エアロゾル

エアロゾルは、空気または他のガス中の微細な固体粒子または液滴の懸濁液です。^{[1]エアロゾルは、自然または}人為的原因で生成されます。エアロゾルという用語は通常、空気中の粒子の混合物を指し、粒子状物質だけを指すものではありません。^[2]自然エアロゾルの例としては、霧、ミスト、ほこりなどがあります。人為的に発生するエアロゾルの例には、粒子状大気汚染物質、水力発電ダムの放水によるミスト、灌漑ミスト、噴霧器からの香水、煙、ほこり、散布された農薬、呼吸器疾患の治療などがあります。^[3]

大気エアロゾルには、火山性、砂漠の塵、海塩性など、生物起源と人為起源のさまざまな種類があり、地球の気候に大きな影響を与えます。火山性エアロゾルは、噴火後に成層圏で硫酸の液滴として形成され、最大2年間漂い、太陽光を反射して温度を下げます。砂漠の塵、つまり高高度に吹き飛ばされた鉱物粒子は熱を吸収し、嵐の雲の形成を阻害する原因となっている可能性があります。人為的な硫酸エアロゾルは、主に石油と石炭の燃焼によって生成され、雲の挙動に影響を与えます。^[4]エアロゾルが汚染物質を吸収すると、地表だけでなく水域にも汚染物質が沈着しやすくなります。^[5]これは、環境と人間の健康の両方に損害を与える可能性があります。

船跡雲は、静かな海中に船から排出される排気ガスの周囲に形成される雲です。排気ガスの微粒子 (エアロゾル) の周りに水分子が集まり、雲の種を形成します。雲の種の上にどんどん水が蓄積し、目に見える雲が形成されます。船跡雲の場合、雲の種は風が船の排気ガスを吹き飛ばした細長い経路に沿って広がるため、結果として生じる雲は海上に長い糸のように見えます。

人間が作り出した温室効果ガスによる温暖化は、人間が作り出したエアロゾルの冷却効果によってある程度相殺されている。2020年には、燃料規制により国際海運からの二酸化硫黄排出量が約80％削減され、地球工学の予期せぬ終焉の衝撃をもたらした。^[6]

エアロゾル内の液体または固体粒子の直径は通常1 μm未満です。沈降速度が速い大きな粒子は混合物を懸濁液にしますが、その区別は明確ではありません。日常用語では、エアロゾルは多くの場合、スプレー缶から消費者向け製品を供給するディスペンシング システムを指します。

病気は呼吸中の小さな飛沫を介して広がることがあり、^[7]バイオエアロゾルと呼ばれることもあります。^[8]

エアロゾルは、固体または液体の粒子が気体中に浮遊するシステムとして定義されます。エアロゾルには、粒子と浮遊する気体（通常は空気）の両方が含まれます。^[1]気象学者や気候学者は、エアロゾルを粒子状物質と呼ぶことがよくありますが、PM2.5 や PM10 のようなサイズ範囲での分類は、^{[9] [10]}大気汚染の分野では、これらのサイズ範囲が人体への有害な影響を確認する役割を果たすため便利です。^[11] フレデリック・G・ドナンは、おそらく第一次世界大戦中に、空気中の微細粒子の雲であるエアロゾルを説明するために、エアロゾルという用語を初めて使用しました。この用語は、水を分散媒体とするコロイド系であるハイドロゾルという用語に類似して発展しました。 ^[12]一次エアロゾルには、ガスに直接導入された粒子が含まれます。二次エアロゾルは、ガスから粒子への変換によって形成されます。^[13]

主要なエアロゾルグループには、硫酸塩、有機炭素、黒色炭素、硝酸塩、鉱物粉塵、海塩などがあり、通常は凝集して複雑な混合物を形成します。^[10]エアロゾルには、物理​​的形状と生成方法によって分類されるさまざまなタイプがあり、ほこり、煙、ミスト、煙、霧などがあります。^[14]

エアロゾル濃度の測定法はいくつかある。環境科学や環境衛生では、質量濃度（M）がよく使われる。これは単位体積あたりの粒子状物質の質量で、μg/m ^{3などの単位で表わされる。また、単位体積あたりの粒子数である}数濃度（N ）もよく使われ、単位はm ³あたりの数やcm ³あたりの数などである。^[15]

