第四届亚洲流体力学会议在香港举行

第四届亚洲流体力学会议(4ACFM)1989年8月21～25日于香港大学召开。会议共发表学术论文350篇,内容涉及边界层理论、湍流流动、喷嘴流动、涡旋流动、两相流动、非牛顿流动和流动传热等领域。来自     

塔克拉玛干沙漠黑碳气溶胶的特性及来源

长期监测并采集塔克拉玛干沙漠腹地的大气颗粒物及黑碳气溶胶样品.在塔克拉玛干沙漠腹地,沙尘气溶胶中的黑碳在PM10中的年平均含量高达1.14%,这说明在人迹罕至的塔克拉玛干沙漠地区,其上空的沙尘气溶胶也已经受到人为活动的影响.黑碳气溶胶具有明显的季节变化和日变化,冬季最高,平均达2261.7ngm-3,依次为冬季春季秋季夏季.黑碳气溶胶日变化特征与城市地区恰好相反,夜间高于白天,午夜0:00～2:00出现峰值,而在上午8:00～11:00出现低值.非沙尘暴期间黑碳对PM10的贡献是沙尘暴时期的11倍.塔里木盆地周边绿洲带人为活动,尤其是新疆南北部地区跨越春秋冬三季的居民采暖所产生的黑碳经由局地、区域或长途传输是塔克拉玛干沙漠腹地黑碳气溶胶的主要来源,也是沙漠黑碳气溶胶具有明显的季节特征和日变化的主要原因.随着沙尘气溶胶的长途传输,沙漠每年大约输出6.3×104吨黑碳气溶胶,这势必会对全球的气候与环境变化产生一定影响.     

对流层夜间化学研究

NO3自由基与N2O5是对流层夜间化学的关键物种。一方面NO3与O3等组分是夜间大气中的重要氧化剂,与它们的反应是生物排放挥发性有机物(VOCs)的主要汇;另一方面NO3与N2O5和雨滴或气溶胶颗粒物发生的异相反应则是大气中氮氧化合物NOx(NO,NO2)的主要清除过程,从而可以减轻对流层臭氧污染。研究它们的化学反应性质及对其进行实地测量,对深入理解大气氧化过程和全面了解区域乃至全球大气自净能力有重要意义。本文总结了近年来有关夜间化学的研究成果,介绍了以NO3和N2O5为中心的基本夜间化学过程、对流层中NO3与N2O5的源与汇以及外场测量技术的最新研究进展,并提出了尚待解决的一些问题。     

对流层夜间化学研究

NO3自由基与N2O5是对流层夜间化学的关键物种.一方面NO3与O3等组分是夜间大气中的重要氧化剂,与它们的反应是生物排放挥发性有机物(VOCs)的主要汇;另一方面NO3与N2O5和雨滴或气溶胶颗粒物发生的异相反应则是大气中氮氧化合物NOx(NO,NO2)的主要清除过程,从而可以减轻对流层臭氧污染.研究它们的化学反应性质及对其进行实地测量,对深入理解大气氧化过程和全面了解区域乃至全球大气自净能力有重要意义.本文总结了近年来有关夜间化学的研究成果,介绍了以NO3和N2O5为中心的基本夜间化学过程、对流层中NO3与N2O5的源与汇以及外场测量技术的最新研究进展,并提出了尚待解决的一些问题.     

对流层夜间化学研究

NO3自由基与N2O5是对流层夜间化学的关键物种。一方面NO3与O3等组分是夜间大气中的重要氧化剂,与它们的反应是生物排放挥发性有机物（VOCs）的主要汇;另一方面NO3与N2O5和雨滴或气溶胶颗粒物发生的异相反应则是大气中氮氧化合物NOx（NO,NO2）的主要清除过程,从而可以减轻对流层臭氧污染。研究它们的化学反应性质及对其进行实地测量,对深入理解大气氧化过程和全面了解区域乃至全球大气自净能力有重要意义。本文总结了近年来有关夜间化学的研究成果,介绍了以NO3和N2O5为中心的基本夜间化学过程、对流层中NO3与N2O5的源与汇以及外场测量技术的最新研究进展,并提出了尚待解决的一些问题。     

