大气颗粒物化学组成分析*

大气颗粒物的化学组成非常复杂,其中包括大量矿质氧化物、可溶性硫酸盐、硝酸盐、海盐、多环芳烃、有机酸和有机氟等。大气颗粒物对局地、区域甚至全球大气辐射平衡、大气能见度、元素的生物化学循环具有重要影响,危害人体健康并参与大气非均相反应。化学组成是决定大气颗粒物各种环境效应的关键因素。国内外对大气颗粒物化学组成分析进行了大量的研究工作。特别是随着气动力学透镜的发展与应用,结合快速、灵敏的光谱和质谱检测手段,适合大气颗粒物化学组成的在线分析方法取得了较大的突破。     

非传统稳定同位素在大气颗粒物溯源中的应用

大气颗粒物对环境与人体健康都具有显著的负面影响,是当前严重的环境污染问题之一.准确判断大气颗粒物的来源是大气颗粒物污染控制的重要前提.近年来,基于天然稳定同位素的大气颗粒物溯源技术受到了广泛关注.本文综述了大气颗粒物中非传统稳定同位素(主要包括硅、锶、铁、锌、铜、钕、铅、汞、碘)的组成分析方法和溯源应用,总结了大气颗粒物中同位素组成的时空分布特征及各排放源同位素组成的差异性,并对非传统稳定同位素应用于大气颗粒物溯源的未来发展趋势进行了展望.     

大气二次细颗粒物形成机理的前沿研究

大气二次颗粒物是影响大气辐射强迫和全球气候变化最不确定的因素之一.本文总结了大气二次细颗粒物的形成机制以及吸湿增长因子的研究进展.近年来,OH·、NO3·和O3光化学氧化形成二次细颗粒物的机制较为清晰,海盐和大气矿尘表面多相反应形成硫酸盐和硝酸盐等二次无机细颗粒物的研究取得可喜进展,尤其是发现海盐和大气矿尘混合物完全不同于单组分的多相反应机制.然而,二次有机颗粒物形成过程中能够鉴定出的有机组分很少,多相酸催化对形成二次颗粒物的促进作用尚未完全确定,多组分混合大气颗粒物的吸湿增长特性亦需进一步深入研究.     

大气颗粒物中有机物色谱分析的样品制备技术

大气颗粒物中有机物成分分析对深入研究大气颗粒物对人类健康、环境、气候、生态的影响,解析气溶胶来源,制定颗粒物控制相关法规,以及风险管理方法具有重要意义。由于颗粒物中的有机组分种类繁多,分析复杂,目前仅10%~20%的有机物得到了定性和定量分析。因此,大气细颗粒中有机物的分析已成为环境分析领域的优先发展方向。色谱是大气颗粒物中有机物分析的主要方法,而样品制备则是影响分析速度和精度的关键步骤。本文对颗粒物中有机组分色谱分析前的样品制备方法进行了综述,介绍了索氏提取、超声辅助提取、微波辅助提取、加压溶剂提取等溶剂提取方法以及热解吸提取方法,并重点介绍了这些方法在大气颗粒物样品处理中的应用,总结了各种方法的优缺点。     

大气颗粒物对CS2催化氧化反应动力学研究

使用FTIR, XPS, BET, TG-DTG-DTA及原位XRD等方法研究了二硫化碳(CS2)在大气颗粒物表面多相催化反应历程及硫物种的转化过程. 结果表明, 在常温下, CS2能与大气颗粒物反应, 主要产物有羰基硫(COS)和正交α-S8, 少量硫物种被深度氧化, 在大气颗粒物表面形成正六价态硫. 反应体系中当氧气过量时, CS2在大气颗粒物表面多相催化反应遵循假二级反应动力学规律. 在296 K下, 该反应的表观速率常数为6.98×10-22 cm3*mol-1*s-1, 表观活化能为34.6 kJ/mol, 揭示了大气颗粒物具有消除CS2的重要作用以及深度氧化使颗粒物表面形成SO2-4的现象.     

