3.5. Твердые примеси (аэрозоли)

Как и в случае газообразных загрязняющих веществ к аэрозолям естественного происхождения, твердым и жидким частицам, взвешенным в воздухе, добавилось значительное количество аэрозолей антропогенного происхождения.

Размер (радиус) твердых частиц, наблюдаемых в атмосфере, колеблется в широких пределах: от тысячных и сотых долей до нескольких десятков микрометров (при пыльных бурях размер частиц, переносимых ветром, увеличивается до 100 мкм и более). В зависимости от размера аэрозольные частицы делят на три класса:

1) мелкие или микроскопические (тонкодисперсные), r < 0,1 мкм;

2) средние (среднедисперсные) r = 0,1 – 1 мкм;

3) крупные (крупнодисперсные), r > 1мкм.

Среди тонкодисперсных аэрозолей выделяют группу частиц, обладающих гигроскопическими свойствами. Эти частицы называют ядрами конденсации (они служат зародышами капель облаков и туманов). Нередко мелкие частицы несут на себе положительный или отрицательный заряд электричества. В этом случае они носят название ионов (легких или тяжелых).

Лишь незначительная часть антропогенных аэрозолей имеет жидкую структуру, например, серная кислота.

По форме частицы аэрозоля принято делить на:

· сферические;

· изометрические (правильные многогранники);

· пластинки (протяженность в двух измерениях значительно больше, чем в третьем;

· иглы, волокна, призмы;

· сложные агрегаты (длинные цепочки с ответвлениями, звездочки).

Образование частиц тонкодисперсного аэрозоля происходит непрерывно из газообразных примесей, их число обычно равно 103 – 104 в 1 см3, радиус всегда меньше нескольких десятых микрометра, а концентрация исчисляется микрограммами в 1 м3. Согласно имеющимся оценкам глобальная масса тонкодисперсного аэрозоля в среднем близка к 50 млн. т. Скорость его образования составляет около 5000 млн. т/год, т.е. за год масса аэрозоля в атмосфере обновляется около 100 раз. Другими словами, скорость его образования примерно в два раза превышает скорость обновления водяного пара в атмосфере.

В составе аэрозоля всегда присутствует четыре группы веществ: сульфаты, органические соединения, твердый углерод и вода, относительное содержание которых колеблется в широких пределах, отражающих условия образования газов-предшественников (включая географическое распределение растительности и режим ее жизнедеятельности) и влияние метеорологических условий на распространение аэрозоля в атмосфере.

Вклад антропогенных выбросов в общий баланс аэрозоля существен для всех его составляющих (для твердого углерода он преобладает над естественным, для сульфатов и органического вещества составляет примерно 25 % естественного) и со временем продолжает увеличиваться.