大气气溶胶的源识别和检测方法
大气气溶胶的碳组分特征研究及来源解析
大气气溶胶的碳组分特征研究及来源解析大气气溶胶是大气中悬浮的微小颗粒物质，对大气环境和气候变化具有重要影响。
其中，气溶胶的碳组分特征研究及来源解析是当前大气科学研究的热点之一。
本文将围绕这一主题展开探讨，并带领读者深入了解大气气溶胶碳组分的研究进展和意义。
一、大气气溶胶的碳组分特征研究现状大气气溶胶的碳组分主要包括有机碳（OC）和元素碳（EC）。
有机碳是指来自天然和人为源的含碳化合物，包括挥发性有机物（VOCs）气溶胶化后的产物，如挥发性有机酸、酮和醇等。
而元素碳则主要来自燃烧过程中的碳排放，如汽车尾气、工业烟尘和生物质燃烧等。
研究表明，大气气溶胶碳组分具有复杂的时空分布特征。
一方面，它们的浓度和组成随着地理位置、气候条件和人类活动的变化而不同。
另一方面，气溶胶碳组分还受到大气混合和化学反应的影响，其浓度和组成在运输和转化过程中发生变化。
二、大气气溶胶碳组分的来源解析为了了解大气气溶胶碳组分的来源，研究人员采用了多种解析方法。
其中，化学质量平衡模型（CMB）是一种常用的方法，通过测量大气气溶胶碳组分的浓度和相关污染物的浓度，使用统计算法可以按比例分配它们的来源。
此外，同位素技术也被广泛应用于大气气溶胶碳组分的来源解析。
具体而言，稳定碳同位素（δ13C）可用于区分不同碳来源，如Fossil fuel carbon（FFC）和Biogenic carbon（BGC）；黑碳中的气溶胶碳同位素（δ13CEC）则可区分不同燃烧来源，如汽车尾气和木材燃烧。
三、大气气溶胶碳组分研究的意义研究大气气溶胶碳组分的碳来源和特征，对于深入了解大气污染形成机理、评估环境健康风险以及制定相应的大气污染治理措施具有重要意义。
首先，大气气溶胶碳组分是大气污染的重要组成部分，其来源解析有助于量化不同源头的贡献。
以此为基础，可以为大气污染防治提供科学依据和技术支持。
其次，通过研究大气气溶胶碳组分的时空分布特征和来源解析，可以有效评估大气污染对环境和人类健康的影响。
气溶胶检测报告
气溶胶检测报告概述本文旨在介绍气溶胶检测报告的相关内容。
气溶胶是一种在空气中悬浮的微小颗粒物质，包括固体和液体颗粒。
通过对气溶胶的检测，我们可以了解空气中的颗粒物浓度和组成，进而评估空气质量和可能的健康风险。
检测方法气溶胶的检测可以采用多种方法，包括：1.重量法：通过称量收集在滤纸或其他基质上的颗粒物，计算颗粒物的质量。
这种方法适用于大颗粒物的测量。
2.光学法：利用光学原理测量颗粒物的散射或吸收特性，推算出颗粒物的浓度。
常见的光学方法包括激光粒度仪和光散射计。
3.电学法：通过电场或电导测量颗粒物在电场中的响应，从而推算出颗粒物的浓度。
电学法常用于细颗粒物的测量。
实验步骤进行气溶胶检测的实验步骤如下：1.准备实验室环境：确保实验室内的空气清洁，并配备必要的实验设备和仪器。
2.选择适当的检测方法：根据需要测量的颗粒物类型和浓度范围，选择合适的检测方法和设备。
3.校准仪器：对所选的检测设备进行校准，以确保测量结果的准确性。
4.设置采样点：在待检测区域设置适当的采样点，以获取代表性的样本。
根据实际情况确定采样时间和频率。
5.采集样本：使用选定的检测设备，在采样点进行颗粒物的采集。
要确保采样装置与环境隔离，以避免外部干扰。
6.处理样本：根据所选的检测方法，对采集到的样本进行处理和测量。
根据实验需求，可以进行颗粒物的分级或组成分析。
7.数据分析与报告：根据测量结果，进行数据分析和统计，生成气溶胶检测报告。
报告应包含颗粒物浓度、组成、采样点信息等。
应用领域气溶胶检测在多个领域具有重要的应用价值，包括：1.环境监测：用于评估大气中颗粒物的浓度和来源，了解空气质量和污染程度，以制定相应的环境保护措施。
