东亚区域长距离传输条件下气溶胶单颗粒的老化特性研究
发布时间：2021-04-18 01:13
气溶胶颗粒物是造成空气污染的重要原因之一,其对地球太阳辐射平衡、水循环、气候及人体健康等有重要影响。近几十年的经济社会发展导致能源消耗不断增加,大气污染物排放量剧增,造成严重的大气污染问题。东亚区域是全球人口密度最大的区域之一,也是全球最大的气溶胶颗粒物及气态污染物排放源区之一。冬春季节东亚季风会将亚洲大陆的污染物传输至西北太平洋甚至北美洲和北极地区,从而导致全球性的空气污染问题。气溶胶颗粒在传输过程中不断地相互混合形成复杂的内混结构,改变其物理化学性质。现有的对亚洲大陆外流气团的研究多集中于滨海区域、近岸海岛和边缘海,国内对西北太平洋海域的研究较少,且缺乏单颗粒方面的研究。本研究以2013年到2014年期间一次陆上采样和两次西北太平洋海上采样为基础,采用透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）、原子力显微镜（AFM）和纳米二次离子质谱（NanoSIMS）等多种单颗粒分析方法获得了气溶胶颗粒物的化学组成、粒径、形貌和混合状态等信息,研究了大陆气团对中国边缘海、日本九州岛及西北太平洋深海海域的传输影响及传输过程中气溶胶的老化特征。铁酸溶解假说是指气溶胶颗粒中的人为源和自然...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?２０１５年全球人口密度分布图和全球年均ＰＭ２．５浓度分布图（?
?山东大学博士学位论文???要来自沙尘、海洋、植物排放及火山喷发，其种类较少且多存在于偏远地区，对??大气污染的贡献较小。导致大气污染的多是人为源颗粒，全球范围来看，城市??ＰＭ２５的来源及其贡献率分别为：交通运输２５％，电厂等工业活动１５％，民用燃??料燃烧２０％，其他人为活动２２％，海盐和沙尘１８％［３ＧＩ，说明能源利用相关活动??（化石燃料燃烧和生物质燃烧）是大气颗粒物污染的主要来源。??化石燃料燃烧（燃煤、燃油和燃气）直接排放大量污染物，包括黑碳、多环??芳烃、挥发性有机物、重金属、氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳等［３１］。化石燃料??燃烧影响颗粒物生成的方式主要有三种［３２，３３］：?（１）化石燃料的不完全燃烧产生大??量黑碳颗粒及有机物；（２）化石燃料燃烧产生二氧化硫和氮氧化物，排放到大气??中反应生成硫酸盐颗粒和硝酸盐颗粒；（３）燃煤锅炉高温燃烧还会生成飞灰颗粒、??重金属颗粒等。??
通常我们使用空气动力学直径来表征颗粒物的粒径。颗粒物按粒径的大小可分为??三类：总悬浮颗粒物（ＴＳＰ），空气动力学直径小于１００?（ｉｍ的颗粒物，这类颗粒??物由于粒径较大易于沉降寿命较短且不易吸入，对人体健康影响较小；可吸入颗??粒物（ＰＭ１Ｇ），空气动力学直径小于１０?ｐｍ的颗粒物，矿物沙尘、海盐和生物质??颗粒（花粉、孢子等）属于此类颗粒物；细颗粒物（ＰＭ２．５），空气动力学直径小??于２．５?（ｉｍ的颗粒物，这类颗粒物由于其对人体健康、能见度和辐射的影响而最??受关注［１］。??在大气中，液态的颗粒物呈球形，但固态颗粒物形貌特征呈现多样性。如图??丨－３，有机物呈球形，硫酸盐颗粒呈椭圆形，矿物颗粒呈不规则形状，黑碳颗粒呈??链状，硫酸钙颗粒呈长条状。大气传输过程中的多种物理及化学过程会改变气溶??胶的混合结构，影响其光学和吸湿特性［３Ｗ８］。研究气溶胶混合结构可为模式模拟??提供吸湿性和光学特性等重要信息，进而推知颗粒的来源及其老化过程等，搭建??起实地外场观测与模式模拟之间的纽带［３９］。??Ｆｌａ－ｓｈｏｒｇａｎｉ—ｍｍｏｎｉａｔｃｄｃ
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气颗粒物理化特征和影响效应的研究进展及展望[J]. 邵龙义,王文华,幸娇萍,李卫军,牛红亚,侯聪,杨书申. 地球科学. 2018(05)
[2]透射电子显微镜在地球科学研究中的应用[J]. 李金华,潘永信. 中国科学:地球科学. 2015(09)
[3]青岛沿海大气气溶胶中氯亏损的研究[J]. 王珉,胡敏. 环境科学学报. 2000(S1)
[4]气溶胶与气候[J]. 王明星. 气候与环境研究. 2000(01)
博士论文
[1]我国典型地区大气PM2.5水溶性离子的理化特征及来源解析[D]. 高晓梅.山东大学 2012
本文编号：3144503
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１?２０１５年全球人口密度分布图和全球年均ＰＭ２．５浓度分布图（?
