典型污染源大气气溶胶的粒谱特性研究

Atmospheric aerosol is an important component of atmospheric fine particulate matter (PM2.5), which can reduce atmospheric visibility, impact on the global climate change, and effect human health. But a detailed understanding of the assessment of the various factors on the aerosol size distribution and particle number concentration is lacking, and in general we need to pay more attention to the research of the impact of aerosol particles microphysical characteristics on visibility based on laser scattering theory for some representative areas. Therefore, the project intends to select representative pollution sources, use the spectrum of diagnostic techniques, combined with Wide-range Particle Spectrometer (WPS) based on Laser light scattering theory, thermo-optical analysis, and aerosol dynamics spectrometer, to detect the spectral characteristics of aerosol particles in typical pollution sources. Firstly, based on the laser light scattering theory, we comprehensively review the response of temperature on aerosol particle concentration in typical pollution sources, and will obtain the aerosol size distribution characteristics, and the effect of temperature variation on aerosol concentration and size distribution. Then, combined with aerosol analysis instruments such as thermo-optical analysis and aerosol dynamics spectrometer, this research will detect the effect of temperature on aerosol concentration and size distribution with the improving system, and get the information of the Microphysical Characteristics of the aerosol concentration and the distribution of the typical pollution sources, which provide a scientific basis for the prevention and treatment of aerosol pollution.

大气气溶胶是大气微细颗粒物(PM2.5)的重要组成部分，它降低大气能见度，影响全球气候变化和危害人类健康。目前，由于人们对于环境变化时各种因素对气溶胶粒谱分布特性仍缺乏充分的认识和详细的评估，特别是对基于激光散射原理的气溶胶典型污染源方面还存在很大的研究空间。因此，本项目拟选取代表性典型污染源，采用光谱诊断技术，结合基于激光散射原理的宽范围粒径谱仪、热光分析法及气溶胶动力学谱仪，探测典型污染源大气中的气溶胶粒谱特性。首先基于激光散射原理探测典型污染源大气气溶胶，获得气溶胶的粒谱分布图、温度变化对气溶胶的粒谱分布特征及其浓度变化规律，进而结合热光分析法和气溶胶动力学谱仪等气溶胶分析仪器，研究温度变化对气溶胶浓度及粒谱分布的影响和作用，得到典型污染源气溶胶浓度和粒谱分布等微物理特性，为气溶胶污染防治提供科学依据。

大气气溶胶是大气微细颗粒物(PM2.5)的重要组成部分，它降低大气能见度，影响全球气候变化和危害人类健康。目前，由于人们对于环境变化时各种因素对气溶胶粒谱分布特性仍缺乏充分的认识和详细的评估。本项目选取了典型污染源，采用光谱诊断技术，结合基于激光散射原理的宽范围粒径谱仪、热光分析法及气溶胶动力学谱仪，研究了典型污染源大气中的气溶胶粒谱特性。结果表明: (1)热光分析法对HULIS颗粒物中总有机碳浓度的实时变化情况的研究，确定了含碳比，分析不同源HULIS气溶胶特性，为大气污染监测研究和试验工作奠定基础；（2）气溶胶季节变化规律：气溶胶的质量浓度1月和4月明显比8月高，而且气溶胶出现的频率较多，夜间的气溶胶排放量比白天高，尤其是夜间24：00-2：00，气溶胶的排放量最高；(3)基于石墨烯的VOCs气体传感器的设计与建模，并对光电探测器及温度控制系统进行了仿真建模，保证了实验的顺利实施；（4）宽范围粒径谱仪研究温度对气溶胶浓度和粒径分布结果显示随着温度的升高，气溶胶中粒子数明显减少，而且大气环境中气溶胶的粒径大的粒子较多; (5)大气气溶胶前驱污染物α-蒎稀光电离和离解动力学研究得到了其电离能和光解离通道; (6)光吸收系数随着气溶胶浓度的增加而线性增加，滤膜透射率越高，相同气溶胶浓度下的光吸收越强; 通过向后轨迹法对气溶胶进行源解析，结果显示：春、夏、秋、冬不同的季节气溶胶的来源也不同，春季和冬季污染主要来源于西伯利亚等西北部，主要与供暖等煤的燃烧有关，夏季污染较轻，而且来源主要是海洋及当地的污染，秋季的污染介于夏季和冬季之间，既有来源于西北部的污染，也与当地的污染关系密切；不同季节气溶胶的湿沉降及气溶胶浓度结果显示夏季湿沉降值较高，气溶胶浓度较低，而冬季的湿沉降最低，气溶胶浓度相对较高，而春季虽然湿沉降也有较高的值，但气溶胶浓度最高。本项目的研究为典型污染源气溶胶浓度和粒谱分布等微物理特性提供了基础，为气溶胶污染防治提供科学依据。