2.室内空气质量：用于评估室内空气中的颗粒物含量，确定室内环境的清洁程度，保障居民的健康。
3.职业卫生：用于监测工作场所空气中的颗粒物，评估职业病危害风险，制定职业健康管理策略。
4.制药行业：用于监测制药过程中的颗粒物污染，确保产品质量和生产环境的洁净度。
大气气溶胶的来源及其对气候变化的影响
大气气溶胶的来源及其对气候变化的影响气溶胶是指在空气中悬浮存在的微小颗粒物质，包括固态和液态物质。
它们具有多种来源，对气候变化产生重要影响。
一、自然来源自然的气象和地质过程是大气气溶胶的主要来源之一。
火山喷发会释放大量的气体和气溶胶，其中包括二氧化硫、微小气溶胶颗粒和硫酸盐等。
这些气溶胶颗粒会散布到大气中，遮挡太阳辐射，导致地球表面温度下降，引发全球性的气候变化。
此外，植物和海洋也是自然气溶胶的重要来源。
树木释放挥发性有机物质，如萜烯和萜烯醇，形成植物胶体气溶胶。
这些气溶胶可以作为云凝结核，影响云的发展和云的辐射特性。
海洋表面的气溶胶主要来自海洋生物活动和海浪的破碎过程。
这些气溶胶颗粒可以在大气中持续时间较长，影响云的形成和降水过程。
二、人为来源人为活动造成的气溶胶排放是当前大气污染的主要原因之一。
工业生产、交通运输、能源消耗和农业活动都会释放大量的气溶胶。
燃煤是重要的气溶胶来源，其中包括二氧化硫、氮氧化物和颗粒物。
这些气溶胶会对大气的成分和物理特性产生显著影响，改变大气透明度和能量平衡，进而影响气候。
除此之外，人为源气溶胶也与气候变化紧密相关。
温室气体的增加会导致地球表面温度升高，从而影响气溶胶的形成和分布。
例如，大气中的气溶胶颗粒对太阳辐射有反射和散射作用，可以冷却地球表面。
然而，温室气体的增加会产生温室效应，抵消了气溶胶的冷却效应，导致地球变暖。
三、气溶胶对气候变化的影响气溶胶通过改变大气的物理和化学特性，对气候变化产生重要影响。
首先，气溶胶的反照率和散射特性会改变大气光学性质，影响太阳辐射的进入和散射。
这些过程会改变大气温度、湿度和大气环流模式，进而影响气候的变化。
其次，气溶胶直接或间接地与云的形成和性质有关。
一方面，气溶胶颗粒可以作为云凝结核，促进云的生成。
云覆盖会减少地球表面的太阳辐射，降低地面温度。
另一方面，云中的气溶胶会改变云滴的大小和分布，进而影响云的凝结和降水过程。
此外，气溶胶还可能通过影响降水量和模式改变大气和地表之间的能量平衡。
大气气溶胶监测与分析方法概述
大气气溶胶监测与分析方法概述气溶胶是指分散在大气中的固体或液体微粒，包括尘埃、烟雾、雾霾中的颗粒物等。
它们对大气环境、气候变化和人类健康等方面产生重要影响。
因此，了解和监测气溶胶的分布和组成成为环境科学研究的一项重要任务。
本文将对大气气溶胶的监测与分析方法进行概述。
一、大气气溶胶的监测方法目前常用的大气气溶胶监测方法主要包括主动式监测和被动式监测。
主动式监测是指通过主动采集样品并进行实验室分析的方式。
常用的主动式监测方法包括高体积采样、大气颗粒物降落采样、气溶胶冷却捕集等。
高体积采样是一种常用的监测方法，可以获取大量样品进行后续分析。
它通常利用体积流量控制器将大气中的气溶胶引入收集器，收集器上有一滤膜用于过滤气溶胶颗粒，然后对滤膜进行分析。
大气颗粒物降落采样可以通过在适宜的位置设置采样器，利用大气中颗粒物的沉降速度收集样品。
这种方法适用于长期监测颗粒物的时空分布。
气溶胶冷却捕集方法是通过降低气溶胶颗粒的温度，使其凝结成为冷凝物，然后进行采样。
这种方法可以得到不同粒径的气溶胶样品，对于研究气溶胶的成分分布具有重要意义。
被动式监测是指利用传感器或监测站点记录环境中的气溶胶数据的方法。
常用的被动式监测方法包括激光雷达、遥感技术等。
激光雷达是一种使用激光束扫描大气中的气溶胶，并通过接收散射返回信号来获得气溶胶分布信息的方法。
