大气颗粒物特性及其环境影响-胡敏教授
大气颗粒物物理化学特性的研究
大气颗粒物物理化学特性的研究大气颗粒物是指气态污染物经过化学反应或物理过程生成的固态颗粒物质。
其来源主要是火力发电厂、工业生产等人类活动和天然活动，例如火山喷发、沙尘暴等。
大气颗粒物的物理化学特性对于我们了解其来源、污染程度及其对人体及环境的危害性具有极为重要的作用。
本文主要讨论大气颗粒物的物理化学特性及其研究进展。
一、大气颗粒物的物理特性大气颗粒物是一种固态颗粒物质，其主要的物理特性包括大小、形状和分布等，其中大小是其最为基本的物理特性。
1. 大气颗粒物的大小大气颗粒物的大小对于其在空气中的运动、沉降等物理过程具有重要的影响。
不同大小颗粒之间的沉降速度、扩散系数、沉降距离等均不相同，因此对于其在空气中的扩散、输送、沉降等作用，需对其进行粒径的分析和研究。
根据国际上的通行标准，大气颗粒物的分级标准是按照其粒径大小分成PM10、PM2.5等不同级别。
其中PM10指空气动力学等效直径小于等于10μm的颗粒物，PM2.5指空气动力学等效直径小于等于2.5μm的颗粒物。
2. 大气颗粒物的形状大气颗粒物的形状也是其物理特性之一，它对于颗粒物在空气中的有效面积、布朗扩散、光学散射等物理过程均有着重要的影响。
因此对于其形状的研究也具有重要的意义。
目前已有许多研究表明，不同形状对于颗粒物的致癌性、毒性、吸附性等方面也具有不同的影响。
3. 大气颗粒物的分布大气颗粒物的分布也是其物理特性之一，通常可用梯度实验法进行测定。
大气颗粒物的浓度随着高度的升高呈下降趋势，然而在某些特殊的环境中，如大气受到污染物的影响，其分布也可能产生变化。
二、大气颗粒物的化学特性大气颗粒物的化学成分对于其污染程度、致癌性、毒性等方面具有极为重要的影响。
以下是大气颗粒物的主要化学成分及其特性:1. 碳质颗粒物碳质颗粒物是大气颗粒物中含量最高的一类物质。
它们通常来自于人类活动，如汽车尾气、燃煤等。
碳质颗粒物的化学成分主要包括有机碳、无机碳等。
其特性主要表现在颗粒物光学散射特性、能见度的变化、大气污染的程度等方面。
我国不同大气环境下亚微米颗粒物吸湿特性
Hygroscopicity of atmospheric sub-micrometer particles in various environments in China. WANG Yu, WU Zhi-jun*, HU Min (State Key Joint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control, College of Environmental Sciences and Engineering, Peking University, Beijing 100871, China). China Environmental Science, 2017,37(5)：1601~1609 Abstract ： In the past several years, the measurements of particle hygroscopicity were deployed using H-TDMA (Hygroscopicity-Tandem Differential Mobility Analyzer). This study compiled the outcomes in our group and published results to summarize the hygroscopicity of the sub-micrometer particles in various environments in China. The κ values in the urban areas were around 0.1~0.3. In rural areas, the κ values ranged from 0.15 to 0.4, which were slightly higher than the urban one. The κ values at a mountain site (118.11°E, 30.07°N) and a near-coastal site (114.17°E, 22.28°N) were 0.2~0.3 and 0.2~0.4 respectively. Except for the observation in a rural site of Beijing during wintertime, the particle hygroscopicity increased with increasing particle size in other rural and urban sites. No significant dependency between the hygroscopicity and particle size in the mountain and coastal areas. Typically, particle hygroscopicity showed 2~3 modes distribution, indicating an external mixing state of atmospheric