气溶胶粒子相有机物在线检测的空气动力学透镜-质子转移反应质谱装置研制

针对气溶胶粒子相有机物的在线检测分析,设计加工了一套空气动力学透镜进样系统。该进样系统主要由1个用于气相有机物去除的气相剥蚀模块、1个用于颗粒聚焦富集的空气动力学透镜模块和1个用于粒子相有机物提取的热解吸模块组成。气相剥蚀模块的气相有机物去除率可达98.89%,295~375 nm粒径范围内颗粒物的透过率为75.16%~91.15%。模拟结果表明,在所设计的空气动力学透镜中,0.36~6.0μm粒径范围内颗粒物的透过率可达90%以上。将本研究设计的进样系统与实验室自制的质子转移反应质谱仪联用,研制了1套空气动力学透镜-质子转移反应质谱装置,并通过模拟气溶胶样品(α-蒎烯和臭氧反应的产物)的检测,证实了该装置可实现亚微米至几微米级粒子相上有机物的在线检测。

大气气溶胶粒子粒径分布激光遥测研究进展

激光雷达具有探测距离远、灵敏度高、精度高、响应时间快、实时监测等优点,已成为大气气溶胶遥测的重要技术手段,对于改善人类生活质量、预防疾病、环境保护、气象研究、军事等领域有着极其重要的作用。对气溶胶粒子基本特性和激光遥测气溶胶粒子粒径分布反演的基本原理进行阐述。重点介绍了国内外利用激光雷达遥测气溶胶粒子最新进展,并对气溶胶粒子粒径分布激光遥测的发展趋势进行简要总结。

相对湿度对大气气溶胶粒子短波辐射特性的影响

利用Ｍｉｅ散射原理和重庆实测气溶胶资料，详细计算了边界层内单个气溶胶粒子的光学特性参量，气溶胶粒子群体的散射、吸收、消光系数及不对称因子、散射比、光学厚度；进而采用二流近似和累加法计算了边界层内太阳短波辐射增温率。目的在于研究相对湿度对以上各特性参量的影响。结果表明，相对湿度在６５％～９５％之间变化时，对气溶胶粒子群体光学特性参数和太阳增温率的影响在量级上可与气溶胶粒子浓度成倍变化的影响相比拟。

沙尘源区与沉降区气溶胶粒子的理化特征

在沙尘源区 ,大气气溶胶粒子主要是地面沙尘来源 ,沙尘暴发生时气溶胶粒子的浓度大增 ,浓度峰值向粗粒径范围移动 ;在沙尘沉降区日本 ,当浮尘期时气溶胶粒子有地面沙尘和工业排放物两个来源 ,形成双峰型分布 ,当非浮尘期时气溶胶粒子主要以工业排放来源为主 ,在 <2 .1um细粒径范围形成一个峰值。水溶性成分也不相同 ,沙尘源区粒子以Ca2 +、SO42 -、Na+、Cl-等沙尘来源离子为主 ,在 3.3～ 4 .7um形成浓度峰值 ;沙尘沉降区以NH4+、SO42 -、NO3 -等工业来源离子为主 ,在 0 .6 5～ 1.0 1um形成峰值。在日本即使是当浮尘时期 ,大气中的气溶胶粒子浓度也远远比不上沙尘源区沙尘暴发生时的大气气溶胶浓度。

非球形气溶胶粒子及大气相对湿度对自由空间量子通信性能的影响

当量子光信号在自由空间中传输时,不可避免地会穿过大气,而存在于大气的气溶胶的光散射与吸收必然会影响量子光信号的传输.本文根据气溶胶粒子谱分布及其消光系数,提出了圆柱形、椭球形、Chebyshev三种非球形气溶胶粒子与链路衰减、量子纠缠度的关系;分析了大气相对湿度与量子纠缠度、保真度的定量关系.仿真结果表明,圆柱形、椭球形、Chebyshev三种非球形气溶胶粒子对链路的衰减程度依次递增;随着圆柱形、椭球形粒子的取向比和Chebyshev粒子的等效半径的增加,纠缠度呈不同的变化趋势;当大气相对湿度为0.2和0.9时,纠缠度和保真度分别为0.72,0.32和0.75,0.22.由此可见,非球形气溶胶粒子及大气相对湿度对量子通信系统的性能影响极大.所以,在实际的量子通信系统中,应根据不同非球形气溶胶粒子和大气相对湿度,自适应调整系统的各项参数,以提高量子通信的可靠性.