它可以实时高效地获取气溶胶的垂直分布和粒径分布等信息。
遥感技术是通过卫星或无人机等遥感平台获取大范围气溶胶数据的方法。
它可以提供大气气溶胶的时空分布，但对于气溶胶的组成分析相对有限。
二、大气气溶胶的分析方法大气气溶胶的分析方法主要包括化学分析、物理分析和光学分析等。
化学分析是通过实验室分析方法对气溶胶样品进行成分分析。
常用的化学分析方法包括元素分析、离子分析、有机物分析等。
元素分析是指对气溶胶样品中的元素进行定量或定性分析的方法。
常用的元素分析方法包括X射线荧光光谱分析、电感耦合等离子体质谱分析等。
大气环境中气溶胶的来源解析与迁移模拟
大气环境中气溶胶的来源解析与迁移模拟气溶胶是大气环境中的重要组成部分，对气候变化、空气质量和人类健康产生重要影响。
了解气溶胶的来源和迁移模拟对于有效控制大气污染具有重要意义。
本文将对大气环境中气溶胶的来源进行解析，并介绍气溶胶迁移模拟的方法与应用。
一、气溶胶的来源解析1. 自然源自然源是指大气中气溶胶的天然来源，包括火山喷发、植被和土壤颗粒物的悬浮物质、海洋表面的盐粒子、植物花粉等。
这些来源的气溶胶在大气中具有一定的浓度和分布规律。
2. 人为源人为源指由人类活动所引起的气溶胶排放，包括工业生产过程中的燃烧排放、交通运输尾气排放、农业活动中的农药和化肥颗粒物等。
人为源气溶胶的排放量随着人类经济发展和城市化进程的加快而不断增加。
二、气溶胶的迁移模拟方法与应用1. 欧拉模型欧拉模型是一种常用的气溶胶迁移模拟方法，该模型基于质点追踪法，通过计算质点的位置和速度来预测气溶胶的迁移轨迹和浓度分布。
欧拉模型广泛应用于大气环境模拟和污染物传输预测等领域。
2. 拉格朗日模型拉格朗日模型是另一种常见的气溶胶迁移模拟方法，该模型基于质点的物理运动方程，从微观角度上模拟气溶胶的运动和变化。
拉格朗日模型适用于描述气溶胶的细观特性和复杂的物理化学过程。
3. 数值模拟数值模拟是一种基于计算机模型和大气动力学原理的气溶胶迁移模拟方法，通过数学模型和数值算法来模拟大气中气溶胶的运动和分布。
数值模拟方法具有较高的准确性和预测能力，广泛应用于大气环境科学研究和环境保护决策支持。
4. 应用案例气溶胶迁移模拟方法与应用涵盖了大气环境污染监测、空气质量预报、环境影响评估等多个方面。
例如，利用气溶胶迁移模拟方法可以准确预测某个地区的气溶胶浓度分布，为该地区空气污染的防治提供科学依据。
另外，气溶胶迁移模拟方法也可以用于评估工业排放的污染物对周围环境的影响程度，进而指导环境管理和调控措施的制定。
结论通过对大气环境中气溶胶的来源解析和迁移模拟方法与应用的介绍，可以看出气溶胶对于大气环境的影响非常重要。
大气环境中气溶胶的生物源解析与影响
大气环境中气溶胶的生物源解析与影响对于大气环境中的气溶胶，人们常常将其与工业排放和交通尾气等无机源联系起来。
然而，近年来的研究表明，生物源也是气溶胶的重要来源之一。
本文将探讨大气环境中气溶胶的生物源解析以及其对生态环境和人类健康的影响。
一、生物源气溶胶的来源生物源气溶胶是指大气中悬浮着的生物粒子，主要由细菌、真菌、藻类、植物颗粒和动物细胞等组成。
这些生物粒子可以通过风力将其携带至大气中，并在大气中分散和传播。
生物源气溶胶的主要来源包括植物排放、海洋生物活动以及土壤悬浮微粒等。
1. 植物排放植物排放是大气中生物源气溶胶的重要来源之一。
植物通过气孔释放气溶胶颗粒，其中包括花粉、细胞碎片和挥发性有机物等。
花粉在春季对气溶胶的贡献尤为显著，而细胞碎片和挥发性有机物在植物的生长和衰亡过程中也会释放到大气中。
2. 海洋生物活动海洋生物活动也是生物源气溶胶的重要来源之一。
海洋中的浮游生物，如浮游植物和浮游动物，会随着波浪和气流的作用而被抬升到大气中，形成海洋生源气溶胶。
