北京、郑州和深圳三城市空气中气溶胶单颗粒特征的扫描电镜分析

分别采集北京、深圳和郑州3个城市气溶胶样品,使用场发射扫锚电镜-能谱仪观察气溶胶单颗粒的显微形貌和元素组成,并利用图像分析系统对PM2.5的粒径进行了分析。结果表明,城市气溶胶单颗粒类型以矿物颗粒、烟尘和球形颗粒(飞灰和二次粒子)为主。对比3个城市气溶胶中不同颗粒类型数量百分比发现,矿物颗粒数量最多的城市是北京,飞灰和烟尘数量最多的城市是郑州,而规则矿物颗粒数量最多的城市是深圳。3个城市气溶胶单颗粒的数量-粒径分布均呈单峰分布。深圳气溶胶中颗粒物的粒径相对较小,其次为郑州、北京。3个城市气溶胶中颗粒物来源不同程度上都受到交通污染源影响,而燃煤源对北京和郑州气溶胶中颗粒物来源影响仍然不容忽视。     

2013年1月京津唐地区霾事件气溶胶单颗粒形貌及硫酸盐化特征

2013年1月华北地区经历了重霾过程,为研究其污染特征,使用透射电子显微镜(TEM)及能谱(EDX)对北京、唐山和天津晴天和霾天气下气溶胶单颗粒基本形貌和硫酸盐化特征进行了分析。结果表明,华北地区气溶胶单颗粒包括矿物颗粒、硫酸盐颗粒、金属氧化物、烟尘集合体、有机颗粒和飞灰,仅在天津市样品中发现少量的Na Cl颗粒。对单颗粒的元素组成进行统计表明,华北地区晴天以富Si颗粒为主(31.0%),其次为富Ca颗粒(18.3%)、富Fe颗粒(14.1%)、富Cl颗粒(12.2%)等,霾天以富S颗粒为主(47.4%),其次为富Si颗粒(21.1%)和富Fe颗粒(13.4%)等。霾天气富Ca颗粒明显减少,同时在含S较高的颗粒中也含有Ca、K等元素,说明大气中含Ca、K等碱性矿物对雾水酸性有一定的缓冲作用。不同天气含S颗粒差异较大,霾天气明显高于晴天,S/Ca平均值在霾天明显较高,且大于0.8,说明在一定的SO2浓度下,大气湿度越大,硫酸盐化现象越明显,生成大量的硫酸铵盐。     

大气颗粒物理化特征和影响效应的研究进展及展望

大气颗粒物,尤其是细颗粒物PM_2.5,是有毒和有害物质的载体,对人体健康具有重要的影响,同时大气颗粒物具有吸湿性、光学吸收和散射能力以及云凝结核活性等,对环境和气候变化具有重要的作用,大气颗粒物进一步的长距离输送还会对区域和全球地球化学循环产生重要影响.总结了当前大气颗粒物的物理化学特征研究进展,分析了离线和在线分析技术在大气颗粒物主要组分检测中的应用,阐述了大气颗粒物源解析技术的应用现状,以及由于大气颗粒物污染对环境、气候、人体健康和地球化学循环等产生的影响,最后展望未来大气颗粒物研究的重点问题.      

青藏高原气溶胶单颗粒类型及粒度分布

应用场发射扫描电镜(FESEM)对青藏高原纳木错综合观测站和香格里拉本底站2011年7～8月份不同天气情况下收集的气溶胶样品进行研究。结果表明,区域内气溶胶单颗粒类型主要包括烟尘集合体、球形颗粒(焦油球、燃煤飞灰)、似球形颗粒、矿物颗粒、生物颗粒等,香格里拉的球形颗粒中出现了飞灰颗粒,而纳木错样品中没有。纳木错气溶胶颗粒的数量-粒度峰值和体积-粒度峰值分别出现在0.2～0.3 μm和1～2.5 μm,矿物颗粒数量和体积最多,分别占44.4%和61.7%。香格里拉气溶胶颗粒的数量-粒度峰值和体积-粒度峰值都呈现双峰分布,主峰均分布在>2.5 μm范围,矿物颗粒数量和体积最多,分别占51.7%和58.7%。细粒子和粗粒子分别为纳木错和香格里拉气溶胶的主要类型。纳木错气溶胶中矿物颗粒最多,数量百分比为44.4%,其次为烟尘集合体(29.5%)和球形颗粒(26.1%),香格里拉气溶胶中矿物颗粒数量百分比为51.7%,其次为球形颗粒(29%)和烟尘集合体(19.3%);纳木错气溶胶总颗粒物主要分布在0.2～0.3 μm粒径范围中,数量百分比为32.59%,其中矿物颗粒最多(15%),其次为球形颗粒(11.5%)和烟尘集合体(6.1%)。香格里拉气溶胶颗粒物主要分布在>2.5 μm粒径范围中,数量百分比为37.5%,其中矿物颗粒最多(17.9%),其次为球形颗粒(10%)和烟尘集合体(9.6%)。