粒子サイズは粒子特性に大きな影響を与え、エアロゾル粒子の半径または直径 ( d _p ) はエアロゾルの特性を評価するために使用される重要な特性です。

エアロゾルの分散度は様々です。実験室で生成できる単分散エアロゾルには、均一なサイズの粒子が含まれています。しかし、多分散コロイド系であるほとんどのエアロゾルは、さまざまな粒子サイズを示します。^[13]液滴はほぼ常に球形に近いですが、科学者は等価直径を使用して、非常に不規則な形状を含むさまざまな形状の固体粒子の特性を特徴付けます。等価直径とは、不規則な粒子と同じ物理的特性を持つ球状粒子の直径です。^[16]等価体積直径（d _e）は、不規則な粒子と同じ体積の球の直径として定義されます。^[17]また、空気力学的直径  d _aもよく使用されます。

人々は、次のようなさまざまな目的でエアロゾルを生成します。

• 機器の校正、研究、サンプリング装置や空気フィルターの試験のための試験用エアロゾルとして^[18]
• 消臭剤、塗料、その他の消費財をスプレーで届ける^[19]
• 散布および農業用途
• 呼吸器疾患の治療のため[ ²⁰ ]
• 燃料噴射システムやその他の燃焼技術において^[21]

エアロゾルを発生させる装置には以下のようなものがある: ^[3]

• エアゾールスプレー
• 噴霧ノズルまたはネブライザー
• エレクトロスプレー
• 電子タバコ
• 振動オリフィスエアロゾル発生器（VOAG）

大気エアロゾルには、火山性、砂漠性、海塩性など、生物起源と人為起源のさまざまな種類があり、地球の気候に大きな影響を与えます。火山性エアロゾルは、噴火後に成層圏で硫酸の液滴として形成され、最大2年間漂い、太陽光を反射して気温を下げます。砂漠性エアロゾルは、高高度に吹き飛ばされた鉱物粒子で、熱を吸収し、嵐の雲の形成を阻害する原因となる可能性があります。人為的な硫酸エアロゾルは、主に石油や石炭の燃焼によって生成され、雲の挙動に影響を与えます。^[4]

固体、液体を問わず、すべての水粒子はエアロゾルとして説明できますが、活性液滴や結晶を含む分散物（つまり雲）とエアロゾル粒子は区別されるのが一般的です。^[22]地球の大気には、さまざまな種類と濃度のエアロゾルが含まれており、その量は次のとおりです。

• 天然無機物：微細な塵埃、海塩、水滴
• 天然有機物：煙、花粉、胞子、細菌
• 煙、灰、塵などの人為的燃焼生成物

エアロゾルは都市生態系においてさまざまな形で存在します。たとえば、次のようなものです。

• ほこり
• タバコの煙
• エアゾールスプレー缶からのミスト
• 車の排気ガス中の煤や煙

地球の大気中にエアロゾルが存在すると、気候だけでなく人間の健康にも影響を及ぼす可能性があります。

火山の噴火により、大量の硫酸、硫化水素、塩酸が大気中に放出されます。これらのガスはエアロゾルとなり、最終的には酸性雨として地球に戻り、環境や人間の生活にさまざまな悪影響を及ぼします。^[24]

エアロゾルが汚染物質を吸収すると、地表や水域への汚染物質の沈着が促進されます。^[5]これは環境と人間の健康の両方に損害を与える可能性があります。

エアロゾルは、直接的および間接的な 2 つの方法で地球のエネルギー予算と相互作用します。

• 例えば、直接的な影響としては、エアロゾルが入射する太陽放射を散乱・吸収することが挙げられます。^[25]これは主に地表の冷却（太陽放射が宇宙空間に散乱される）につながりますが、地表の温暖化（入射する太陽エネルギーの吸収による）にも寄与する可能性があります。^{[26]これは}温室効果の追加要素となり、地球規模の気候変動に寄与します。^[5]
• 間接的な影響とは、エアロゾルが放射線と直接相互作用する地層に干渉することを指します。例えば、エアロゾルは下層大気中の雲粒子のサイズを変え、それによって雲が光を反射・吸収する方法を変え、地球のエネルギー収支を変えます。^[24]
• 人為起源のエアロゾルが実際に一部の地域では温室効果ガスの影響を相殺していることを示唆する証拠があり、これが北半球の表面温暖化が南半球よりも遅い理由であるが、これは単に北半球が南から暖かい海水を運ぶ海流を通じて後で熱を吸収することを意味するだけである。 [ ^27]しかし、地球規模で見ると、エアロゾル冷却は温室効果ガスによる加熱を完全に相殺することなく減少させる。^[28]