这些气溶胶颗粒富含有机物质，如脂肪酸、糖类和蛋白质等，对大气化学反应和云微物理过程具有重要影响。
3. 土壤悬浮微粒土壤悬浮微粒是大气中生物源气溶胶的另一个重要来源。
土壤中存在大量的细菌、真菌和植物残体等有机物质，这些有机物质可以随着风力而被搬运到大气中。
此外，土壤中的微生物活动也会释放气溶胶颗粒，使其成为土壤生源气溶胶的重要组成部分。
二、生物源气溶胶的影响生物源气溶胶对生态环境和人类健康都具有重要的影响。
下面分别从生态环境和人类健康两方面进行探讨。
1. 生态环境影响生物源气溶胶通过携带病原微生物、有机物质和营养成分等，对生态环境的生物多样性和能量流动产生影响。
一方面，生物源气溶胶可以作为微生物的传播媒介，影响生物群落的结构和功能；另一方面，生物源气溶胶中的有机物质和营养成分可以为其他生物提供营养，促进生态系统的物质循环和能量转化。
2. 人类健康影响生物源气溶胶中的微生物和有机物质可能对人类健康产生负面影响。
气溶胶的化学成分分析
气溶胶的化学成分分析气溶胶是指在空气中悬浮的固体或液体颗粒物质，其中一些颗粒物质具有化学反应活性，对环境和人类健康带来负面影响。
气溶胶的化学成分分析是研究气溶胶的主要方法之一，可以为环境保护及其它领域的科学研究提供依据。
一、气溶胶的来源和成分气溶胶的来源很广泛，包括自然源和人为活动源。
自然源气溶胶主要有海洋气溶胶、沙尘气溶胶、火山气溶胶以及生物气溶胶等。
人为活动源气溶胶则主要来自交通、工业、农业和个人活动等。
不同来源的气溶胶也有着不同的化学成分，其中主要包括有机物、无机物和金属元素等。
有机物是气溶胶中主要组成部分之一，主要来源于人类活动和自然生化反应。
有机物包括苯系化合物、多环芳烃、脂肪酸、脂质以及生物质燃烧产生的气体和颗粒物等。
其中，多环芳烃是一种致癌物质，长期暴露会增加人类患癌症的风险。
无机物是气溶胶中另一个主要组成部分，包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、钙盐、钾盐等。
其中，硫酸盐和硝酸盐是大气酸性成分，会对土壤和水体产生负面影响。
金属元素也是气溶胶中重要的组成部分之一。
主要包括铁、锰、镍、铬、铅等。
不同金属元素的存在对环境的影响也不同，如铅是一种有毒物质，可以通过空气、水和食物被人体吸收进入，长期暴露会导致神经系统受损、贫血等疾病。
二、气溶胶的化学成分分析方法气溶胶的化学成分分析需要用到多种分析方法，主要包括质谱法、光谱法、电化学法、比色法及化学分析法等。
质谱法是一种精确分析化学成分的方法，可以对气溶胶中的化合物进行分析。
常见的质谱法有飞行时间质谱（TOF-MS）和高分辨质谱（HRMS）等。
TOF-MS是一种精密的质谱技术，可以实现高分辨率和高扫描速度的分析。
HRMS则是一种通过高温灰化及后处理方法进行质谱分析的技术，分析结果精度高，适用于各种复杂的气体和颗粒物质。
光谱法是一种测量物质光谱的技术，包括红外光谱、紫外光谱和拉曼光谱等。
这些光谱分析方法可以对气溶胶样本进行分析，确定它们的组成成分及相对含量。
大气气溶胶的污染源解析与控制策略
大气气溶胶的污染源解析与控制策略大气污染是一个日益严重的环境问题，而气溶胶是其中一个重要的污染源。
本文将从大气气溶胶的来源及其污染特征出发，探讨其危害和对策。
一、大气气溶胶的来源大气气溶胶主要来自于自然和人为两个方面。
1. 自然来源自然来源主要包括火山喷发、沙尘暴、海洋气溶胶和植物挥发物等。
火山喷发会释放大量的火山灰和气溶胶颗粒物，对大气质量造成很大影响。
沙尘暴则是由于干旱地区的风力将大量沙尘带入大气中，其中携带的气溶胶颗粒物会造成空气质量下降。
海洋气溶胶则是海水蒸发形成的盐颗粒物在空气中的悬浮态，对气象和气候有很大的影响。
植物挥发物则是由于植物释放的气体与空气中的其他成分混合形成的气溶胶颗粒物。