particles. However, high frequency of a single mode (hydrophilic mode) was observed in the mountain site. The growth factor (GF) smoothly enhanced with increasing relative humidity (RH) in the atmosphere of Beijing and Hangzhou, without showing a delinquent behavior. The closure studies between particle hygroscopicity and chemical composition showed that the hygroscopicity can be well predicted using size-resolved particle chemical composition. The precise detections of particle density and hygroscopicity of organics, and the mass size distribution of black carbon are still needed for the improvement of closure study. Key words： particle hygroscopicity； size distribution； hygroscopic mode distribution； effective hygroscopic parameters； chemical composition
香山科学会议：可吸入颗粒物的形成机理和防治对策
183：可吸入颗粒物的形成机理和防治对策香山科学会议第183次学术讨论会综述近年来，许多国家都将可吸入颗粒物PM10（空气动力学直径小于10微米的颗粒）的研究，特别是PM2.5（空气动力学直径小于2.5微米的颗粒）的物理化学行为、形成与污染机制、控制技术以及对人体健康影响等研究作为讨论和探讨的热点。
香山科学会议于2002年5月20～22日召开了主题为“可吸入颗粒物的形成机理和防治对策”的第183次学术讨论会。
姚强教授（清华大学）、魏复盛院士（中国环境监测总站）和徐立大教授（中国预防医学科学院）被聘请担任本次会议执行主席。
魏复盛院士首先作了题为“空气细粒子（PM2.5）的污染与危害”的主题综述报告，阐述了细颗粒的特性、细粒子的污染水平，以及对人体健康的危害，分析、展望了相关研究工作的现状与未来发展。
魏复盛指出，现在我国空气首要污染物是颗粒物，且有2/3城市超标。
我国空气质量标准与美国比较，我国对SO2、NO2、O3、CO的标准限值均比美国严格，但颗粒物污染标准则比美国宽。
我国尚未制订PM2.5标准，但广州、武汉、兰州、重庆4城市的8点位监测结果表明：PM2.5年日均值为0.046-0.160mg/m3，是美国标准值0.015mg/m3的3-10倍，表明我国城市细粒子污染已十分严重。
魏复盛列举大量研究数据阐述了细粒子对人体健康有严重危害，并强调指出：（1）现在少量的调查监测表明我国城市空气PM2.5污染是严重的，应加强研究与监测，为制订标准和政策法规提供科学依据；（2）必须加强PM2.5环境效应及健康效应的定量研究，提高政府和公众的环境意识；（3）及时开展PM2.5形成机理、污染防治和清除技术的科学研究，为解决细粒子污染，为实现“蓝天工程”提出科学的解决方案。
徐旭常院士作了题为“燃烧过程中PM2.5的生成及环境影响”的综述报告指出，我国城市大气中大量的PM2.5直接或间接地来自于燃烧过程，城市空气中总悬浮颗粒物（TSP）由燃煤生成的约占33%，其主要产生原因是能源结构中70%以上是很难清洁燃烧的煤炭，而且对于煤炭使用和汽车排放控制不严。
大气颗粒物对能见度和光学透过率的影响研究
大气颗粒物对能见度和光学透过率的影响研究在当今社会，大气污染已经成为全球关注的焦点。
其中，大气颗粒物是一种主要污染源，对环境和人类健康造成了严重的影响。
本文将深入探讨大气颗粒物对能见度和光学透过率的影响，并介绍相关研究成果。
首先，大气颗粒物对能见度的影响是直观的。
大气颗粒物主要包括悬浮颗粒物和细颗粒物，其主要来源包括工业排放、汽车尾气以及城市建设等。
这些颗粒物在空气中悬浮，形成浓度较高的颗粒物团块，阻止了光线的传播，导致能见度下降。
在重度污染的城市中，我们常常能够看到远处的建筑物模糊不清，甚至是完全无法辨认。
这是因为大气颗粒物吸收和散射了光线，使得能见度变得很差。
其次，大气颗粒物还对光学透过率产生了重要影响。
光学透过率是指光线透过物体时被吸收和散射的程度。
大气颗粒物对光线的散射作用使得光线被分散成许多不同的方向，并导致入射光线衰减。
这就意味着，当我们透过大气层的时候，会感觉到阳光变得黯淡，并且看到的景物也会有所模糊和扭曲。
此外，大气颗粒物也会吸收光线的能量，影响到光线透过物体的亮度和颜色。
如果颗粒物吸收光线的能力越强，那么透过大气层的光线将越暗，物体也就会显得更加模糊不清。
为了研究大气颗粒物对能见度和光学透过率的影响，科学家们开展了大量的实验和建立了相应的模型。
