大气气溶胶粒径分布特征与呼吸系统暴露评估研究进展

近年来气溶胶污染被社会各界密切关注.大气气溶胶的粒径分布和污染物组成特征研究是探究大气气溶胶污染成因的基础,同时也是准确评估人体暴露于气溶胶污染导致的健康风险的关键.多级采样器可分粒径采集大气气溶胶,通过模拟人体呼吸系统进而准确量化大气气溶胶组分被吸入后在人体的沉积部位和沉积量,从而被应用至大气气溶胶粒径分布特征和人体健康风险评估的研究中.本文介绍了大气气溶胶粒径分级方法,探讨了应用多级采样器在气溶胶粒径分布研究中存在的主要问题及解决方案,并综述了大气气溶胶粒径分布特征和人体呼吸系统暴露评估的研究进展,最后结合当前的研究现状对大气气溶胶在粒径分级和人体健康风险研究领域的未来发展方向进行了展望.     

大气气溶胶对气候与生态系统影响的综合评述

在广泛收集国内外有关大气气溶胶对气候与环境生态系统影响文献的基础上,对我国大气气溶胶的排放状况、大气气溶胶对气候系统直接和间接影响研究以及大气气溶胶的气候和生态环境效应等方面做了综合评估。      

人为排放气溶胶引起的辐射强迫研究

利用建立的大气气溶胶辐射强迫模式,对我国历年大气气溶胶(TSP和硫酸盐气溶胶)引起的直接辐射强迫进行了计算,并给出其全国分布。得到了一些有意义的结果:我国大气气溶胶引起的辐射强迫与我国能源,特别是燃煤的消耗量密切相关,随着消耗量的增加,大气气溶胶(TSP和硫酸盐气溶胶粒子)引起的辐射强迫也增加;指出在利用辐射模式讨论大气气溶胶引起的直接辐射强迫时,不能忽视扬尘和沙尘的作用;我国由于大气气溶胶引起的直接辐射强迫主要集中在工业比较发达的城市或地区,四川盆地由于其特殊的地理位置和气候条件,在该地区因大气气溶胶产生的辐射强迫始终比较大。      

广州城市建筑对气溶胶扩散阻碍作用的遥感分析

应用遥感方法提取了广州城市上空的大气气溶胶分布信息和城市建筑容积率信息 ;从大气气溶胶与城市建筑容积率空间相关性和大气气溶胶与建筑容积率分级关系两个方面 ,分析了广州城市建筑对大气气溶胶扩散的阻碍作用 ,证明广州城市建筑容积率为 5 6是影响气溶胶扩散作用的阈值 .     

中国大气气溶胶粒谱分布研究进展

大气气溶胶粒子浓度和粒径分布受不同环境和气象条件制约,分析其分布特征对研究大气环境具有重要意义。该文综合论述了近20年来中国大气气溶胶的谱分布研究进展,重点讨论了背景大气气溶胶、城市型气溶胶、海洋型气溶胶和沙尘气溶胶谱分布特征及相应的对数正态分布谱分布函数参数值,介绍了气溶胶谱分布垂直分布特征,并简述了气溶胶谱分布对大气能见度、人体健康及其对新粒子形成的影响,为大气环境相关研究以及各种气候模式提供参考。     

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(II)—空中大气气溶胶污染特征研究

大气气溶胶在酸性降水中的作用非常重要。在“八五”期间酸性降水的研究中,进行了华北地区冬季空中大气气溶胶污染特征的分析和研究,填补了国内外相关研究领域的空白。结果表明,华北地区冬季空中大气气溶胶污染比较严重,形成了浓度与地面相近的空中污染区域,大气气溶胶主要来源于煤炭燃烧等人为过程。同时大气气溶胶具有较强的酸性,有利于酸性降水的形成。      

中国华北地区冬季大气污染物航空测量(Ⅱ)--空中大气气溶胶污染特征研究

大气气溶胶在酸性降水中的作用非常重要.在"八五"期间酸性降水的研究中,进行了华北地区冬季空中大气气溶胶污染特征的分析和研究,填补了国内外相关研究领域的空白.结果表明,华北地区冬季空中大气气溶胶污染比较严重,形成了浓度与地面相近的空中污染区域,大气气溶胶主要来源于煤炭燃烧等人为过程.同时大气气溶胶具有较强的酸性,有利于酸性降水的形成.     

PM2.5中水溶性有机物吸光特性的模拟研究

研究建立了超声雾化器与光声光谱仪,扫描电迁移率颗粒物粒径谱仪联用的分析系统,将深圳市2011年夏季采集的PM2.5膜样品提取液雾化发生气溶胶,使之进入光声光谱仪检测其吸光强度以研究气溶胶中水溶性有机物(WSOM)的吸光特征.结果表明:观测期间PM2.5中WSOM平均质量浓度为(4.3±2.3)μg/m3,分别占PM2.5和OM质量浓度的11.9%±4.8%和49.2%±18.5%.WSOM在405,532,781nm波长下的质量吸收效率值(MAE)分别为(0.55±0.31),(0.54±0.31),(0.21±0.13)m2/g.经计算所得:深圳市夏季大气PM2.5中WSOM在405,532,781nm波长下的平均吸收系数分别为(2.30±1.08),(2.25±1.26),(0.86±0.45)Mm-1,对应的WSOM对大气PM2.5整体吸光效应的贡献率分别为7.6%,10.6%和5.8%,说明WSOM对PM2.5整体吸光效应的贡献不容忽视,有机气溶胶在大气灰霾中的能见度损害作用值得进一步深入研究.     

