗粒的浓度、温度和湿度等参数的影响。
除了气溶胶的形成过程，气溶胶还会受到环境变化和反应的影响。
首先，气溶胶的浓度和大小可以随着大气环境的变化而变化。
例如，当大气中湿度较高时，气溶胶颗粒可以吸附水分并增长大小。
此外，气溶胶的变化还受到气象条件的影响，如风速、气温等。
其次，气溶胶还能参与大气化学反应。
这些反应可以改变气溶胶的成分和特性，并对环境产生重要影响。
例如，气溶胶颗粒在大气中与其他气体发生反应，可以产生硝酸盐、硫酸盐等物质，这些物质对气候和空气质量具有重要影响。
同时，气溶胶颗粒中的有机物质也可以参与光化学反应，产生大量的臭氧和其他氧化物，从而对人体健康产生负面影响。
气溶胶的形成机理与应用
气溶胶的形成机理与应用气溶胶（aerosol）是一种固体或液体微小颗粒（一般直径小于10微米）在气态中的悬浮体系。
它们是空气污染、臭氧层破坏、气候变化等环境问题的重要源头，同时也是许多技术领域中重要的物质传输和反应媒介。
本文将介绍气溶胶的形成机理、分类及其在工业、医学等领域的应用。
一、气溶胶的形成机理气溶胶的形成是通过物质从气体相转化为固体或液体颗粒的过程。
气溶胶的形成机理十分复杂，其主要包括以下几个过程：1.生成：气体分子在物理或化学条件下经过反应，形成固体或液体颗粒。
2.生长：气态颗粒在气态流中吸附气体分子并凝结，从而增大粒径。
3.扩散：气态颗粒在气态流中的碰撞和扩散作用下向下趋近地面。
4.输运：包含微粒的气体在大气环流作用下向地面输送。
5.沉积：微粒在地面附近因重力作用而沉积下来。
二、气溶胶的分类气溶胶根据其粒径、化学成分、来源等不同特征，可以划分为不同的类型。
主要有以下几种类型：1.大气气溶胶：不同来源的大气颗粒包括天然气溶胶、人为制造的气溶胶如汽车排放、电厂排放等。
2.工业气溶胶：包括金属颗粒气溶胶、纳米颗粒气溶胶等。
3.医用气溶胶：医用气溶胶主要用于治疗呼吸系统疾病，如雾化吸入的药品等。
4.食品气溶胶：用于优质食品的生产，如面粉、蛋白粉等。
5.生物气溶胶：包括细菌、真菌等生物微粒体。
三、气溶胶在各领域的应用气溶胶在很多技术领域中都有着广泛的应用，包括：1.医疗领域：雾化吸入、药物输送、治疗呼吸系统疾病等。
2.生物技术和纳米技术：生物标记、分析环境中的细菌和微生物、过滤器等等。
3.制造业和环保领域：改进生产过程和减少排污；铝粉涂层的涂装等等4.大气污染研究：分析和监测大气中的污染物浓度等。
结语总之，气溶胶在现代工艺和科学研究中具有不可替代的作用。
随着我们对其形成机理和特性的理解的加深，对气溶胶的合理利用必将成为环保、能源和医学等多个领域中有益的重要分支。
气溶胶在大气环境中的形成机理及影响因素研究
气溶胶在大气环境中的形成机理及影响因素研究随着人们生活水平的提高，大气环境污染问题也越来越严重。
其中，气溶胶是导致大气污染的主要因素之一。
气溶胶与大气环境息息相关，其形成机理和影响因素也备受关注。
本篇文章将从气溶胶的基本概念、形成机理与影响因素、减少气溶胶对大气污染的重要性三个方面进行论述。
一、气溶胶的基本概念气溶胶是指大气中悬浮的固体或液体微粒。
其主要成分包括碳、硫、氮、钾、钙、铝、镁、铁等元素，其中颗粒的直径介于0.001微米至100微米之间。
气溶胶可以通过自然和人为的途径进入大气中，形成源非常广泛。
二、气溶胶的形成机理与影响因素气溶胶的形成机理十分复杂，一般来说，气溶胶的形成受到多种因素的影响。
其中，气象因素、生物因素、人为因素、化学因素等是影响气溶胶的主要因素。
在气象因素中，如大气湿度和气温等是影响气溶胶形成的主要因素。
当湿度较高，气温较低时，气溶胶的生成将会更加频繁。
在生物因素中，植物叶面积、季节变化和生态系统的变化等也会影响气溶胶的形成。
人类活动也会对气溶胶的数量产生影响，例如工业污染和交通排放等就是常见的使气溶胶数量增加的因素。
在化学因素中，如大气中的硫化物、氧化物等与水蒸气参与的气溶胶形成反应也是主要因素之一。
另外，气溶胶对气候变化也有一定的影响，它们可以反射太阳的辐射并让地球表面的温度更加低。
而气溶胶对健康和环境的影响也不可小觑，因此减少气溶胶对大气环境的污染具有极其重要的意义。
三、减少气溶胶对大气污染的重要性减少气溶胶对大气污染的重要性在于，它对人们的生命健康、环境和社会各方面产生的不良影响。
而减少气溶胶的方法主要有以下几个：1. 加强监测措施。
可以通过对大气中气溶胶颗粒数量和组分的监测，及时掌握气溶胶的形成和分布情况，并作出针对性的防范和应对。
2. 减少污染排放。
对于工业污染和交通排放等，应适时采取减排等措施，以减少气溶胶的排放。
3. 发展新技术。
推广新型清洁能源、减少粉尘排放、发展绿色交通等，也可以有效地降低气溶胶的数量，从而减少它对大气环境的污染。
《2024年珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究》范文
《珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究》篇一一、引言珠江三角洲，作为中国经济发展的重要引擎，其工业化和城市化进程的快速推进，也带来了严重的环境问题，其中气溶胶污染尤为突出。
气溶胶污染不仅对区域空气质量产生重大影响，还可能对人类健康、气候变化等产生深远的影响。
因此，对珠江三角洲气溶胶污染的机理进行深入分析和数值模拟研究具有重要的科学价值和实践意义。
二、珠江三角洲气溶胶污染现状珠江三角洲地区的气溶胶污染主要来源于工业排放、汽车尾气、建筑施工等活动产生的细颗粒物（PM2.5）和粗颗粒物（PM10）。
这些气溶胶颗粒物在空气中悬浮，对区域空气质量造成严重影响。
特别是在冬季，由于气象条件的特殊性，气溶胶污染更为严重。
三、气溶胶污染的机理分析（一）排放源珠江三角洲地区的工业和交通活动是气溶胶排放的主要来源。
其中，工业排放包括化石燃料燃烧、生产过程中的粉尘排放等；交通排放则主要来自汽车尾气中的颗粒物。
此外，建筑施工和道路扬尘也是重要的排放源。
（二）化学转化气溶胶颗粒物在空气中会发生复杂的化学反应，包括氧化、还原、吸附等过程，这些反应会改变气溶胶的成分和性质，进而影响其在大气中的存在和传输。
（三）传输与扩散气溶胶颗粒物在风的作用下会发生传输和扩散，这一过程受气象条件、地形等因素的影响。
在珠江三角洲地区，由于城市密集、交通繁忙，气溶胶的传输和扩散过程更加复杂。
四、数值模拟研究为了更好地了解珠江三角洲气溶胶污染的机理和传输过程，我们采用了数值模拟的方法进行研究。
数值模拟主要基于大气扩散模型和气象模型，通过输入排放源数据、气象数据等，模拟气溶胶在大气中的传输、扩散和转化过程。
通过数值模拟，我们可以更准确地了解珠江三角洲气溶胶污染的来源、传输路径和影响因素，为制定有效的污染控制措施提供科学依据。
五、结论通过对珠江三角洲气溶胶污染的机理分析和数值模拟研究，我们得出以下结论：1. 珠江三角洲地区的气溶胶污染主要来源于工业排放、汽车尾气和建筑施工等活动，这些排放源对区域空气质量产生了重大影响。
气溶胶物理化学过程与气溶胶污染控制
气溶胶物理化学过程与气溶胶污染控制气溶胶，顾名思义即为气态中的“固体”或“液体”颗粒，它们通常存在于自然大气和工业废气中。
气溶胶的大小、形状和成分各异，有些是自然形成的，如悬浮在空气中的尘埃、花粉和海盐颗粒，而有些则是工业、农业和交通等产生的，如工厂烟囱中排出的颗粒物、车辆运行时产生的尾气等。
气溶胶的特性使其成为大气环境中的一个重要的污染源，对人类健康和环境产生负面影响。
因此，深入了解气溶胶物理化学过程和采取有效的气溶胶污染控制措施非常重要。
气溶胶的物理化学过程气溶胶的物理化学过程包括凝聚、溶解、氧化、还原、沉积、扩散和迁移等多个方面。
其中，凝聚是气溶胶最基本的物理化学过程之一，它指的是在气态中的颗粒分子之间发生相互作用而聚合成更大的颗粒团的过程。
凝聚分为两种类型：无机气溶胶的气溶胶凝聚和有机气溶胶的凝聚。
气溶胶凝聚主要取决于气溶胶的大小、化学成分、温度和相对湿度等因素。
溶解是气溶胶在大气中一种重要的化学过程，它是由大气中的水分、酸分子、碱分子等产生的化学反应导致的。
氧化和还原反应是氧、水和氧化剂的存在下，导致气溶胶的颜色、形状和大小发生变化。
可见，气溶胶的物理化学性质非常复杂，受多种因素的影响，其大小、形状和成分的变化决定了它们在大气中的行为。
气溶胶的污染控制要控制气溶胶的排放和扩散，有很多方法和技术。
以下是一些常用的方法：1. 气溶胶清洁技术气溶胶清洁技术包括机械收集、电子束和过滤器等方法，它们通过物理方式将颗粒从气体中去除。
机械收集主要是以重力沉降、惯性分离、过滤和电影除尘为主；电子束主要是利用高电压裂解化学反应生成电子来去除气体中的颗粒；过滤器是利用多孔材料将颗粒截留在过滤器中。
这些清洁技术在一定程度上能够减少气溶胶排放和烟气污染。
2. 好的燃烧控制方法对于有着明显的高温气体的物质，采用好的燃烧控制方法是去除气溶胶的一个有效方式。
例如，采用氧气富氧燃烧方法，使得燃料在氧气富含的环境下进行燃烧，得到的燃烧产物只含有H2O和CO2等被认为是比较无害的气体。
气溶胶对生命系统的影响与研究现状
气溶胶对生命系统的影响与研究现状近年来，气溶胶成为了一个备受研究关注的话题。
气溶胶是指悬浮在空气中的固体或液态微小颗粒，它们的大小与形状多样，可以来自于自然界的火山喷发、沙尘暴、林火等，也可以由人类活动所产生的污染物、化学药品、农药等产生。
气溶胶在环境风险评估、气候变化、生命科学等领域具有重要的意义。
特别是在生命科学领域，气溶胶的影响已成为前沿研究。
1. 气溶胶的组成气溶胶由于来源不同，其组成也不尽相同。
气溶胶分为干性和湿性两种，干性气溶胶是指空气中含固体和液态颗粒，而湿性气溶胶则是指含有水蒸气的颗粒。
气溶胶的组成对于其对生命系统的作用影响非常重要。
气溶胶可以存在于空气中数天或数周之久，其成分与结构决定着其毒性及生物学效应的差异。