中国西北沙尘源区与日本沉降区大气气溶胶粒子理化特征及对比

无论有无沙尘暴,低层大气气溶胶粒子浓度几乎不随高度变化。在沙尘源区,大气气溶胶粒子主要来源于地面沙尘,沙尘暴发生时气溶胶粒子的浓度大增,浓度峰值向粗粒径范围移动;在沙尘沉降区日本,当浮尘期时气溶胶粒子有地面沙尘和工业排放物两个来源,形成双峰型分布,当非浮尘期时气溶胶粒子主要是工业排放物来源,在<2.1μm细粒径范围形成一个峰值。水溶性成分也不相同,沙尘源区粒子以Ca2+、SO2-4、Na+、Cl-等沙尘来源离子为主,在3 3～4 7μm形成浓度峰值;沙尘沉降区以NH+4、NO-3等工业来源离子为主,在<2 1μm形成峰4、SO2-值。沙尘源区气溶胶粒子水不溶相都表现出K、Na元素亏损的特征,说明其气溶胶粒子是上部陆壳经过K、Na大陆化学风化的产物。

考虑湿度影响的城市气溶胶粒子白天温度效应

利用一维晴空大气边界层模式， 在详细计算气溶胶短波辐射增温率的基础上， 研究了环境相对湿度和气溶胶粒子浓度对边界层气溶胶白天温度效应的影响。结果表明， 相对湿度的增加与气溶胶粒子浓度的增加在边界层中具有一致的温度效应， 均使边界层中上层增温， 近地层降温， 从而稳定度增大。

利用MODIS资料遥感水体上空气溶胶粒子尺度的数值试验

利用卫星探测辐射的光谱依赖性来反演大气气溶胶粒子尺度分布,首先要建立反演算法并检验其可行性。本文参照文献[1]对暗的海洋上空MODIS资料的处理方法,针对大陆水库上空卫星探测MODIS辐射信号,利用6S(Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum)辐射模式建立一个查算表(Look-up table:LUT)来反演大气气溶胶粒子尺度分布;然后通过数值试验对所建立的查算表进行检验,讨论其方法的可行性。数值试验结果表明,查算表对大陆性气溶胶尺度分布有反演能力,但拟合误差sεl值随着气溶胶光学厚度的增加而增加。

近红外波段气溶胶粒子形状和性质对散射特性的影响

为了研究近红外波段气溶胶粒子的形状和性质对散射特性的影响,将气溶胶粒子视为非球形粒子,并用T矩阵理论对0.94μm波段的气溶胶粒子进行了一系列计算分析。计算结果表明:进行单个气溶胶粒子的散射计算时其形状因子是不可忽视的元素,单个气溶胶粒子的散射相函数随着粒子形状的不同在前向和后向有明显变化;进行气溶胶粒子前向体散射计算时非球形粒子近似成球形粒子带来的误差较小,后向误差仍较大;气溶胶粒子性质的不同,即折射指数和数密度的不同对散射特性影响较大。

气溶胶粒子对城市雾影响的模拟研究

在三维雾模式内增加气溶胶粒子的长波辐射效应，旨在运用模拟的方法研究夜间城市气溶胶粒子对雾的形成和发展的影响。运用重庆市的地形及有关资料，模拟了重庆市冬季雾的形成和发展过程，并与不考虑气溶胶粒子情况下雾的形成和发展过程进行了对比分析。结果表明：气溶胶粒子的存在．由于其温度效应。使地面雾形成时间推迟．低层雾含水量普遍减小；适量的气溶胶粒子有助于重庆雾向高处发展；当气溶胶粒子成倍增加后，对雾的形成和发展均有阻碍作用。

气溶胶粒子的降雨清除

讨论了雨滴在云下对气溶胶粒子的清除，考虑了气溶胶粒子和雨滴之间的碰并系数，雨滴谱以及气溶胶粒子谱对清除系数的影响。在０１＜ ｒ＜ １０ μｍ 范围内，利用不同的碰并系数表达式算得的降雨对该区间内气溶胶粒子的清除系数相差很大，但对总质量清除系数影响不大；雨滴谱的改变对总质量清除系数有很大影响；不同的气溶胶粒子谱对总质量清除也有一定影响。雨滴谱用Ｍａｒｓｈａｌｌ－ Ｐａｌｍ ｅｒ 分布；气溶胶粒子谱用Ｊｕｎｇｅ 分布ｎ（ｒ）＝ ａｒｂ 算得清除系数与雨强关系为Λ＝ ０５１Ｉ０７８，而气溶胶粒子谱改用三参数分布（ｒ）＝ ａｒｂｅ－ ｃｒ得到清除系数与雨强的关系为Λ＝ ０２５Ｉ０７７。

玻璃纤维介质中气溶胶粒子过滤效率研究

利用蒸汽冷凝法产生的不同粒径 DOP(邻苯二甲酸二正辛脂 )单分散气溶胶粒子及多分散气溶胶粒子 ,在滤材测试平台上对三种型号玻璃纤维滤材的过滤效率进行了研究。结果表明 ,滤材的过滤效率η与气溶胶粒子的粒径 d密切相关 ,其中对 d为 0 .1～ 0 .3μm之间的气溶胶粒子过滤效率明显偏低 ;过滤阻力随比速 v和串联的级数 n增加而增大 ;相同滤材串联后 ,对单分散气溶胶粒子 ,各级过滤效率仍然相同 ,对多分散气溶胶粒子 ,各级过滤效率逐级下降 ,但级数越多 。