气溶胶对人体健康的威胁

气溶胶是指悬浮在气体中的固体和（或）液体微粒与气体载体共同组成的多相体系。相应地,大气气溶胶是指悬浮在大气中粒径大小在0．01～100微米之间的固态和液态微粒共同组成的多相体系,主要是包括六大类7种粒子：沙尘气溶胶、碳气溶胶（黑碳和有机碳气溶胶）、硫酸盐气溶胶、硝酸盐气溶胶、铵盐气溶胶和海盐气溶胶。大气气溶胶的自然来源有火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等;人为源的气溶胶主要包括煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质以及机动车产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。大气气溶胶粒子的寿命通常只有约一周,     

青岛沿海大气气溶胶中海盐源的贡献

重点研究青岛沿海地区大气气溶胶的海盐来源 .在 Na主要来自于海盐 ,Cl存在亏损的情况下 ,为确定大气气溶胶中的海盐源贡献率 ,将 Na和 Cl作为海盐源参比元素计算得到的海盐源贡献率分别作为上限和下限 ,得出青岛沿海地区大气气溶胶中海盐源的年均质量浓度贡献率大致为 6.3%～ 9.7%.海盐源对气溶胶的贡献随气溶胶粒径增大而增加 .青岛沿海大气气溶胶氯亏损在 36.2 %～ 65.9%范围内 ,是大气中气态无机氯的来源之一 .     

香港大气气溶胶组成与特征

选用香港空气质量监测网中11个监测站1990～1994年间TSP（总悬浮粒子）和RSP（可吸入悬浮粒子）的监测数据,分析香港大气气溶胶的化学组成与时空变化。香港大气气溶胶的浓度较低,其浓度的季节变化主要受气候变化的影响。C是大气气溶胶中最重要的化学成分,它支配着气溶胶的季节和空间变化。SO^2-₄、NH⁺₄和NO^-₃的浓度很低,空间分布很均匀,其季节变化主要受东亚季风控制。海洋气溶胶主要以较大的颗粒形式存在,它的来源稳定且空间分布较均匀。扬尘浓度主要受降雨和湿度的影响。V和Ni浓度的季节变化与燃料油消耗量的季节变化相同,其空间的变化反映了当地工业窑炉排放对香港气溶胶的影响     

Optical counter response to monodisperse atmospheric aerosols

The response of a single particle optical counter to monodisperse fractions of ambient Los Angeles aerosols was determined. The monodisperse atmospheric aerosols were obtained using a differential mobility analyzer to select particles of a unifom geometric diameter. The optical counter response for atmospheric aerosols was compared to that for polystyrene latex spheres and to oleic acid particles of the same geometric diameter. Measurements were done with a Particle Measuring Systems (Boulder, CO) LAS-X optical counter of the type used for the Southern California Air Quality Study. The responses to atmospheric particles with diameters of 0.30, 0.38, 0.497 and 0.624 μm were measured at different times between 16 and 30 July 1987. The atmospheric aerosols were found to scatter less light than polysterene latex particles (refractive index = 1.59−0.0i), but about the same amount of light as oleic acid spheres (1.46−0.0i) of the same geometric diameter. On several occasions it was found that atmospheric particles of 0.497 μm geometric diameter produced two distinct optical diameters, indicating heterogeneity in composition among individual particles of this size.     

江浙沪春节燃放烟花爆竹对垂直大气的影响

基于美国宇航局(NASA)的CALIPSO星载激光雷达L1卫星监测数据,通过分析532 nm总后向散射系数、体积退偏比和色比,对江浙沪地区2009—2014年春节期间大气气溶胶光学与微物理特性进行研究,揭示了江浙沪地区春节期间大气气溶胶散射强度、颗粒规则性与颗粒大小的垂直分布特征.结果表明,燃放烟花爆竹产生的颗粒物主要聚集于对流层中低空,使低层大气散射能力增强、颗粒物尺度增大,使对流层中层大气颗粒物不规则性增强;气溶胶散射能力随高度增大单调减弱,不规则气溶胶在6~8 km高度内占比最大,颗粒随高度增大单调减小;对比各年情况发现,散射能力逐年增强.     

化学电离技术在大气气溶胶质谱分析中的应用与展望

化学电离技术在大气气溶胶质谱分析中的应用已较为广泛.本文对化学电离质谱的结构与工作原理进行了简介,重点归纳总结了近年来化学电离质谱技术对大气自由基和痕量气体的测量、在有机气溶胶的外场观测和实验室研究中的应用与进展情况,探讨了目前研究中尚待解决的难点问题,并对化学电离质谱未来的研究工作及发展趋势进行了展望.     

