Las macropartículas, designadas alternativo materia de partículas del (PM), de los aerosoles o de las partículas finas de, son partículas minúsculas del sólido o del líquido suspendido en un gas. Las fuentes de materia de partículas pueden ser hombre hecho o natural. Algunas macropartículas ocurren naturalmente, originando del bosque de las tormentas de polvo de los volcanes y los fuegos del prado, vegetación viva, y el aerosol de mar . Las actividades humanas, tales como el burning de los combustibles fósiles en vehículos, las centrales eléctricas y los varios procesos industriales también generan cantidades significativas de aerosoles. Hecho un promedio sobre el globo, aerosols&mdash antropogénico del ; ésos hicieron por el activities&mdash humano; explicar actual el cerca de 10 por ciento de la cantidad total de aerosoles en nuestra atmósfera. Los niveles crecientes de partículas finas en el aire se ligan a los peligros para la salud tales como enfermedad cardíaca, función de pulmón alterada y cáncer de pulmón .

Clasificación de la escala

Entre las clasificaciones mas comunes impuso ante macropartículas son ésos con respecto al tamaño, designado fracciones. Los diámetros del P. se extienden menos de 10 Nanometres a más dimensiones de los micrómetros de 100 estas representan la serie continua de algunas moléculas hasta el tamaño donde las partículas se pueden llevar no más por un gas.

La notación PM₁₀ se utiliza para describir las partículas de 10 micrómetros o menos y PM_2.5 representa partículas menos de 2.5 micrómetros en diámetro aerodinámico. Éstos también se refieren a veces con otros valores numéricos equivalentes. Todo debajo de 100  el nanómetro, abajo al tamaño de moléculas individuales se clasifica como partículas ultrafinas del (UFP o SUBEN) .

Fuentes

Hay fuentes naturales y humanas de macropartículas atmosféricas. Las fuentes naturales más grandes son el polvo, volcanes, y incendios forestales. El aerosol de mar es también una fuente grande de partículas sin embargo la mayor parte de estas caída de nuevo al océano cerca de donde fueron emitidas. Las fuentes humanas más grandes de partículas son fuentes de la combustión, principalmente el burning de combustibles en los motores de combustión interna en los automóviles y las centrales eléctricas y polvo soplado viento de sitios de la construcción y de otras áreas de tierra donde se ha quitado el agua o la vegetación. Algunas de estas partículas se emiten directo a la atmósfera (emisiones primarias ) y se emiten algunos como los gases y partículas de la forma en la atmósfera (emisiones secundarias del ).

"En Europa y los Estados Unidos, se espera que las emisiones de partículas de los vehículos disminuyan durante la década próxima. Por ejemplo, antes de 2005, la unión europea introducirá estándares más rigurosos para las emisiones de partículas de los vehículos de poca potencia de 0.025  gramos por kilómetro por milla. el

l el estado de California está ejecutando un estándar aún más restrictivo en 2004, permitiendo solamente 0.006  gramos por gramos del kilómetro por la milla de emisiones de partículas. Incluso si el estándar de California fue introducido por todo el mundo, dice Jacobson, los coches diesel puede todavía calentar el clima más que los coches de la gasolina durante 13 a 54 años. Las nuevas trampas de la partícula que son introducidas por algunos fabricantes de automóviles europeos en sus coches diesel aparecen reducir emisiones negras del carbón a 0.003  gramos por kilómetro por milla, incluso debajo de la California standard."

El BlueTec es una tecnología desarrollada para reducir emisiones de partículas de los motores diesel para cumplir estándares californianos strigent.

Composición

La composición de las partículas del aerosol depende de su fuente. El polvo mineral Wind-blown tiende a ser hecho de los óxidos minerales y el otro material soplado de la corteza de tierra ; este aerosol es luz-que absorbe . La sal del mar se considera el segundo mayor contribuidor en el presupuesto global del aerosol, y consiste principalmente en el cloruro sódico originado del aerosol de mar ; otro los componentes de la sal atmosférica del mar reflejan la composición de la agua de mar, e incluyen así el magnesio, Sulfato, calcio, potasio, etc. Además, los aerosoles del aerosol de mar pueden contener los compuestos orgánicos, que influencian su química. La sal del mar no absorbe .

