气溶胶监测研究进展

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大气气溶胶实时监测研究进展,1,气溶胶：悬浮在大气中的液态或固态粒子,数量巨大、成分复杂、性质多样的一种污染物。,2,气溶胶的危害,气溶胶的危害,3,大气气溶胶的气候效应,4,气溶胶成为地球环境科学研究的热点,周秋菊,.,气溶胶研究,J.,科学前沿,5,(2 ),2010,5,大气气溶胶的分类,化学成分,:沙尘气溶胶、碳气溶胶、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。,粒径,：成核粒子（,10 -100n m,）,; 积聚粒子（0.1-2.5 um）; 粗粒子（大于2. 5 um ）,来源,：自然源和人为来源；,形成机制,：一次颗粒物和二次颗粒物。,6,气溶胶粒子的测量,传统离线分析技术的问题,过滤膜,基体的干扰,需要,长时间收集,足够的样品,不能出气溶胶粒子,最初的特性,发展实时在线测量的测量技术和测量设备成为一种迫切需求,.,7,实时粒径测量,实时测量粒径一般是,间接测量,，如测光散射（光学等效直径）、沉降速度（空气动力学粒径）、消光系数等。,弹性光散射法,双光束法,差分吸收法,8,弹性光散射法,100nm-2um的球形粒子根据散射光强度就可以计算粒径。,当粒径大于2um时，Mie散射，根据散射花样可以确定粒径。,激光衍射计能给出粒子尺寸、折射率、形状等信息。,Z. Ulanowski, R. S. Greenaway, Meas. Sci. Tech. 13(3), (2002).,9,双光束法,双束激光测量溶胶粒子的飞行速度，从而得到其的空气动力学粒径。,不受气溶胶粒子本身所固有的性质影响，提高了粒子粒径测量的精确度。,粒径范围很广,100 nm -20 m,10,差分吸收法（,DOAS）,DOAS是研究大气痕量气体的有力手段。,利用气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分和浓度.,11,大气消光系数（光学特性）来反演气溶胶浓度和粒谱分布等信息,司福祺,.,物理学报, 2006,55,(,6,),:3165,12,化学成分测量,光学方法,拉曼光谱法,紫外激发荧光法,质谱法,多粒子检测质谱,单粒子检测质谱,13,拉曼光谱法,线性和非线性拉曼散射可以分析单个粒子的化学组分、粒径、温度、物相，多相粒子的组成，以及液体颗粒的内含物。,Jonathan P. Reid and Laura Mitchem,.,Annu. Rev. Phys. Chem. 2006. 57:245,14,紫外激发荧光法,UV-APS商业化仪器,（500 nm-20m ）,。,用一束355 nm的脉冲激发光，检测器在420575 nm范围接受红移的荧光。,德国美因兹市近郊，生物,气溶胶大约占郊区气溶胶粗粒子的20%,Huffman,.,Atmos. Chem. Phys. 2010, 10, 3215,15,多粒子检测质谱,AMS用一个导热的钨表面来蒸发颗粒，导入EI离子化，用质谱检测，能测量难熔的无机和有机组分。,Canagaratna,M. R. et al. Mass Spectrom. Rev.2007, 26,:,185,16,单粒子检测质谱,实时单粒子质谱技术可以对单个颗粒进行详细的化学分析。,最早出现在,20世纪70年代，最近的几十年得到了很大的发展，现在已经是实时气溶胶实时检测的最常用方法。,17,基本组成部分,:,进样系统、气粒径测量系统、粒子电离及探测系统,David G. Nash,International Journal of Mass Spectrometry 258 (2006) 212,18,激光电离质谱,19,气溶胶实时监测,发展趋势,从人为源逐渐向天然源生物地球化学源发展,从总体气溶胶的研究向单个颗粒物发展，从微米量级向亚微米、甚至纳米量级发展,从无机成分向有机大分子、生物气溶胶分子发展。,20,小粒子的测量 (100nm),小颗粒易变化,质量小，化学成分痕量,Bryan R. Bzdek Analytical Chemistry, 20,10,82(19):,7871,21,Thank you!,22,