氣溶膠由于粒子的來源和成因不同,其化學組成有很大的區別,不同來源的顆粒物,其組分相差很大。
如來自地表層或由海水濺沫生成的大顆粒往往含有大量的Fe、Al、Si、Mg、Ti和Ca等元素。
以常見的城市大氣氣溶膠為例,其顆粒的形成主要有以下幾種方式:
低蒸汽壓氣體粒子的成核;
低蒸汽壓氣體在已有粒子上的濃縮;粒子的凝聚與碰撞。
總體上來看,氣溶膠中的化學成分包含以下幾個主要方面:
1)氣溶膠中的水溶性粒子,如硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽等,主要來自氣體的轉化;
2)氣溶膠中的有機物,它們一般占氣溶膠總質量的10%~50%,其種類繁多,對人體健康和大氣環境有很大的影響;
3)氣溶膠中的元素。氣溶膠中元素也較為豐富,目前在大氣中已發現的元素超過70種。此外,氣溶膠的化學成分有明顯的季節性和地域性的差異,這更加說明了氣溶膠化學組成的復雜性。
氣溶膠顆粒物的表面結構非常復雜,有的較為光滑,但大部分顆粒表面粗糙,因此,顆粒的表面可作為顆粒與大氣發生化學反應或催化氧化反應的場所。例如,二氧化硫在氣溶膠顆粒表面可被催化氧化 (因表面含有鐵或錳等過渡金屬) 而產生硫酸鹽,或發生氣相氧化生成硫酸鹽氣溶膠(顆粒物,二次污染物)。
后者可遠距離遷移,在幾百公里上空沉降 (干沉降)或被雨水沖刷 (濕沉降)抵達地面,從而造成土壤、水體的酸化,影響植物、水生生物的生長,美國東北部、五大湖地區的酸雨危害,就是由硫酸鹽氣溶膠造成的。
我國的燃料結構以煤為主,燃煤產生的二氧化硫和煙塵,已成為大氣污染的普遍問題,二氧化硫轉化為硫酸鹽和煙塵顆粒物中有毒有害物質的傳播、轉化,都會造成環境與生態的危害。