Составители:
Рубрика:
Глава 1
АЭРОЗОЛЬНЫЕ ЧАСТИЦЫ В АТМОСФЕРЕ
1.1. Источники и химический состав атмосферных аэрозолей
Аэрозольные частицы в атмосфере имеют широкий диапазон размеров, так как к ним
относятся как частицы, состоящие из нескольких молекул (кластеры), имеющие диаметр порядка 1
нм, так и крупные пылинки, витающие в воздухе, диаметром в несколько десятков микрон (10
4
нм).
Точно определить наибольшие размеры аэрозольных частиц сложно, так как в разных условиях
частицы одного и того же размера могут выпадать из атмосферы, а могут и довольно длительное
время находиться взвешенными в воздухе. По Х.Юнге эта граница равна r
max
= 20 мкм. Во время
пылевых бурь верхний предел размеров витающих в воздухе частиц может превышать 100 мкм.
По размерам различают три класса аэрозольных частиц: мелкодисперсные (r
≤
0,1 мкм),
среднедисперсные (0,1 мкм < r < 1 мкм) и грубодисперсные ( r
≥
1 мкм). Среднедисперсные аэрозоли
называются также большими частицами, а грубодисперсные - гигантскими. Часть мелкодисперсной
фракции, которая обладает гигроскопическими свойствами и регистрируется с помощью счетчиков
Айткена (представляющих собой модификацию камеры Вильсона), называется ядрами конденсации.
По характеру образования и трансформации аэрозольных частиц мелко- и среднедисперсная
фракции были названы К.Уитби транзитивной и аккумулятивной. Для частиц меньше 1 мкм в
литературе также употребляются термины субмикронная или тонкодисперсная фракция.
Основными источниками аэрозолей являются поверхности суши, морей и океанов,
метеоритные потоки, лесные пожары, химические и фотохимические реакции в атмосфере и
растительном покрове, хозяйственная деятельность человека. Почвы, включая поверхности степей,
пустынь, гор, представляют собой наиболее мощный источник аэрозольных частиц. Вдали от моря и
промышленных районов они практически полностью обусловливают химический состав
аэрозольных частиц в нижних слоях атмосферы. Косвенные оценки позволяют предполагать, что по
массе почва дает около 50% всех аэрозольных частиц в атмосфере. Однако их химический состав не
идентичен полностью химическому составу почв ввиду того, что не все минералы и другие
почвенные продукты одинаково диспергируются. В основном для аэрозолей почвенного
происхождения характерно присутствие кварца и других соединений кремния, глиноземов,
карбонатов и кальцитов, окислов железа. Доля органических веществ в аэрозолях почвенного
происхождения невелика, не более 10%. Значительное количество аэрозолей в атмосфере связано с
пыльными бурями, которые заносят пыль далеко в океаны и даже переносят ее, например, из Африки
через Атлантический океан в Америку.
Пыль очень обогащена окислами железа и марганца по сравнению с грунтом - ее источником.
Вероятно, при образовании мелкой пыли процессы физического и химического разделения
действуют селективно, но это фракционирование пока не изучено. Примерно одинаковый состав
пыли обнаружен над разными местами с открытой земной поверхностью (в горах, пустынях,
полупустынях, степях, над пахотой). В относительно больших количествах в аэрозолях могут
наблюдаться также соединения магния, натрия и калия.
Максимум распределения частиц почвенного происхождения по размерам, как правило,
находится в субмикронной области, но весьма вероятны также максимумы в области размеров
1 мкм
≤
r
≤
5 мкм. Частицы почвенного происхождения с радиусами меньше 0,1 мкм могут
образовываться, в частности, при кристаллизации на поверхности почвы солей, растворенных в
грунтовых водах. С.Тумей оценил мощность генерации таких частиц, как 10
4
÷ 10
5
частиц/см
2
[16].
Особенно интенсивно выделение мелких частиц в атмосферу происходит на солончаковых почвах.
По измерениям, проведенным в пустыне Кара-Кумы, вклад солончаков в общее содержание
аэрозолей составляет примерно 20 ÷ 30 % [17-18].
Второй мощный источник аэрозольных частиц - морская поверхность, дающая по массе
приблизительно 20 % вещества диспергированной фазы. Химический состав этих частиц примерно
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
