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利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)研究太原市冬季一次雾霾天气的污染特征及成因 被引量:17
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作者 冯新宇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期177-185,共9页
2017年11月5日至6日太原市发生了一次重度污染天气,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了细颗粒物的化学组成,根据太原市细颗粒源谱库对主要成分进行了来源解析,并结合激光雷达和气象条件研究了雾霾天气成因.结果表明,雾霾天时颗粒物主... 2017年11月5日至6日太原市发生了一次重度污染天气,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)分析了细颗粒物的化学组成,根据太原市细颗粒源谱库对主要成分进行了来源解析,并结合激光雷达和气象条件研究了雾霾天气成因.结果表明,雾霾天时颗粒物主要包括如下9类:有机碳颗粒(OC)、元素碳颗粒(EC)、元素-有机碳混合颗粒(ECOC)、高分子有机碳(HOC)颗粒、富钾颗粒(K-rich)、富钠颗粒(Na-rich)、左旋葡聚糖颗粒、矿物质颗粒及重金属颗粒,9类颗粒中普遍存在的二次成分表明它们都经历了一定程度的老化过程.含碳颗粒物(OC、EC)与二次颗粒物(SO2-4、NO-3、NH+4)的相关性在干净天时高于雾霾天,二次颗粒物的相关性在两种天气状况下都较高.污染物来源解析结果表明,此次重污染过程主要是由机动车尾气和燃煤引起的.激光雷达及气象数据分析表明,此次污染过程是由外来污染物传输以及风速低、湿度高、大气边界层高度降低等不利的气象条件共同作用造成的. 展开更多
关键词 颗粒溶胶(spams) 颗粒 污染特征 源解析 雾霾 太原
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利用单颗粒气溶胶质谱仪研究石家庄市采暖结束前后大气细颗粒物污染特征及成因 被引量:10
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作者 李治国 周静博 +2 位作者 路娜 王玮 洪纲 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第14期110-119,共10页
2016年3月1日~20日期间,石家庄市区于采暖期结束前后出现两次重污染天气。为探究重污染天气成因,利用位于石家庄市大气自动监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)对两次重污染天气期间的细颗粒物化学组成进行分析;并结合颗粒物质量... 2016年3月1日~20日期间,石家庄市区于采暖期结束前后出现两次重污染天气。为探究重污染天气成因,利用位于石家庄市大气自动监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)对两次重污染天气期间的细颗粒物化学组成进行分析;并结合颗粒物质量浓度和气象条件等对重污染天气成因进行了推定。结果表明,3月采暖期(3月1日~15日)期间共发生为期1 d的重度污染天气,主要成因为来自燃煤(贡献率42.6%)和工业工艺源(26.4%)的颗粒物严重累积;采暖期结束后(3月16日~20日)出现了连续3 d的重度污染天气,前期主要成因为来自机动车尾气(25.5%~25.9%)和工业工艺源(23.0%~25.5%)的颗粒物严重累积;后期首要污染源变为燃煤(28.6%)和工业工艺(27.4%)。监测过程中,PM_(2.5)与气象条件的相关性较高,r_(湿度/2.5)=0.76,r_(大气压/2.5)=-0.58,r_(风速/2.5)=-0.65,r_(温度/2.5)=0.35。综合来看,高湿状态下空气的低压静稳和低空传输,共同促使燃煤及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧后导致3月4日的重污染天气;而采暖期结束后,在同样不利于扩散的气象条件下,机动车尾气及工业工艺源的颗粒物累积,二次转化加剧,从而导致3月17和18日污染小高峰;不同于前两日,燃煤和工业工艺源的累积,二次转化加剧,导致了3月19日凌晨的污染小高峰。 展开更多
关键词 颗粒溶胶(spams) 颗粒 采暖期 采暖结束 污染特征 成因分析
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单颗粒本地排放源谱在上海新冠感染防控期间的监测应用
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作者 杨帆 杨奕苧 +1 位作者 徐建平 李梅 《环境监测管理与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期49-52,共4页