Las partículas secundarias derivan de la oxidación de gases primarios tales como sulfuro y óxidos de nitrógeno en Ácido sulfúrico (líquido) y ácido nítrico (gaseoso). Los precursores para estos aerosoles, es decir los gases de que ellos originan, pueden tener un antropogénico origen (de la combustión del combustible fósil) y un origen biogénico natural . En presencia del amoníaco, los aerosoles secundarios toman a menudo la forma de sales del amonio, es decir. Sulfato del amonio y nitrato de amonio (ambos pueden ser secos o en la solución acuosa ); en la ausencia de amoníaco, los compuestos secundarios toma a la forma ácida de como ácido sulfúrico (aerosol líquido gotitas) y ácido nítrico (gas atmosférico). Los aerosoles secundarios del sulfato y del nitrato son los luz-dispersores fuertes . Esto es principalmente porque la presencia de sulfato y de nitrato hace los aerosoles aumentar a un tamaño que disperse la luz con eficacia.

La materia orgánica (OM) puede ser primaria o secundaria, la 3ultima parte que deriva de la oxidación de VOCs ; el material orgánico en la atmósfera puede ser biogénico o el antropogénico. La materia orgánica influencia el campo atmosférico de la radiación por ambo el que dispersa y absorción . Otro tipo importante del aerosol es constitude del carbón elemental (EC, también conocida como carbón del negro, A.): este tipo del aerosol incluye el material fuerte de luz-absorción y se piensa a positivo grande que fuerza radiativo de la producción. La materia orgánica y el carbón elemental juntos constituyen la fracción carbonosa de aerosols.ii

La composición química del aerosol de los affectos directo cómo obra recíprocamente con la radiación solar. Los componentes químicos dentro del aerosol cambian el índice de refracción total . El índice de refracción determinará se dispersa y se absorbe cuánto luz.

Procesos del retiro

Generalmente el más pequeño y el alumbrador que es una partícula, más larga permanecerá en el aire. Partículas más grandes (mayor de 10 micrómetros en diámetro) tienden a colocar a la tierra por gravedad en una cuestión de horas mientras que las partículas más pequeñas (menos de 1 micrómetro) pueden permanecer en la atmósfera por semanas y son quitadas sobre todo por la precipitación .

El forzar radiativo de los aerosoles

Los aerosoles, natural y el antropogénico, pueden afectar al clima cambiando la manera que la radiación se transmite a través de la atmósfera. Las observaciones directas de los efectos de aerosoles se limitan absolutamente así que cualquier tentativa de estimar su efecto global implica necesario el uso de modelos de ordenador. El panel intergubernamental en el cambio de clima, IPCC, dice: El mientras que el forzar radiativo debido a los gases de efecto invernadero se puede determinar razonablemente a un alto nivel de exactitud… las incertidumbres referentes a forcings radiativos del aerosol sigue siendo grande, y confía en gran parte en las estimaciones de los estudios de modelado globales que son difíciles verificar actualmente .

Un gráfico que demuestra las contribuciones (en 2000, concerniente a preindustrial) y las incertidumbres de varios forcings está disponible aquí.

Aerosol del sulfato

El aerosol del sulfato tiene dos efectos principales, directo e indirecto. El efecto directo, vía el albedo, es refrescar el planeta: estimación de s de IPCC el la 'mejor que fuerza radiativo es -0.4 vatios por metro cuadrado con una gama de ² de -0.8 W/m pero hay incertidumbres substanciales. El efecto varía fuerte geográficamente, con la mayoría del enfriamiento creído para estar en y viento abajo de los centros industriales importantes. Modelos modernos del clima que intentan ocuparse de la atribución de necesidad reciente del cambio de clima de incluir el sulfato que fuerza, que aparece considerar (por lo menos en parte) la gota leve en temperatura global en el medio del vigésimo siglo. El efecto indirecto (vía el aerosol que actúa como los núcleos de condensación de la nube, CCN, y de tal modo modificando las características de la nube - albedo y curso de la vida) es más incierto pero se cree para ser un enfriamiento.

Carbón negro

El carbón negro (A.), o el negro de carbón, o el carbón elemental (EC), a menudo llamado hollín, se compone de racimos puros del carbón, de bolas esqueléticas y de los buckyballs, y es uno de la especie absorbente más importante del aerosol de la atmósfera. Debe ser distinguida del carbón orgánico (OC): moléculas orgánicas arracimadas o agregadas en sus los propios o impregnando un buckyball de la EC. de los combustibles fósiles es estimado por el IPCC en el cuarto informe de gravamen del IPCC, ALQUITRÁN, para contribuir forzar radiativo malo global del ² de +0.2 W/m (era el ² de +0.1 W/m en el segundo informe de gravamen del IPCC, del SAR), con un ² de W/m de la gama +0.

