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來源：互聯網

火山灰（volcanic ash），是火山噴發時形成的固體噴發物的一種，顆粒直徑小于2毫米的細小火山碎屑物。

火山灰由微小的鋸齒狀巖石、礦物質和火山玻璃碎片組成，其主要成分是二氧化硅（SiO2），約占成分的40%~60%，礦物質由二氧化硅顆粒以及少量鋁、鐵、鈣和鈉的氧化物組成。火山灰是一種硬磨料，有輕度腐蝕性，遇濕導電，不溶于水。火山灰一般呈黑色、灰色、黃色、白色等，是火山噴發中最常見的碎屑物，由于火山灰密度小、顆粒小，在火山噴發時的能量下火山灰能夠到達大氣層中幾十千米的高度，在平流層中可以懸浮幾個月至幾年之久。

火山灰漂浮在大氣層中形成含有大量二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）、氯化物、甲烷（CH4）組成的火山灰云，火山灰云在大氣層中會使對流層紫外線輻射增加，加速光化學煙霧形成，破壞臭氧層，長時間遮擋陽光，造成地表氣溫下降，火山灰會進入飛機發動機吸附在渦輪葉片上影響航空安全，其降落時含有腐蝕性的成分可能形成酸雨給生產和生活帶來不利影響，火山灰中含有的礦物質成分也被廣泛用作化肥、化工、美容等行業。1980年5月18日，圣海倫斯火山爆發，其大量的氣流和微粒以100米/秒的速度向火山北部移動，覆蓋了約600公里的區域。火山灰等火山噴發物形成巨大的蘑菇狀煙塵上升到25千米的高度。7.5萬年前，印度尼西亞多巴火山噴發形成的火山灰散布到北印度洋的大部分地區，并可能引發了向冰河時代氣候的轉變。2022年1月15日，湯加海底火山發生火山噴發，火山灰、氣體和蒸汽組成的火山噴發柱高達20千米，火山灰云團直徑約260千米，釋放二氧化硫40萬噸，湯加火山附近島嶼的建筑、道路、植被等幾乎全被火山灰覆蓋，受損嚴重，農作物也被火山覆蓋受災嚴重，空氣及飲用水受到污染，海洋生態遭到嚴重破壞。

火山灰特性

物理性質

物質組成

火山灰通常由火山玻璃、礦物質晶體和巖石碎片組成。

礦物形態學

密度

不同成分的火山灰密度各不相同。火山灰在干燥和濕潤狀態下的密度和重量也不相同。

其他

化學特性

火山灰主要由二氧化硅（ SiO2）、氧化鋁（Al2O3）、氧化鈣（CaO）、氧化鐵（Fe2O3）、氧化錳（MgO）、氧化鉀（K2O）和氧化鈉（Na2O）成分構成，其主要成分為SiO2，約占成分的40%~60%，不同種類的火山灰其成分含量也不相同。火山灰中含有硫酸離子等酸性腐蝕物，對金屬具有腐蝕性。火山灰中含有大量硅酸鹽礦物質，可以與水反應形成硅酸溶液，也可以與氫氧化鈣反應生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣或水化硫鋁酸鈣等反應產物，其中氫氧化鈣可以來源于外摻的石灰也可以來源于水泥水化時所放出的氫氧化鈣。

火山灰形成過程

火山灰形成于火山噴發期間，其來源主要是火山巖漿，火山巖漿中含有大量的水蒸氣和蒸發組分，在火山噴發時，其氣體和水蒸氣受壓力減少的影響迅速膨脹形成爆炸，爆炸將火山通道上方覆蓋的巖石層擊碎形成噴發住，巖漿在噴發的過程中被擊碎在高空中迅速冷卻固化，形成火山灰。火山噴發時爆炸的力量還會導致火山的內壁崩潰，在爆炸中形成更多的巖石碎片。小巖石碎片、火山玻璃和其他礦物與氣體和空氣顆粒混合形成火山灰柱、羽流和云。當熱氣、火山灰、巖石和凝固的熔巖碎片在噴發后回落形成火山碎屑密度流（PDC），火山碎屑密度流中的顆粒發生碰撞碎裂或磨損造成顆粒減少形成部分火山灰。

火山灰危害

生命健康

人體健康

火山灰對人體健康可大體分為呼吸系統影響、眼部影響、皮膚刺激三類。

2.眼部影響：火山灰中的砂粒容易進入眼睛導致眼角膜擦傷和結膜炎，常見癥狀有眼睛疼痛、發癢、充血有異物，眼睛分泌粘性物，撕裂眼角，角膜擦傷，急性結膜炎，眼球周圍結膜囊發炎導致眼睛發紅、灼痛和光敏感。