采用单颗粒飞行时间质谱分析上海市2022年3月—5月新冠感染防控期间大气颗粒物来源,重点关注移动排放源的时空分布规律,并对防控期间、春节期间和防控前正常生产生活期间的监测结果做比对分析。结果表明,防控期间细颗粒物质量浓度较春... 采用单颗粒飞行时间质谱分析上海市2022年3月—5月新冠感染防控期间大气颗粒物来源,重点关注移动排放源的时空分布规律,并对防控期间、春节期间和防控前正常生产生活期间的监测结果做比对分析。结果表明,防控期间细颗粒物质量浓度较春节期间和正常生产生活时段下降了23.3%;受防控减排措施影响明显的移动源、扬尘、燃煤和工业工艺源排放的细颗粒物质量浓度相较另外两个时段都有不同程度的降低。 展开更多
关键词 颗粒 本地排放源 颗粒溶胶飞行时间质 新冠感染防控 上海
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用于生物气溶胶质谱检测的泵送逆流虚拟切割器研究
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作者 黄罗旭 苏展民 +5 位作者 杜绪兵 黄正旭 李梅 周振 李雪 李磊 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期913-920,共8页
单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)可以提供高时间分辨率和高灵敏度的颗粒物粒径分布和质谱数据组成,广泛应用于大气气溶胶检测和大气科学研究领域。大气环境中的微米级大颗粒数浓度远小于亚微米级小颗粒物,在单颗粒气溶胶质谱的检测中,颗粒经... 单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)可以提供高时间分辨率和高灵敏度的颗粒物粒径分布和质谱数据组成,广泛应用于大气气溶胶检测和大气科学研究领域。大气环境中的微米级大颗粒数浓度远小于亚微米级小颗粒物,在单颗粒气溶胶质谱的检测中,颗粒经空气动力学加速赋能后,小颗粒物的飞行速度大于大颗粒物,导致生物气溶胶等大颗粒的检测几率大幅度降低。该研究设计了一种泵送逆流虚拟切割器(PCVI),通过3D建模、计算流体动力学(CFD)仿真、实际实验测试以及对实际样品藻类气溶胶的检测,详细介绍了PCVI的实现原理、数据仿真、性能验证与实际应用。PCVI与SPAMS联用,可形成对小颗粒物具有切割能力的PC⁃VI-SPAMS系统,对藻类生物气溶胶的检测证实,所研制的PCVI可以有效去除2μm粒径以下的颗粒,成功对小颗粒背景进行切分,获得了符合预期的效果。 展开更多
关键词 颗粒溶胶(spams) 泵送逆流虚拟切割器(PCVI) 粒径筛分 生物溶胶检测
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基于单颗粒质谱技术的石家庄冬春季气溶胶成分特征及混合状态研究 被引量:11
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作者 周静博 张强 +4 位作者 戴春岭 徐曼 高康宁 罗毅 靳伟 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期707-713,共7页
利用位于石家庄市大气梯度监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪分析了冬、春季大气环境中气溶胶的化学组成及混合状态,并采用ART-2a分类法对气溶胶分类。结果表明,石家庄市大气中主要存在8类颗粒物,即元素碳(EC)、有机碳(OC,相对分子质量... 利用位于石家庄市大气梯度监测站(20 m)的单颗粒气溶胶质谱仪分析了冬、春季大气环境中气溶胶的化学组成及混合状态,并采用ART-2a分类法对气溶胶分类。结果表明,石家庄市大气中主要存在8类颗粒物,即元素碳(EC)、有机碳(OC,相对分子质量小于150)、高分子有机碳(HOC,相对分子质量大于150)、混合碳(元素-有机碳混合,ECOC)、重金属、左旋葡聚糖碎片(LEV)、矿物质和富钾颗粒。8类颗粒中绝大部分包含SO_4^-、NO_2^-和NO_3^-等二次离子组分,表明采集到的颗粒物大都经历了不同的老化,或与二次组分进行了不同程度的混合。冬季气溶胶的主要成分是OC(数浓度36.1%),谱图含有C2H+3、C_2H_3O^+、C_5H_3^+、C_6H_5^+等离子,主要来自化石燃料、生物质等燃烧产生的一次排放颗粒,以及由挥发性有机物光化学氧化而成的二次有机颗粒;春季气溶胶的主要成分是EC(数浓度43.6%)和矿物质(数浓度15.4%)。EC中含有一系列单质碳峰,来自化石燃料或木材等生物质不完全燃烧的一次排放;矿物质颗粒中含有Mg^+、Al^+、Ca^+、Fe^+及SiO_3^-,主要来自扬尘。发生灰霾时,冬季OC和ECOC颗粒占比增大,EC颗粒占比减小;春季矿物质和ECOC颗粒占比变大,OC颗粒占比变小。随着灰霾天气发生,冬、春季碳气溶胶与二次无机气溶胶颗粒的混合加剧,而NH_4^+与碳气溶胶的混合加剧最为明显。冬季气溶胶的数浓度与气象因素的相关性高于春季,而低风速、高湿度和低气压易导致灰霾出现。石家庄市春季和冬季气溶胶污染应分别从机动车尾气、扬尘及燃煤、制药企业加以管控。 展开更多