2. 人为来源人为来源主要包括工业排放、交通排放和生物质燃烧等。
工业排放是大气气溶胶的主要来源之一，包括燃煤、石油燃烧和工业废气排放等，其中释放的颗粒物、气体和有机化合物都会对环境和健康造成危害。
交通排放主要来自车辆尾气排放，其中包括颗粒物、氮氧化物和挥发性有机化合物等。
生物质燃烧主要源于农村地区和发展中国家，如农作物秸秆燃烧、柴火燃烧等。
二、大气气溶胶的污染特征大气气溶胶的污染特征主要表现在以下几个方面。
1. 化学成分复杂大气气溶胶的化学成分十分复杂，既含有无机物如硫酸盐和硝酸盐，也含有有机物如多环芳烃和挥发性有机化合物等。
其中，硫酸和硝酸是大气中主要的无机气溶胶成分，而有机气溶胶则具有很高的多样性。
2. 大气传输和沉降大气气溶胶既可以通过大气传输而扩散到更远的地方，也可以沉降到地表或水体中。
大气传输主要受气象条件、气溶胶的物理性质和环境条件的影响，而气溶胶沉降则受到重力和空气动力学的影响。
3. 健康和环境危害大气气溶胶对健康和环境造成严重的危害。
细颗粒物(PM2.5)是其中最为关注的气溶胶颗粒物之一，其直径小于2.5微米，能够携带大量的有害物质进入呼吸道并进一步进入血液循环系统，对人体健康产生直接影响。
气溶胶化学组成与来源解析
气溶胶化学组成与来源解析气溶胶是大气中悬浮的细小颗粒物质，其化学组成和来源对于大气环境的研究至关重要。
气溶胶的化学组成涉及多种元素和化合物，其来源也包括自然和人为因素。
本文将从不同的角度分析气溶胶化学组成与来源，并探讨其对环境和健康的影响。
一、天然源和人为源气溶胶的化学组成来源广泛，可以分为天然源和人为源。
天然源包括火山喷发、沙尘暴、植物挥发物等，而人为源包括燃煤、汽车尾气、工业排放等。
不同来源的气溶胶具有不同的化学组成，对大气环境的质量和污染程度有着重要影响。
二、无机成分的来源解析气溶胶中常见的无机成分包括硝酸盐、硫酸盐、铵盐等。
硝酸盐的主要来源是汽车尾气和燃煤排放，硫酸盐则主要由燃煤和工业废气中的硫化物氧化而来。
铵盐则是硝酸盐和硫酸盐的中和产物。
通过分析气溶胶中不同无机成分的比例，可以判断其来源和污染程度。
三、有机成分的化学组成分析气溶胶中的有机成分主要由挥发性有机物（VOCs）和非挥发性有机物（NVOCs）组成。
VOCs主要来自于植物挥发物、汽车尾气以及工业排放，而NVOCs则主要来自于燃煤和木材等燃烧过程。
不同来源的有机成分对气溶胶的化学性质和臭氧形成潜势有着不同的影响。
四、气溶胶的影响与挑战气溶胶的化学组成和来源对大气环境和人类健康有着重要影响。
首先，气溶胶的存在会影响空气质量，导致雾霾和异味等问题。
其次，气溶胶也是云和降水的形成因子，对气候变化和水资源分配起着重要作用。
最后，气溶胶也会对人体健康产生不良影响，如呼吸道疾病和心血管疾病的发病率增加。
然而，气溶胶化学组成和来源解析面临着挑战。
由于气溶胶的复杂性和多样性，其来源的解析仍存在一定的不确定性。
同时，大气环境的复杂性也增加了气溶胶研究的难度。
为了更好地理解气溶胶的化学组成和来源，需要进一步发展先进的分析技术和方法。
总结起来，气溶胶化学组成与来源解析是大气环境研究的重要领域。
通过对气溶胶的化学成分和来源进行分析和解析，可以更好地认识和改善大气环境质量，保护人类健康。
大气颗粒物源解析方法综述
大气颗粒物源解析方法综述大气颗粒物来源解析方法综述随着工业化和人类活动的不断发展，大气颗粒物（PM）污染问题越来越严重，给人类健康和环境带来了巨大的威胁。
为了解决这一问题，科学家们积极探索和研究不同的大气颗粒物的来源解析方法。
本文将综述目前常用的大气颗粒物源解析方法，以期为进一步研究和治理大气颗粒物污染提供参考。
一、化学成分分析法化学成分分析法是目前研究大气颗粒物来源解析最常用的方法之一。
常见的化学成分分析方法包括质谱仪、X射线荧光光谱仪和离子色谱仪等。
