表 5.6 大气中微粒的形状

形 状

形 状

球状

烟、花粉、飞灰

松绒团状

氧化镁

不规则形状

矿物

片状

云母

立方体

煤渣

短圆柱状

石棉

板状

羽毛状

矿物

植物纤维

针状

链条状

滑石

碳黑、烟

紧绒团状

碳粒、烟、雾

(资料来源:唐永銮,大气环境化学,1992)。

不同粒径的颗粒物沉降到地面的时间相差很大。粒径为 10μm 的颗粒物一般需要 4—9 小时;粒径为 1μm 的需要 19—98 天;而粒径小于 0.1μm 的需要 5—10 年。

大气颗粒物的组成成分很复杂。颗粒中含有各种重金属元素、水溶性物质和有机化合物,可以说,几乎包含了自然界存在的所有元素。

大气颗粒物的化学组成随自然条件的变化而有很大差异。一般地讲,海洋上空和清洁大陆颗粒物的化学元素组成与海水和地壳元素相似,而城市大气颗粒物的组成不但包括了地壳元素,而且也包括了许多工业污染物。

国内外的研究表明,颗粒物中元素的浓度城区高于郊区,而且城区颗粒物的元素浓度高于本区域本底值,这些差别反映了大气颗粒物的空间分布特征。

(四)颗粒物对大气环境的影响

大气中颗粒物数量的不断增加,其影响不亚于二氧化碳的排放。据分析, 公元 1800—1920 年间冰层的含尘量为 10mg/L,到 20 世纪 50 年代,含尘量已增大到 200mg/L(Davitaya, 1969)。大气中颗粒物增加的总效应是使气温降低,这就是阳伞效应。例如 1963 年印尼巴厘岛的阿贡火山爆发后,大气平均浑浊度在 10 年增加了 30%,火山灰围绕地球几周,使气温下降、气候异常。

人类活动在这方面所造成的影响也较显著。30 年代美国开垦大草原造成1933—1937 年的尘暴似乎开始了气温下降的时期。同样,中国和印度的草原

开垦以及前苏联 60 年代开垦荒地均造成了尘暴。60 年代末和 70 年代初干旱季节时期在西非萨赫勒地区对大西洋上尘埃浓度的观察,发现大气中颗粒物增加了三倍(Prosptro 和 Nees,1977)。

人为活动产生的颗粒物增加了大气中的凝结核,导致云量增加,从而增加地球的平均反照率,使气温降低。但对大气中颗粒物增加的影响进行精确定量的评价是困难的。现有的观测资料表明,目前全球低空云量为 31%左右。据估算,若低空云量增至 36%,因反照率的增加足以使世界年平均气温下降近 4℃。另有一项估算认为,如果进入大气的颗粒增加 6—8 倍,大气温度会下降 3.5℃。这两项估计的数值均足以使地球开始一个新的冰期。

大气中颗粒物增多会减弱光照,影响光合作用,造成作物减产。另外,大气中颗粒物增多,还会导致局部地区降水量增加。