关键词 环境学 溶胶 颗粒 灰霾 颗粒溶胶(spams) 石家庄
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单颗粒气溶胶质谱仪自动粒径校正方法 被引量:1
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作者 李磊 代新 +7 位作者 刘骝 侯志辉 杜绪兵 高伟 李梅 周振 李雪 黄正旭 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期559-566,共8页
单颗粒气溶胶质谱仪通常采用空气动力学透镜进样,通过测量透镜出口每一个颗粒物的速度来推算颗粒物的空气动力学直径。然而,颗粒物速度受透镜前端压力的影响较大,该压力发生微小变化就会导致颗粒物粒径检测发生偏差。本研究提出一种适... 单颗粒气溶胶质谱仪通常采用空气动力学透镜进样,通过测量透镜出口每一个颗粒物的速度来推算颗粒物的空气动力学直径。然而,颗粒物速度受透镜前端压力的影响较大,该压力发生微小变化就会导致颗粒物粒径检测发生偏差。本研究提出一种适用于单颗粒气溶胶质谱仪的自动粒径校正方法,预先记录几组一定透镜前端压力范围内的粒径校准参数,然后根据进样压力的变化,使软件自动通过插值算法拟合相应的粒径校正方程对颗粒物粒径测量值进行校正,从而保证在指定的压力波动范围内粒径测量结果的准确性。实验结果表明,当透镜前端压力在164.92~352.45Pa范围变化时,该方法对于152~3 100nm颗粒物的测径偏差大部分都在10nm以内。模拟结果表明,该方法能够保证仪器在海拔8km范围内粒径测量的准确性,可以应用到所有采用空气动力学进样及激光颗粒物粒径测量的仪器中,能够极大地增加仪器对外界环境的适应性并提高数据结果的可靠性。 展开更多
关键词 颗粒溶胶(spams) 动力学透镜 粒径测量 自动校正
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车载生物气溶胶质谱仪用小型化双极质量分析器的设计 被引量:1
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作者 朱灏 杜绪兵 +5 位作者 苏展民 陈剑松 卢瀚仑 黄正旭 周振 李磊 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期223-232,共10页
生物气溶胶是大气中一类特殊的气溶胶,实时检测与识别生物气溶胶是实现生物预警预报的前提。小型车载生物气溶胶质谱仪对双极飞行时间(TOF)质量分析器的设计提出了要求。本研究基于指数脉冲延时引出技术开展小型TOF设计,结合SIMION 202... 生物气溶胶是大气中一类特殊的气溶胶,实时检测与识别生物气溶胶是实现生物预警预报的前提。小型车载生物气溶胶质谱仪对双极飞行时间(TOF)质量分析器的设计提出了要求。本研究基于指数脉冲延时引出技术开展小型TOF设计,结合SIMION 2020软件,模拟了速度分散为峰值800 m/s的高斯分布,空间分散0.3 mm情况下的粒子飞行轨迹。采用粒子群优化算法(PSO)自动优化TOF多组电极电压以及延迟时间。在130 ns延迟时间下,即使是极限的空间分散和能量分散也能实现全质量范围内的分辨率超过500,不同颗粒之间的质量偏差可控制在0.4 u以内。对比模拟分析了方波脉冲延时引出和指数脉冲延时引出对单个颗粒形成离子的分辨率影响,结果表明,指数脉冲延时引出在全质量范围内的分辨率显著优于方波脉冲。实验模拟了在颗粒处于光斑中心以及光斑偏左和偏右0.15 mm的极限情况下,颗粒电离位置对质谱分辨率的影响,结果表明,分辨率存在差异,但仍优于500。通过实际检测黑炭颗粒,小型TOF在全质量范围内可获得500以上的分辨率,能够满足车载生物气溶胶质谱仪的分辨率要求。虽然小型TOF的飞行长度为SPAMS 0525的67%,但分辨率可达SPAMS 0525的1.2~1.7倍,小型化生物气溶胶质谱的TOF体积仍有进一步减小的空间。 展开更多
关键词 生物溶胶 颗粒溶胶(spams) 脉冲延时引出 飞行时间质量分析器
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鹤山大气超级站旱季单颗粒气溶胶化学特征研究 被引量:23
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作者 蒋斌 陈多宏 +6 位作者 王伯光 张涛 李梅 甘婷 周炎 钟流举 毕新慧 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期670-678,共9页