这些分析仪器可以对大气颗粒物样本进行分析，了解其元素、有机物和无机物的组成，从而对大气颗粒物来源进行初步解析。
二、气溶胶物理性质分析法气溶胶物理性质分析法主要从颗粒物的粒径、形状、比表面积等方面入手，通过粒径谱仪、扫描电子显微镜等仪器对大气颗粒物进行表征。
不同来源的颗粒物往往具有不同的大小和形态分布特征，因此通过分析颗粒物的物理性质可以初步判别颗粒物来源。
三、源解析模型源解析模型是通过数学和统计方法对大气颗粒物的来源进行定量分析的一种方法。
常见的方法包括正反演模型、化学质量平衡模型和后向源解析模型等。
这些模型通过收集气象数据、颗粒物样品数据和其他相关数据，并利用质量守恒原理、质量平衡原理或数学反演算法，推断不同来源的颗粒物的贡献量。
四、同位素示踪法同位素示踪法是一种利用同位素比值测定颗粒物样品中不同元素的比例，从而判断颗粒物来源的方法。
有机碳同位素分析、氮氧同位素分析以及硫同位素分析等都可以被用来解析大气颗粒物的来源。
这些方法基于不同来源物质的同位素组成具有一定的区别，通过分析颗粒物样品中的同位素比值可以推断不同来源物质的贡献量。
五、纳米颗粒物分析法纳米颗粒物对人体健康的影响日益受到重视，因此，开展纳米颗粒物来源解析也具有重要意义。
纳米颗粒物分析方法包括电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）和光谱技术等。
这些方法可以对纳米颗粒物的形貌、尺寸和组成进行精确分析，并通过比对各个来源的纳米颗粒物特征，推断出其贡献量。
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气溶胶中有毒有机物的源识别方法
在大气气溶胶污染研究中,由于有机污染物对人 体的直接及间接的危害性,使其成为最重要的研究内 容。在气溶胶物质来源的有机化学研究中,现主要采 用三种方法:统计学法、分子标志物方法和碳同位素 方法
1· 统计学方法
统计学方法主要是对不同源所释放出的气溶胶中有 机污染物进行研究,通过统计学寻找之间的差异性和标 志组分,以用来对日常测试点有机污染物来源评价。
用颗粒物的化学组成，如无机元素或有机 碳氢化合物，应用受体模型，通过各种计算 技术与方法（如富集因子法、化学元素平衡 法、聚类分析法、因子分析法、主成分分析、 目标变换因子分析等多变量分析法与类型识 别技术等），以获得某观测点（即受体）大 气颗粒物贡献量的大小（贡献率或分担率）。 目前应用受体模型进行污染源识别较多的方 法有富集因子法、化学元素平衡法及因子分 析法。
2· 分子标志物方法
分子标志物(Molecular Markers),又称生物标志物被 广泛用于有机地球化学领域,在石油成因与演化等方面的 研究中发挥了很大作用,70年代末被引入环境科学研究中。 所谓分子标志物,是指可用于来源相关关系研究的指 标化合物,它们具有确定的化学结构,直接或间接地与母源 的变化作用有关。这种母源可以是生物成因、地质成因或 人工合成物质。Si-moneit首先将分子标志物引入大气气 溶胶有机质的研究中,主要参数是:CPI指数)、Wax Cn(植 物脂碳数)、CPI Wax(Wax C10-Wax C35之间奇碳数相对浓 度总和之比)、FI/P(荧蒽/芘)等。
2.二次有机气溶胶的来源(Sources of sec oned organic aerosols)
挥发性有机物从气相到颗粒相的转化主要有3种机制:
第一,可挥发有机物在浓度超过饱和蒸汽压时,低 饱和蒸气压的有机物凝结在颗粒物上形成二次气溶胶. 第二,气态有机物在颗粒物表面以物理或化学过程 吸附或吸收在颗粒物的内部,此过程可发生在亚饱和状 态. 第三,气态有机物在大气环境中发生氧化生成低挥 发性物质,进而生成二次颗粒物.