纳米和微米级气溶胶是最常见的，包括但不限于尘埃、细菌、病毒、有机物、金属含量等等多种物质。
2. 气溶胶对生命系统的影响气溶胶在生物层面的影响方式多种多样，包括直接毒性、免疫反应、过敏反应、氧化损伤等。
这些影响的具体表现形式则有呼吸系统、心脏血管系统、神经系统和脑功能、内分泌系统、免疫系统、生殖系统等。
气溶胶对呼吸系统是影响最为明显的，在呼吸道内直接刺激食道、腹部等组织形成异物感。
此外，气溶胶还会诱导氧化应激导致长期肺部炎症，影响肺功能和呼吸系统正常运转。
对于心脏血管系统，气溶胶的吸入也会导致心律不齐、高血压以及心血管疾病等，在病人中易引发不良反应。
还有多种类型的病原体，包括微生物、细菌、病毒等，都可以通过气溶胶的方式影响人类生命健康。
例如，近期新型冠状病毒的爆发就是通过气溶胶传播的。
3. 气溶胶研究的现状气溶胶的影响涉及到诸多领域，于是跨学科研究的需要显得特别迫切。
由于气溶胶的复杂性，目前的研究仅仅探究九牛一毛。
在研究气溶胶的长期进程中，观测、研究、建模等科学技术方法得到了飞速发展。
其中，最重要的方法是在气溶胶收集方面。
气溶胶数据的获取是决定研究范围和精度的关键因素。
逐步开展的能够同时测量空气中各种气溶胶的新型技术和方法进一步推进了气溶胶揭示与评估的相关工作。
洁净室微生物气溶胶的产生、污染、传播和危害
洁净室微生物气溶胶的产生、污染、传播和危害气溶胶是由固体颗粒、液体颗粒或液体及固体颗粒悬浮于气体介质中形成的均匀分散体系，其自然沉降速度极小,可长时间悬浮于空气中。
由固体颗粒形成的气溶胶称“固体气溶胶”，由液体颗粒形成的气溶胶称“液体气溶胶”，由悬浮于空气中的微生物所形成的分散体系称为微生物气溶胶。
微生物包括细菌、病毒、真菌、芽胞、霉菌等。
气溶胶的粒子大小分布很广，从0.001~100μm。
微生物气溶胶的粒谱也很宽，大约从0.002~30μm。
对环境中微生物气溶胶粒子的大小进行测定的研究很多，得出的结果各异。
微生物气溶胶如何产生的？我国有研究表明微生物气溶胶的主要粒径范围在2.0~8.2μm之间，随空气、人体带入或滋生于室内及空调系统中。
人在咳嗽或打喷嚏时形成的飞沫就是一种微生物气溶胶，每次可排放了104~106个带菌（或病毒）粒子。
微生物的来源具有多样性，土壤、水、大气、动物、植物和人体是微生物气溶胶最主要的六大来源。
它们相互之间还可进行交换，再释放于空气中，使问题更加复杂。
附着在尘粒上以及短暂悬浮于空气中液滴上的微生物随气流在空气中传播，一般只能在空气中停留一个短时间，期间大部分将死去。
有的甚至只需几秒钟就会死掉。
空气中的微生物其最终命运取决于包括大气条件在内的复杂环境，如温度、阳光、湿度、携带微生物的尘粒的大小以及各种微生物对新的环境的敏感性和抵抗程度。
潜在危害性气溶胶有哪些？微生物实验室的潜在危害性气溶胶主要有两大类：一、核酸气溶胶污染，即DNA/RNA气溶胶污染。
空气与液体的液面摩擦，离心机离心，剧烈摇动反应管，PCR开盖，移液器反复吸样，污染物外泄等情况均会产生核酸气溶胶。
这类污染的危害对于PCR实验结果尤其显著：极微量的核酸气溶胶污染, 即可形成假阳性。
假阳性意味着实验结果不可信，且直接造成实验室的经济损失。
更严重的是，一旦形成气溶胶污染，则可引起整个PCR实验室的污染，甚至需要关闭实验室。
大气气溶胶的污染源解析与控制策略
大气气溶胶的污染源解析与控制策略大气污染是一个日益严重的环境问题，而气溶胶是其中一个重要的污染源。
本文将从大气气溶胶的来源及其污染特征出发，探讨其危害和对策。
一、大气气溶胶的来源大气气溶胶主要来自于自然和人为两个方面。
1. 自然来源自然来源主要包括火山喷发、沙尘暴、海洋气溶胶和植物挥发物等。
火山喷发会释放大量的火山灰和气溶胶颗粒物，对大气质量造成很大影响。
沙尘暴则是由于干旱地区的风力将大量沙尘带入大气中，其中携带的气溶胶颗粒物会造成空气质量下降。
海洋气溶胶则是海水蒸发形成的盐颗粒物在空气中的悬浮态，对气象和气候有很大的影响。
植物挥发物则是由于植物释放的气体与空气中的其他成分混合形成的气溶胶颗粒物。
2. 人为来源人为来源主要包括工业排放、交通排放和生物质燃烧等。
工业排放是大气气溶胶的主要来源之一，包括燃煤、石油燃烧和工业废气排放等，其中释放的颗粒物、气体和有机化合物都会对环境和健康造成危害。
交通排放主要来自车辆尾气排放，其中包括颗粒物、氮氧化物和挥发性有机化合物等。
生物质燃烧主要源于农村地区和发展中国家，如农作物秸秆燃烧、柴火燃烧等。
二、大气气溶胶的污染特征大气气溶胶的污染特征主要表现在以下几个方面。
1. 化学成分复杂大气气溶胶的化学成分十分复杂，既含有无机物如硫酸盐和硝酸盐，也含有有机物如多环芳烃和挥发性有机化合物等。
其中，硫酸和硝酸是大气中主要的无机气溶胶成分，而有机气溶胶则具有很高的多样性。
2. 大气传输和沉降大气气溶胶既可以通过大气传输而扩散到更远的地方，也可以沉降到地表或水体中。
大气传输主要受气象条件、气溶胶的物理性质和环境条件的影响，而气溶胶沉降则受到重力和空气动力学的影响。
3. 健康和环境危害大气气溶胶对健康和环境造成严重的危害。
细颗粒物(PM2.5)是其中最为关注的气溶胶颗粒物之一，其直径小于2.5微米，能够携带大量的有害物质进入呼吸道并进一步进入血液循环系统，对人体健康产生直接影响。
气溶胶的污染原理
气溶胶的污染原理
气溶胶的污染原理主要与气溶胶的产生、扩散和沉降等过程有关。
气溶胶的产生：气溶胶通常由固体或液体微粒悬浮在气体中形成。
常见的气溶胶来源包括工业生产过程中的烟尘、空气中的花粉、细菌和病毒等。
气溶胶的扩散：一旦气溶胶产生，它们会在气体中通过扩散进行传播。
气溶胶微粒的扩散受到空气流动、湿度、温度等环境因素的影响。
气溶胶的沉降：气溶胶微粒在空气中会因重力作用而逐渐沉降到地面或其他物体表面。
沉降率取决于微粒的大小、密度和空气流动等因素。
气溶胶的污染原理主要体现在以下几个方面：
1. 健康危害：部分气溶胶微粒具有潜在的健康危害，如细菌、病毒和有害化学物质等。
当人们吸入这些微粒时，可能会引发呼吸道疾病、过敏反应或其他健康问题。
2. 环境影响：大量的气溶胶排放会对环境造成影响，如固体颗粒的沉积会影响水体生态系统的平衡，有害气体的排放会引起酸雨等环境问题。
3. 能见度下降：大量的气溶胶存在时，会导致空气中的光线散射和吸收增加，
从而降低能见度。
这在城市烟雾和霾天气中经常发生。
为了减少气溶胶的污染，人们常采取空气净化、过滤和排放控制等措施，以防止气溶胶对健康和环境造成的不良影响。
大气气溶胶的来源与环境影响研究
大气气溶胶的来源与环境影响研究大气气溶胶是指悬浮在空气中的微小固体颗粒和液滴，它们在大气环境中的来源和影响备受关注。
本文将介绍大气气溶胶的来源，以及它们对环境的影响。
一、大气气溶胶的来源1.自然源大气气溶胶的自然来源主要包含火山喷发、森林火灾、蒸发和海洋生物活动等。
这些因素都会释放出大量的气溶胶粒子，进入大气层中。
2.人类活动人类活动也是大气气溶胶的主要来源之一，例如燃烧化石燃料、机动车的排放、工业生产等。
这些行为都能产生大量气溶胶，进入大气层中。
3.沙尘暴和气象灾害沙尘暴和气象灾害也会对大气气溶胶的产生造成重要影响。
沙尘暴能够将大量的土壤、沙尘颗粒等被悬浮在空气中，而气象灾害则会产生大量的尘埃、霾和其他污染物。
二、大气气溶胶的环境影响1. 大气和天气在大气中，气溶胶通过吸收和散射太阳光，对气候和天气状况产生影响。
气溶胶的存在能够调节大气温度，影响云的形成和降水模式。
2. 健康气溶胶能够对人体健康产生很大的影响。
它们可能含有各种化学物质，如重金属和有机物质。
这些物质可能携带细菌、病毒、花粉等直接危害人类健康，加速心血管、呼吸系统等疾病的发生。
3. 生态气溶胶的存在对生态环境产生影响。
它可能污染水源和土壤，影响作物生长和动植物的生存，对生态平衡产生影响。
三、大气气溶胶治理与改进为了减少大气气溶胶的污染，人们应该采取相应的措施。
一方面，需要进行技术研发和创新，发展低碳环保新技术，实现减少人类活动对气溶胶的排放。
另一方面，也可以通过加强环保监管的力度，对污染物排放的限制和处罚力度加大，从制度层面上加强大气气溶胶治理。
四、结论综上所述，大气气溶胶的来源与环境影响是一个复杂的问题，需要采取全面有效的措施来保障大气环境的健康。
本文旨在通过介绍大气气溶胶的来源和影响，提醒社会大众保护自然环境，为人类健康和未来发展铺设绿色环保道路。
大气气溶胶的生成和发展
大气气溶胶的生成和发展大气气溶胶是指空气中的固体或液态微粒子，它们来自于自然和人类活动的排放物，对人类健康和气候变化产生重要影响。
本文将探讨大气气溶胶的生成和发展，以及对环境和人类的影响。
一、大气气溶胶的类型大气气溶胶通常分为自然气溶胶和人为气溶胶两种类型。
自然气溶胶包括来自海洋、陆地和生物源的气溶胶，如海盐气溶胶、尘土气溶胶和植物挥发物气溶胶等。
人为气溶胶主要来自于工业和交通等人类活动排放的废气，例如废气排放口和汽车尾气等。
二、大气气溶胶的生成蒸发和凝结是大气气溶胶生成的两个基本机制。
在大气环境中，水分子和有机分子等成分会蒸发形成气态颗粒，如水蒸气、硫酸等。
这些气态颗粒在空气湿度下凝结成为微小颗粒，最终形成固态气溶胶。
自然气溶胶的生成通常是由于生物和地理过程的影响，例如草原和森林中的植物挥发物、海洋中的海盐等。
人为气溶胶主要是由于人类生产和生活活动的排放。
例如，工业、交通、锅炉排放的烟雾和粉尘，以及建筑和采矿活动等的粉尘和烟尘都可产生人为气溶胶。
三、大气气溶胶的结构和特性大气气溶胶的结构和特性会对它们的光学和化学特性产生重要影响。
大气气溶胶的结构通常分为组成元素、粒径、形状和密度等几个方面。
气溶胶的粒径对其影响非常重要，因为不同尺寸的气溶胶对太阳辐射、土地辐射和太阳光谱的吸收和散射不同。
小粒子的气溶胶对短波辐射有强烈的散射作用，而大粒子的气溶胶则更多地吸收长波谱的辐射。
此外，气溶胶的形状和分布密度等特性也会对其光学和化学性质产生重要影响。