利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱等仪器在鹤山大气超级站开展综合观测,结合ART-2a自适应共振神经网络聚类算法,将2013年11月4日~2013年12月30日期间监测到的1637330个细颗粒分成9类:EC-Fresh颗粒、EC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-EC颗粒、Ca... 利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱等仪器在鹤山大气超级站开展综合观测,结合ART-2a自适应共振神经网络聚类算法,将2013年11月4日~2013年12月30日期间监测到的1637330个细颗粒分成9类:EC-Fresh颗粒、EC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-EC颗粒、Ca-EC颗粒、ECOC颗粒、OC-Levoglucosan颗粒、OC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-Nitrate/Sulfate颗粒和Metal-rich颗粒.结果表明:该大气超级站所在地区旱季霾日有利于与水溶性二次无机组分混合的EC-Nitrate/Sulfate颗粒、K-Nitrate/Sulfate颗粒的累积;晴朗天更有利于二次有机组分在气溶胶颗粒中生成,雨天受当地排放源的影响显著,含有较高EC-Fresh和K-EC颗粒.相关性的研究发现,EC-Nitrate/Sulfate颗粒与能见度有良好的相关性,它们对霾的形成有至关重要的作用. 展开更多
关键词 颗粒溶胶 颗粒溶胶飞行时间质(spams)
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不同气团对广东鹤山大气超级监测站单颗粒气溶胶理化特征的影响 被引量:22
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作者 陈多宏 何俊杰 +8 位作者 张国华 王伯光 李梅 沈劲 张涛 毕新慧 钟流举 张干 吕小明 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期63-69,共7页
大气气溶胶对健康、环境和气候具有重要影响,研究其理化特征能阐明灰霾的成因及机理,对科学调控大气环境具有重要意义。以广东江门鹤山大气超级监测站为观测平台,使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和气团后向轨迹综合分析了单颗粒气溶胶的... 大气气溶胶对健康、环境和气候具有重要影响,研究其理化特征能阐明灰霾的成因及机理,对科学调控大气环境具有重要意义。以广东江门鹤山大气超级监测站为观测平台,使用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和气团后向轨迹综合分析了单颗粒气溶胶的理化特征,揭示了气团轨迹对颗粒物浓度、类型和化学成分的影响。单颗粒气溶胶质谱仪在2012年5月11日至7月31日,共采集了约600万个同时含有粒径和质谱信息的颗粒,它们主要可分为8类:有机碳颗粒(OC)、元素碳颗粒(EC)、元素-有机碳混合颗粒(ECOC)、富钾颗粒(K-rich)、大分子有机碳颗粒(HMOC)、海盐颗粒(Na-K)、金属颗粒(Metal)和富硅颗粒(Si-rich)。各类颗粒的质谱特征在一定程度上反映了颗粒的来源:EC颗粒来自一次污染源;K-rich颗粒主要来自与生物质燃烧有关的过程;Na-K颗粒来自于海盐碎沫;Metal颗粒主要来自工业源或火力发电;Si-rich颗粒则主要来自扬尘。8类颗粒中普遍存在的二次成分表明它们都经历了一定程度的大气老化过程。采样期间每隔6 h绘制一条气团后向轨迹图,聚类分析发现这些气团后向轨迹主要有5类:第1类占总轨迹数的14.1%,它代表由内陆经广州、佛山到达采样点的气团;第2类占总轨迹数的10.2%,它代表沿东南部大陆海岸线到达采样点的气团;第3类和第5类在气团后向轨迹中占的比例最高,分别为30.0%和36.8%,它们都来自南海海面,但第3类气团经珠海、澳门到达采样点,而第5类则经阳江到达采样点;第4类占总轨迹数的8.8%,这类气团途经深圳、东莞到达采样点。单颗粒数据结合气团后向轨迹进行统计分析表明:经广州、佛山到达采样点的气团会带来高浓度的颗粒物污染,且颗粒的老化程度较高,而发源于南海海面的气团能带来新鲜海风,对鹤山的大气污染起稀释作用;在颗粒类别上,途经广州、佛山、东莞、深圳这些重污染城市的气团中EC颗粒和ECOC颗粒的含量更高,而途经珠三角南部区域的气团则含有更多的OC颗粒和Metal颗粒。 展开更多
关键词 颗粒溶胶 污染物来源分析 后向轨迹 spams
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北京市春夏季大气气溶胶的单颗粒分析表征 被引量:16
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作者 肖锐 刘咸德 +2 位作者 梁汉东 董树屏 F.Adams 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期125-131,共7页
