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气溶胶科技名词定义
| 气溶胶科技名词定义 中文名称：气溶胶 英文名称：aerosol 定义1：悬浮在大气中的固态粒子或液态小滴物质的统称。 所属学科： 大气科学（一级学科） ；大气物理学（二级学科） 定义2：悬浮在大气中的固态粒子或液态小滴物质的统称。 所属学科： 海洋科技（一级学科） ；海洋科学（二级学科） ；海洋气象学（三级学科） 定义3：空气中的液态或固态微粒悬浮物。 所属学科： 生态学（一级学科） ；全球生态学（二级学科） 摘要 气溶胶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，又称气体分散体系。其分散相为固体或液体小质点，其大小为10-3cm～10-7cm，分散介质为气体。天空中的云、雾、尘埃，工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟，采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘，人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。 分类 气溶胶按其来源可分为一次气溶胶（以微粒形式直接从发生源进入大气）和二次气溶胶（在大气中由一次污染物转化而生成）两种。它们可以来自被风扬起的细灰和微尘、海水溅沫蒸发而成的盐粒、火山爆发的散落物以及森林燃烧的烟尘等天然源，也可以来自化石和非化石燃料的燃烧、交通运输以及各种工业排放的烟尘等人为源。 编辑本段尺度 一般说来,半径小于1微米的粒子，大都是由气体到微粒的成核、凝结、凝聚等过程所生成；而较大的粒子，则是由固体和液体的破裂等机械过程所形成。它们在结构上可以是均相的，也可以是多相的。已生成的气溶胶在大气中仍然有可能再参加大气的化学反应或物理过程。 液体气溶胶微粒一般呈球形，固体微粒则形状不规则，其半径一般为 10-3～102微米。粒径在10-1～101微米的气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等方面具有重要作用。 小粒径气溶胶的浓度受凝聚作用所限制，而大粒子的浓度则受沉降作用所限制。微粒在大气中沉降的过程中， 受的阻力和重力的作用达到平衡时， 各种粒子的沉降速度不同。 编辑本段消除 气溶胶的消除，主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。 气溶胶仪器 编辑本段特性 科学发明 莱尔·达维·古德休 美国 气溶胶：凡分散介质为气体的胶体物系成为气溶胶。它们的粒子大小约在 100~10000纳米之间，属于粗分散物系。气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗 直接喷射性气溶胶仪器 粒，有的来源于自然界，如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等：有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。当气溶胶的浓度达到足够高时，将对人类健康造成威胁，尤其是对哮喘病人及其他有呼吸进疾病的 人群。空气中的气溶胶还能传播真菌和病毒，这可能会导致一些地区疾病的流行和爆发。 气溶胶粒子具有分布不均匀、变化尺度小、复杂性的特点，多集中于大气的底层，对云的凝结核、雨滴、冰晶形成，进而对降水的形成起重要作用。气溶胶甚至可以改变云的存在时间，能够在云的表面产生化学反应，决定降雨量的多少，影响大气成分。 编辑本段作用 气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷却大气，并会使大气的能见度变坏另一方面却能通过微粒散射、漫射和吸收一部分太阳辐射，减少地面长波辐射的外逸，使大气升温。 编辑本段气溶胶能够引起丁达尔效应. 气溶胶中的粒子具有很多特有的动力性质,光学性质,电学性质.比如布朗运动,光的折射,象彩虹,月晕之类都是因为光线穿过大气层而引起的折射现象.而大气中含有很多的粒子,这些粒子就行成了气溶胶. 气溶胶在医学,环境科学,军事学方面都有很大的应用.在医学方面应用于治疗呼吸道疾病的粉尘型药的制备,因为粉尘型药粉更能够被呼吸道吸附而有利于疾病的治疗.环境科学方面比如用卫星检测火灾.在军事方面比如烟雾弹之类,还有可以制造气溶胶烟雾来防御激光武器. 气溶胶的容器内含有两种物质--有待喷射的液态物和保持压力的压缩气体。当揿下按钮时，阀门张开，压缩气体将喷嘴里的一些液态物压出。 编辑本段历史沿革 1926年，挪威科学家埃里克·罗西姆首先想出了这个点子。但其他一些科学家也同样有此想法。美国人朱利叶斯·S·可汗想出了一次性使用的金属雾筒。同样来自美国的莱尔·达维·古德休则进一步研制了这一发明，使它成为可以上市的商品。1941年，第一批气溶胶开始销售。 气溶胶广泛应用于一系列消费品。涂漆、清洁剂、擦光剂、除臭剂、香水、剃须乳剂，甚至掼奶油，都广泛地以气溶胶方式销售。另外，人们还证明它们在卫生保健上也是行之有效的，可用来治疗某些呼吸器官的疾病。 但也发现了气溶胶存在的一个问题。