新冠疫情期間，專家提出病毒可以通過(guò)氣溶膠傳播時(shí)，很多民眾對(duì)這種大氣污染物產(chǎn)生興趣。大氣污染物氣溶膠究竟包括哪些成分？主要包含哪些有毒成分？本文對(duì)大氣污染物氣溶膠進(jìn)行成分顆粒及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行重點(diǎn)分析。

　　根據(jù)我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，廢氣中的主要污染物為：顆粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、鉛（Pb）、氟化物、苯并【α】芘及臭氧。

　　顆粒物（大氣氣溶膠）的主要特性

　　大氣氣溶膠是一個(gè)極為復(fù)雜的體系，它們對(duì)環(huán)境和人類影響很大，其影響不僅取決于顆粒物的大小，也和顆粒物的濃度和化學(xué)組成密切相關(guān)。

　　1.大氣氣溶膠的粒徑

　　大氣氣溶膠的粒徑一般在0.1~100μm之間，粒徑的分布一般符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布。粒徑的不同，主要和來(lái)源有關(guān)：粒徑＜0.05μm的，主要是來(lái)源于燃燒過(guò)程產(chǎn)生的一次氣溶膠和氣體分子通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化形成的二次氣溶膠；粒徑0.05~2μm之間的，主要是來(lái)源于燃燒過(guò)程產(chǎn)生的蒸氣冷凝凝聚，以及各種氣體通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化形成的二次氣溶膠，例如煙霧和大部分硫酸鹽；粒徑＞2μm的，主要是來(lái)源于機(jī)械過(guò)程產(chǎn)生的一次粒子、海水濺沫、風(fēng)沙和火山灰等。

　　空氣中飄浮的污染物質(zhì)粒徑可參見(jiàn)圖1。

　　圖1空氣中飄浮污染物質(zhì)的粒徑(Hatch等，1964)

　　2.大氣氣溶膠的結(jié)構(gòu)

　　大氣氣溶膠表面常有一層液膜，中心有一個(gè)不溶于水的核，許多過(guò)渡金屬的化合物可能存在于核的表面。核的四周被水溶液包圍，其中溶解物有可溶性無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。在水溶液表面上又常有一層有機(jī)物的膜，有機(jī)物的極性一端向著中心核方向。氣溶膠可以通過(guò)吸附、吸收、溶解等過(guò)程包容大量雜質(zhì)，并在其中進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。氣體污染物和顆粒物之間相互作用是形成氣溶膠的重要環(huán)節(jié)，大氣中的各種污染物都是在此界面上進(jìn)行反應(yīng)形成各種形態(tài)的氣溶膠。

　　3.大氣氣溶膠的種類

　　氣溶膠的組成十分復(fù)雜，有的含有四五十種元素，主要是硫酸鹽、硝酸鹽等（約占50％、80％），還有有機(jī)化合物及多種微量元素的氧化物和鹽類，按其主要成分可作如下分類。

　　（1)硫酸鹽氣溶膠

　　主要來(lái)自S02的化學(xué)轉(zhuǎn)化。S02在大氣中通過(guò)均相和非均相反應(yīng)形成S03，S03與水蒸氣反應(yīng)生成H2S04。硫酸的蒸氣比非常低，特別在有水的條件下更是如此。在氣相中H2S04的飽和濃度為4μg/m3，因此在所有大氣條件下都會(huì)凝結(jié)生成硫酸或硫酸鹽氣溶膠。大氣中的無(wú)機(jī)污染物最終大部分都將轉(zhuǎn)化為硫酸鹽氣溶膠，在平流層中最大的氣溶膠就是硫酸鹽氣溶膠。硫酸鹽氣溶膠形成的途徑主要有光化學(xué)氧化、自由基氧化、液相氧化或吸附氧化等。

　?。?)硝酸鹽氣溶膠

　　硝酸在氣相中的飽和濃度可達(dá)1.2×108μg/m3，因此凝結(jié)態(tài)硝酸在大氣中幾乎不存在，其氣溶膠常以NaN03、NH4N03或NOx吸附在顆粒物上的形式存在。硝酸鹽氣溶膠形成途徑主要有：NOx氧化為N02、N203、N205等；高價(jià)氮氧化物與水蒸氣作用形成HN03和HN02一類揮發(fā)性酸而存在于氣相中；在氣相中反應(yīng)形成硝酸鹽氣溶膠，烴類化合物的存在對(duì)硝酸鹽氣溶膠的形成有較大的作用