采集了北京市2000年春夏季大气气溶胶样品5个,采用扫描电镜X射线能谱技术分析大气气溶胶单颗粒约2500个。研究结果表明,沙尘期间,矿物尘是最主要的颗粒物种类,非沙尘期间,北京市大气气溶胶中主要检出矿物尘和含硫颗粒物。夏季随着颗粒... 采集了北京市2000年春夏季大气气溶胶样品5个,采用扫描电镜X射线能谱技术分析大气气溶胶单颗粒约2500个。研究结果表明,沙尘期间,矿物尘是最主要的颗粒物种类,非沙尘期间,北京市大气气溶胶中主要检出矿物尘和含硫颗粒物。夏季随着颗粒物污染的加重,含硫颗粒物的数目百分数增加,是北京市大气颗粒物污染的重要特征。重点讨论了Ca-S颗粒、K-S颗粒和Ca-K-S颗粒三类典型含硫颗粒物的化学组成和粒径分布特征。数目可观的Ca-K-S颗粒以及其他硫酸盐颗粒的生成与相对湿度和云量等气象条件相关,这些颗粒物可能是云中过程的产物。减少SO2排放,减少含硫颗粒物,对于控制北京市的大气颗粒物浓度水平具有重要意义。 展开更多
关键词 溶胶 颗粒分析 扫描电镜x射线能 含硫颗粒 云中过程
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天津武清地区单颗粒黑碳气溶胶特征观测分析 被引量:7
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作者 安林昌 孙俊英 +4 位作者 张养梅 沈小静 王婷婷 梁文德 陈丽丽 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期577-583,共7页
该文介绍了单颗粒黑碳测量仪的观测原理,该仪器利用红外波段的连续激光束对黑碳粒子加热并使之燃烧,通过粒子发出的散射光信号和黑碳粒子燃烧时发出的光信号,来分析每一个黑碳粒子的特性,并通过两种信号的时间差判断黑碳粒子的混合状态... 该文介绍了单颗粒黑碳测量仪的观测原理,该仪器利用红外波段的连续激光束对黑碳粒子加热并使之燃烧,通过粒子发出的散射光信号和黑碳粒子燃烧时发出的光信号,来分析每一个黑碳粒子的特性,并通过两种信号的时间差判断黑碳粒子的混合状态。其原理有别于传统的黑碳气溶胶观测方法,可以提供单个黑碳气溶胶粒子特性信息。2009年12月使用单颗粒黑碳测量仪在天津市武清地区进行了为期近1个月的观测。结果表明:粒径为50~500nm的气溶胶粒子中,黑碳气溶胶粒子占57.2%,平均数浓度为1504 cm^(-3),黑碳气溶胶粒子的平均质量浓度为8.1 5μg/m^3,包衣较厚的混合型黑碳气溶胶粒子占黑碳气溶胶粒子的51.5%。 展开更多
关键词 黑碳溶胶 颗粒黑碳测量 混合型溶胶 污染
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宜兴东南部区域春季大气细颗粒物在线源解析
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作者 郝军伟 《当代化工研究》 CAS 2024年第16期74-76,共3页
为探讨宜兴东南部区域春季大气细颗粒物化学特征及来源,利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS 0515)对其开展为期19天的在线监测。结果显示:主要污染源为扬尘源(39.4%)、二次无机源(25.7%),相较优良时段,污染时段下的二次无机源、扬尘... 为探讨宜兴东南部区域春季大气细颗粒物化学特征及来源,利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS 0515)对其开展为期19天的在线监测。结果显示:主要污染源为扬尘源(39.4%)、二次无机源(25.7%),相较优良时段,污染时段下的二次无机源、扬尘源占比分别上升7.4个百分点和5.0个百分点。监测期间,3次PM_(2.5)浓度升高主要受到扬尘源的排放影响,1次PM_(2.5)浓度升高主要受到二次无机源的影响;早晚交通高峰期的机动车尾气源对PM_(2.5)浓度升高也有一定贡献。 展开更多
关键词 颗粒 在线源解析 化学特征 颗粒溶胶飞行时间质(spams)
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新津大气单颗粒质谱特征及其来源分析 被引量:1
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作者 陈映 叶芝祥 +1 位作者 潘琳燕 宋丹林 《河北环境工程学院学报》 CAS 2020年第5期80-84,共5页
