气溶胶测量01

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1、气溶胶测量原理、技术及应用南开大学环境科学与工程学院2008年9月25日课程组白志鹏教授吴建会讲师联系方式：zbai@nankai.edu.cnenvwujh@nankai.edu.cn公共邮箱：aerosolmeasurement@126.com目录第一部分基本理论1气溶胶测量的历史回顾2桥联科学及其在气溶胶测量中的应用:工具使用入门23气溶胶基本理论24气体与粒子运动25粒子的物理化学变化6气溶胶的粒度分布特征7气溶胶测量方法4目录第二部分技术8气溶胶的采样与输送9过滤收集10惯性、重力、离心和热收集技术211大气气溶胶组分的化学分析方法12单粒子分析13实

2、时单粒子分析214动力学质量和表面积测量15光学直读技术：光强度系统16光学直读技术：原位传感217利用粒子运动和光学检测的直读技术18电技术19凝结检测和扩散粒度分离技术220粒子的电动悬浮21仪器校准22粒度分布的数据分析和表达方法2目录第三部分应用23非球形粒子的测量方法：形状因子、分形分析以及纤维24生物粒子采样25工作场所气溶胶检测26矿井气溶胶检测227环境空气采样28短时粉尘的排放29室内气溶胶和暴露评价230利用飞行器测量气溶胶31高浓度、高温度下的气溶胶测量32通过气溶胶过程生产材料233无尘室中气溶胶的测量34放射性气溶胶35氡及其短期衰变产物

3、气溶胶236药用气溶胶和诊断用气溶胶的测量37呼吸毒理学：控制大气暴露的采样策略2第一部分基本理论气溶胶概论气溶胶是指长时间悬浮在气体环境中、能观察或测量到的液体或固体粒子的集合。气溶胶的颗粒粒径范围0.001～500μm，这些颗粒物粒径比气态分子大，比降尘粒径小。大气气溶胶的环境作用，已酿成全球性环境问题，引起了全世界的重视。此外，气溶胶对气候、人体健康、生物效应也有其特有的作用大气悬浮颗粒物粒径划分示意图D=2.5um（PM2.5）D=10um(PM10)D=100um总悬浮颗粒物(TSP)D：空气动力学直径，与粒子密度和形状有关Science307:1857

4、-1861,NewsFocus,March2005不同粒径粒子的停留时间停留时间（天数）停留时间（小时）停留在空中的百分比气溶胶与气候变化气溶胶粒子增加的直接效应是影响大气水循环和辐射平衡，这两种过程都会引起气候变化气溶胶颗粒具有各种粒度，决定了它对光的不同效应，如吸收、散射或反射作用，从而对气候产生直接或间接的效应。其直接效应是吸收或反射太阳的辐射，使地球的热平衡受到影响；其间接效应是对云的成核作用，使云的凝聚核增多，而增强云的反射特殊天气现象：沙尘暴、灰霾沙尘暴沙尘暴天气的危害生态环境恶化生产生活受影响生命财产损失交通安全（飞机、汽车等交通事故）不同观点沙尘气

5、溶胶对中国北方酸雨的中和作用，对硫酸盐气溶胶的形成及其分布，对海洋中微量成分循环过程的影响气溶胶与灰霾天气灰霾是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气浑浊，水平能见度减低到10公里以下的一种天气现象我国的部分区域存在着４个明显的大气棕色云区，即灰霾严重地区：北部的黄、淮、海地区；东部的长江三角洲；四川盆地；珠江三角洲广东省气象局设在番禺区的气溶胶移动观测站气溶胶与健康效应气溶胶体系其组成十分复杂，某些气溶胶含有40～50种元素。气溶胶的化学成分有无机物、有机物、微量元素及微生物空气污染的加重，是由于气溶胶与气态污染物的联合作用，使呼吸道病患者增多、

6、心肺病死亡日增的主要原因，细颗粒具有更大的环境活性，其中最多的组分是有机碳。（PAHs，重金属）炊事、家具、建筑装饰等释出室内空气污染，生物气溶胶（孢子、霉菌、细菌、螨虫、过敏原等）可对一些特定职业产生危害灰渣水泥颗粒物形态和成分物理性质尺寸粗粒子，细粒子，超细粒子表面表面积/质量，物理vs.功能表面积，生物吸附性形态球形，聚集态，纤维态质量浓度总质量，粒径分布相关的质量，空气颗粒物质量-通过滤膜采集到颗粒物的质量数量浓度电荷物理化学性质吸湿性、亲脂性、亲水性生物可利用性在生物介质中的溶解、穿透、和分布酸性氧化性表面和核化学表面反应，吸附的材料电荷与人体健康相关的

7、颗粒物化学成分(NRC,2004)与人体健康相关的颗粒物化学成分(NRC,2004)化学成分金属过渡态vs.其他化合态碳元素碳，有机碳（半挥发性有机物，吸附的挥发性有机物），按照温度分离的不同类种类和物种碳生物组分抗原，微生物，毒素（内毒素及其他），动植物残余物二次无机气溶胶硫酸盐，硝酸盐特定来源成分/颗粒物地壳元素（晶态），道路尘待发现和认识……0204060801000.010.1110100颗粒物空气动力学直径(微米)沉积百分比（%)鼻腔肺气管口腔正常呼吸状态下不同粒径的颗粒物在人体呼吸系统的沉积状况纵观气溶胶研究的发展，可以看出其趋势，已从人为源逐渐向天然

8、源、生物地