Todo el de los aerosoles absorbe y el solar de la dispersión y la radiación terrestre . Si una sustancia absorbe una cantidad significativa de radiación, así como la dispersión, la llamamos que absorbe. Esto se cuantifica en el solo albedo (SSA), el cociente de la dispersión del de la dispersión solamente a la dispersión más la absorción (extinción del ) de la radiación por una partícula. El SSA tiende a la unidad si la dispersión domina, con relativamente poca absorción, y disminuye como la absorción aumenta, llegando a ser cero para la absorción infinita. Por ejemplo, el aerosol de la mar-sal tiene un SSA de 1, pues una partícula de la mar-sal dispersa solamente, mientras que el hollín tiene un SSA de 0.23, demostrando que es un amortiguador atmosférico importante del aerosol.

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Los efectos de inhalar la materia de partículas se han estudiado extensamente en seres humanos y animales e incluyen el asma, el cáncer de pulmón, ediciones cardiovasculares, y la muerte prematura . El tamaño de la partícula es un determinante principal de donde en las vías respiratorias la partícula vendrá reclinarse cuando está inhalada. Partículas más grandes se filtran en la nariz y la garganta y no causan generalmente problemas, pero la materia de partículas más pequeño que cerca de 10 micrómetros, designados el PM₁₀, pueden colocar en los bronquios y los pulmones y causar problemas de salud. El tamaño de 10 micrómetros no representa un límite terminante entre las partículas respirables y no-respirables, sino ha sido convenido en para la supervisión de la materia de partículas aerotransportada por la mayoría de las agencias reguladoras. Semejantemente, las partículas más pequeño de 2.5 micrómetros, PM_2.5, tienden a penetrar en gas-intercambian las regiones del pulmón, y las partículas muy pequeñas (< 100 nanómetros) pueden pasar a través de los pulmones para afectar a otros órganos. Particularmente, un estudio publicado en el diario del de American Medical Association indica que PM_2.5 lleva a los altos depósitos de la placa en arterias, causando el &mdash vascular de la inflamación y de la ateroesclerosis; un endurecimiento de las arterias que reduce la elasticidad, que puede llevar a los ataques del corazón y a otros problemas cardiovasculares. Los investigadores sugieren que incluso la exposición a corto plazo en las concentraciones elevated podría contribuir perceptiblemente a la enfermedad cardíaca.

Hay también la evidencia que las partículas más pequeño de 100 nanometres pueden pasar a través de las membranas celulares. Por ejemplo, las partículas pueden emigrar en el cerebro. Se ha sugerido que la materia de partículas puede causar daño de cerebro similar como ése encontrado en los pacientes de Alzheimer . Las partículas emitidas de los motores diesel moderno (designados comúnmente la materia de partículas diesel, o DPM) están típicamente en la gama del tamaño de 100 nanometres (micrómetros del 0. Además, estas partículas del hollín también llevan los componentes carcinógenos como los benzopirenos fijados por adsorción en su superficie. Se está poniendo cada vez más de manifiesto que los límites legislativos para los motores, que están en términos de masa emitida, no son una medida apropiada del peligro para la salud. Una partícula de diámetro de 10 µm tiene aproximadamente la misma masa que 1 millón de partículas de diámetro de 100 nanómetro, pero es claramente mucho menos peligroso, pues probablemente nunca incorpora el cuerpo humano - y si lo hace, se quita rápidamente. Las ofertas para las nuevas regulaciones existen en algunos países, con sugerencias para limitar la superficie de la partícula o el número de la partícula.

El gran número de muertes y de otros problemas de salud asociados a la contaminación de partículas primero fue demostrado a principios de los años 70 y se ha reproducido muchas veces desde entonces. La contaminación del P. se estima para causar 22.000 muertes por año en los Estados Unidos (a partir de 2000) y 200.000 muertes por año en el Europa ).

Regulación

Debido a los efectos sobre la salud de la materia de partículas, los estándares máximos han sido fijados por varios gobiernos. Muchas zonas urbanas en los E. y la Europa todavía violan con frecuencia los estándares de partículas, aunque el aire urbano en estos continentes ha llegado a ser más limpio, en promedio, con respecto a macropartículas durante el último trimestre del vigésimo siglo.

Estados Unidos

Los estándares de los sistemas de la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de Estados Unidos para las concentraciones de PM₁₀ y de PM_2.5 en aire urbano. (Véase los estándares nacionales de la calidad del aire ambiente.) EPA regula emisiones de partículas y precursores primarios a las emisiones secundarias ( NOx, sulfuro, y amoníaco ).

Legislación de UE

En los directorios 1999/30/EC y 96/62/EC, la Comisión Europea ha establecido los límites para PM₁₀ en el aire:

Áreas afectadas

Ciencia del aerosol

El campo de la ciencia del aerosol y de la tecnología ha crecido en respuesta a la necesidad de entender y de controlar los aerosoles naturales y artificiales.

Zenithic

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