用于压缩气体的化学药品通常是含氯氟烃(即CFCs)，已证明它是对地球大气层上的臭氧层造成损害的一类物质。 最流行的现代气溶胶压缩气体是二氧化碳气体，它能在气溶胶喷筒内生成。像丙烷、异丁烷这类气体也可使用。 空气中悬浮的固态或液态颗粒的总称，典型大小为0.01~10微米，能在空气中滞留至少几个小时。气溶胶有自然或人类两种来源。气溶胶可以从两方面影响气候：通过散射辐射和吸收辐射产生直接影响，以及作为云凝结核或改变云的光学性质和生存时间而产生间接影响。 编辑本段浓度分布 气溶胶的浓度，可以用一定体积中微粒的总质量来表示，基本单位是微克/米，也可以用数密度即单位体积内的粒子数目来表示。气溶胶的分布特性通常可用其粒子数目(n)、粒子表面积(S)、粒子的体积(V)或质量(m)按粒径大小 (D)的分布来描述，一般作dn/d lgD、dS/d lgD和dV/d lgD对lgD的分布图,它们基本上呈正态分布。对于半径(r)在0.1微米和10微米之间的粒子，一般用容格(Junge)分布来表示，即： n(r)＝Cr 式中v近似等于3,C 是正比于粒子浓度的常数。但是20世纪70年代以来,有人提出三模态大气气溶胶的分布(爱根核模、积聚模和粗粒子模)。 图中还示出它们的粒径范围、主要质量源以及质量的输入或去除的主要过程。由此可见，爱根核范围的粒子是由高温过程或化学过程产生的蒸汽凝结而成；积聚作用范围的粒子是由核模中的粒子凝聚或通过蒸汽凝结长大而形成，80％以上的大气硫酸盐微粒属于此模；粗粒子则是由液滴蒸发、机械粉碎等过程形成。细粒子和粗粒子的分界线通常直径为2微米左右。从对人体呼吸道的危害看来,10微米以上的粒子,常阻留在鼻腔和鼻咽喉部；2～10微米的粒子大部分留在上呼吸道,而2微米以下的粒子随着粒径的减小在肺内滞留的比率增加,0.1微米以下的粒子随着粒径的减小在支气管内附着的比率增加。 半径小于0.1微米的粒子,其数密度随离地面高度的增加而减小，这表明它们来源于地表；但半径0.1～1微米的粒子,其数密度在对流层顶上部随高度逐渐增加,并且在15～20公里附近出现极大值，形成平流层内的气溶胶层，这层气溶胶可能是火山喷出物气体在平流层中经氧化成固体而形成的。它虽然只占大气中气溶胶总量的百分之几，但对于大气的气温有重要的影响。 通过大气遥感可探测气溶胶粒子的平均谱分布。 编辑本段化学组成 气溶胶的化学组成十分复杂，它含有各种微量金属、无机氧化物、硫酸盐、硝酸盐和含氧有机化合物等。由于来源不同，形成过程也不同，故其成分不一，特别是城市大气受污染源的影响，气溶胶的成分变动较大。但是非城市大气气溶胶的成分比较稳定，大体上与地区的土壤成分有关。 大气中二氧化硫转化形成的硫酸盐，是气溶胶的主要成分之一。其转化过程尚未完全明白，已知二氧化硫可在均相条件下（在气相中），或在水滴、碳颗粒和有机物颗粒表面等多相条件下（在液相或固相表面上）转化成三氧化硫，再与水反应生成硫酸，并和金属氧化物的微尘反应而生成硫酸盐。硫是气溶胶内最重要的元素，其含量能反映污染物的全球性迁移、传输和分布的状况（见大气微量气体）。 气溶胶中硝酸盐和有机物的形成机制，尚待研究。气溶胶中有铵离子(NH嬃)存在,能与硫酸根离子(SO娺)和硝酸根离子(NO婣)生成铵盐。至于气溶胶中的有机物,更是许多种类有机物的复杂混合物，其中包括稀烃、烷烃、芳烃、多环芳烃、醛、酮、酸、醌、酯，以及有机氮化物和有机硫化物等。 气溶胶来源于土壤的各种元素（如铕、钠、钾、钡、铷、镧、铈、硅、钐、钛、钍、铝等），其含量在地区之间差别不大；而来源于工业区的各种元素（如氯、钨、银、锰、镉、锌、锑、镍、砷、铬等），就有较大的地区差别。 气溶胶是大气中极其重要的组成部分，它不仅直接影响人类的健康，还能增加大气的化学反应，降低能见度，增加降水、成云和成雾的可能性，影响大气辐射收支，导致环境温度和植物生长速率的改变以及沾污材料。对气溶胶的研究，无论对于大气化学、云和降水物理学、大气光学、大气电学、大气辐射学、气候学、环境医学或者生态学等学科来说，都有重要意义。但气溶胶化学组成的研究仅是开始，还有待于今后发展。 编辑本段分类 比较合理的原则是照顾到分散相的特点和制备条件，常将气溶胶分成三大类：①雾，指液体粒子的凝聚性气溶胶和分散性气溶胶；②尘，指固态粒子的分散性气溶胶；③烟，指固态粒子的凝聚性气溶胶。 编辑本段制备方法 可分为分散法和凝聚法两大类。分散法是借助外力将固体或液体分裂成较小的部分，又分为固体的机械磨碎法和液体喷雾法，所得气溶胶的分散程度往往不高。凝聚法是将分散相物质先分裂成单个分子的物质(即成气体或蒸气状的物质)，然后再凝结成胶体大小的质点，因此包含过饱和蒸气的形成和过饱和蒸气的凝聚两个阶段。其关键是得到过饱和蒸气，这可以由蒸气冷却凝聚和化学反应来达到。对每一种物质来说，在一定的温度下，饱和蒸气的最大浓度及其相应的饱和蒸气压，都是一定的，且随温度的降低而减小，因此当蒸气冷却时，过饱和蒸气在凝结中心(或称核心)产生凝聚，形成气溶胶质点。凝结中心可以是尘粒，其他的大气核心、离子和极性分子等，但过饱和度相当高时，蒸气分子本身可凝结而无需核心，利用化学反应可产生蒸气压小的物质，达到过饱和就凝聚。通常所制得的气溶胶质点一般都是多分散的，用气溶胶发生器并控制反应条件可得到单分散的气溶胶。 编辑本段特性 由于气溶胶的分散介质是气体，气体的粘度小 |