四、大气气溶胶对环境的影响大气气溶胶会对大气成分和空气质量产生重要影响。
气溶胶可以使天空变成灰色或蓝色，也可以刺激云的形成，进而影响雨水的净度和分布。
此外，气溶胶还可以在大气中传播和转移有害物质，如细菌、病毒和有毒颗粒物等，从而对空气质量和健康产生威胁。
五、大气气溶胶对气候的影响大气气溶胶对气候产生的影响是多方面的。
气溶胶能够对空气中的辐射和热量平衡产生重要影响，这会对大气的温度和气候变化产生显著影响。
大气中的气溶胶对环境的影响
大气中的气溶胶对环境的影响大气中的气溶胶是由气态物质和固态颗粒物质组成的，主要来源于自然界和人类活动。
气溶胶在大气中的浓度很高，对环境和空气质量产生了深远的影响。
本文将从气溶胶的来源、成分、组成以及对环境的影响等方面加以阐述。
一、气溶胶的来源和成分气溶胶是大气中的颗粒物质，主要来源于自然界和人类活动。
自然界的气溶胶主要是由植物、火山喷发、森林火灾等产生的，而人类活动产生的气溶胶则主要来自于工业生产、交通、农业活动等。
气溶胶的主要成分是固态颗粒物质，如煤燃烧、道路沥青等会形成黑碳；海洋和森林火灾等则会产生天然有机碳。
此外，气溶胶还包括硫酸盐、亚硝酸盐、铵盐以及有机物质等。
二、气溶胶的组成和分布气溶胶是由各种物质组成的，其中含有许多有毒有害物质。
例如，黑碳是细微粒的主要成分，能够吸收和吸附有毒有害物质。
硫酸盐、亚硝酸盐等酸性成分是气溶胶的重要组成部分，会对大气的缓冲能力产生影响。
气溶胶在大气中的分布也很广泛，主要分为低层气溶胶和高层气溶胶。
低层气溶胶分布在地表和低层大气中，而高层气溶胶则分布在平流层和对流层的上部。
三、气溶胶对环境的影响气溶胶对环境的影响很大，主要表现在以下几个方面：1.对气候的影响：气溶胶对气候的影响是非常复杂的，既有对气温的影响，也有对降水的影响。
气溶胶的存在会增加大气透明度，减少太阳辐射，导致地球表面温度变冷，影响能量平衡。
此外，气溶胶还会对云的形成和演变产生重要的影响。
2.对健康的影响：气溶胶是细小颗粒，能够侵入肺部，对人体健康产生负面影响，例如导致哮喘、肺功能下降等。
3.对大气环境和空气质量的影响：气溶胶对大气环境的影响是显著的。
气溶胶入侵到大气中后，可以吸附臭氧、自由基等有害物质，从而降低大气中的自净能力，影响空气质量。
4.对天空的影响：气溶胶的存在，会导致天空变得灰暗，阳光透过雾霾时会呈现出红色或棕色。
四、缓解气溶胶对环境的影响的方法缓解气溶胶对环境的影响是非常重要的，这需要从以下几个方面入手：1.降低工业和人类活动中的污染物排放：减少工业和人类活动中的污染物排放是缓解气溶胶对环境影响的一个重要手段。
气溶胶污染实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的通过本次实验，了解气溶胶污染的成因、传播途径及其对实验室环境的影响，掌握预防气溶胶污染的措施，提高实验室工作人员的防护意识。
二、实验原理气溶胶是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系。
在实验室操作过程中，如离心、振荡、移液等，均可能产生气溶胶。
气溶胶污染可能导致实验结果不准确，甚至引发实验室感染。
三、实验材料1. 实验室设备：离心机、振荡器、移液器、无菌操作台等；2. 实验试剂：PCR试剂、DNA模板、无菌水等；3. 实验耗材：离心管、吸头、手套、口罩、防护服等；4. 仪器：显微镜、气溶胶采样器等。
四、实验步骤1. 实验环境准备：在无菌操作台中进行实验，确保实验室环境清洁、无尘。
2. 实验操作：（1）将PCR试剂、DNA模板、无菌水等实验试剂和耗材准备齐全；（2）在无菌操作台中，将PCR试剂、DNA模板、无菌水等加入离心管中；（3）将离心管放入离心机中，以1000 r/min的速度离心5分钟；（4）取出离心后的离心管，将内容物移至新的离心管中；（5）将移液器枪头插入离心管，以高速反复吹吸样品；（6）将振荡器打开，将离心管放置于振荡器上，以高速振荡5分钟；（7）将振荡后的离心管取出，观察气溶胶产生情况。
3. 气溶胶采样与分析：（1）使用气溶胶采样器在实验操作区域进行采样；（2）将采样后的样品送至实验室进行检测，分析气溶胶污染情况。
五、实验结果与分析1. 气溶胶产生情况：在实验操作过程中，离心、振荡、移液等操作均会产生气溶胶。
在显微镜下观察，可见气溶胶颗粒悬浮在空气中。
2. 气溶胶污染情况：通过对采样样品的检测，发现气溶胶污染情况较为严重。
这表明实验室操作过程中，气溶胶污染问题不容忽视。
六、实验结论1. 气溶胶污染在实验室操作过程中普遍存在，对实验结果和实验室环境造成严重影响。
2. 实验室工作人员应提高防护意识，严格遵守操作规程，降低气溶胶污染风险。
3. 实验室应加强通风、消毒等措施，降低气溶胶污染对实验室环境的影响。
《2024年珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究》范文
《珠江三角洲气溶胶污染的机理分析及数值模拟研究》篇一一、引言珠江三角洲地区作为我国经济最发达、工业最集中的地区之一，近年来面临着严重的气溶胶污染问题。
气溶胶污染不仅对区域环境质量产生严重影响，还对人类健康和生态安全构成威胁。
因此，对珠江三角洲地区气溶胶污染的机理进行深入分析和数值模拟研究显得尤为重要。
本文旨在探讨该地区气溶胶污染的成因及传播机制，为有效控制和治理气溶胶污染提供科学依据。
二、气溶胶污染机理分析1. 排放源及影响因素珠江三角洲地区工业排放、汽车尾气、生物质燃烧等是气溶胶的主要来源。
此外，气候条件、地形地貌、交通状况等因素也会对气溶胶的生成和扩散产生影响。
2. 化学组成及转化过程气溶胶主要由硫酸盐、硝酸盐、有机碳等组成。
在特定的气象条件和化学反应下，这些成分会发生转化和复合，形成更为复杂的气溶胶颗粒。
3. 传播和扩散机制气溶胶在大气中受风力、温度梯度等因素的影响，发生长距离传输和扩散。
尤其在气象条件不利的情况下，如静稳天气，气溶胶易在局部地区积累，形成严重污染。
三、数值模拟研究方法数值模拟是研究气溶胶污染的重要手段之一。
通过建立大气扩散模型，模拟气溶胶的生成、传输、扩散和转化过程，从而预测和评估污染状况。
常用的模型包括大气化学传输模型、气象-化学耦合模型等。
四、珠江三角洲气溶胶污染的数值模拟研究1. 模型构建与参数设置根据珠江三角洲地区的地理、气象数据及排放源信息，建立大气扩散模型。
通过设置合理的参数，如排放源强度、气象条件等，进行模拟计算。
2. 模拟结果分析模拟结果显示，珠江三角洲地区气溶胶污染严重，且存在明显的空间分布差异。
工业区、城市中心等区域的污染程度较高，而郊区、农村等地区的污染相对较轻。
此外，模拟结果还揭示了气溶胶的传输路径和扩散趋势。
3. 验证与评估通过与实际监测数据进行对比，验证模拟结果的准确性。
同时，对模拟结果进行评估，分析模型的优缺点，为进一步改进模型提供依据。
五、结论与建议1. 结论通过对珠江三角洲地区气溶胶污染的机理分析和数值模拟研究，发现该地区气溶胶污染严重，主要来源于工业排放、汽车尾气等。
气溶胶形成机理和污染现状
气溶胶污染物的形成机理和污染状况摘要：本文主要介绍有机气溶胶来源与形成的研究现状，有机气溶胶的化学组成特征。
一次有机气溶胶主要源于烹调油烟、机动车尾气、生物质燃烧、工业或民用燃油锅炉释放出的有机物，还有道路扬尘、沥青、刹车尘、轮胎屑、室外香烟烟雾、以及高等植物蜡、细菌活动和草本植物等.大气中的半挥发性有机物可通过物理和化学吸附形成二次有机气溶胶，一些挥发性有机物可通过气相化学反应转化为低挥发性的物质并形成二次有机气溶胶•其主要前体物是芳香族化合物,如苯、甲苯、二甲苯，以及烯痊、烷坯、环烷痊、菇烯和生物排放的非饱和氧化物.关键词：一次有机气溶胶二次有机气溶胶;挥发性有机物;半挥发性有机物；颗粒物;有机碳Abstract： This paper describes the organic aerosol sources and research status, the formation of organic aerosol chemical composition characteristics・Once organic aerosols mainly from cooking fumes, vehicle exhaust, biomass burning, industrial or commercial release of organic oi 1-fired boilers, as well as road dust, asphalt, brake dust, tire debris, outdoor cigarette smoke, as well as higher plant waxes, bacterial activity a nd herbs, etc ・ semi-volati le organic compounds in the atmosphere to form secondary organic aerosols through physical and chemical adsorption, a number of volatile organic compounds by gas-phase chemical reactions into a low volatile matter and the formation of secondary organic aerosol . the main precursors of aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, and olefins, paraffins, naphthenes, and unsaturated terpene oxides biological emissions・Keywords：secondary organic aerosols；volati le organic compounds : semivolatile organic compounds ； particle； organic carbon有机气溶胶是大气气溶胶的重要成分，在偏远地区大约占PM10的30%〜50%,在污染严重的城市地区一般占PM2. 