大气颗粒物数浓度及粒径分布测量技术_宽范围颗粒物分光计

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1、万方数据大气颗粒物数浓度及粒径分布测量技术：宽范围颗粒物分光计王忠训1曹大勇1张玉玲1高健2(1山东省环境保护科学研究设计院山东250013；2山东大学环境研究院山东250100)E—mail：cdyl9777@163．t30m摘要介绍了大气颗粒物数浓度及粒径分布观测仪器一宽范围颗粒物分光计的构造原理、性能特点及操作中的质量控制与保证规程，并对存在的问题进行了论述。关键词超细颗粒物；数浓度；粒径分布；宽范围颗粒物分光计中图分类号X513SurveyTechnologyofAtmosphericParicleNumberC

2、oncentrationandDiameterDistribution：Wide—rangeParticleSpectrometerWangZhongxunl，CaoDayon91，ZhangYulin91，GaoJian2(1ShandongAcademyofEnvironmentalScience，shandollg，250013China)2EnvironmentalresearchinstitutionofShandongUniversity，Shandong，250100，China)AbstractAbstr

3、act’11leconformationprinciple．performancecharacterandqualitycontrolandguaranteerulesduringoperationofWide—rangeParticleSpectrometer，aapparatusofobservingatmosphericpariclenumberconcentrationanddiameterdistribution，havebeenintroduced，andtheexistentproblemshavebeen

4、discussedatthesametime．Keywordshyper—exiguousparticle；numberconcentration；diameterdistribution；Wide—rangeParticleSpectrometer1引言大气颗粒物，尤其是细颗粒物的粒径小、表面极大、数量多，在大气化学过程中起着十分重要的作用⋯。其中，大气气溶胶颗粒物的数浓度和粒径分布信息是了解气溶胶对气候、大气能见度及人体健康影响的重要信息呤。J。近年来针对大气细颗粒物粒径分布的研究无论是在公众健康还是在大气环境化学研

5、究领域都引起了极大的关注，该领域科学家针对全球100多个不同类型站点颗粒物的粒径分布特征进行了研究，对象站点覆盖了城市、郊区、偏远地区等哺】。随着微电子学和计算机科学的进步，气溶胶仪器也得到了极大的发展，逐渐出现了体积小、重量轻、方便实用的气溶胶测量仪器，对颗粒物粒径的检出限可以达到10纳米以下。这些先进仪器的出现为研究者了解大气中新颗粒物的形成、增长过程等提供了有力的途径。2颗粒物粒径分布仪器发展通常意义上讲，直径在3到20纳米之间的颗粒收稿日期：2007—03—30作者简介：王忠训，高级工程师，山东省环境保护科学研究

6、设计院。112物被称作“凝结态”气溶胶(某些研究中亦被称作超细粒子模态)，在此模态中的颗粒物主要是由气态前体物的凝结和生长产生的。其他模态的颗粒物被归类为Aitken模态(20一90纳米)，积聚模态(90一1000纳米)和粗粒子模态(颗粒物直径大于1000纳米)。传统上的单机激光散射仪可以得到的最小检测限是0．1斗m，最高检测限是3到lo斗m。对DMPS或SMPS来说，典型的检测范围是0．01斗m到0．5斗m。在WPS中，各项单机检测器的联合使用将测量范围扩大到lOnm到10000nm(0．01¨m到lOl山m)。开发宽

7、范围气溶胶分析仪的最早的尝试应该推溯到ProLKennethT．Whitby和他在t}leParticleTechnologyLaboratoryattheUniversityofMinnesota的研究团队，并在洛杉矶光化学烟雾研究中得到发展[7]。同时，为了了解洛杉矶光化学气溶胶的性质，这项研究中许多气溶胶分析仪器也应用在测量0．002“m到501xm的颗粒物，研究中应用了一个WhitbyAerosolAnalyzer(WAA)。一个凝结核计数器(CNC)和三个光学颗粒物计数器(OPC’s)。WhitbyAeroso

8、lAnalyzer(WAA)是由一个单极漫射电极和一个积分ModemScientificInstmments2008l万方数据动态分析仪组成的，其利用动态分级和静电计电流检测来测量0．01trm到0．5wm的颗粒物粒径分布。气溶胶电分析仪哺1是由DMPS(微分动态颗粒物分光计)和sips(扫描动态颗粒物分光计)系统连