利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)于2018年5月4日—10日,对新津县大气中的细颗粒物展开连续监测。依据质谱特征,将所采集到的颗粒物分为有机碳(OC)、元素碳(EC)、元素-有机混合碳(ECOC)、富钠(Na-rich)、富钾(K-rich)、矿物质(KWZ)、左旋... 利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)于2018年5月4日—10日,对新津县大气中的细颗粒物展开连续监测。依据质谱特征,将所采集到的颗粒物分为有机碳(OC)、元素碳(EC)、元素-有机混合碳(ECOC)、富钠(Na-rich)、富钾(K-rich)、矿物质(KWZ)、左旋葡萄糖(LEV)、重金属(Metal)及其他(Other)类。结果表明:监测期内颗粒物含量最高的为元素碳(EC),占比30.49%;其次为富钾(K-rich),占比为28.75%。来源解析表明,新津大气污染源主要受二次无机源、扬尘源影响,二者占比分别为29.45%、23.15%。 展开更多
关键词 颗粒溶胶(spams) 颗粒 特征 来源解析
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泰山顶一次雾过程单颗粒气溶胶化学组分特征研究
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作者 刘坤 王红磊 +2 位作者 刘安康 陈魁 陈景华 《三峡生态环境监测》 2020年第3期31-42,共12页
2017年5月21—22日泰山顶发生了一次地形雾过程。利用宽范围粒径谱仪(wide-range particle spectrometer,WPS)和气溶胶单颗粒质谱仪(single particle aerosol mass spectrometer,SPAMS)观测该次雾过程期间泰山顶大气气溶胶粒径分布和化... 2017年5月21—22日泰山顶发生了一次地形雾过程。利用宽范围粒径谱仪(wide-range particle spectrometer,WPS)和气溶胶单颗粒质谱仪(single particle aerosol mass spectrometer,SPAMS)观测该次雾过程期间泰山顶大气气溶胶粒径分布和化学组成特征,结合PM(大气颗粒物)和气象要素数据,分析了此次雾过程对气溶胶粒径分布和化学组成的影响。此次雾过程分为形成、成熟、消散三个阶段。研究表明:不同阶段雾对不同粒径的气溶胶粒子的清除作用不同。在成熟阶段,硫酸盐与元素碳混合颗粒(EC-sulfate)、二次元素碳颗粒(EC-secondary)和富胺颗粒减少,其他大部分颗粒含量增加。而在消散阶段,这三种颗粒和元素碳(elemental carbon,EC)、富铁颗粒和富钒颗粒增加,其他颗粒物减少。随着雾过程发展,气溶胶粒子谱宽逐渐变窄,小粒径段颗粒迅速减少,大粒径段颗粒逐渐增加,峰值粒径先减小后增加。泰山顶的大气颗粒物主要分为6类:富碳颗粒(47.7%)、富钾颗粒(28.8%)、富钠颗粒(8.9%)、重金属颗粒(10.1%)、富铝颗粒(3.9%)和富铵颗粒(0.7%)。从气溶胶粒子谱分布分析,大部分气溶胶粒子集中于0.2~1μm,其中EC-secondary的含量是最多的,单粒径峰值可以达到50%以上。而在各个粒径段,EC-nitrate(硝酸盐与元素碳混合颗粒)的含量几乎都大于EC-sulfate,表明相较于硫化物,EC更易与氮化物结合。 展开更多
关键词 spams 化学成分 颗粒溶胶 粒径分布 混合状态
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厦门岛南部沿岸大气气溶胶成分谱分布特征 被引量:9
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作者 颜金培 陈立奇 +2 位作者 林奇 张远辉 李忠 《应用海洋学学报》 CAS CSCD 2013年第4期455-460,共6页
采用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)对厦门岛南部沿岸大气气溶胶颗粒进行了实时在线分析,获得了大气气溶胶颗粒的粒径和化学组成的谱分布特性,并对大气气溶胶的浓度、组成及其来源进行了分析.结果表明:厦门近海大气气溶胶在测量范围内呈... 采用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)对厦门岛南部沿岸大气气溶胶颗粒进行了实时在线分析,获得了大气气溶胶颗粒的粒径和化学组成的谱分布特性,并对大气气溶胶的浓度、组成及其来源进行了分析.结果表明:厦门近海大气气溶胶在测量范围内呈单峰分布,峰值粒径在0.6 μm左右,且主要为亚微米级颗粒物;含NOx-、HSO4-、Cl-、NH4+和Na+等的气溶胶颗粒具有明显的谱分布特性,含有NOX-、HSO4-和NH4的颗粒特征峰值在0.4~0.8μm之间.含NOX-、HSO4-、Cl-和Na+的细颗粒具有明显的日变化特征,第一次较高颗粒数峰值发生在上午08:00~12:00之间;第二次较弱的峰值发生在23:00~03:00点之间.气溶胶颗粒中元素碳(EC)和有机碳(OC)占有较大的比重,二者占总颗粒物的28.96%,且主要分布在小粒径段颗粒;生物质燃烧颗粒和二次气溶胶颗粒分别占总颗粒数的21.77%和17.68%,说明该地区大气细颗粒中存在较为严重的二次气溶胶污染问题;海盐颗粒和粉尘颗粒主要集中分布在1.0~1.5μm的粒径段,其中海盐颗粒占总颗粒数的11.79%,说明海盐粒子对近海大气气溶胶的组成具有较大影响. 展开更多