5和PM10质量的20%〜60缰.无论在污染地区还是在偏远地区，有机气溶胶都是由数百种有机化合物组成的混合物，其中很多具致癌、致畸和致突变性，如多氯联苯和其它含氯有机化合物.它们还能够彩响大气能见度，是导致大气光化学烟雾、酸沉降的重要物质，可通过长距离传输对区域和全球环境产生影响.因此，国际上非常重视大气中有机气溶胶的来源与形成机制的研究，目前主要集中在浓度和化学组分的测量、成因和来源以及产生的环境效应•随着我国经济的髙速发展，我国出现了城市和区域性大气颗粒物污染现象，有机气溶胶日益成为大气污染控制的关键污染物和控制的难点.有机气溶胶的化学组成特征(Chemicalcomposition of organic aerosols)根据目前GC2MS测量的技术水平已经鉴别出有机气溶胶含有正构烷姪、正构烷酸、正构烷醛、脂肪族二元竣酸、双菇酸、芳香族多元竣酸、多环芳疼、多环芳爾和多环芳琨、笛醇化合物、含氮化合物、规则的笛烷、五环三菇烷以及异烷痊和反异烷坯等(Mazurek et al. , 1989；HHildemann et a 1. , 1993；Rogge et al. , 1993e)，表1给出了在大气颗粒物中已经被测出的以及根据光化学和热力学反应计算出的应该存在的有机物种(Saxena et a 1.,1996)，但识别出的这几百种有机化合物仅占颗粒物有机质量的10%〜40% ( Seinfeld et al. . 1998). Rogge等(1993e)检测出的80多种有机化合物约占总有机物的13%,只占细粒子质量的大约2监未鉴别出的部分包括腐殖酸、高分子量化合物、高极性化合物和不能分辨的环烷姪和支链烷痊混合物.因此，人们对有机气溶胶的化学组成、浓度水平和形成机制还了解得很不清楚大气颗粒物中的含碳物质按测量方法定义为有机碳(0C)和元素碳(EC).有机碳是碳氢化合物及其氧化物的混合物，占有颗粒碳的大部分，既有一次源也有二次源；元素碳本质上是一次污染物，直接由化石燃料或生物含碳物质不完全燃烧排放.元素碳在大气颗粒物常包裹在有机物部，因此，很难完全区分开元素碳和有机碳.目前•关于不同排放源OC /EC比值清单已有一些报道.Gray等(1986)建立TLos Angeles盆地的OC、EC排放清单，并建议与此有机碳相关的总有机物的质量浓度为有机碳浓度乘以1. 2〜1. 4•因此，有机碳通常被认为是表征有机物气溶胶浓度水平的一个指标.粒径分布是大气颗粒物的重要待征，它决定了颗粒物自身的性质和环境效应.颗粒物中某种化学组分的粒径分布特征反映出其来源，也决定了其在大气中的物理和化学行为.颗粒物中含碳物质粒径一般分布在0. 1〜5PID围(唐孝炎等，1990)，这主要是由含碳物质的来源和形成过程所决定的.大气颗粒有机物主要分布在亚微米粒径围，但质量分布呈现典型的双峰态，峰值在0. 2 u m和lum左右(Pickle ef目上，1990；Mylonas et al., 1991 ). Of fenberg 等(2000)研究了5 个粒径围(0. 15、0. 45、1. 4, 4. 1 和12. 2 Um)的含碳颗粒物，结果发现粒径在0. 15〜0. 45 u m间的有机物占颗粒物总质量的49%，而粒径大于12 u m的有机物只占3%. —次有机气溶胶的来源(Sources of p rimaryorganic aerosols)一次有机气溶胶的主要人为源是化石燃料和生物质的不完全燃烧，如汽油、柴油、煤、森林及草原大火、农产品残渣、木材及树叶、抽烟以及垃圾焚烧等燃烧过程的直接排放，这些过程主要释放细粒子(粒径＜lOum):其主要的天然源是植物排放和天然大火.另外，生物的排放，如高等植物蜡、空气中悬浮的花粉和细菌、真菌砲子等微生物，植物草木碎片和土壤有机物质的风蚀作用所产生的一次有机气溶胶，以及某些工业活动•如石油精炼、焦炭和沥青生产、轮胎橡胶的磨损等非燃烧过程排放的一次有机气溶胶，主要形成粗颗粒模态.随若人类活动的不断増加，人为源对有机气溶胶的贡献越来越大.有机碳在土壤来源、地壳贡献中一般占5%〜15%，在汽油车排放约占70%，在柴油车排放约占40% ,在居民木柴燃烧排放以及森林火灾排放约占50%,在居民燃煤排放约占70%,燃煤电厂排放约占2$〜34%,这取决于污染控制的技术水平(Chow, 1995).因此，污染源直接排放形成的有机碳因污染源类型的不同而不同.燃烧过程如生物质燃烧、机动车尾气、各种燃油、燃煤、冶炼等排放的污染物中，有机碳和元素碳一般是伴生而存在的，而道路、土壤、建筑扬尘以及湖泊底泥等非燃烧过程排放的污染物中，有机碳一般是单独存在的.燃烧过程中，燃料中的有机组分有的可能会直接排放，如VOC,有的则发生氧化、裂解，转化生成新的物质.元素碳是燃料不完全燃烧的产物，或者是有机组分裂解的产物，在大气中相对较稳定；由于燃烧源排放的有机碳和元素碳存在相伴生的特点，近年来有机碳和元素碳被用以识别含碳气溶胶的污染来源，并进行二次气溶胶判别与估算(Castro et al. , 1999).烹调油烟是城市气溶胶的重要来源.肉类烹饪产生的细粒子的排放速率要高于蔬菜京饪2〜3个数量级，所有食物操作过程产生的细粒子中主要化学组是有机碳，在肉类操作中没有检测到元素碳，而蔬菜操作中排放的元素碳占细粒子的比例不到4%.肉类操作中排放的细粒子中主要的有机化合物为正烷酸、正烯酸，还有正烷醛和正烯醛、正烷酮、咲喃酮和胆笛醇；而蔬菜操作中主要化合物为正烷酸和正烯酸，还有少疑正烷醛和正烯醛，没有检测到胆紿醇.肉类物质中的有机物在加热、光照下以及在金属和不饱和脂存在下会脱氢形成R •，这些自由基与氧反应形成过氧自由基(R00・)，过氧自由基再与其它不饱和脂反应形成RCOOH •,然后发生一系列断裂，生成大量的断裂产物如醛、酮、醇、疼、酯、咲喃和咲喃酮等(Rogge et a 1. , 1991).植物油和肉类脂肪中主要成分是脂肪酸甘油酯，在烹饪过程过水解和氧化会释放大量的十六酸和十八酸，因此，在食物烹饪操作中排放量最大的化合物为正十六烷酸、正十八烷酸、顺292十八烯酸(油酸)和顺292122十八二烯酸(亚油酸)等.胆辎醇是动物辎醇的典型代表，存在于动物脂肪中，在肉类食物烹饪过程中可以直接释放出来，未检测到其热解产物(Chow, 1995).研究表明，洛杉矶地区肉类烹调释放的有机气溶胶占一次有机气溶胶总量的21%，所检出的有机物包括烷姪、脂肪酸、不饱和脂肪酸、二元酸、壬醛、PAHs,咲喃、脂、醇类、烯姪、类固醇、酰胺等•机动车排放是重要的颗粒有机物污染源.Rogge等(1993a)和Schauer等(1999； 2002)利用台架测试指出，柴油车和无催化装置汽车的细粒子排放速率比较高•而有催化装置汽车的排放速率非常低.机动车排放的主要化学组分都是有机碳和元素碳，柴油车排放的元素碳含量明显高于汽油车排放，而有催化装置汽油车的元素碳排放要高于无催化装置汽油车；对有机碳来说，汽油车的排放要明显高于柴油车，无催化装置汽车排放的有机碳占细粒子的65%以上.机动车排放的主要有机化合物分别为烷姪、烷酸、多环芳坯和二烯酸.20世纪80年代中期的研究结果表明，无催化装置汽车的多环芳痊排放速率最高•超过有催化装置汽车的26倍以上，而大多数正烷酸主要是由有催化装置的汽车排放的；重型柴油车具有高的正烷姪和正烷酸排放率(Rogge et a 1. , 1993a). 20世纪90年代中期的研究结果表明.中型柴油车排放最高量的是多环芳痊，其次为烷酸和烷坯，而无催化汽车主要排放多环芳姪和烷烧，有催化装置的汽车主要排放高分子量二元拨酸(十八碳二酸和十九碳二酸)和烷姪.可见，机动车的类型、燃料组成和有无催化装置都会对颗粒有机物的排放量和化学组成特征有很大影响.生物质燃烧正日益受到全球关注.据统计，生物质燃烧排放的颗粒物、有机碳和元素碳分别占大气颗粒物总量的7%、39%和86%.大部分生物质燃烧是以热带草原大火和森林大火的形式发生，农田秸秆焚烧是生物质燃烧的第2种主要形式.木柴燃烧是美国重要的细粒子污染源.不同的地区燃烧的木柴类型是不同的，利用稀释通道采样方法，Fine等(2001；2002)研究了美国南部和东北部主要树种燃烧排放的细粒子有机物；Hays等(2002)研究了不同树叶燃烧排放的细粒子有机物；Schauer等(2001)研究了洛杉矶地区家庭取暖主要使用的木柴燃烧排放的细粒子有机物；Oros等人(2001a；2001b)采用在污染源下风向直接采样的方法研究了不同树种野外燃烧排放的有机物.木柴燃烧排放的有机气溶胶的组成与燃烧实验相关，壁炉实验产生的左旋葡聚糖是含量最高的有机化合物，硬木燃烧排放中第2大类物种是甲氧基酚类化合物.而软木燃烧排放的是甲氧基酚类化合物或二菇类化合物;野外实验中•硬木燃烧排放量最大的是竣酸类化合物，其次为烷姪、甲氧基酚类化合物，软木燃烧排放量最大的是二菇类化合物，其次为浚酸、甲氧基酚类化合物.与壁炉实验相比，野外实验中左族葡聚糖所占比例明显下降，甲氧基酚比例也下降，而二菇类和三菇类化合物比例上升.壁炉实验和野外实验的差异来自燃烧条件的不同，壁炉燃烧时温度相对较高，燃烧比较充分，可以产生较多高温热解产物，如左旋葡聚糖；而野外实验则采用大火和炯烧2种方式，产生较多的天然产物如竣酸、烷坯和一些二菇类化合物.研究表明，麦收季节农田秸秆焚烧对市区有机碳的贡献高达40% (Duaner al., 2004):美国洛杉矶地区居民木柴燃烧排放的有机物占一次有机气溶胶的14%,冬季可达30%；丹佛地区冬季约20%〜30%的细颗粒物来自木柴燃烧(Rogge et a I. , 1998). X业或民用燃油锅炉释放出的有机物中，脂肪酸占42%〜52$，苯酸占6%〜23%，烷坯占7%〜25%，多环芳痊及其同系物占3%〜9%，氯化物占6%-16%.