船跡雲は、静かな海中に船から排出される排気ガスの周囲に形成される雲である。排気ガスの微粒子（エアロゾル）の周りに水分子が集まり、雲の種を形成する。雲の種の上に水がどんどん蓄積され、目に見える雲が形成される。船跡雲の場合、雲の種は風が船の排気ガスを吹き飛ばした細長い経路に沿って広がるため、結果として生じる雲は海上に長い糸のように見える。^[29]

人間が作り出した温室効果ガスによる温暖化は、人間が作り出したエアロゾルの冷却効果によってある程度相殺されている。2020年には、燃料規制により国際海運からの二酸化硫黄排出量が約80％削減され、地球工学の予期せぬ終焉の衝撃をもたらした。^[6]

20μmの範囲のエアロゾルは、その「ジェットライダー」挙動（空気のジェットとともに移動し、ゆっくりと移動する空気の中で重力によって落下する）により、エアコンの効いた部屋で特に長い持続時間を示します。^{[30]このエアロゾルサイズは、} COVID-19の原始的な感染部位である人間の鼻に最も効果的に吸着されるため、^[31]このようなエアロゾルはパンデミックに寄与している可能性があります。^[32]

有効直径が10μm未満のエアロゾル粒子は気管支に侵入する可能性があるが、有効直径が2.5μm未満のエアロゾル粒子は肺のガス交換領域まで侵入する可能性があり^[33] 、これは人体の健康に有害となる可能性がある。

単分散エアロゾルの場合、粒子のサイズを表すには、粒子直径という単一の数値で十分です。しかし、多分散エアロゾルの粒子のサイズは、より複雑な粒度分布で表されます。この分布は、サイズ順に分類された粒子の相対量を定義します。 ^[34]粒度分布を定義する 1 つのアプローチでは、サンプル内のすべての粒子のサイズのリストを使用します。しかし、このアプローチは、数百万の粒子を含むエアロゾルを確認するのが面倒で、使いにくいことがわかっています。別のアプローチでは、サイズの範囲を区間に分割し、各区間の粒子の数 (または割合) を見つけます。これらのデータは、各バーの面積がそのサイズ ビン内の粒子の割合を表すヒストグラムで表すことができます。通常、ビン内の粒子の数を区間の幅で割って正規化するため、各バーの面積は、それが表すサイズ範囲の粒子の数に比例します。^[35]ビンの幅がゼロに近づく場合、頻度関数は次のようになる: ^[36]

${\displaystyle \mathrm {d} f=f(d_{p})\,\mathrm {d} d_{p}}$

どこ

${\displaystyle d_{p}}$粒子の直径です

${\displaystyle \,\mathrm {d} f}$は、直径が～の粒子の割合です。${\displaystyle d_{p}}$${\displaystyle d_{p}}$${\displaystyle \mathrm {d} d_{p}}$

${\displaystyle f(d_{p})}$頻度関数である

したがって、2つのサイズaとbの間の頻度曲線の下の面積は、そのサイズ範囲内の粒子の総割合を表します。^[36]

${\displaystyle f_{ab}=\int _{a}^{b}f(d_{p})\,\mathrm {d} d_{p}}$

これは総数密度Nの観点からも定式化できる: ^[37]

${\displaystyle dN=N(d_{p})\,\mathrm {d} d_{p}}$

球状のエアロゾル粒子を仮定すると、単位体積あたりのエアロゾル表面積（S ）は2次モーメントで与えられる：^[37]

${\displaystyle S=\pi /2\int _{0}^{\infty }N(d_{p})d_{p}^{2}\,\mathrm {d} d_{p}}$

そして第3モーメントは粒子の全体積濃度（V ）を与える： ^[37]