Au nanoring arrays as surface enhanced Raman spectroscopy substrate for chemical component study of individual atmospheric aerosol particle

Monolayer-ordered gold nanoring arrays were prepared by ion-sputtering method and used as surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates to test the individual atmospheric aerosols particle. Compared to other methods used for testing atmospheric aerosols particles, the collection and subsequent detection in our work is performed directly on the gold nanoring SERS substrate without any treatment of the analyte. The SERS performance can be tuned by changing the depth of the gold nanoring cavity as originating from coupling of dipolar modes at the inner and outer surfaces of the nanorings. The electric field exhibits uniform enhancement and polarization in the ordered Au nanoring substrate, which can improve the accuracy for detecting atmospheric aerosol particles. Combined with Raman mapping, the information about chemical composition of individual atmospheric aerosols particle and distribution of specific components can be presented visually. The results show the potential of SERS in enabling improved analysis of aerosol particle chemical composition, mixing state, and other related physicochemical properties.     

黄渤海上空气溶胶类型判别及其成因分析

气溶胶是大气环境的重要组成部分,其对天气和气候变化有重要影响,对人类健康也有危害.对气溶胶类型的区分有利于判别气溶胶的来源,这对控制气溶胶污染源、改善区域环境质量有重要的推动作用.本文基于黄渤海区域6个观测点的实测数据和卫星遥感数据,采用聚类分析方法对黄渤海上空的气溶胶进行分类,并采用拉格朗日轨迹追踪法判定气溶胶的来源...     

北京及周边地区大气近地面层真菌气溶胶的变化特征

2005年4月~2006年10月期间,利用Andersen六级空气生物采样器分别在北京、兴隆和香河3地区不同的季节进行外场采样观测,研究了大城市及其周边地区近地面层大气中真菌气溶胶菌群种类与浓度,粒度的季节变化规律及其分布特征.研究发现,3地区大气中真菌气溶胶的生物多样性变化明显,其优势菌群类型的季节变化显著;3地区大气真菌气溶胶数浓度的季节变化规律各不相同;北京市大气中真菌气溶胶数浓度的日变化显著,但未发现固定模式.     

Evaluation of absorption properties of atmospheric aerosols at solar wavelengths based on chemical characterization

The imaginary part of the complex index of refraction of atmospheric aerosols was determined by calculation based on chemical characterization. Atmospheric aerosols in Sapporo were chemically characterized, and were estimated to be mainly composed of elemental C, organics, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃, sea salt and soil particles. Using the complex index of refraction of each chemical species, the volume extinction and scattering coefficients of the particles composed of the chemical species were calculated, using Mie scattering theory. The single scattering albedo of the aerosols was obtained as the ratio of the total volume scattering coefficient to the total volume extinction coefficient. The imaginary part of the complex index of refraction of the aerosols was determined by matching the calculated sigle scattering albedo for the aggregate aerosol to that calculated from the sum of the individual aerosol components. The monthly mean imaginary part of the complex index of refraction of aerosols in Sapporo ranged from 0.024 in August to 0.047 in February in 1982.The atmospheric solar heating rate was calculated by solving the equation of radiative transfer in turbid atmospheres. It was estimated that the atmospheric boundary layer in Sapporo was heated at the rate of 2.0–2.5°C day⁻¹ in February as a result of absorption of visible solar radiation by aerosols.     

Properties of atmospheric aerosols inverted from optical remote sensing

A new approach is proposed for optical remote sensing of atmospheric aerosols. A multiwavelength radiometer was used to measure direct solar radiation and sky radiation on the solar almucantar. The scattering phase function, the atmospheric optical depth, and their variation with wavelength were inverted simultaneously. A ‘reserve’ method was used to obtain the size distribution and refractive index of atmospheric aerosols. The results indicated that in Beijing city, the minimum total optical depth was 0.33 measured in September and October, and the maximum was 0.462 measured in March. The average value of the imaginary part of refractive index was 0.034 (0.532 μm) measured in winter (heating periods), and was only 0.016 (0.532 μm) measured in nonheating periods. A parallel observation was made to check the remote method, in which the aerosol size distribution was measured with a cascade sampler and the absorption coefficient of aerosols was obtained with the integrating plate method. The agreement of the results showed that the approach proposed was useful.     

青岛大气气溶胶中水溶性有机氮对总氮的贡献

有机氮是大气气溶胶中重要的氮组分,其沉降入海后不仅能够促进海洋初级生产力的增长,还可能影响海洋生态系统的群落结构.利用2008年1～12月在青岛采集的64个总悬浮颗粒物样品,分析了其中水溶性有机氮的浓度.气溶胶中有机氮的浓度为30～2 073 nmol·m-3(100～12 157 μmol·g-1),以12月浓度最高...