烷坯碳数围是C19〜C33,主碳数为C21、C23, 可能来自油品中烷姪的直接排放或者其它化合物燃烧过程的转化.脂肪酸碳数一般小于C18, 以C16和C18为主要物种(Rogge et a 1. , 1997b).有机氯化物在燃油过程中可能发生热裂解，产物作为催化剂可能会促进元素碳以及多环芳姪的形成.燃料中C1含量的増加不仅导致PAHs浓度增加，还可能进一步产生毒性更大的有机氯化芳香化合物•城市有机气溶胶的另外一些来源包括道路扬尘、沥青、刹车尘、轮胎屑、室外香烟烟雾，以及高等植物蜡、细菌活动和草本植物等.在轮胎届和道路尘中，主要有机化合物为烷姪和烷酸；轮胎屑中天然树脂是很重要的组成•而刹车尘中有痕量的天然树脂(Rogge et al. , 1993b).机动车刹车垫的磨损产生的有机物包括少量烷坯(C19〜C36)、短琏脂肪酸(C6〜C9)及PAH,还包括可溶性的聚烯二醇駆和三乙基乙二醇瞇等.香烟烟雾中有大量的氮杂环化合物，其中尼古丁占氮杂环化合物的69%.植物碎屑中，含量最高的化合物类别是正烷姪，其次为正烷醛和正烷醇二次有机气溶胶形成机制(Formation mechanismof secondary organic aerosols) 二次有机气溶胶的形成是指气相中的有机气体氧化形成的低挥发性产物在粒子表面的浓缩、吸附，即挥发性有机物被氧化成半挥发性有机物和半挥发性有机物分配到顆粒相.形成的二次有机气溶胶大多存在于粒径小于2mn的细颗粒物中•挥发性有机物从气相到颗粒相的转化主要有3种机制(Pandis et al. , 1992; Pankow, 1994).第一，可挥发有机物在浓度超过饱和蒸汽压时，低饱和蒸气压的有机物凝结在顆粒物上形成二次气溶胶；第二，气态有机物在颗粒物表面以物理或化学过程吸附或吸收在颗粒物的部，此过程可发生在亚饱和状态(L igocki et al. , 1989；Pankow, 1987);第三，气态有机物在大气环境中发生氧化生成低挥发性物质，进而生成二次颗粒物.光化学烟雾是形成二次气溶胶的重要途径，其主要产物为有机硝酸脂和复杂有机化合物.天然源和人为源有机气体均可形成二次有机气溶胶.半挥发性有机物通过物理和化学吸附可形成二次有机气溶胶.通常将饱和窸汽压低于临界蒸汽压4000Pa的物质称为半挥发性物质.由于墓汽压的限制，并不是所有存在于大气中的VOCs都能形成大气气溶胶.一般认为，6个碳以下的烷厩(甲烷到正己烷异构体)、6个碳以下的烯姪 (乙烯到己烯异构体)、苯以及低分子量的竣基化合物等都不能产生有机顆粒物.半挥发性有机物存在于气态，直到其浓度达到某个临界值时，吸附到合适的颗粒物表面或通过均相成核进入顆粒态，此时，半挥发性有机物在气相与颗粒相之间便达到热力学平衡.可用Langmuir等温吸附理论定量描述大气中有机物的气固分配，有学者认为，颗粒物对有机物的吸附是由有机物的墓汽压和颗粒物的表面积控制(Pankow, 1994).但有机物究竟是吸附在类似于液体有机膜的颗粒物表面上，还是吸附在颗粒表面的活性点上，或是二者的混合吸附，目前还没有结论.但已经清楚的是，不同来源的颗粒物有不同的吸附特性，湿度对吸附有彫响，可用化合物的液相蒸汽压或辛醇2空气分配系数描述化合物间的差异和温度的影响.大气环境中的气态有机物可通过气相化学反应转化为低挥发性的物质并形成二次有机气溶胶.一定条件下，大气反应的产物也可以发生成核过程而产生新的颗粒物，例如菇烯与臭氧反应的产物(Kamens et al. , 1999).气态有机物在大气环境中还可通过颗粒物上的异相反应形成二次颗粒物.气相反应产物进入颗粒相后，将与气态負化剂发生进一步反应生成另一代产物; 通常，酸类对这些异相将起到催化作用，主要的催化剂有硫酸和硝酸.这些酸催化反应包括水合作用、聚合作用、半缩醛和缩醛反应、醇醛缩合.形成二次有机气溶胶的有机前体物种类很多，如烷坯、烯姪、芳香姪和酚类等，它们主要来自人为源如化石燃料燃烧、生物质燃烧、有机溶剂的使用，以及自然源如植物排放、海洋源等.已有研究表明，形成二次有机气溶胶的主要前体物是芳香族化合物如苯、甲苯、二甲苯，以及烯痊、烷姪、环烷姪、菇烯和生物排放的非饱和氧化物.据估计，城市二次气溶胶的50%〜70%是来自甲苯、二甲苯、三甲苯等化合物.树木等植被排放的天然源碳氢化合物也是二次有机气溶胶的重要前体物•包括菇烯(a -菠烯、B -裁烯、柠檬烯)和倍菇烯，还有异戊二烯.二次有机气溶胶形成的通常只有碳数在7以上的有机物才能生成二次颗粒物(Fostner et al. , 1997； Limbeck et a J., 1999； Holes et a 1. , 1997；Blandoet al. , 1998).有机前体物的氧化包括气相和液相負化2个途径，主要的气态負化剂是臭氧、0H-和NO-3(Grosjean et al. , 1989； Odum et a 1. , 1996； Griffinet al. , 1999)，它们均是光化学反应的产物.有机前体物通过氧化反应生成的产物可能包括脂肪酸、二元竣酸、醇类以及醛类等，它们通常具有较高的极性和分子量,从而减小其挥发性.而且，这些化合物主要是中间产物，需要继续氧化成半挥发性组分才能进入颗粒态.在一定的条件下，大气反应的产物也可以发生成核过程而产生新的颗粒物, 例如菇烯与臭氧反应的产物•近年的研究表明，不少VOCs可能在云或雾滴过液相氧化反应生成二次有机气溶胶.液相氧化反应包括VOCs等有机前体物溶于液滴，随后被筑化成半挥发性有机物.一般而言，污染源尤其是人为污染源所释放的YOCs多数难溶于水.经过气相氧化反应生成溶解性较强的脂肪酸、二元竣酸、醇类以及醛类等化合物，进而可以溶于雾滴中参与液相氧化反应.Blando等(1998； 2000)发现，云水雾滴中确实存在脂肪酸、二元竣酸、醇类以及醛类等化合物.这些化合物大多既存在于气态，又存在于液态，说明可溶性VOC参与云水或雾滴反应是可能的.Aumount等(2000)认为，云水中的高浓度有机酸主要来自液相氧化反应. 二次有机气溶胶形成的另一个步骤包括凝结、吸收和吸附等途径•凝结是最简单的气粒转化物理过程，不涉及Y0C与气溶胶粒子之间的相互作用，可称为均相成核过程，类似于无机二次气溶胶如硫酸盐的形成.早期研究认为•该过程是其气2粒转化的主要过程.然而，近期一些研究表明，异相成核过程即VOCs在气溶胶颗粒上的吸收或吸附过程，才是气粒转化的主导过程(Odum E 刃.，1996； 1997a； 1997b).与前者比较，异相成核过程既取决于VOCs的性质，又与作为吸附点的气溶胶颗粒有关.Odum等(1996)通过烟雾箱模拟实验表明，气溶胶的量与有机气溶胶质量浓度密切相关，认为吸收或吸附过程是气粒转化的主导过程，因为凝结过程是不依赖于有机气溶胶浓度.在气粒转化过程中吸收与吸附究竟哪个更为重要，目前尚无定论.仅有研究表明.对城市气溶胶而言，吸收过程的重要性大于吸附过程(Liang et al., 1997； Goss et al. , 1998).展望.(Perspective)有机气溶胶的来源与形成日益受到科学家的广送关注，其研究方向主要集中于大气中有机气溶胶的化学组成与浓度水平、天然和人为源一次排放有机物的物理化学特征、二次有机气溶胶形成的物理与化学过程、大气中有机气溶胶的来源识别以及有机气溶胶的环境影响. 为了完成这些研究和使其获得的信息更加准确，需要不断完善或开发有机气溶胶的釆样技术和有机物种的检测技术.由于有机气溶胶是由多种有机物混合而成的细颗粒，而且某些有机物种的浓度水平较低，不同物种的挥发性、热稳定性等也存在较大差异，使得无论是环境空气还是污染源的有机气溶胶采集均较为困难，目前的采集方法对于有机物分析具有较大的不确定性.因此，采样技术的研发十分重要.有机气溶胶的总体污染水平目前是通过碳分析获得的OC、EC浓度定呈描述，其中，有机物种的定性和定量是采用GC/MS方法测量，但该方法也仅仅能将10%〜15%的气溶胶有机物解析为特定的有机化合物(Rogge et al. . 1993e)，对极性、强极性有机物的分析尚存在局限性.近年来，化学衍生法被广泛应用于分析极性有机物，但也只能检测很少一部分极性有机物质.可见，有机气溶胶的采样技术和有机组分的分析检测技术是有机气溶胶领域研究的重要方向.目前还不十分清楚二次有机气溶胶的形成机理，未能很好地认识二次有机气溶胶的反应动力学，而且也未能鉴别出大量的反应物，而只能用烟雾箱实验的结果经验推测和应用数学模式模拟计算有机颗粒的形成.在测量和模拟挥发性有机物形成有机颗粒物的动力学和热力学方面，还应用了大量的经验估计.因此，目前人们对二次有机气溶胶形成机制的认识还较为浅薄，这仍将是今后研究的重点与热点.此外，环境空气中有机气溶胶有机组分的污染特征与来源识别的研究也是非常重要的研究方向，这对于研究有机气溶胶对人体健康、气候、能见度的影响以及与大气氧化剂反应形成的二次有机气溶胶都具有非常重要的意义.。
气溶胶形成机理和污染现状
气溶胶形成机理和污染现状1. 气溶胶气溶胶是指在气体中分散着的固体或液体颗粒物质。
它们通常具有直径小于10微米的尺寸，由于其很小的大小和低密度，它们可以通过大气层下层的弥散来传播。
气溶胶的来源非常广泛，包括自然和人为活动。
自然气溶胶可以来自海水、植物和土壤，而人为气溶胶可以来自交通、工业排放和燃烧等活动。
2. 气溶胶的形成机理气溶胶的形成机理是复杂的，它们是多种物质的产物，涉及到多种气体和微粒的交互作用。
其中最重要的因素包括以下几个。
2.1. 氧化反应氧化反应是指气体中的化学反应，其中化合物在氧气存在下与其反应，形成新的化合物。
这些化合物通常是气态，但它们可以通过反应产生气溶胶。
2.2. 消光消光是指气溶胶中粒子散射或吸收大气光线。
通常来说，气溶胶的消光率与其浓度成正比。
这也是目前监测气溶胶浓度最常用的方法。