${\displaystyle V=\pi /6\int _{0}^{\infty }N(d_{p})d_{p}^{3}\,\mathrm {d} d_{p}}$

粒子サイズ分布は近似することができます。正規分布は、通常、大きな粒子の長い尾に関連する歪みのため、エアロゾルの粒子サイズ分布を適切に説明しません。また、多くのエアロゾルサイズのように、広い範囲で変化する量の場合、分布の幅は負の粒子サイズを意味し、これは物理的に現実的ではありません。ただし、テストエアロゾル、特定の花粉粒、胞子など、一部のエアロゾルには正規分布が適している場合があります。^[38]

より広く選択された対数正規分布では、数値頻度は次のように表される。^[38]

${\displaystyle \mathrm {d} f={\frac {1}{d_{p}\sigma {\sqrt {2\pi }}}}e^{-{\frac {(ln(d_{p}) -{\bar {d_{p}}})^{2}}{2\sigma ^{2}}}}\mathrm {d} d_{p}}$

どこ：

${\displaystyle \sigma}$はサイズ分布の標準偏差であり、

${\displaystyle {\bar {d_{p}}}}$算術平均直径です。

対数正規分布は負の値を持たず、広い範囲の値をカバーでき、多くの観測されたサイズ分布にかなりよく適合する。^{[39] [40]}

粒子サイズを特徴付けるために時々使用される他の分布には、粗く分散した塵や飛沫に適用されるロジン・ラムラー分布、極めて広い範囲のサイズの飛沫に適用される抜山・棚沢分布、大気エアロゾルに時々適用されるべき乗関数分布、粉末物質に適用される指数分布、そして雲滴にはクルギアン・マジン分布がある。^[41]

レイノルズ数が低い場合（<1）、ほとんどのエアロゾルの運動に当てはまりますが、ストークスの法則は流体中の固体球状粒子にかかる抵抗力を表します。しかし、ストークスの法則は粒子表面でのガスの速度がゼロの場合にのみ有効です。しかし、エアロゾルを特徴付ける小さな粒子（< 1 μm）の場合、この仮定は当てはまりません。この仮定の不備を説明するために、常に1より大きいカニンガム補正係数を導入することができます。この係数を含めると、粒子にかかる抵抗力とその速度の関係がわかります。^[42]

${\displaystyle F_{D}={\frac {3\pi \eta Vd}{C_{c}}}}$

どこ

${\displaystyle F_{D}}$球状粒子に働く抵抗力である

${\displaystyle \eta}$気体の動粘性である

${\displaystyle V}$粒子の速度は

${\displaystyle C_{c}}$カニンガム補正係数です。

これにより、静止した空気中で重力沈降する粒子の終端速度を計算することができる。浮力の影響を無視すると、次の式が得られる。^[43]

${\displaystyle V_{TS}={\frac {\rho _{p}d^{2}gC_{c}}{18\eta }}}$

どこ

${\displaystyle V_{TS}}$粒子の終端沈降速度です。

終端速度は他の種類の力に対しても導くことができる。ストークスの法則が成り立つ場合、運動に対する抵抗は速度に正比例する。比例定数は粒子の機械的移動度（ B ）である： ^[44]

${\displaystyle B={\frac {V}{F_{D}}}={\frac {C_{c}}{3\pi \eta d}}}$

任意の適切な初期速度で移動する粒子は、緩和時間に等しいe倍時間で指数関数的に終端速度に近づきます。 ^[45]

${\displaystyle V(t)=V_{f}-(V_{f}-V_{0})e^{-{\frac {t}{\tau }}}}$

どこ：

${\displaystyle V(t)}$時刻tにおける粒子の速度である。

${\displaystyle V_{f}}$最終的な粒子速度は

${\displaystyle V_{0}}$粒子の初期速度

非球形粒子の形状の影響を考慮するために、動的形状係数と呼ばれる補正係数がストークスの法則に適用されます。これは、不規則な粒子の抵抗力と、同じ体積と速度を持つ球形粒子の抵抗力の比として定義されます。^[17]