3.皮膚刺激：火山灰成分中還有酸性物質，可以對一部分人的皮膚造成刺激，導致皮膚發紅，發癢繼而引發感染。

動物

農業與畜牧業

火山灰可能對農作物的生產產生不利的影響，包括農作物減產、牲畜中毒、疾病、饑餓或死亡和供水污染。

農業

畜牧業

水系統

水源污染

供水及排水

社會生產

道路

航空與鐵路

建筑物

電力

火山灰用途

化肥材料

火山灰中富含鐵、鎂、鉀、硫、等礦物元素，可以起到改善土壤的物理和化學性質的作用。在一定條件下，火山灰可以在土壤上形成火山灰養分層，對農作物生長起到一定的促進作用；火山灰沉積物可以提供覆蓋效果并減緩土壤水分的蒸發損失，摻入顆粒大的火山灰可以起到改善土壤通氣和排水的作用。

建筑材料

火山灰具活性，在常溫和有水的情況下可與生石灰（CaO）反應生成具有水硬性膠凝能力的水合物，常備用作建筑材料中，如耐熱混凝土；水泥活性混合材料。火山灰中的浮石是一種具有導熱系數低、保溫、隔音、耐熱、抗熱脹冷縮、防蟲、防霉、抗化學腐蝕等特性的多孔質浮巖，被廣泛用于外墻墻體、隔音樓板、屋面保溫層、空心磚塊等建筑、保溫材料中去。

化工材料

火山灰中的火山玻璃和礦物質晶體具有較好的細度、角度和中等硬度，適合作為研磨材料，如拋光、洗滌和清洗劑，還被應用于玻璃、眼鏡、顯示屏、牙膏、肥皂等化工產品中。

火山灰中的玻璃碎片大致相當于長石和石英組成的熔塊，這種材料被廣泛用于陶瓷體和釉料中。

美容產品

火山灰不溶于水的部分在堆積后形成火山灰泥，火山灰泥是以火山玻璃為主要成分的深灰色到黑色的無黏性泥，被廣泛用到醫學理療、養生保健方面。火山泥含有鎂鹽、鉀鹽、碘及其他微量元素等對人體具有抗氧化作用，可以起到緩解疲勞、減輕壓力、消除疼痛的作用，常被用于火山溫泉泥浴，是溫泉洗浴常見的一種方法。火山灰泥的美容制品具有美白、消炎、殺菌、激活皮膚細胞、淡化色斑等功效，被廣泛用于化妝品行業。

其他用途

火山灰監測及預警

火山灰監測

火山灰可以通過多種方法進行監測，其常用的監測方法有飛機監測、地面監測、遙感監測三種。

飛機監測：飛機監測是使用飛機、衛星等設備對火山灰進行監測，可以獲取火山灰的分布、濃度等信息。

地面監測：地面監測是在火山周圍設立監測站，在空氣中采集火山灰樣品，通過化學分析等方法來檢測火山灰的成分和濃度等信息。

遙感監測：遙感監測是目前火山灰監測的主要途徑，主要利用衛星系統、雷達系統的遙感技術，對火山進行監測和分析。

火山灰預警

火山灰預警體系是由火山灰檢測機構和科研人員利用衛星、雷達、地震儀等火山監測手段對火山活動監測、分析、模擬和預測的體系。世界上多個國家都已建立起火山監測站系統，但很少有國家建立起健全的火山灰預警體系，日本是一個多火山活動的國家，2015年期開始了火山灰降落預報，設立了較為全面的火山灰預警系統，分別在火山噴發前、噴發時和噴發后，根據天氣狀況和噴發狀況發布不同的預報，預報體系中包含火山灰什么時候降落，降落在什么地方，降落量是多少，落灰量根據積灰的厚度分為大量（1毫米或更多）、有點大量（0.1-1毫米）和小量（小于0.1毫米）三種。

火山灰防護與清理

火山灰防護措施

火山灰清理

火山灰的附著可以對建筑物、設備設施造成巨大的磨損和毀壞，及時清理清理城市地區的灰燼對于最大程度地減少損壞和破壞至關重要。清除、運輸和處置火山灰是一項骯臟、耗時且成本高昂的工作，火山灰有磨損性、輕質性、吸附性、易凝固等諸多特點，需要及時清理掉火山灰燼，防止灰燼再流動或灰燼膠結造成重復清潔或多次清理。火山灰清理應制定好穩定沉積物的策略，準備好相應的材料，盡量做到火山灰燼與含水層和低滲透層隔離，要盡可能的及時處理防止灰沉積物凝固，在清理火山灰時應注意以下幾點。

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