　?。?)有機(jī)物氣溶膠

　　其形成途徑尚不太清楚，一般認(rèn)為有03-烯烴、03-環(huán)烯烴和HO-自由基各類反應(yīng)體系。由燃燒進(jìn)人大氣的烴類化合物在大氣中常參與光化學(xué)反應(yīng)和自由基反應(yīng)，被光化學(xué)氧化劑直接氧化，或顆粒物吸附后而再氧化，最后形成凝聚態(tài)過(guò)氧化物或聚合物，其中含氧的有醛、醇、有機(jī)酸等，含硫的有硫醚、硫醇類化合物，含氮的如PAN、PPN（過(guò)氧丙酰硝酸酯）、PBN（過(guò)氧苯甲?；跛狨ィ┑葰馊苣z。

　?。?)微量元素

　　已發(fā)現(xiàn)的大氣氣溶膠中存在的微量元素有幾十種，其中金屬元素的含量相當(dāng)可觀。顆粒物中金屬元素的含量與其來(lái)源有關(guān)。存在于飛灰中的金屬元素濃度比氣溶膠顆粒中的濃度大得多，而城市氣溶膠中微量元素的濃度一般又比非城市的約大一個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　4.大氣氣溶膠的化學(xué)組成

　　大氣氣溶膠的化學(xué)組成十分復(fù)雜，不僅與其來(lái)源有關(guān)，也與粒徑大小密切相關(guān)。其中含有幾十種金屬元素，如存在于粗粒子中的有Si、Fe、AI、sc、Na、ca、Mg、CI、v、Ti等，存在于細(xì)粒子中的有Br、zn、se、Ni、Cd、cu、Pb等。此外還含有多種無(wú)機(jī)及有機(jī)化合物。

　　按它們的含量次序排列，大致為硫酸鹽、溶于苯的有機(jī)物、硝酸鹽、鐵、銨及少量的其他元素。硫酸鹽中主要是硫酸銨，也包括少量硫酸。有機(jī)物中脂肪烴多于芳香烴。

　　按粒子的粒徑分，化學(xué)組分有很大的差別。

　?。?)粒徑＜2.5μm的細(xì)粒子

　　它們是由高溫或化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生的蒸氣凝結(jié)而成，或是氣體通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生，或是人類活動(dòng)直接產(chǎn)生的粒子，主要有SO42-、C（炭黑）、有機(jī)物、NH4+、H+和Br、Zn、As、Se、Ni、Cd、Mn、Cu、Sn、Cd、V、Sb、Pb以及NO3-、CI-等；

　?。?）粒徑＞2.5μm的粗粒子

　　主要來(lái)自機(jī)械作用產(chǎn)生的粉塵以及風(fēng)沙、海鹽和火山噴發(fā)等，通常含有Fe、Ca、Ti、Mg、K、Na、Si、V、AI、Sc、PO43-、C（花粉和孢子）以及NO3-、CI-等。

　　值得注意的是由各種燃燒產(chǎn)生的煙氣中的典型致癌物質(zhì)苯并【α】芘，其在不同煙氣中的含量參見(jiàn)表1。

　　香煙煙霧是微細(xì)的顆粒物的聚集體，吸煙者吸人1mL香煙煙霧就要吸人50億個(gè)顆粒物。

　　表1不同煙氣中苯并【α】芘的濃度

　　大氣污染物氣溶膠成分主要包括一些金屬元素，比如覺(jué)的粗粒子、細(xì)粒子外，還有一些無(wú)機(jī)和有機(jī)化合物。這些粒子結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的污染效果也有差異。安峰環(huán)保對(duì)此類物質(zhì)的治理主要通過(guò)吸附、設(shè)備處理等完成。大氣污染物種類繁多，了解這些物質(zhì)的成分，對(duì)整個(gè)大氣治理也是非常必要的。