${\displaystyle \chi ={\frac {F_{D}}{3\pi \eta Vd_{e}}}}$

どこ：

${\displaystyle \chi}$動的形状係数

不規則粒子の空気力学的直径は、密度1000kg/m3で^不規則粒子と同じ沈降速度を持つ球形粒子の直径として定義されます。^[46]

滑り補正を無視すると、粒子は空気力学的直径d _aの2乗に比例する終端速度で沈降する。^[46]

${\displaystyle V_{TS}={\frac {\rho _{0}d_{a}^{2}g}{18\eta }}}$

どこ

${\displaystyle \\rho_{0}}$=標準粒子密度（1000 kg/m ³）。

この式は空気力学的直径を与える：^[47]

${\displaystyle d_{a}=d_{e}\left({\frac {\rho _{p}}{\rho _{0}\chi }}\right)^{\frac {1}{2}}}$

空気力学的直径を粒子状汚染物質や吸入薬に適用すると、そのような粒子が呼吸器のどこに沈着するかを予測できます。製薬会社は通常、吸入薬の粒子を特徴付けるために、幾何学的直径ではなく空気力学的直径を使用します。^{[引用が必要]}

これまでの議論は、単一のエアロゾル粒子に焦点を当てたものでした。これとは対照的に、エアロゾルダイナミクスは、完全なエアロゾル集団の進化を説明します。粒子の濃度は、多くのプロセスの結果として時間とともに変化します。研究対象のガス体積の外側に粒子を移動させる外部プロセスには、拡散、重力沈降、および粒子の移動を引き起こす電荷やその他の外力が含まれます。特定のガス体積の内部での2番目の一連のプロセスには、粒子形成（核形成）、蒸発、化学反応、および凝固が含まれます。^[48]

エアロゾル一般動力学方程式（GDE）と呼ばれる微分方程式は、これらのプロセスによるエアロゾル中の粒子の数密度の変化を特徴づけます。^[48]

${\displaystyle {\frac {\partial {n_{i}}}{\partial {t}}}=-\nabla \cdot n_{i}\mathbf {q} +\nabla \cdot D_{p}\nabla _{i}n_{i}+\left({\frac {\partial {n_{i}}}{\partial {t}}}\right)_{\mathrm {成長} }+\left({\frac {\partial {n_{i}}}{\partial {t}}}\right)_{\mathrm {凝固} }-\nabla \cdot \mathbf {q} _{F}n_{i}}$

時間の変化 = 対流輸送 +ブラウン運動の拡散+ ガス粒子相互作用 + 凝集 + 外力による移動

どこ：

${\displaystyle n_{i}}$サイズカテゴリの粒子の数密度は${\displaystyle i}$

${\displaystyle \mathbf {q} }$粒子の速度は

${\displaystyle D_{p}}$粒子のストークス・アインシュタイン 拡散係数である

${\displaystyle \mathbf {q} _{F}}$外力に関連した粒子の速度である

エアロゾル中の粒子や液滴が互いに衝突すると、凝集または凝集することがあります。このプロセスにより、エアロゾルの粒子サイズ分布が変化し、粒子の総数が減少するにつれて直径が増大します。^[49]場合によっては、粒子が多数の小さな粒子に砕けることがありますが、このプロセスは通常、エアロゾルとして考慮するには大きすぎる粒子で主に発生します。

粒子のクヌーセン数は、エアロゾルの挙動を支配する 3 つの異なる動的領域を定義します。

${\displaystyle K_{n}={\frac {2\lambda }{d}}}$

ここで、は懸濁ガスの平均自由行程、は粒子の直径です。^[50]自由分子状態の粒子の場合、K _n >> 1 であり、粒子は懸濁ガスの平均自由行程に比べて小さいです。^[51]この状態では、粒子はガス分子との一連の「弾道」衝突を通じて懸濁ガスと相互作用します。そのため、粒子はガス分子と同様に動作し、流線に沿ってブラウン運動により急速に拡散する傾向があります。自由分子状態における質量流束方程式は次のとおりです。 ${\displaystyle \lambda}$${\displaystyle d}$

${\displaystyle I={\frac {\pi a^{2}}{k_{b}}}\left({\frac {P_{\infty }}{T_{\infty }}}-{\frac {P_{A}}{T_{A}}}\right)\cdot C_{A}\alpha }$