关键词 海洋化学 溶胶 成分 分布 颗粒溶胶
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SPAMS打击率影响因素与仪器状态分析 被引量:2
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作者 王莉华 刘保献 +3 位作者 张大伟 张人太 安欣欣 魏强 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期36-45,共10页
在北京市环境保护监测中心空气质量综合观测实验室,使用气溶胶单颗粒飞行时间质谱(SPAMS)对2013年1~12月空气颗粒物开展综合观测。实验结果表明,SPAMS打击率与测径颗粒数(siz)、大气相对湿度、颗粒物组分以及粒径有关。仪器状态正常时,... 在北京市环境保护监测中心空气质量综合观测实验室,使用气溶胶单颗粒飞行时间质谱(SPAMS)对2013年1~12月空气颗粒物开展综合观测。实验结果表明,SPAMS打击率与测径颗粒数(siz)、大气相对湿度、颗粒物组分以及粒径有关。仪器状态正常时,打击率在siz数量小、大气相对湿度低时较高,与含K^+、HSO_4^-、OCEC、NO_3^-的颗粒物以及粒径为0.2~0.3μm、0.3~0.4μm、0.4~0.5μm的颗粒物数量呈正相关,与0.1~0.2μm、0.5~0.6μm、0.6~0.7μm的颗粒物数量呈负相关,含NH_4^+、SiO_3^-颗粒物数量的关系与污染特征及其他环境有关。本研究通过分析打击率数值及打击率与各影响因素的关系判断仪器状态是否正常,这为提前发现常规方法难以发现的仪器故障提供了一种思路。 展开更多
关键词 PM25 颗粒溶胶飞行时间质(spams) 打击率 器故障
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城市雾天单个矿物颗粒物理和化学特征 被引量:25
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作者 李卫军 邵龙义 +2 位作者 时宗波 李金娟 杨书申 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期253-258,共6页
应用场发射扫描电镜(FESEM)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对北京冬季雾天和正常天气下收集的4个样品进行研究.雾天中矿物颗粒的数量-粒度分布的峰值出现在0.1-0.3μm和1-2.5μm之间,并且发现雾天出现的二次矿物颗粒的数量百分含量(... 应用场发射扫描电镜(FESEM)和带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)对北京冬季雾天和正常天气下收集的4个样品进行研究.雾天中矿物颗粒的数量-粒度分布的峰值出现在0.1-0.3μm和1-2.5μm之间,并且发现雾天出现的二次矿物颗粒的数量百分含量(4.67%)高于正常天气条件(0.12%).单个矿物颗粒的EDX能谱显示,雾天和正常天气中单个矿物颗粒的主要化学成分有一定的差别,尤其是S元素.矿物颗粒分为9种不同类型:“富Si”、“富Ca”、“富S”、“富Fe”“富Mg”、“富Al”、“富Ti”、“富K”和“富Cl”,其中雾天“富Ca”中55%的颗粒含有Ca(50%±1.2%)和S(37%±1.6%),“富S”中72%的颗粒含有S(44%±1.5%)和Ca(33%±2%),说明了雾天中绝大部富集S的颗粒物中同时富集Ca,这在一定程度上说明了北京市大气中这些含Ca的碱性矿物对雾水酸性有一定的缓冲作用.雾天样品中S/Ca的平均比值为6.11,如果以冬季正常天气条件下S/Ca的均值0.73为背景值,雾天中S/Ca的比值是冬季正常天气的8倍,可见雾天中颗粒物表面的硫化现象相当严重,同时也显示出雾天SO2向硫酸盐的转化率比较高. 展开更多
关键词 溶胶 带能的扫描电镜(SEM/EDX) 颗粒分析 雾天 可吸入颗粒物(PM10)
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利用单颗粒气溶胶质谱仪研究燃煤尘质谱特征 被引量:10
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作者 徐娇 王海婷 +5 位作者 马咸 李梅 李立伟 史国良 王玮 冯银厂 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期25-34,共10页