不同波长激光在典型气溶胶粒子中的传输特性

战场环境下脉冲激光引信的探测性能容易受到气溶胶粒子的干扰,引起虚警和漏警。为研究脉冲激光引信在气溶胶环境下的传输特性,基于Mie散射理论,对沙尘性、水溶性、海洋性和煤烟性气溶胶粒子的消光特性和散射特性进行建模仿真分析。选取波长分别为0.905μm、4.7μm和6.8μm激光,通过改变气溶胶粒子粒径,得到不同参数对4种典型气溶胶粒子的效率因子与散射相函数的影响规律。仿真结果表明:激光粒径和波长影响气溶胶粒子的效率因子和散射相函数,粒径越大,其效率因子越趋于稳定,气溶胶粒子的后向散射能力越弱;波长越长,不同气溶胶效率因子峰值的变化不同,但峰值对应的粒径越大。

气溶胶粒子在矩形风管中沉降速度的试验研究

用滑石粉来模拟气溶胶粒子,对矩形风管系统(材料为镀锌钢板)的直管段和弯管段在不同的风速和粒径下,测定了不同风管表面的沉降速度,分析了它们之间的关系。试验结果表明,风管断面的沉降速度随风速和粒径的增大而增大;对于水平直管段,同一断面下底面的沉降速度最大,侧壁面次之,顶面最小;对于弯管段,外侧壁面和顶面的沉降速度比直管段有明显增加,内侧壁面减小。

单个气溶胶粒子的SPM分析

把用安德逊级联撞击采样器获得的空气动力学直径为７—１１μｍ的气溶胶粒子镶嵌在ＰＣＤＦ薄膜内。用扫描质子微探针方法对在１８０μｍ×１５０μｍ范围内一群单个气溶胶粒子中１２种元素的含量进行了微区分析，用三维等高线法给出了一群单溶胶粒子中１２种元素的两维分布，并对采样地区的大气污染来源进行了较深人的分析，为大气污染研究提供了新方法。

检测单个气溶胶粒子的薄膜法

介绍一种检测大气中单个气溶胶粒子的方法（薄膜法），这种方法是用电子显微镜观察单个粒子的形态特征或粒子与特定试剂反应生成物的特征，根据这些特征来确定粒子中所含成分．并且可以根据采集粒子时的抽气速度、采集时间和粒子的捕捉率推算出空气中粒子的分布，这种方法不仅适用于地面观测，也适用于气球或飞机进行高空观测。

对流层与平流层大气气溶胶粒子的若干散射特性

本文应用Mie散射理论，采用简洁方案计算了IAMAP提出的大气气溶胶主要粒子的散射效率因子及散射相函数，结果表明，大颗粒的散射能力以75％硫酸液滴最强，其次是水滴，冰晶，沙尘性粒子；小粒子的散射能力仍以75％硫酸滴最强，其次是沙尘性粒子，小颗粒相函数的前向与后向基本对称；大颗粒相函数随X值增大而不对称加大；折射率实部不同，则相函数最小值出现在不同的散射角，折射率虚部较大的煤烟，相函数起伏较小，约在10°量级。

气溶胶粒子的吸收对散射光强的影响

研究了气溶胶粒子的球形和旋转椭球两种模型的吸收效应对散射光强分布的影响.文中使用Mie散射理论和T矩阵两种方法,分别得到了球形粒子和旋转椭球粒子对正入射的偏振光和非偏振光散射的散射光强随散射角的变化关系,同时,给出了气溶胶粒子的吸收效应对后向散射光强影响的仿真结果.根据计算出的结果模拟得到了后向散射光强与球形气溶胶粒子的吸收效应成指数关系,而与旋转椭球气溶胶粒子吸收效应成非线性变化关系.

无机溶胶粒子的有机高分子胶囊化研究——(Ⅰ)静电相互作用机理合成胶囊化微粒子

研完硅溶胶和铝溶胶分别存在下甲基丙烯酸甲脂(MMA)的无乳化剂乳液聚合。结果表明,当溶胶粒子的表面电荷与生成的聚合物末端电荷相反时,胶囊化效果明显。采用透射电镜(TEM)技术,电泳实验对此进行表征。同时还研究了胶囊化对体系稳定性的影响。

祁连山北坡夏季晴天气溶胶粒子变化特征

利用2007 年7 月祁连山区民乐县何庄进行的晴空观测所获得的PMS 资料,对祁连山区大气气溶胶粒子的数浓度分布及日变化特征进行了统计分析,并结合相对湿度、风速和风向等气象资料,讨论了气溶胶粒子浓度与气象因子的关系.结果表明,该地区PCASP 探测的气溶胶平均数浓度为102 ～103 个·cm - 3,FSSP -100 探测的粒子平均数浓度为10 - 2 ～101 个·cm - 3,日变化特征表现为早晚大,中午小;FSSP 和PCASP 探测的气溶胶粒子谱分别呈负指数型和单峰型分布特点,其Junge 幂指数谱分布和Deirmendjian 广义Γ 谱分布的分段拟合,能够更好地显示当地粒子的演变特征;此外,气溶胶粒子不仅与相对湿度、气温之间存在相关性,而且与风向风速亦有明显关系.