ここで、aは粒子の半径、P _∞とP _Aはそれぞれ液滴から離れた場所の圧力と液滴の表面の圧力、k _bはボルツマン定数、Tは温度、C _Aは平均熱速度、αは質量適応係数です。^[要出典]この式の導出では、圧力と拡散係数が一定であると仮定しています。

K _n << 1のとき、粒子は連続体状態にあります。^[51]この状態では、粒子は懸濁ガスの平均自由行程に比べて大きく、懸濁ガスは粒子の周りを流れる連続流体として機能します。^[51]この状態での分子流束は、

${\displaystyle I_{cont}\sim {\frac {4\pi aM_{A}D_{AB}}{RT}}\left(P_{A\infty }-P_{AS}\right)}$

ここで、aは粒子Aの半径、M _Aは粒子Aの分子量、D _ABは粒子AとB間の拡散係数、Rは理想気体定数、Tは温度（ケルビンなどの絶対単位）、P _A∞とP _{AS は}それぞれ無限遠と表面の圧力です。^[要出典]

遷移領域には、自由分子領域と連続体領域の間に位置するすべての粒子、つまりK _n ≈ 1 が含まれます。粒子が受ける力は、個々のガス分子との相互作用とマクロな相互作用の複雑な組み合わせです。質量流束を表す半経験式は次のとおりです。

${\displaystyle I=I_{cont}\cdot {\frac {1+K_{n}}{1+1.71K_{n}+1.33{K_{n}}^{2}}}}$

ここで、I _{cont は}連続体領域における質量流束です。^[要出典]この式はフックス・ストゥギン補間式と呼ばれます。これらの式では、熱放出効果は考慮されていません。

エアロゾル分割理論は、エアロゾル表面での凝縮とエアロゾル表面からの蒸発をそれぞれ支配します。質量の凝縮により、エアロゾルの粒子サイズ分布のモードが増加します。逆に、蒸発によりモードが減少します。核形成は、気体前駆物質、具体的には蒸気の凝縮からエアロゾル質量を形成するプロセスです。蒸気の正味の凝縮には、過飽和、つまり蒸気圧よりも高い部分圧が必要です。これは、次の 3 つの理由で発生します。^{[引用が必要]}

1. システムの温度を下げると蒸気圧も下がります。
2. 化学反応により、ガスの部分圧が上昇したり、蒸気圧が低下したりすることがあります。
3. システムに蒸気を追加すると、ラウールの法則に従って平衡蒸気圧が低下する可能性があります。

核形成プロセスには2つのタイプがあります。ガスは、既存のエアロゾル粒子の表面に優先的に凝縮します。これは不均一核形成と呼ばれます。このプロセスにより、粒子サイズ分布のモードでの直径が、一定の数濃度で増加します。^[52]十分に高い過飽和と適切な表面がない場合、粒子は既存の表面がない状態で凝縮する可能性があります。これは均質核形成と呼ばれます。これにより、非常に小さく急速に成長する粒子が粒子サイズ分布に追加されます。^[52]

水はエアロゾル中の粒子を覆い、それらを活性化させます。これは通常、雲滴を形成する文脈で起こります（森林の木からのエアロゾルによる自然な雲の種まきなど）。[ ^53]ケルビンの式（液滴の曲率に基づく）に従うと、小さな粒子は大きな粒子よりも平衡を維持するために高い周囲相対湿度を必要とします。次の式は平衡時の相対湿度を示します。

${\displaystyle RH={\frac {p_{s}}{p_{0}}}\times 100\%=S\times 100\%}$

ここで、は平衡状態にある粒子上の飽和蒸気圧（曲がった液滴の周囲）、p ₀は飽和蒸気圧（同じ液体の平らな表面）、Sは飽和比です。 ${\displaystyle p_{s}}$

曲面上の飽和蒸気圧に関する ケルビン方程式は次のとおりです。

${\displaystyle \ln {p_{s} \over p_{0}}={\frac {2\sigma M}{RT\rho \cdot r_{p}}}}$

ここで、r _{p は}液滴の半径、σ は液滴の表面張力、ρ は液体の密度、M はモル質量、T は温度、R はモル気体定数です。

一般動力学方程式（GDE）には一般解は存在しない。 ^[54]一般動力学方程式を解くためによく使われる方法には以下のものがある。^[55]