大气气溶胶吸湿性及其对环境的影响

吸湿性是气溶胶重要的物理化学特性,不仅会影响气溶胶的生命周期和大气行为,还会对大气环境、气候和人体健康产生重要影响。本文简要介绍了气溶胶吸湿参数和热力学模型,对粒径、化学组分以及多组分共存等因素对气溶胶吸湿性的影响进行分析,进一步总结了城市、农村森林和海洋极地等不同区域气溶胶吸湿观测结果。吸湿增长因子g(RH)、散射吸湿增长因子f(RH)和吸湿性参数κ等常用吸湿参数可以衡量气溶胶的吸湿能力;Zdanovskii-Stokes-Robinson(ZSR)混合定律和各种热力学模型能预测不同化学成分气溶胶的吸湿能力,是研究多组分混合气溶胶和气相平衡的重要工具。粒径、化学组分和混合状态影响气溶胶的吸湿性,如气溶胶g(RH)、潮解点或风化点的改变。由于排放源和环境条件的不同,城市、农村、森林、海洋、极地地区气溶胶粒径分布、化学组分和混合状态具有差异,气溶胶吸湿性不同。气溶胶吸湿性直接影响气溶胶含水量和相态,改变气溶胶的大气化学过程、老化过程和大气寿命,还影响环境能见度、辐射效应和在人体内的沉积位置和毒性。通过总结吸湿参数、理论模型、实验室研究、外场观测和环境影响等多方面的最新研究成果,以期为未来的吸湿研究提供参考和借鉴。     

气溶胶核化清除对云滴化学的作用

将气溶胶核化的物理过程与气体、气溶胶在云滴内的化学过程相结合,研究了气溶胶核化清除对云滴化学的影响。计算表明:气溶胶核化可造成形成的云滴中化学成分及其浓度随云滴尺度的非均匀性。气溶胶浓度、化学组成及云滴内液相氧化反应可较显著地影响这种非均匀程度及变化趋势。大陆性粗模态气溶胶上形成的云滴对总体云水化学的影响是可略的。这些结果表明,使用显式方法(粒子尺度分档)处理气溶胶核化清除的化学过程是重要的。     

局地相似理论在稳定边界层模式参数化中的应用

在一维K模式中引入局地相似性理论构成的稳定边界层模式,其计算结果与二阶矩模式相当接近,此模式可提高稳定边界层结构的研究以及边界层参数化的精度。     

冷气溶胶灭火剂用NaHCO3/白炭黑复合粒子的制备

气溶胶;碳酸氢钠;干粉灭火剂;冷气溶胶灭火剂用NaHCO3/白炭黑复合粒子的制备     

气溶胶粒子通过填充柱的保留时间分布测定

采用亚微米单分散聚苯乙烯球形硬气溶胶粒子和脉冲进样技术,测定了气溶胶粒子通过无规则石英砂填充柱的保留时间分布,从保留时间分布曲线得到了气溶胶粒子在填充柱中的平均保留时间和穿透率.研究了平均保留时间和穿透率与流体流速、填充柱的长度、填料粒度和气溶胶粒子大小之间的关系.研究发现,流速越大,保留时间分布曲线越尖锐,流速越小,保留时间分布曲线越平坦;气溶胶粒子的穿透率随着柱长的增加而降低,随流速、气溶胶粒子粒径和石英砂颗粒大小的减小而减小;平均保留时间随柱长增加而增大,随流速增大而减小,随气溶胶粒子粒径减小而减小,而与石英砂颗粒大小几乎无关.     

二次有机气溶胶的水相形成研究

二次有机气溶胶是大气颗粒物中的主要成分,对大气环境、气候以及人类健康等有重要影响。近年来的研究表明,水相形成二次有机气溶胶与传统气相形成二次有机气溶胶对二次有机气溶胶的贡献相当,且能够解释用传统气相形成方法无法解释的野外观测与模型模拟以及野外观测与室内烟雾箱模拟二次有机气溶胶在颗粒大小、分布、浓度以及老化程度等方面的差异,因而成为研究的热点。本综述重点介绍了目前大气中二次有机气溶胶水相形成的实验室研究,包括黑暗条件下的非自由基反应(水合、缩醛/半缩醛、醇醛缩合和催化反应)和光照条件下的自由基反应。同时,对二次有机气溶胶水相形成研究的发展方向进行了展望。     

用自组织特征映射神经网络对飞行时间质谱采集的大气气溶胶单粒子进行分类

气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)在对气溶胶粒子的测量过程中,产生大量包含单粒子化学成分和粒径信息的数据。本研究采用具备矢量量化与数据降维能力的自组织特征映射网络(SOM),对自制的气溶胶飞行时间质谱仪24 h采集到的室内大气气溶胶质谱数据进行聚类分析。获得"含钙"、"盐类和二次气溶胶"、"二次颗粒"、"有机胺"、"富含钾有机物"、"无机盐"和"土壤"等20类颗粒。相比于其它聚类方法,SOM可进行可视化分析,对神经元进行再次聚类,聚类中心多。这些分类信息将有助于评估气溶胶粒子的反应和毒性,以及鉴别气溶胶粒子的起源。     