2.3. 沉积和输运一旦形成气溶胶，它们需要输运到其他地方。
这是通过大气运动和气体混合来实现的。
此外，气溶胶颗粒可能沉积到地面或水体中，从而对环境造成负面影响。
3. 污染现状气溶胶污染是全球面临的一个严重环境问题。
而气溶胶的污染源非常广泛，包括了下列因素。
3.1. 工业排放工业排放是气溶胶污染的主要来源之一。
燃烧化石燃料和工业活动会排出大量的气体和颗粒物质，这些物质可以形成气溶胶。
其中，重工业、冶金和化学品生产是气溶胶污染的主要源头。
3.2. 交通交通也是气溶胶污染的重要来源之一。
汽车和公共交通工具排放出的废气包含了颗粒物、氧化氮和排放气体，这些物体可以组成气溶胶。
3.3. 燃烧燃烧是引起气溶胶污染的另外一个因素。
该过程会将大量的颗粒物质入大气层中，这些颗粒物经过复杂的化学交互作用后，便会形成气溶胶。
3.4. 森林火灾森林火灾是造成气溶胶污染的另外一个重要因素。
这些火灾会释放出有害的化学物质和大量的烟雾，这些烟雾中含有因火灾而分解形成的内部颗粒物和已经存在的气溶胶物质。
4. 结论与展望综上所述，气溶胶的形成机理和污染现状是一个非常复杂的问题。
大气环境中气溶胶的长程输送与区域污染
大气环境中气溶胶的长程输送与区域污染气溶胶是指空气中悬浮的微小颗粒物质，包括尘埃、烟雾、灰尘等。
它们由于轻盈的特性，在大气环境中可以长程输送，从一个地区传输到另一个地区，因此对于区域的空气质量有重要影响。
本文将探讨气溶胶的长程输送路径和其对区域污染的影响。
一、气溶胶的来源与形成机制气溶胶的来源多种多样，主要包括自然源和人为活动源。
自然源包括火山喷发、海洋飞沫、沙尘暴等；人为活动源包括工业排放、交通尾气、燃煤等。
这些源头释放出的气溶胶颗粒在大气中由于湿度、温度等条件变化而发生物理和化学变化，形成复杂的气溶胶体系。
二、气溶胶的长程输送路径1. 大气环流和风向：大气环流是气溶胶长程输送的关键因素。
高空的大气环流系统如季风、西风带以及高压带等决定了气溶胶的传输路径。
风向指示了气溶胶从源地到达目标地的路径，有时也会经过多次传输和沉降。
2. 气象条件：气象条件如稳定的大气层、温度逆温等也会影响气溶胶的输送。
稳定的大气层有利于气溶胶长时间停留和传输，而温度逆温层的存在可能会阻止气溶胶上升或下沉。
3. 其他因素：除了大气环流和气象条件，地理条件、地形地貌以及人类活动等也会对气溶胶的输送路径产生影响。
山脉、海洋、湖泊等地理因素会改变气流的方向和速度，从而影响气溶胶的传输路径。
三、气溶胶对区域污染的影响1. 空气质量影响：气溶胶的长程输送可以将污染物质带到远离源头的地区，导致该地区的空气质量恶化。
例如，来自工业化地区的气溶胶颗粒，经过长距离传输后可能会到达较为干净的地区，造成该地区的空气质量下降。
2. 气象影响：气溶胶的存在会影响气候系统。
气溶胶吸收和散射太阳辐射，导致地球能量平衡发生变化，进而影响大气环流和降水分布。
这种气象影响又进一步影响到区域的气候和环境。
3. 健康影响：气溶胶中含有大量的有害物质，如重金属、有机物等。
长时间暴露在高浓度的气溶胶环境中会对人体健康造成危害，例如引发呼吸系统疾病、心血管疾病等。
四、气溶胶的控制与减排为了减少气溶胶对区域污染和健康的影响，需要采取一系列的控制和减排措施。
大气环境中气溶胶的形成与变化机理研究
大气环境中气溶胶的形成与变化机理研究大气环境中的气溶胶是由微小的固体或液体颗粒物质悬浮在空气中形成的，对于大气的组成和性质具有重要影响。
了解气溶胶的形成与变化机理对于研究大气环境的污染和气候变化等问题起着关键作用。
本文将介绍大气环境中气溶胶的形成过程、主要来源以及其变化机理。
一、气溶胶的形成过程大气中的气溶胶形成过程复杂，主要包括以下几个阶段：气体到微粒的转化、新粒子的生成、生长和凝聚以及气溶胶的输送和沉降。
1. 气体到微粒的转化气体到微粒的转化是气溶胶形成的第一个阶段。
这一过程涉及到气体分子与粒子表面发生反应，使得气体分子转变成微小颗粒。
气体到微粒的转化可以通过硫化物氧化、硝化、水解等一系列化学反应来实现。
2. 新粒子的生成新粒子的生成是气溶胶形成的关键步骤。
当气体分子经过核化作用形成新的微小粒子时，此过程称为新粒子的生成。
核化作用通常发生在高浓度的气体中，这些气体中存在着高活性物质，可以促进气体分子的聚集和结合。
3. 生长和凝聚新生成的微小粒子会经历生长和凝聚过程，形成较大的气溶胶颗粒。
在这个过程中，气溶胶颗粒通过吸附气体分子或与其他颗粒碰撞并结合增长。
生长和凝聚使得气溶胶颗粒逐渐增大并形成可见的气溶胶。
4. 气溶胶的输送和沉降气溶胶颗粒在大气中的输送过程十分复杂，其受到大气运动和气象条件的影响。
气溶胶颗粒会通过扩散、沉降、颗粒沉积等方式在大气中传输和迁移。
二、气溶胶的主要来源大气中的气溶胶来源广泛，主要包括自然源和人为源。
1. 自然源自然源是指大气中的气溶胶来自自然过程和自然现象的排放。
其中，自然界的火山喷发、植物挥发物的释放、海洋气溶胶、悬浮尘土等都是自然源的重要组成部分。
2. 人为源人为源是指人类活动所产生的气溶胶，包括工业排放、交通尾气、燃烧排放和建筑施工等。
人为源的气溶胶不仅来源广泛，而且排放量也较大，对大气环境的污染和气候的变化有较大的影响。
三、气溶胶的变化机理气溶胶在大气中的变化机理极其复杂，涉及到气溶胶的成分、来源、形态、化学反应等多个方面。
大气污染中气溶胶的来源及其影响机制研究
大气污染中气溶胶的来源及其影响机制研究气溶胶是指在大气环境中悬浮的固体或液体微粒子，它们来源于人工和自然的物质，包括燃烧排放、雷暴等自然灾害以及海洋和大陆表面的物质释放。
气溶胶粒子的种类、尺寸和浓度对大气环境和生态系统都有重要影响，特别是PM2.5（直径小于2.5微米的颗粒物），它们可以导致呼吸问题、心脏病和癌症等各种健康问题。
因此，认识气溶胶来源及其影响机制对于防治大气污染至关重要。
1. 来源气溶胶的来源复杂，包括自然来源和人为来源。
自然来源主要包括火山喷发、海盐喷射、沙尘暴、林火、植物挥发等，这些过程释放的气溶胶粒子数量往往较小。
而人为气溶胶来源多种多样，主要有以下几种：1.1 燃烧排放燃烧是气溶胶的重要来源之一。
在燃烧过程中排放的气溶胶包括碳质颗粒、硫酸盐、氯化物、氮氧化物等，其中碳质颗粒和硫酸盐颗粒是主要的气溶胶类型。
以火力发电厂为例，火力发电过程中产生的SO2和NOx会形成硫酸盐和硝酸盐气溶胶。
此外，汽车尾气、油气开采、炉窑排放等都是燃烧排放的来源。
1.2 工业活动工业活动也是气溶胶的主要来源之一，主要包括钢铁、水泥、化工、纺织等行业。
这些行业排放的气溶胶包括颗粒物和气态污染物。
1.3 土壤扬尘陆地上的土壤也是一种重要的气溶胶源。
当土壤受到干旱、风力等刺激时，土壤中的小颗粒物飞散到大气中，形成扬尘。
1.4 生物质燃烧人们在生活和生产过程中经常会使用生物质燃料，如木材、秸秆、麦糠等。
这些生物质材料燃烧时产生的气溶胶主要由二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等构成，它们除了对大气环境产生影响外，还会对人体健康造成威胁。
2. 影响机制气溶胶的存在会对大气环境产生多种影响，包括改变大气能量平衡、吸收和散射阳光辐射、调节云、雾和雨的形成、影响大气化学反应等。
其中，PM2.5可从中体现出来，它主要由碳质颗粒、硝酸盐、硫酸盐等物质组成，这些颗粒物的来源和影响机制往往存在相关性。
2.1 影响能量平衡气溶胶通过对太阳辐射的散射和吸收来影响大气能量平衡，从而影响气温、降水以及大气环流等因素。
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气溶胶污染物的形成机理和污染状况摘要:本文主要介绍有机气溶胶来源与形成的研究现状,有机气溶胶的化学组成特征。
一次有机气溶胶主要源于烹调油烟、机动车尾气、生物质燃烧、工业或民用燃油锅炉释放出的有机物,还有道路扬尘、沥青、刹车尘、轮胎屑、室外香烟烟雾、以及高等植物蜡、细菌活动和草本植物等. 大气中的半挥发性有机物可通过物理和化学吸附形成二次有机气溶胶,一些挥发性有机物可通过气相化学反应转化为低挥发性的物质并形成二次有机气溶胶,其主要前体物是芳香族化合物,如苯、甲苯、二甲苯,以及烯烃、烷烃、环烷烃、萜烯和生物排放的非饱和氧化物.关键词:一次有机气溶胶二次有机气溶胶;挥发性有机物;半挥发性有机物;颗粒物;有机碳Abstract: This paper describes the organic aerosol sources and research status, the formation of organic aerosol chemical composition characteristics. Once organic aerosols mainly from cooking fumes, vehicle exhaust, biomass burning, industrial or commercial release of organic oil-fired boilers, as well as road dust, asphalt, brake dust, tire debris, outdoor cigarette smoke, as well as higher plant waxes, bacterial activity and herbs, etc. semi-volatile organic compounds in the atmosphere to form secondary organic aerosols through physical and chemical adsorption, a number of volatile organic compounds by gas-phase chemical reactions into a low volatile matter and the formation of secondary organic aerosol , the main precursors of aromatic compounds such as benzene, toluene, xylene, and olefins, paraffins, naphthenes, and unsaturated terpene oxides biological emissions.Keywords: secondary organic aerosols; volatile organic compounds ; semivolatile organic compounds ; particle; organic carbon有机气溶胶是大气气溶胶的重要成分, 在偏远地区大约占PM10的30%～50%，在污染严重的城市地区一般占PM2. 