雾霾和沙尘污染天气气溶胶单颗粒研究

前言

1大气颗粒物的研究意义

1．1气溶胶的气候意义

1．2气溶胶的组分、粒径和混合状态

1．3国内气溶胶单颗粒研究进展

1．4单颗粒的仪器分析方法

1．4．1扫描电镜

1．4．2透射电镜

1．4．3气溶胶飞行质谱仪

1．4．4环境扫描电镜和环境透射电镜

1．4．5其他单颗粒分析方法

1．4．6气溶胶单颗粒技术在气溶胶研究中的不足之处

2灰霾期间空气污染的现状与评价

2．1空气污染现状

2．2采样和实验设备

2．2．1采样点

2．2．2沙尘暴、灰霾和雾的区别

2．2．3采样仪器介绍

2．2．4样品信息

2．2．5实验设备介绍

2．2．6 K：S0。和KN（）。标准颗粒的实验室制备

2．2．7透射电镜实验分析

2．2．8扫描电镜实验分析

2．2．9图像分析

2．2．10矿物颗粒的X射线分析

3灰霾气溶胶颗粒的来源和类型

3．1灰霾气溶胶颗粒的研究现状

3．2灰霾事件描述

3．3灰霾气溶胶颗粒类型

3．4气溶胶单颗粒来源及混合颗粒

3．5小结

4灰霾和沙尘暴期间矿物颗粒表面的硝酸盐

4．1矿物颗粒非均相化学反应的研究意义

4．2中国北方的区域性灰霾和沙尘事件

4．3带壳的矿物颗粒

4．4矿物颗粒表面壳的比较

4．4．1矿物颗粒相关的大气化学反应

4．4．2研究结果在大气科学中的应用

4．5结论

5气溶胶中有机组分的混合状态

5．1有机气溶胶研究的气候意义

5．2水透析实验

5．3有机组分内混于无机颗粒

5．3．1颗粒物的分类

5．3．2单颗粒的水透析实验

5．4大气科学的应用

5．5结论

6农业生物质燃烧的气溶胶单颗粒研究

6．1生物质燃烧研究的重要性

6．2区域灰霾的描述

6．3气溶胶的粒径分布及主要类型

6．3．1气溶胶的粒径分布

6．3．2富钾颗粒

6．3．3富硫颗粒

6．3．4烟尘颗粒

6．3．5非挥发性有机气溶胶

6．4农业生物质燃烧影响的灰霾事件

6．5农业生物质燃烧排放对灰霾形成的影响

6．6中国大气灰霾事件的进一步思考

6．7小结

7雾天条件下矿物颗粒的物理化学特性

7．1雾中气溶胶研究现状

7．2雾中矿物颗粒的TEM和SEM分析

7．2．1矿物颗粒的数量粒度分布

7．2．2矿物颗粒的类型

7．2．3矿物颗粒中S的分布

7．3矿物颗粒的化学修改机理及雾的形成过程

7．4结论

8亚洲沙尘暴颗粒的组分及其非均相化学反应

8．1亚洲沙尘暴期间沙尘颗粒研究现状

8．2 三次沙尘暴事件

8．3气溶胶单颗粒的形貌特征

8．4沙尘颗粒的矿物类型

8．4．1沙尘单颗粒中钙的分布

8．4．2沙尘单颗粒中硫的分布

8．5三次沙尘事件研究结果对比

8．6小结

9北京特大沙尘暴颗粒的矿物组成分析

9．1沙尘暴研究的意义

9．2特大沙尘暴的后向气流轨迹图及PM10质量浓度变化

9．3矿物颗粒的粒度分布

9．4 XRD半定量分析

9．5特大沙尘暴期问研究结果对比

9．6结论

10沙尘暴期间的降尘矿物学研究及来源分析

10．1亚洲沙尘暴研究的概述

10．2沙尘暴降尘中矿物来源、粒度和组分

10．3不同沙尘暴期间沙尘颗粒矿物组分对比

10．4不同沙尘暴期问黏土矿物组分对比

10．5结论

《雾霾和沙尘污染天气气溶胶单颗粒研究（中英双语版）》分析了中国北方的灰霾、亚洲沙尘暴和雾等极端污染天气条件下的气溶胶单颗粒的特性，以揭示不同类型单个颗粒物的粒度、混合状态、大气化学组分，以及不同类型气溶胶在不同粒度上的丰度；并采用电子衍射理论以确定气溶胶颗粒的晶体类型。研究表明，区域性灰霾天气条件下，粒度小于10μm的气溶胶颗粒类型包括；矿物、烟尘、飞灰、有机物、金属（富Fe和含Zn）颗粒和复杂的二次气溶胶颗粒（Ca-S、富K和富S）。根据气团的反轨迹分析与卫星探测的火势图显示，灰霾天气期间到达北京上空的气团几乎都来自于北京的南和东南部，并且经过农业桔杆燃烧区域和重工业省份。通过沙尘暴气溶胶颗粒研究发现，56-64%的沙尘颗粒内部含有混合硫酸盐，其中，细颗粒内的混合硫的含量高于粗颗粒的。在灰霾天气条件下，矿物颗粒表面覆盖一层硝酸盐，它们的形成与矿物颗粒中碱性组分密切相关。在雾天气条件下，S/Ca的比值高达非雾时的8倍以上。另外，北京市大气中气溶胶颗粒普遍混含有机物，这些颗粒态有机物的形成与无机颗粒成分和吸湿性相关。