Hale Waihona Puke 对于特定的目标化合物还可以采用其他 分析方法。如Kiss G y · 等用毛细管电泳 法(CZE)来测定大气气溶胶中低分子量的 一元、二元羧酸。该技术分离效率高、分 析时间短、进样量少,另外,具有在线预浓 缩、分离测定的优点,可以与UV检测器、 MS等联用,是无机离子和有机酸分析的一 个强有力的工具。
基本概念
• 气溶胶 气溶胶是指以固体或液体为分散相而气体为 分散介质所形成的溶胶。也就是固体或液体的微 粒（直径为1üm左右）悬浮于气体介质中形成的溶 胶。 • 化学表征 chemical characterization 污染物表征之一。用物理的或化学的方法 对污染物进行化学性质的分析、测试或鉴定，阐 明污染物的化学特性在环境中的变化及其化学行 为与化学效应。 即根据污染物的化学性质进行的表征。
大气气溶胶的源识别研究
气溶胶中的有机物既可以颗粒物的形式直接 释放形成(如一次有机气溶胶)，也可在大气中由 气体物质通过物理/化学吸附或化学/光化学反应 形成(如二次有机气溶胶)。
1 .一次有机气溶胶的来源(Sources of primary organic aerosols)
一次有机气溶胶的主要人为源是化石燃料和生物质的不 完全燃烧,如汽油、柴油、煤、森林及草原大火、农产品 残渣、木材及树叶、抽烟以及垃圾焚烧等燃烧过程的直接 排放,这些过程主要释放细粒子(粒径<10μm);其主要的天 然源是植物排放和天然大火.另外,生物的排放,如高等植 物蜡、空气中悬浮的花粉和细菌、真菌孢子等微生物,植 物草木碎片和土壤有机物质的风蚀作用所产生的一次有机 气溶胶,以及某些工业活动,如石油精炼、焦炭和沥青生产、 轮胎橡胶的磨损等非燃烧过程排放的一次有机气溶胶,主 要形成粗颗粒模态.随着人类活动的不断增加,人为源对有 机气溶胶的贡献越来越大.
气溶胶中有机物的研究前景
虽然气溶胶中有机物的研究正日益受到关注,也 取得了一定的进展,但是仍处于初级的研究阶段,在 许多方面的研究还有待于工作的进一步展开。 1 采样方法 气溶胶中有机物的采样方法现在主要有大流量采 样器采样和撞击式分级采样器采样两种。由于在采 样过程中和采样之后均存在有机气体的吸附作用和 有机物从气溶胶颗粒物中的挥发作用,使得以上的 采样方法对于有机分析具有较大的不确定性。
3
FTIR法
傅立叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、核磁共 振、X-射线吸收和其他光谱方法为化合物的分析提 供了官能团和联合基团的信息。在这些方法中，F TIR光谱在大气气溶胶的研究中应用最广泛,利用它 来推断二次有机气溶胶的形成。
直接进样-FTIR法从传感器底片中获得谱线,而不 需用提取或其他前处理过程。该技术对样品无破坏 性,灵敏度高,但是定量比较困难。由于有机混合物 按极性分离方法的广泛应用,各种分离技术也可以与 FTIR联用。如Mazuerk等采用TLC分离、FTIR分析的 方法,除去大量的无机盐类如硫酸盐,从而使FTIR谱 线大大简化。GC-FTIR法也是复杂有机物分离和鉴定 的有效手段。它利用色谱的分离能力和红外的定性 能力,对混合物进行分析。其主要特点是能提供未知 物的整体结构信息,尤其对各种官能团和异构体有独 特的鉴别能力
气溶胶中有机物定性及定量分析方法
大气气溶胶中的有机物成分极其复杂,且在 大气中的浓度极低,因此对各种单一有机物的 鉴定是很困难的。目前所检测出来的单一化合 物的总质量仅仅占总有机碳的10%~20%。有机 成分的鉴定除了受大气气溶胶采样时的影响外, 主要受气溶胶有机成分提取、分离及定性、定 量分析的现有方法的限制。
4 SFC法
SFC和SFE是颗粒样品自动提取和分离的最具有 应用前景的分析技术。SFC是介于气相色谱(GC) 和液相色谱(LC)之间的色谱技术。它们的操作原 理一样,SFC是用超临界CO2(SCF)作为流动相,分 离能力比普通色谱大大提高。适合分析热不稳定 性、高分子质量和非挥发性化合物。
但是SFC色谱分析条件要求很高,重现性又较差, 因此多用于定性分析。在大气气溶胶有机物研中,S FC可分离鉴定饱和烃、单环芳香族化合物、多环芳 烃等。对溶剂进行改良后也可分析极性化合物。SFC 可与MS、FTIR等技术连用,使其成为复杂混合物分析 鉴定的有效手段。
源识别
污染源识别简称源识别。对污染物的来源进行判别、解 析与评价。 污染源的识别近十余年来应用较多，但均是在大气 颗粒物方面。 识别大气颗粒物来源的方法主要是根据颗粒物的 物理和化学的性质， 如形状、粒度、密度、比表面、 光学及电磁学性质等物理性质的不同，通过光学的活 电子显微技术来识别其来源.
