利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱研究气溶胶的老化与混合状态及定量计算

发布时间：2016-12-19 10:27

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《华东理工大学》 2013年

利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱研究气溶胶的老化与混合状态及定量计算

牟莹莹  

【摘要】：利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱(SPAMS)于2011年11月中旬在上海测量了气溶胶高污染过程中200nm-2.0μm气溶胶的粒径谱及其化学组成。对气溶胶粒子的分类结果发现,灰霾天期间大气中主要存在OCEC、METAL、EC、SECONDARY和K-Na等5种气溶胶粒子,其粒子数分别占总数的27.4%、3.4%、7.3%、45.6%和5.4%,二次污染显著。观测得到的5类气溶胶颗粒中都包含18NH4+、80S03-、96S04-、97HSO4-、46N02-、62NO3-、125H(NO3)2-等二次组分,说明灰霾天期间这些颗粒都经历了不同的二次过程或与二次组分进行了不同程度的混合,且随着灰霾的生成和发展,气溶胶不断老化,二次气溶胶粒子的信号迅速增强。OCEC粒子中97HSO4的信号较强,说明S02可能在气溶胶表面发生多相反应,同时因有机物的存在对气态硫酸参与气溶胶成核和增长起了重要作用,尤其是在严重污染的条件下,气态硫酸和有机蒸气相互作用可能加速了硫酸-有机颗粒物的形成。从气溶胶类型的谱分布可以发现,新鲜的EC气溶胶粒子排入大气后,其表面会不断附着18NH4+、80SO3-、96S04-、97HSO4、46N02-、62N03-、125H(N03)2-等二次组分,EC颗粒在老化的过程中其类型逐步由EC气溶胶演变成二次气溶胶粒子。来自海洋的暖湿气流除了形成降水对气溶胶形成冲刷作用,使得二次气溶胶粒子和OCEC气溶胶粒子数明显降低以外,也将有机胺带入内陆,在清洁天气溶胶粒子中形成Amine粒子。 对比不同类型气溶胶粒子在灰霾天和清洁天的绝对粒径分布发现：气溶胶颗粒的来源、老化程度以及气溶胶粒子本身的物理化学性质影响其粒径分布。对比清洁天,对比清洁天,灰霾天的气溶胶粒子数较多,导致灰霾天各类气溶胶粒子的粒径分布呈现光滑平缓的曲线；OC/EC、EC和SECONDRY气溶胶粒子在灰霾天的粒径分布偏向较大粒径范围,METAL气溶胶粒子的粒径分布与清洁天几乎相同,K-Na粒子则偏向较小的粒径。而且,清洁天中EC气溶胶粒子出现明显的双峰分布,SECONDARY也有双峰出现,但是不是非常明显。 同时,通过联合气溶胶粒径谱仪对比单颗粒气溶胶飞行时间质谱在不同粒径段内总颗粒数的粒径分布,得到200-1252nm粒径范围的校正参数,利用校正参数还原EC气溶胶粒子真是的粒径分布,发现EC气溶胶粒子数浓度的时间变化趋势与热光法得到的EC质量浓度一致。本文也利用单颗粒气溶胶飞行时间质谱获得的信号强度定量OC、EC浓度的时间变化,并与光热法得到的质量浓度进行对比,发现对比结果较一致。

【关键词】：
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X831;O657.63
【目录】：

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