7种生物碱在不同粒径卷烟主流烟气气溶胶中的分布研究

建立了烟气气溶胶中7种生物碱的气相色谱-质谱(GC-MS)测定方法,并采用电子低压撞击器(ELPI)分12级捕集烟气气溶胶粒相物,研究了卷烟主流烟气气溶胶中7种生物碱含量和浓度的粒径分布。捕集的气溶胶样品加入氢氧化钠溶液和二氯甲烷进行碱法提取,提取液经DB-5MS弹性毛细管柱分离,选择离子监测模式测定,内标法定量。结果表明:该法检测主流烟气气溶胶中7种生物碱的相对标准偏差(RSD)为2.1%~6.4%,检出限为0.39~14.84 ng/cig,加标回收率为85.5%~124.8%。7种生物碱主要分布于0.144~0.722μm的中等粒径气溶胶粒相物中,在粒径0.431μm的粒相物中含量最高,与捕集的粒相物质量分布一致。7种生物碱在不同粒径气溶胶粒相物中的浓度基本趋于一致,其浓度随气溶胶粒径的分布无特异性。     

黑碳对大气环境的影响与控制

黑碳气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分,主要是由富含碳的物质不完全燃烧产生的,比如化石原料和生物质原料燃烧等。黑碳气溶胶具有较为特殊的物理化学性质。黑碳气溶胶具有多孔性,粒径约在0．01-1μm。在化学成分上非常接近于石墨,在温度高于400％时才可以发生氧化。黑碳气溶胶对可见光和部分红外光谱有很强的吸收能力,它在大气中的各种化学和光化学反应、非均相反应以及气粒转化过程中起着重要作用。     

乙苯光氧化产生二次有机气溶胶的化学成分及反应机理分析

在自制的烟雾腔内,研究羟基自由基(OH·)启动的乙苯的光氧化反应和一系列后续反应,产生了二次有机气溶胶. 采用空气动力学直径粒谱分析仪分析了气溶胶粒子的尺寸分布;并用自制的气溶胶飞行时间质谱仪快速、实时地测量了单个二次有机气溶胶粒子的分子组分. 初步探讨了这些组分的可能反应机理.     

二次有机气溶胶形成的化学过程

挥发性有机化合物的光氧化过程和光氧化产物的气态/粒子态均分过程是二次有机气溶胶形成的重要原因.二次有机气溶胶形成的化学机理主要涉及到挥发性有机化合物的光氧化过程及其一系列的后续反应,它们导致了对流层中臭氧浓度的增加和二次有机气溶胶的形成.本文将重点介绍二次有机气溶胶形成的重要化学过程和量子化学计算研究.     

二硫化碳气溶胶的形成机理

本文提出了二硫化碳气溶胶形成反应的机理。该机理较好地解释了有关实验现象。通过测定不同二硫化碳初始压力、不同激发激光能量等条件下的二硫化碳气溶胶的形成时间,求得了二硫化碳气溶胶形成机理中控速步骤及其它基元反应的速率常数。同时还研究了外加气体、温度对二硫化碳气溶胶形成的影响。本实验得到的外加气体对二硫化碳激发态分子的猝灭步骤的速率常数与利用激光诱导荧光方法测得的结果以及有关文献值符合较好。还求得了二硫化碳气溶胶形成反应的表观活化能。     

成都市工业区大气环境污染状况研究

以成都东郊工业区为例,采集气溶胶样品用中子活化分析测定了24种元素的含量,将分析结果与京津地区、广州地区进行比较,并用气溶胶中元素含量的均值做了富集因子分析。结果表明,该区的气溶胶污染与煤炭燃烧等有关。     

若干气溶胶单粒子化学成分的实时测量

利用激光解吸附电离飞行时间质谱技术获得了若干已知化学成分的气溶胶粒子的飞行时间质谱,分析标识了各类气溶胶粒子的特征离子谱峰,并对一些特征峰的形成机理进行了探讨。在此基础上,对烟花火药以及纸张燃烧产生的烟气气溶胶粒子进行了实时在线测量,通过对质谱图的分析,获得了有关此两类燃烧过程产生的烟气气溶胶单粒子的化学组成信息。     

气溶胶单粒子化学成分在线聚类分析

为了在线快速、自动处理气溶胶激光飞行时间质谱仪在运行过程中产生的海量数据并提取有价值的信息,将基于神经网络的自适应共振算法运用于气溶胶单粒子化学成分在线聚类分析.利用该算法对NaCl粒子、NaCl和CaCl2的气溶胶混合物、三聚氰胺气溶胶单粒子以及大气气溶胶单粒子进行在线分类,被成功分类的粒子数占命中粒子总数的100%,当警戒阈值为0.1,学习速率为0.05时,获得的每类聚类中心都能很好地代表该类物质的特征;深入研究了警戒阈值对NaCl粒子在线聚类数的影响.结果表明: 当警戒阈值增大到0.8时,在线聚类数增多,分类更加精细.本算法的质谱分析软件基本满足大气气溶胶单粒子在线聚类分析的要求.