5和PM10质量的20%～60% . 无论在污染地区还是在偏远地区,有机气溶胶都是由数百种有机化合物组成的混合物,其中很多具致癌、致畸和致突变性,如多氯联苯和其它含氯有机化合物. 它们还能够影响大气能见度,是导致大气光化学烟雾、酸沉降的重要物质,可通过长距离传输对区域和全球环境产生影响. 因此,国际上非常重视大气中有机气溶胶的来源与形成机制的研究,目前主要集中在浓度和化学组分的测量、成因和来源以及产生的环境效应.随着我国经济的高速发展,我国出现了城市和区域性大气颗粒物污染现象,有机气溶胶日益成为大气污染控制的关键污染物和控制的难点.有机气溶胶的化学组成特征( Chemicalcomposition of organic aerosols) 根据目前GC2MS测量的技术水平已经鉴别出有机气溶胶含有正构烷烃、正构烷酸、正构烷醛、脂肪族二元羧酸、双萜酸、芳香族多元羧酸、多环芳烃、多环芳酮和多环芳琨、甾醇化合物、含氮化合物、规则的甾烷、五环三萜烷以及异烷烃和反异烷烃等(Mazurek et al. ,1989;HHildemann et a l. ,1993; Rogge et al. , 1993e) ,表1给出了在大气颗粒物中已经被测出的以及根据光化学和热力学反应计算出的应该存在的有机物种( Saxena et a l. ,1996) ,但识别出的这几百种有机化合物仅占颗粒物有机质量的10% ～40% ( Seinfeld et al. , 1998).Rogge等(1993e)检测出的80多种有机化合物约占总有机物的13% ,只占细粒子质量的大约2%. 未鉴别出的部分包括腐殖酸、高分子量化合物、高极性化合物和不能分辨的环烷烃和支链烷烃混合物. 因此,人们对有机气溶胶的化学组成、浓度水平和形成机制还了解得很不清楚大气颗粒物中的含碳物质按测量方法定义为有机碳(OC)和元素碳( EC). 有机碳是碳氢化合物及其氧化物的混合物,占有颗粒碳的大部分,既有一次源也有二次源; 元素碳本质上是一次污染物,直接由化石燃料或生物含碳物质不完全燃烧排放.元素碳在大气颗粒物常包裹在有机物部,因此,很难完全区分开元素碳和有机碳. 目前,关于不同排放源OC /EC比值清单已有一些报道. Gray等(1986)建立了Los Angeles盆地的OC、EC排放清单,并建议与此有机碳相关的总有机物的质量浓度为有机碳浓度乘以1. 2～1. 4,因此,有机碳通常被认为是表征有机物气溶胶浓度水平的一个指标.粒径分布是大气颗粒物的重要特征,它决定了颗粒物自身的性质和环境效应. 颗粒物中某种化学组分的粒径分布特征反映出其来源,也决定了其在大气中的物理和化学行为. 颗粒物中含碳物质粒径一般分布在0. 1～5μm围(唐孝炎等, 1990) ,这主要是由含碳物质的来源和形成过程所决定的. 大气颗粒有机物主要分布在亚微米粒径围,但质量分布呈现典型的双峰态,峰值在0. 2μm和1μm左右( Pickle et al. , 1990; Mylonas et al. , 1991 ).Offenberg等(2000)研究了5个粒径围( 0. 15、0. 45、1. 4、4. 1和12. 2μm)的含碳颗粒物,结果发现粒径在0. 15～0. 45μm间的有机物占颗粒物总质量的49% ,而粒径大于12μm的有机物只占3%.一次有机气溶胶的来源( Sources of p rimaryorganic aerosols)一次有机气溶胶的主要人为源是化石燃料和生物质的不完全燃烧,如汽油、柴油、煤、森林及草原大火、农产品残渣、木材及树叶、抽烟以及垃圾焚烧等燃烧过程的直接排放,这些过程主要释放细粒子(粒径< 10μm) ;其主要的天然源是植物排放和天然大火. 另外,生物的排放,如高等植物蜡、空气中悬浮的花粉和细菌、真菌孢子等微生物,植物草木碎片和土壤有机物质的风蚀作用所产生的一次有机气溶胶,以及某些工业活动,如石油精炼、焦炭和沥青生产、轮胎橡胶的磨损等非燃烧过程排放的一次有机气溶胶,主要形成粗颗粒模态. 随着人类活动的不断增加,人为源对有机气溶胶的贡献越来越大.有机碳在土壤来源、地壳贡献中一般占5% ～15% ,在汽油车排放约占70% ,在柴油车排放约占40% ,在居民木柴燃烧排放以及森林火灾排放约占50%, 在居民燃煤排放约占70% ,燃煤电厂排放约占2% ～34% ,这取决于污染控制的技术水平(Chow, 1995). 因此,污染源直接排放形成的有机碳因污染源类型的不同而不同. 燃烧过程如生物质燃烧、机动车尾气、各种燃油、燃煤、冶炼等排放的污染物中,有机碳和元素碳一般是伴生而存在的,而道路、土壤、建筑扬尘以及湖泊底泥等非燃烧过程排放的污染物中,有机碳一般是单独存在的. 燃烧过程中,燃料中的有机组分有的可能会直接排放,如VOC,有的则发生氧化、裂解,转化生成新的物质. 元素碳是燃料不完全燃烧的产物,或者是有机组分裂解的产物,在大气中相对较稳定;由于燃烧源排放的有机碳和元素碳存在相伴生的特点,近年来有机碳和元素碳被用以识别含碳气溶胶的污染来源,并进行二次气溶胶判别与估算(Castro et al. , 1999). 烹调油烟是城市气溶胶的重要来源. 肉类烹饪产生的细粒子的排放速率要高于蔬菜烹饪2～3个数量级,所有食物操作过程产生的细粒子中主要化学组是有机碳,在肉类操作中没有检测到元素碳,而蔬菜操作中排放的元素碳占细粒子的比例不到4%. 肉类操作中排放的细粒子中主要的有机化合物为正烷酸、正烯酸,还有正烷醛和正烯醛、正烷酮、呋喃酮和胆甾醇;而蔬菜操作中主要化合物为正烷酸和正烯酸,还有少量正烷醛和正烯醛,没有检测到胆甾醇. 肉类物质中的有机物在加热、光照下以及在金属和不饱和脂存在下会脱氢形成R·,这些自由基与氧反应形成过氧自由基(ROO·) ,过氧自由基再与其它不饱和脂反应形成RCOOH·,然后发生一系列断裂,生成大量的断裂产物如醛、酮、醇、烃、酯、呋喃和呋喃酮等(Rogge et a l. , 1991). 植物油和肉类脂肪中主要成分是脂肪酸甘油酯,在烹饪过程过水解和氧化会释放大量的十六酸和十八酸,因此,在食物烹饪操作中排放量最大的化合物为正十六烷酸、正十八烷酸、顺292十八烯酸(油酸)和顺292122十八二烯酸(亚油酸)等. 胆甾醇是动物甾醇的典型代表,存在于动物脂肪中,在肉类食物烹饪过程中可以直接释放出来,未检测到其热解产物(Chow, 1995). 研究表明,洛杉矶地区肉类烹调释放的有机气溶胶占一次有机气溶胶总量的21% ,所检出的有机物包括烷烃、脂肪酸、不饱和脂肪酸、二元酸、壬醛、PAHs、呋喃、脂、醇类、烯烃、类固醇、酰胺等.机动车排放是重要的颗粒有机物污染源. Rogge等(1993a)和Schauer等( 1999; 2002)利用台架测试指出,柴油车和无催化装置汽车的细粒子排放速率比较高,而有催化装置汽车的排放速率非常低.机动车排放的主要化学组分都是有机碳和元素碳,柴油车排放的元素碳含量明显高于汽油车排放,而有催化装置汽油车的元素碳排放要高于无催化装置汽油车;对有机碳来说,汽油车的排放要明显高于柴油车,无催化装置汽车排放的有机碳占细粒子的65%以上. 机动车排放的主要有机化合物分别为烷烃、烷酸、多环芳烃和二烯酸. 20世纪80年代中期的研究结果表明,无催化装置汽车的多环芳烃排放速率最高,超过有催化装置汽车的26倍以上,而大多数正烷酸主要是由有催化装置的汽车排放的;重型柴油车具有高的正烷烃和正烷酸排放率(Roggeet a l. , 1993a). 20世纪90年代中期的研究结果表明,中型柴油车排放最高量的是多环芳烃,其次为烷酸和烷烃,而无催化汽车主要排放多环芳烃和烷烃,有催化装置的汽车主要排放高分子量二元羧酸(十八碳二酸和十九碳二酸)和烷烃. 可见,机动车的类型、燃料组成和有无催化装置都会对颗粒有机物的排放量和化学组成特征有很大影响.生物质燃烧正日益受到全球关注. 据统计,生物质燃烧排放的颗粒物、有机碳和元素碳分别占大气颗粒物总量的7%、39%和86%. 大部分生物质燃烧是以热带草原大火和森林大火的形式发生,农田秸秆焚烧是生物质燃烧的第2种主要形式. 木柴燃烧是美国重要的细粒子污染源. 不同的地区燃烧的木柴类型是不同的,利用稀释通道采样方法, Fine等(2001; 2002)研究了美国南部和东北部主要树种燃烧排放的细粒子有机物; Hays等(2002)研究了不同树叶燃烧排放的细粒子有机物; Schauer 等(2001)研究了洛杉矶地区家庭取暖主要使用的木柴燃烧排放的细粒子有机物; Oros等人( 2001a;2001b)采用在污染源下风向直接采样的方法研究了不同树种野外燃烧排放的有机物. 木柴燃烧排放的有机气溶胶的组成与燃烧实验相关,壁炉实验产生的左旋葡聚糖是含量最高的有机化合物,硬木燃烧排放中第2大类物种是甲氧基酚类化合物,而软木燃烧排放的是甲氧基酚类化合物或二萜类化合物;野外实验中,硬木燃烧排放量最大的是羧酸类化合物,其次为烷烃、甲氧基酚类化合物,软木燃烧排放量最大的是二萜类化合物,其次为羧酸、甲氧基酚类化合物. 