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化学特征 目前还没有很好地了解大气气溶胶,特别是 细颗粒物(如PM10)中有机物的浓度、组成和形 成机制,特别是与气溶胶中其它组分,如硫酸盐 和硝酸盐的关系。这主要源于大气气溶胶中有 机物的复杂性和其采样、分析测试的复杂性, 因此气溶胶中有机物的采样、分析测试水平的 提高将有助于对气溶胶中有机物化学特征的全 面认识。
3· 碳同位素方法
碳同位素方法分为放射性碳同位素方法和稳定 碳同位素方法。放射性碳同位素方法是测定气溶胶 样品中有机碳质的放射性C14。由于C14的衰变特性, 化石燃料中不含C14,而木材中含有C14,所以在燃烧产 物中也存在同样差别,从而可以用来区分化石燃料来 源和木材燃烧的来源。稳定碳同位素方法是测定单 个有机化合物的δC13。由于石油、煤和木材等燃料 及地表植物、扬尘中的有机化合物存在δC13的差异, 同样这些差异也在形成的气溶胶中得到继承,所以通 过单个有机化合物的δC13测定可以区分其污染的来 源。由于这一方法的先进性,故被称为“指纹”方法。
2 HPLC法
HPLC或HPLC/MS是气溶胶中极性有机物的定性、 定量方法。随着色谱分离技术和质谱标准图谱库 的发展,HPLC/MS法对大气气溶胶中极性有机化合 物的组成和性质的分析方面表现出更大的优越性。
HPLC根据分子量或极性把有机物分离,可与紫 外/可见检测器、MS或其他方法联用。比如,G orzelska等用H P LC/UV法测定了颗粒物中的胺 类化合物和氨基酸。极性有机物的HPLC部分也 可以用分散反射傅立叶红外光谱(DRIFT)分析官 能团。LC/DRIFT的优势是可以将总LC部分的大 部分有机物分成很多类.
1 GC/MS法
GC通常与其他仪器联用,其中最普遍的是GC/MS联 用。GC/MS系统用GC分离多组分混合试样作为MS的进 样系统,用灵敏度较高的MS作为检测器进行定量分析, 两者可取长补短,发挥各自优势,对于样品中单个有 机物定量来说,是一种有效的分析方法。
但是GC/MS方法一般只能测定占大气有机气 溶胶中10%~15%的有机成分。因为GC需要将样 品气化后方能分离,主要适用于沸点不太高、 热稳定性好、分子量小于400的物质。大分子 有机物(如>C40)和强极性化合物不能从色谱柱 中洗脱出来。另外,一些有机成分不容易提取 或者GC/MS不能检出。但是目前GC/MS仍是气溶 胶有机成分分析的最常用的方法,衍生化方法 的发展使得GC/MS对更多的极性成分进行分析。
气溶胶中有毒有机物的化 学表征和源识别
张羽 09环工 2011.12.13
提纲
• 背景。 • 基本概念（气溶胶、源识别、化学表征） • 大气气溶胶中有机物的源识别研究（来源、 源识别方法） • 大气气溶胶中有机物的成分、定量定性方 法 • 总结
背景
有机气溶胶是大气气溶胶的重要成分,在污染严重的 城市地区一般占PM2. 5和PM10质量的20% ~60%,而在 偏远地区大约占PM10的30% ~50%.无论在污染地区还 是在偏远的背景地区,有机气溶胶都是由数百种有机 化合物组成的混合物,其中许多具有致癌、致畸和致 突变性,如多环芳烃、多氯联苯和其它含氯有机化合 物.它们还能够影响大气能见度,是大气光化学烟雾、 酸沉降的重要贡献者,可通过长距离传输对区域和全 球环境产生重要影响.此,国际上非常重视大气中有机 气溶胶的来源与形成机制的研究,目前主要集中在浓 度和化学组分的测量、成因和来源以及产生的环境效 应.