CS2与大气颗粒物的多相催化反应研究

利用原位FTIR,XRD,XPS,BET,质谱和连续微量反应等手段研究了大气颗粒物及部分氧化物样品上CS₂多相催化反应,确认了反应产物,并对催化剂的晶化状况和比表面积等进行了考察.结果表明,CS₂在氧化物和大气颗粒物样品上发生氧化反应,生成COS及单质硫,部分样品上生成CO₂,活化状态下的[S]在大气颗粒物表面上能被进一步氧化为六价态硫.收集所得到的大气颗粒物样品成分主要是Ca(Al₂Si₂O₈)·4H₂O;CS₂在氧化物或大气颗粒物样品上催化生成COS是催化剂表面吸附氧的作用之故.     

大气复合污染及灰霾形成中非均相化学过程的作用

城市和区域大气复合污染的特征为污染源排放的一次污染物通过大气中的化学反应生成高浓度的氧化剂(臭氧等)及细颗粒物等二次污染物,它们在静稳天气下积累,导致低能见度的灰霾现象并严重影响人体健康和气候.大气复合污染中同时存在高浓度的一次排放和二次转化的气态及颗粒污染物,这为细颗粒表面非均相反应提供了充足的反应物;而气态污染物在细颗粒表面的非均相反应可改变大气氧化性及颗粒物的化学组分、物化性质和光学性质,从而可能对大气复合污染和灰霾的形成起到促进的作用.利用漫反射红外傅里叶变换光谱和单颗粒显微拉曼原位在线技术,我们对大气气态污染物NO2、SO2、O3、甲醛在CaCO3、高岭石、蒙脱石、NaCl、海盐、Al2O3和TiO2等大气主要颗粒物表面的反应进行了系统的反应动力学和机制研究,我们发现反应主要产物为硫酸盐、硝酸盐或甲酸盐,它们可极大改变颗粒物吸湿性和消光性质.通过分析这些非均相反应的动力学过程,我们识别出NO2-颗粒物-H2O、SO2-颗粒物-O3、有机物/SO2-颗粒物-光照等三元反应体系的协同作用机制,这些协同机制对于阐明大气复合污染及灰霾形成的反馈机制和非线性过程提供了实验证据和理论依据.     

X射线荧光光谱法分析大气悬浮颗粒物中的无机元素

<正>PM是大气颗粒物的总称,英文全称为Particulate matter(颗粒物)。PM100是指总悬浮颗粒物,也称TSP,即直径不大于100μm的颗粒物。PM10又称为可吸入颗粒物,指直径大于2.5μm、不大于10μm,可以进入人的呼吸系统的颗粒物;PM2.5是指大气中直径不大于2.5μm的颗粒物,也称为可入肺颗粒物[1]。随着人们生活水平的提高,城市大气质量越来越受到人们的关注。无机重金属是受到监控的大气污染物重要指标之一。大气PM微粒中无机元素的     

大气颗粒物重金属环境地球化学研究进展

综述了国内外有关大气颗粒物重金属的研究进展,包括:对大气颗粒物重金属的来源、分布与积累、环境活性、迁移转化、生物毒性等方面的研究成果,并指出了该领域研究中的薄弱环节,展望了今后的研究发展趋势。     

长清地区春季大气中颗粒物的SEM观察与分析

利用扫描电镜观察分析了长清地区春季大气中颗粒物显微形态及粒径分布状况,采用统计回归分析方法绘制了连续30 d的大气颗粒物粒径与数量分布状况关系曲线及相应的柱状图.试验结果表明:大气颗粒物主要集中在0~1.0μm和1.0~2.5μm的粒径范围内,显微形态有不规则的颗粒状、块状、圆球状、棒状和片状等.另外,还观察到了杆菌和花粉的显微形态.试验结果对于研究大气中PM2.5、PM10及大气污染状况具有一定的参考价值.