与壁炉实验相比,野外实验中左旋葡聚糖所占比例明显下降,甲氧基酚比例也下降,而二萜类和三萜类化合物比例上升. 壁炉实验和野外实验的差异来自燃烧条件的不同,壁炉燃烧时温度相对较高,燃烧比较充分,可以产生较多高温热解产物,如左旋葡聚糖; 而野外实验则采用大火和焖烧2种方式,产生较多的天然产物如羧酸、烷烃和一些二萜类化合物. 研究表明,麦收季节农田秸秆焚烧对市区有机碳的贡献高达40% (Duan et al. , 2004) ;美国洛杉矶地区居民木柴燃烧排放的有机物占一次有机气溶胶的14% , 冬季可达30%;丹佛地区冬季约20% ～30%的细颗粒物来自木柴燃烧(Rogge et a l. , 1998).工业或民用燃油锅炉释放出的有机物中,脂肪酸占42%～52% ,苯酸占6% ～23% ,烷烃占7% ～25% ,多环芳烃及其同系物占3% ～9% ,氯化物占6%～16%. 烷烃碳数围是C19 ～C33,主碳数为C21、C23,可能来自油品中烷烃的直接排放或者其它化合物燃烧过程的转化. 脂肪酸碳数一般小于C18, 以C16 和C18 为主要物种( Rogge et a l. ,1997b). 有机氯化物在燃油过程中可能发生热裂解,产物作为催化剂可能会促进元素碳以及多环芳烃的形成. 燃料中Cl含量的增加不仅导致PAHs浓度增加,还可能进一步产生毒性更大的有机氯化芳香化合物.城市有机气溶胶的另外一些来源包括道路扬尘、沥青、刹车尘、轮胎屑、室外香烟烟雾,以及高等植物蜡、细菌活动和草本植物等. 在轮胎屑和道路尘中,主要有机化合物为烷烃和烷酸;轮胎屑中天然树脂是很重要的组成,而刹车尘中有痕量的天然树脂(Rogge et al. , 1993b). 机动车刹车垫的磨损产生的有机物包括少量烷烃(C19～C36) 、短链脂肪酸(C6～C9)及PAH,还包括可溶性的聚烯二醇醚和三乙基乙二醇醚等. 香烟烟雾中有大量的氮杂环化合物,其中尼古丁占氮杂环化合物的69%. 植物碎屑中,含量最高的化合物类别是正烷烃,其次为正烷醛和正烷醇二次有机气溶胶形成机制( Formation mechanismof secondary organic aerosols)二次有机气溶胶的形成是指气相中的有机气体氧化形成的低挥发性产物在粒子表面的浓缩、吸附,即挥发性有机物被氧化成半挥发性有机物和半挥发性有机物分配到颗粒相. 形成的二次有机气溶胶大多存在于粒径小于2μm的细颗粒物中.挥发性有机物从气相到颗粒相的转化主要有3种机制( Pandis et al. , 1992; Pankow, 1994). 第一,可挥发有机物在浓度超过饱和蒸汽压时,低饱和蒸气压的有机物凝结在颗粒物上形成二次气溶胶;第二,气态有机物在颗粒物表面以物理或化学过程吸附或吸收在颗粒物的部,此过程可发生在亚饱和状态(L igocki et al. , 1989; Pankow, 1987) ;第三,气态有机物在大气环境中发生氧化生成低挥发性物质,进而生成二次颗粒物. 光化学烟雾是形成二次气溶胶的重要途径,其主要产物为有机硝酸脂和复杂有机化合物. 天然源和人为源有机气体均可形成二次有机气溶胶.半挥发性有机物通过物理和化学吸附可形成二次有机气溶胶. 通常将饱和蒸汽压低于临界蒸汽压4000Pa的物质称为半挥发性物质. 由于蒸汽压的限制,并不是所有存在于大气中的VOCs都能形成大气气溶胶. 一般认为, 6个碳以下的烷烃(甲烷到正己烷异构体) 、6个碳以下的烯烃(乙烯到己烯异构体) 、苯以及低分子量的羧基化合物等都不能产生有机颗粒物. 半挥发性有机物存在于气态,直到其浓度达到某个临界值时,吸附到合适的颗粒物表面或通过均相成核进入颗粒态,此时,半挥发性有机物在气相与颗粒相之间便达到热力学平衡. 可用Langmuir等温吸附理论定量描述大气中有机物的气固分配,有学者认为,颗粒物对有机物的吸附是由有机物的蒸汽压和颗粒物的表面积控制( Pankow,1994). 但有机物究竟是吸附在类似于液体有机膜的颗粒物表面上,还是吸附在颗粒表面的活性点上,或是二者的混合吸附,目前还没有结论. 但已经清楚的是,不同来源的颗粒物有不同的吸附特性,湿度对吸附有影响,可用化合物的液相蒸汽压或辛醇2空气分配系数描述化合物间的差异和温度的影响.大气环境中的气态有机物可通过气相化学反应转化为低挥发性的物质并形成二次有机气溶胶.一定条件下,大气反应的产物也可以发生成核过程而产生新的颗粒物,例如萜烯与臭氧反应的产物(Kamens et al. , 1999). 气态有机物在大气环境中还可通过颗粒物上的异相反应形成二次颗粒物. 气相反应产物进入颗粒相后,将与气态氧化剂发生进一步反应生成另一代产物; 通常,酸类对这些异相将起到催化作用,主要的催化剂有硫酸和硝酸. 这些酸催化反应包括水合作用、聚合作用、半缩醛和缩醛反应、醇醛缩合.形成二次有机气溶胶的有机前体物种类很多,如烷烃、烯烃、芳香烃和酚类等,它们主要来自人为源如化石燃料燃烧、生物质燃烧、有机溶剂的使用,以及自然源如植物排放、海洋源等. 已有研究表明,形成二次有机气溶胶的主要前体物是芳香族化合物如苯、甲苯、二甲苯,以及烯烃、烷烃、环烷烃、萜烯和生物排放的非饱和氧化物. 据估计,城市二次气溶胶的50% ～70%是来自甲苯、二甲苯、三甲苯等化合物. 树木等植被排放的天然源碳氢化合物也是二次有机气溶胶的重要前体物,包括萜烯(α - 蒎烯、β - 蒎烯、柠檬烯)和倍萜烯,还有异戊二烯. 二次有机气溶胶形成的通常只有碳数在7以上的有机物才能生成二次颗粒物( Fostner et al. , 1997; Limbeck et a l. , 1999; Holes et a l. , 1997; Blando et al. , 1998).有机前体物的氧化包括气相和液相氧化2个途径, 主要的气态氧化剂是臭氧、OH- 和NO-3(Grosjean et al. , 1989; Odum et a l. , 1996; Griffin et al. , 1999) ,它们均是光化学反应的产物. 有机前体物通过氧化反应生成的产物可能包括脂肪酸、二元羧酸、醇类以及醛类等,它们通常具有较高的极性和分子量,从而减小其挥发性. 而且,这些化合物主要是中间产物,需要继续氧化成半挥发性组分才能进入颗粒态. 在一定的条件下,大气反应的产物也可以发生成核过程而产生新的颗粒物,例如萜烯与臭氧反应的产物.近年的研究表明,不少VOCs可能在云或雾滴过液相氧化反应生成二次有机气溶胶. 液相氧化反应包括VOCs等有机前体物溶于液滴,随后被氧化成半挥发性有机物. 一般而言,污染源尤其是人为污染源所释放的VOCs多数难溶于水. 经过气相氧化反应生成溶解性较强的脂肪酸、二元羧酸、醇类以及醛类等化合物,进而可以溶于雾滴中参与液相氧化反应. Blando等(1998; 2000)发现,云水雾滴中确实存在脂肪酸、二元羧酸、醇类以及醛类等化合物. 这些化合物大多既存在于气态,又存在于液态,说明可溶性VOC参与云水或雾滴反应是可能的.Aumount等(2000)认为,云水中的高浓度有机酸主要来自液相氧化反应.二次有机气溶胶形成的另一个步骤包括凝结、吸收和吸附等途径. 凝结是最简单的气粒转化物理过程,不涉及VOC与气溶胶粒子之间的相互作用,可称为均相成核过程,类似于无机二次气溶胶如硫酸盐的形成. 早期研究认为,该过程是其气2粒转化的主要过程. 然而,近期一些研究表明,异相成核过程即VOCs在气溶胶颗粒上的吸收或吸附过程,才是气粒转化的主导过程(Odum et al. , 1996; 1997a;1997b). 与前者比较,异相成核过程既取决于VOCs的性质,又与作为吸附点的气溶胶颗粒有关. Odum等(1996)通过烟雾箱模拟实验表明,气溶胶的量与有机气溶胶质量浓度密切相关,认为吸收或吸附过程是气粒转化的主导过程,因为凝结过程是不依赖于有机气溶胶浓度. 在气粒转化过程中吸收与吸附究竟哪个更为重要,目前尚无定论. 仅有研究表明,对城市气溶胶而言,吸收过程的重要性大于吸附过程(Liang et al. , 1997; Goss et al. , 1998).展望( Perspective)有机气溶胶的来源与形成日益受到科学家的广泛关注,其研究方向主要集中于大气中有机气溶胶的化学组成与浓度水平、天然和人为源一次排放有机物的物理化学特征、二次有机气溶胶形成的物理与化学过程、大气中有机气溶胶的来源识别以及有机气溶胶的环境影响. 为了完成这些研究和使其获得的信息更加准确,需要不断完善或开发有机气溶胶的采样技术和有机物种的检测技术.由于有机气溶胶是由多种有机物混合而成的细颗粒,而且某些有机物种的浓度水平较低,不同物种的挥发性、热稳定性等也存在较大差异,使得无论是环境空气还是污染源的有机气溶胶采集均较为困难,目前的采集方法对于有机物分析具有较大的不确定性. 因此,采样技术的研发十分重要. 有机气溶胶的总体污染水平目前是通过碳分析获得的OC、EC浓度定量描述,其中,有机物种的定性和定量是采用GC/MS方法测量,但该方法也仅仅能将10%～15%的气溶胶有机物解析为特定的有机化合物(Rogge et al. ,1993e) ,对极性、强极性有机物的分析尚存在局限性.近年来,化学衍生法被广泛应用于分析极性有机物, 但也只能检测很少一部分极性有机物质. 可见,有机气溶胶的采样技术和有机组分的分析检测技术是有机气溶胶领域研究的重要方向.目前还不十分清楚二次有机气溶胶的形成机理,未能很好地认识二次有机气溶胶的反应动力学,而且也未能鉴别出大量的反应物,而只能用烟雾箱实验的结果经验推测和应用数学模式模拟计算有机颗粒的形成. 在测量和模拟挥发性有机物形成有机颗粒物的动力学和热力学方面,还应用了大量的经验估计. 因此,目前人们对二次有机气溶胶形成机制的认识还较为浅薄,这仍将是今后研究的重点与热点. 此外,环境空气中有机气溶胶有机组分的污染特征与来源识别的研究也是非常重要的研究方向,这对于研究有机气溶胶对人体健康、气候、能见度的影响以及与大气氧化剂反应形成的二次有机气溶胶都具有非常重要的意义.。