• モーメント法^[56]
• モーダル/セクショナル法^[57]および
• モーメント積分法^{[58] [59]} / モーメントのテイラー級数展開法^{[60] [61]}および
• モンテカルロ法^[62]

エアロゾルは、その場で測定することも、地上ベースまたは空中ベースの リモートセンシング技術を使用して測定することもできます。

利用可能な現場測定技術には以下のものがあります。

• エアロゾル質量分析計(AMS)
• 差動移動度分析装置(DMA)
• 電気エアロゾル分光計（EAS）
• 空気力学的粒子サイズ測定装置 (APS)
• 空気力学的エアロゾル分類装置(AAC)
• 広範囲粒子分光計（WPS）
• マイクロオリフィス均一堆積インパクター(MOUDI)
• 凝縮粒子カウンター（CPC）
• エピファニオメーター
• 電気式低圧インパクター（ELPI）
• エアロゾル粒子質量分析装置(APM)
• 遠心粒子質量分析装置(CPMA)

リモートセンシングのアプローチには以下が含まれます。

• 太陽光計
• ライダー
• イメージング分光法

粒子は、鼻、口、咽頭、喉頭（頭部気道領域）、呼吸器系の深部（気管から終末細気管支まで）、または肺胞領域に沈着する可能性があります。^[63]呼吸器系内でのエアロゾル粒子の沈着場所によって、そのようなエアロゾルへの曝露による健康影響が大きく左右されます。^[63]この現象により、呼吸器系の特定の部分に到達するエアロゾル粒子のサブセットを選択するエアロゾルサンプラーが発明されました。^[64]

職業衛生上重要なエアロゾルの粒子サイズ分布のこれらのサブセットの例には、吸入可能、胸部、呼吸可能の画分が含まれます。呼吸器系の各部分に入ることができる画分は、気道の上部における粒子の沈着に依存します。^[65]吸入可能な粒子画分は、もともと空気中にあった粒子のうち鼻や口に入ることができる割合として定義され、外部の風速と風向、および空気力学的直径による粒子サイズ分布に依存します。^[66]胸部画分は、胸部または胸部領域に到達できる周囲のエアロゾル中の粒子の割合です。^[67]呼吸可能画分は、肺胞領域に到達できる空気中の粒子の割合です。^[68]空気中の粒子の呼吸可能画分を測定するには、サンプリングフィルターを備えたプレコレクターを使用します。気道が吸入された空気から粒子を除去するときに、プレコレクターは粒子を除外します。サンプリングフィルターは、測定のために粒子を収集します。プレコレクターにはサイクロン分離を使用するのが一般的ですが、他の技術としては、インパクター、水平エルトリエーター、大孔膜フィルターなどがあります。^[69]

大気モニタリングでよく使用される 2 つの代替サイズ選択基準は、 PM ₁₀と PM _2.5です。 PM _10は、 ISOによって、空気力学的直径 10 μm で 50% の効率カットオフを備えたサイズ選択入口を通過する粒子として定義され、 PM _{2.5 は}、空気力学的直径 2.5 μm で 50% の効率カットオフを備えたサイズ選択入口を通過する粒子として定義されています。 PM _{10 は}、ISO 7708:1995 の条項 6 で定義されている「胸部コンベンション」に対応し、 PM _{2.5 は}、ISO 7708:1995 の条項 7.1 で定義されている「高リスク呼吸コンベンション」に対応します。^[70]米国環境保護庁は、 1987年に総浮遊粒子状物質に基づく粒子状物質の古い基準をPM10に基づく別の基準に置き換え_[ ^71]、その後1997年にPM2.5（別名微小粒子状物質）の基準を導入した_。 [ ^72]

• エアロゲル
• エアロプランクトン
• エアロゾル感染
• バイオエアロゾル
• 沈着（エアロゾル物理学）
• 地球規模の暗化
• ネブライザー
• モノテルペン
• 成層圏エアロゾル注入

• 国際エアロゾル研究会議は、2020年1月21日にWayback Machineにアーカイブされました
• アメリカエアロゾル研究協会
• NIOSH 分析法マニュアル (エアロゾル サンプリングに関する章を参照)