大气颗粒物是大气的一个组分。饱和水蒸气以大气颗粒物为核心而形成云、雾、雨、雪等,它参与了大气降水过程。同时,大气中的一些有毒物质绝大部分都存在于颗粒物中,并可通过人的呼吸过程吸入人体内而危害人体健康。它也是大气中一些污染物的载体或反应床,因而对大气中污染物的迁移转化过程有明显的影响。此外,大气颗粒物对于人体健康、生物效应以及气候变化也有独特的作用。
1)大气颗粒物的来源
大气颗粒物的来源可分为天然来源和人为来源两种。直接由污染源排放出来的称为一次颗粒物。大气中某些污染组分之间,或这些组分与大气成分之间发生反应而产生的颗粒物,称为二次颗粒物。天然来源如地面扬尘,海浪溅出的浪沫,火山爆发所释放出来的火山灰,森林火灾的燃烧物,宇宙陨星尘以及植物的花粉、孢子等。人为来源主要是燃料燃烧过程中形成的煤烟、飞灰等,各种工业生产过程所排放出来的原料或产品微粒,汽车排放出来的含铅化合物,以及矿物燃料燃烧所排放出来的SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等。
2)大气颗粒物的消除
大气颗粒物的消除与颗粒物的粒度、化学性质密切相关。通常有干沉降和湿沉降两种消除方式。
(1)干沉降:其是指颗粒物在重力作用下沉降,或与其他物体碰撞后发生的沉降。
(2)湿沉降:其是指通过降雨、降雪等使颗粒物从大气中去除的过程。它是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。
3)大气颗粒物的分类
大气颗粒物可分为总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物和可入肺颗粒物。
总悬浮颗粒物:漂浮于空气中的粒径小于或等于100μm的微小固体颗粒,用TSP表示。主要是土壤及污染源排放出来的尘粒,大多是一次颗粒物。这些颗粒主要由硅、铁、铝、钠、镁、钛等30多种元素组成。
可吸入颗粒物:粒径小于或等于10μm的颗粒物,易于通过呼吸过程而进入呼吸道,用PM10表示。它主要来源于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,其经过复杂物理化学反应在空气中生成相应的盐类颗粒,如硫酸盐、硝酸盐、铵盐、痕量金属和炭黑等。
可入肺颗粒物:大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物称PM2.5,也称为细颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。PM2.5粒径小,富含大量的有毒、有害物质,且在大气中停留的时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。用PM2.5值表示每立方米空气中这种颗粒的含量,这个值越高,就代表空气污染越严重。
4)大气颗粒物的危害
大气颗粒物有以下几点危害。
(1)颗粒物中有许多致癌、致畸、致突变的物质,因此进入人的呼吸系统后所造成的危害比一般气体污染物要严重得多。
(2)颗粒物能吸收和散射阳光,增加大气的浑浊度,还会影响降雨和气候。
(3)可与某些气体污染物作用形成危害更大的二次污染。如英国伦敦烟雾事件、比利时马期河谷烟雾事件、美国多诺拉事件。
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