?山东大学博士学位论文???要来自沙尘、海洋、植物排放及火山喷发，其种类较少且多存在于偏远地区，对??大气污染的贡献较小。导致大气污染的多是人为源颗粒，全球范围来看，城市??ＰＭ２５的来源及其贡献率分别为：交通运输２５％，电厂等工业活动１５％，民用燃??料燃烧２０％，其他人为活动２２％，海盐和沙尘１８％［３ＧＩ，说明能源利用相关活动??（化石燃料燃烧和生物质燃烧）是大气颗粒物污染的主要来源。??化石燃料燃烧（燃煤、燃油和燃气）直接排放大量污染物，包括黑碳、多环??芳烃、挥发性有机物、重金属、氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳等［３１］。化石燃料??燃烧影响颗粒物生成的方式主要有三种［３２，３３］：?（１）化石燃料的不完全燃烧产生大??量黑碳颗粒及有机物；（２）化石燃料燃烧产生二氧化硫和氮氧化物，排放到大气??中反应生成硫酸盐颗粒和硝酸盐颗粒；（３）燃煤锅炉高温燃烧还会生成飞灰颗粒、??重金属颗粒等。??
通常我们使用空气动力学直径来表征颗粒物的粒径。颗粒物按粒径的大小可分为??三类：总悬浮颗粒物（ＴＳＰ），空气动力学直径小于１００?（ｉｍ的颗粒物，这类颗粒??物由于粒径较大易于沉降寿命较短且不易吸入，对人体健康影响较小；可吸入颗??粒物（ＰＭ１Ｇ），空气动力学直径小于１０?ｐｍ的颗粒物，矿物沙尘、海盐和生物质??颗粒（花粉、孢子等）属于此类颗粒物；细颗粒物（ＰＭ２．５），空气动力学直径小??于２．５?（ｉｍ的颗粒物，这类颗粒物由于其对人体健康、能见度和辐射的影响而最??受关注［１］。??在大气中，液态的颗粒物呈球形，但固态颗粒物形貌特征呈现多样性。如图??丨－３，有机物呈球形，硫酸盐颗粒呈椭圆形，矿物颗粒呈不规则形状，黑碳颗粒呈??链状，硫酸钙颗粒呈长条状。大气传输过程中的多种物理及化学过程会改变气溶??胶的混合结构，影响其光学和吸湿特性［３Ｗ８］。研究气溶胶混合结构可为模式模拟??提供吸湿性和光学特性等重要信息，进而推知颗粒的来源及其老化过程等，搭建??起实地外场观测与模式模拟之间的纽带［３９］。??Ｆｌａ－ｓｈｏｒｇａｎｉ—ｍｍｏｎｉａｔｃｄｃ
【参考文献】：
期刊论文
[1]大气颗粒物理化特征和影响效应的研究进展及展望[J]. 邵龙义,王文华,幸娇萍,李卫军,牛红亚,侯聪,杨书申. 地球科学. 2018(05)
[2]透射电子显微镜在地球科学研究中的应用[J]. 李金华,潘永信. 中国科学:地球科学. 2015(09)
[3]青岛沿海大气气溶胶中氯亏损的研究[J]. 王珉,胡敏. 环境科学学报. 2000(S1)
[4]气溶胶与气候[J]. 王明星. 气候与环境研究. 2000(01)
博士论文
[1]我国典型地区大气PM2.5水溶性离子的理化特征及来源解析[D]. 高晓梅.山东大学 2012
本文编号：3144503
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3144503.html
