气溶胶化学成分的漫反射—FTIR快速定量分析方法研究

大气气溶胶是造成能见度下降的祸首和损害人体健康的元凶，是近年来研究的焦点和政府部门关心的热点。目前探测大气气溶胶化学成份浓度的方法，大多采用现场采样离线分析的方法，难以实现气溶胶污染物实时信息的精确获取。鉴于此，本项目提出一种大气气溶胶化学成分定量分析新方法，以实现气溶胶化学成份浓度的实时快速精确测量。.在本项目研究中，我们将从漫反射光谱定量分析依据-（K-M）函数出发，通过研究大气气溶胶化学成分的漫反射红外光谱特征，探索环境参数对气溶胶漫反射红外光谱的影响，研究仪器效应干扰导致谱线变化的影响机制，构建气溶胶化学成份参考光谱算法模型；研究气溶胶散射的谱项分离，建立非线性多元变量算法模型，探索气溶胶化学成份的反演算法，解决气溶胶化学成份定量分析方面的问题，为研究大气气溶胶污染物的实时监测和突发性事件的应急处理措施奠定理论和技术基础。

气溶胶PM2.5 是影响人类健康和形成灰霾的主要因素之一，已成为我们多数城市的首要污染物。研究大气气溶胶PM2.5 中不同化学成分的红外光谱特性，通过优先控制某一污染物的排放来提高大气能见度， 减少灰霾的发生。本项目主要通过研究气溶胶PM2.5中离子成分（硝酸根、硫酸根和铵根）的漫反射红外光谱特征，建立了硝酸根、硫酸根、氨根等离子的定量曲线方程，研究了湿度对离子红外光谱的影响规律，建立完成了硝酸根、硫酸根、氨等离子的标准参考光谱，在实验数据积累和理论分析的基础上,建立大气气溶胶化学成分多元变量算法模型和定量分析算法,定量分析算法拟合结果表明,拟合残差RMS低于1%，探测限分别达到硝酸根(0.63µg/ m3)、硫酸根(0.68µg/ m3)、 氨根(0.36µg/ m3)。计算结果和实际配比浓度的相关系数0.99，相对误差在5%之内。最后给出了科学岛上离子浓度变化序列。该方法实现大气气溶胶化学成份浓度快速、精确和非破坏测量,为气溶胶化学成分浓度的快速测量研究提供了技术基础,对研究大气化学反应机理、大气变化等方面都有很重要的作用。相关研究工作共发表和录用文章10篇，受理专利2项.