采用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和再悬浮采样器联用的方式对燃煤电厂烟道气样品和下载灰样品的质谱特征进行测定,并使用颗粒物粒径分级采样仪ELPI测定其粒径分布特征.研究表明,SPAMS监测得到的粒径分布与ELPI结果差异较大,SPAMS对于500... 采用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和再悬浮采样器联用的方式对燃煤电厂烟道气样品和下载灰样品的质谱特征进行测定,并使用颗粒物粒径分级采样仪ELPI测定其粒径分布特征.研究表明,SPAMS监测得到的粒径分布与ELPI结果差异较大,SPAMS对于500 nm以上粒径段检测效果较好;两个样品正谱图中有非常明显的锂、钙、钛、铝等金属组分信号和碳组分信号特征,负谱图中硅酸盐、硝酸盐和硫酸盐等信号比较明显,并且随着粒径的增加碳组分、硫酸盐和硝酸盐等组分对应的信号强度逐渐减弱,而硅酸盐、铝、钙和钛等组分对应的信号强度逐渐增强;对两个样品使用ART-2a聚类获得多个颗粒物类别,分析表明,它们均含有元素碳二次类(硫酸盐和硝酸盐缩写为二次Sec)、有机碳二次类、铝元素碳类、铝钙硅酸盐类和富硅酸盐类等颗粒物类别,并且随着粒径的增加金属硅酸盐颗粒出现频率增大,而含碳颗粒与硫酸盐出现频率降低.但烟道气样品和下载灰样品的质谱特征呈显著差异,下载灰样品更能代表燃煤源真实排放特征.建议在今后建立基于单颗粒质谱固定源成分谱时,应使用单颗粒气溶胶质谱仪在外场进行实测,并使用聚类的方法提取不同粒径段上的源质谱特征,可能会取得更好的效果. 展开更多
关键词 溶胶颗粒 烟道 再悬浮采样器 燃煤尘 特征 源成分 粒径分布
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利用SPAMS研究南宁市冬季单颗粒气溶胶化学成分 被引量:24
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作者 刘慧琳 宋红军 +6 位作者 陈志明 黄炯丽 杨俊超 毛敬英 李宏姣 梁桂云 莫招育 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期434-442,共9页
利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)对南宁市2015年冬季2月15~24日期间大气PM2.5进行观测.SPAMS所测得大气PM2.5数浓度与PM2.5质量浓度线性相关系数为0.76,在一定程度上颗粒物数浓度可反映大气污染状况.利用自适应共振神经网络分... 利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(SPAMS)对南宁市2015年冬季2月15~24日期间大气PM2.5进行观测.SPAMS所测得大气PM2.5数浓度与PM2.5质量浓度线性相关系数为0.76,在一定程度上颗粒物数浓度可反映大气污染状况.利用自适应共振神经网络分类方法(Art-2a)对PM2.5化学成分进行分类,确定PM2.5化学成分主要为元素碳、有机元素碳混合颗粒、有机碳、富钾颗粒、矿物质、富钠颗粒、二次无机颗粒、左旋葡聚糖以及其它重金属共9类.成分占比最高的是元素碳,其次是有机碳和富钾颗粒.监测到80%以上的PM2.5粒径主要集中在0.2~1.0μm之间,峰值出现在0.62μm处,各化学成分的粒径分布特征与总颗粒数粒径分布特征相似.各化学成分数浓度与PM2.5质量浓度随时间变化趋势较一致,化学成分数浓度占比变化在一定程度上可反映瞬时的污染来源. 展开更多
关键词 spams 颗粒溶胶 冬季 化学成分 粒径分布
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基于卫星遥感及SPAMS的石家庄市2017年秋冬季首次污染过程研究 被引量:8
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作者 娄拴柱 刘乙淼 +1 位作者 任春雷 王玮 《河北工业科技》 CAS 2018年第5期354-362,共9页
2017年10月26日—28日,石家庄市出现了2017年冬防期以来的第一次重污染天气。为了进一步弄清此次污染过程的主要污染来源,以石家庄市空气质量自动监测站实况数据资料为基础,从气象条件影响、组分特征、时空变化、区域污染分布演变等方... 2017年10月26日—28日,石家庄市出现了2017年冬防期以来的第一次重污染天气。为了进一步弄清此次污染过程的主要污染来源,以石家庄市空气质量自动监测站实况数据资料为基础,从气象条件影响、组分特征、时空变化、区域污染分布演变等方面进行了详细剖析。结果表明,在此次污染过程期间,地面持续处于低压幅合,相对湿度达80%以上,地面为偏南风,区域传输明显,致使26日开始污染物迅速累积。期间PM2.5和PM10在每日晚高峰时段出现明显上升,可能与本地机动车尾气排放与人们下班后活动增加有关;同时,根据对污染过程期间主要污染物PM2.5的组分分析,得出PM2.5的主要组分来源为机动车尾气,贡献率达到了35.3%,说明了机动车尾气排放为本地主要污染排放源。综合以上结果可知,石家庄市自然区位和气象条件先天不利,大气环境容量脆弱,只有采取力度更大的管控和减排措施,尽最大努力降低本地基准污染量和浓度,才能达到污染削峰的目的。 展开更多
关键词 卫星遥感 颗粒溶胶(spams) 重污染天 石家庄市 组分分析 污染过程
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