Аерозоль це зважені в атмосфері тверді і рідкі частинки розмірів, що перевищують молекулярні.
Типи атмосферного аерозолю:
а) Пил земного і космічного походження (Dust);
в) Дими лісових пожеж;
г) Продукти вулканічних викидів;
д) Індустріальні викиди;
е) Продукти конденсації і сублімації;
ж) Суперечки і пилок рослин;
з) Продукти органічного розпаду (мікроорганізми)
Екологічні ефекти аерозолю:
1) Підвищені концентрації ускладнюють дихання;
2) Чи впливають на прозорість атмосфери, визначаючи видимість;
3) Чи впливають на клімат, поглинаючи і розсіюючи сонячну радіацію;
4) Служать ядрами конденсації при утворенні хмарних крапель;
5) Чи є основою для поверхневих хімічних реакцій, званих гетерогенними;
6) Починають хімічні процеси в рідкій фазі в атмосфері.
РМ10 частки розмірів 10 мкм і менше можуть проникати в бронхи, легені і алвеоли. Частинки більшого розміру найчастіше фільтруються носом або горлом, а РМ10 проникають всередину і можуть викликати проблеми зі здоров'ям. Ще більш дрібні частинки, з розміром меншим ніж 2.5 мкм можуть проникати в область газового обміну в легенях і призводити до порушення обмінних процесів і серцево-судинних порушень.
Розміри аерозолю (радіус)
а) газові молекули - 0.5 нм;
б) малі аерозолі - менше 0.2 мкм;
в) середні аерозолі 0.2 - 1 мкм;
г) великі аерозолі - 1 - 100 мкм;
д) краплі туманів - 10-20 мкм
е) середні хмарні краплі - 10-200 мкм;
ж) великі хмарні краплі - 200 мкм;
з) мряка - 400 мкм;
і) малі дощові краплі - 1000 мкм;
л) великі дощові краплі - 8000 мкм.
Аерозоль може бути первинним (потрапляють в атмосферу відразу у вигляді частинок) або вторинним (утворюється в атмосфері з газів).
Хімічний склад атмосферного аерозолю
Аерозольні частинки містять неорганічні і органічні компоненти, а також можуть являти собою розчини. Найбільшу частину рідкого аерозолю, як правило, становить вода. Вона служить розчинником для розчинних речовин. Разом вони і утворюють розчин. Розчинені речовини можуть розпадатися, або залишатися в основній формі. Розпалися в розчині речовини утворюють позитивні і негативні іони.
Неорганічні компоненти в аерозолі включають сульфати, нітрати, аміак, соду, хлориди, кальцій, магній, калій, залізо, свинець, цинк, марганець, мідь, алюміній, кремній, нікель. Сульфатні компоненти включають сірчану кислоту (H2SO4), сульфатні іони (HSO4 -. SO4 2-). Нітрати включають азотну кислоту, нітрат амонію. Аміачні складові являють собою аміак (NH3). Содові компоненти включають натрій, хлорид натрію.
Елементарний вуглець є неорганічним представником вуглецю в аерозолі. Його ще називають чорний вуглець або сажа. Потрапляє в атмосферу в результаті неповного згоряння. Сильно поглинає сонячну радіацію.
Органічний вуглець відрізняється від чорного тим, що якщо елементарний складається тільки з вуглецю, то органічний як мінімум містить вуглець і водень і часто кисень і азот. Чорний вуглець потрапляє в атмосферу тільки в результаті емісій, а органічний - і емісії та хімічні реакції в атмосфері. Органічний вуглець має білий або пісочний колір.
Тропосферний аерозоль містить сірку (сульфати), аміак (NH3), нітрати (азотні складові), соду, хлориди, метали, вуглецеві матеріали,
Вплив аерозолю на баланс газових домішок в атмосфері
Може бути, так зване, прямий вплив аерозолю на клімат (прямий ефект). Воно полягає, по-перше, в зворотному розсіянні в космічний простір частини сонячної радіації, збільшуючи, тим самим, альбедо системи Земля - атмосфера і зменшуючи температури земної поверхні вдень, тобто в період освітлення сонцем. По-друге, деякі аерозольні частинки поглинають сонячну радіацію і випромінюють інфрачервону радіацію, зменшуючи ефект охолодження через розсіювання назад. По-третє, аерозолі поглинають і переизлучают йде інфрачервону радіацію земної поверхні і нижньої атмосфери, вносячи свій внесок у парниковий ефект.
Зменшення температури поверхні Землі викликає зменшення потоки енергії в прикордонний шар атмосфери, зменшуючи температури ПСА. Вночі, навпаки аерозолі збільшують спадний потік ІК радіації, збільшуючи, тим самим, температуру поверхні. В результаті температура ПСА вночі збільшується в результаті впливу аерозолю.
Знак прямого ефекту впливу аерозолю на клімат змінюється від району до району в залежності від складу аерозолю. У міських умовах антропогенні викиди призводять до існування поглинаючих складових. В результаті днем переважає охолодження, а вночі нагрів, з результуючим нагріванням в середньому за добу. Крім того, вторинний аерозоль, що утворюється в результаті газових хімічних реакцій, теж виходить різний в різних районах залежно від хімічного складу повітря.
Крім того, можуть виникати непрямі ефекти впливу аерозолю на клімат. Аерозольні частинки можуть виступати в якості ядер конденсації для хмарних крапель. Загальна сконденсована маса залишається незмінною, тому що вона визначається термодинамікою, а кількість хмарних крапель збільшується. В результаті середній розмір хмарних крапель зменшується. Сумарне перетин поглинання великої кількості дрібних частинок більше, ніж сумарний перетин поглинання малої кількості великих часток з однаковим загальним обсягом. Сумарне альбедо збільшується. В результаті відбувається охолодження повітря біля поверхні.
Другий непрямий ефект виникає в зв'язку з тим, що зменшення середнього розміру аерозольних часток зменшує гравітаційне осадження крапель і кількість опадів зменшується, час життя хмар збільшується і альбедо системи теж збільшується, а температура зменшується.
Аерозолі також впливають на швидкості фотодиссоциации атмосферних газів, тим самим, впливаючи на їх концентрації, а через них на нагрівання атмосфери і поверхні.