他们运用现代光学仪器对空气中的颗粒物进行采样和测试，分析颗粒物的大小、形状和组成。
同时，他们通过在测试场地设置观测点和光学传感器，对颗粒物对光线的散射和吸收作用进行研究。
通过对实验数据的分析，科学家们得出了许多重要的结论。
例如，他们发现颗粒物的浓度越高，能见度越差；颗粒物的组成和大小也会影响光学透过率的变化程度。
这些研究成果为进一步了解大气颗粒物的影响提供了重要线索。
然而，在海洋和高山等环境中，大气颗粒物对能见度和光学透过率的影响可能会有所不同。
因为这些环境相对较为干净，颗粒物的浓度较低，对光线的吸收和散射作用不如城市中显著。
因此，在这些地区的研究中，科学家们需要考虑到其他因素对能见度和光学透过率的影响，比如水分子的存在以及地形的变化等。
大气颗粒物对环境及健康的影响研究
大气颗粒物对环境及健康的影响研究大气颗粒物是一种由人造和自然因素产生的细小颗粒，是大气污染物中最重要的组成部分之一。
颗粒物具有轻易进入呼吸道并在肺部造成损伤的特性，对环境和人类健康造成重大威胁。
环境影响大气颗粒物对环境的影响主要体现在以下三个方面：1. 可见度影响：颗粒物会导致空气浑浊，降低空气的透明度，影响观测、旅游和城市景观。
2. 光化学反应：一些颗粒物，如挥发性有机物和二氧化氮，可以在光照下发生光化学反应，生成臭氧等有害物质。
3. 植物生长影响：颗粒物被植物吸收后会造成叶片凋萎、水分蒸发过快等问题，阻碍植物生长和发育。
由于颗粒物的复杂组成和来源多样，其对环境的影响也会因地区、气候等因素变得千差万别。
但总的来说，大气颗粒物对环境的影响已成为城市和地区可持续发展的重要障碍。
健康影响颗粒物对人类健康的危害主要表现为以下几个方面：1. 呼吸系统：颗粒物进入呼吸道后，可能激发炎症反应，导致咳嗽、喘息、气促、喉痛等症状，甚至引起哮喘、肺癌等严重疾病。
2. 心血管系统：长期暴露于高浓度颗粒物的环境中，可能会引发心血管疾病，如心脏病、中风等。
3. 生殖系统：女性暴露于高浓度颗粒物的环境中，可能会增加一些人类生殖健康问题的风险，如不孕症、早产、胎儿低重等。
颗粒物的危害与其浓度、大小、化学组成和个人的敏感度等因素有关。
一般来说，其危害效应随着粒径越来越小而逐渐加剧，因为小颗粒可以更容易地进入人体深处。
大气颗粒物控制由于大气颗粒物对环境和健康的影响，全球各国都在努力控制颗粒物的排放。
主要控制方法包括：1. 工业控制：通过管制工业设备的排放来控制大气颗粒物的产生。
2. 交通控制：采用低排放车辆、公共交通系统等措施来减少道路交通对大气颗粒物的贡献。
3. 城市规划：通过合理规划城市布局、保护自然环境等方法来减少城市产生的大气颗粒物。
除此之外，加强公众教育、提高个人意识等也是大气颗粒物控制的重要手段。
只有全社会共同努力，才能减少大气颗粒物对环境和健康的威胁。
大气中的颗粒物吸湿特性研究
大气中的颗粒物吸湿特性研究近年来，随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题引起了人们的广泛关注。
尤其是大气中的颗粒物，对空气质量和人类健康造成了严重的影响。
不仅如此，颗粒物也参与了大气中的水循环过程，并对气候变化产生重要影响。
因此，深入研究大气中颗粒物的吸湿特性对我们更好地了解其行为与影响具有重要意义。
一、颗粒物的吸湿特性颗粒物的吸湿特性指的是颗粒物在大气中吸湿而变得湿润的能力。
当湿润气体接触颗粒物表面时，气体中的水分会与颗粒物表面的物质发生相互作用而被吸附。
这是因为颗粒物表面存在着一层吸附层，其组成和结构决定了颗粒物吸湿特性的大小。
吸附层的水分含量又取决于环境相对湿度和颗粒物的物理和化学性质。
二、颗粒物吸湿特性的影响因素颗粒物的吸湿特性受多种因素的影响，包括颗粒物的粒径、物理形态、化学成分和大气环境条件等。
首先是颗粒物的粒径，一般来说，粒径较小的颗粒物比大颗粒物吸湿更明显。
这是因为小颗粒物具有更高的比表面积，与水分发生接触的机会更多，从而导致更多的水分吸附。
其次是物理形态，颗粒物的形状和表面结构也会影响其吸湿特性。
例如，具有多孔结构和粗糙表面的颗粒物更容易吸湿，因为这些结构提供了更多的吸附位置。
最后是化学成分，不同的颗粒物化学成分对其吸湿特性有着显著的影响。
某些物质具有较强的吸水性，如碳酸钙和硫酸盐等，而其他物质可能具有吸湿抑制作用，如硅酸盐等。
三、颗粒物吸湿特性的研究方法为了研究颗粒物的吸湿特性，科学家们采用了多种实验方法。
常见的方法包括吸湿曲线测定、原位观察和模型模拟等。
吸湿曲线测定是最直接的方法之一，通过测量颗粒物在不同相对湿度下的质量变化，可以得到吸湿曲线。
这些曲线提供了吸附水分的量和速率信息，从而揭示了颗粒物对湿度变化的敏感程度。
原位观察则是利用高分辨率显微镜等技术，直接观察颗粒物吸湿过程中的细微变化。
这种方法能够提供颗粒物吸湿的形态和结构信息。
此外，模型模拟也是重要的研究手段之一，通过建立数学或物理模型，可以模拟和预测颗粒物吸湿的行为及其对大气中湿度的响应。
西安市大气颗粒物数浓度分布及典型天气条件特征变化
西安市大气颗粒物数浓度分布及典型天气条件特征变化刘立忠;么远;韩婧;李文韬;王宇翔【摘要】利用2013年3月到2014年12月期间西安市大气中0.25～32μn颗粒物监测数据和同期气象参数、散射消光系数等数据,分析了大气颗粒物数浓度分布及典型天气条件下变化特征.结果表明:采样期间西安市大气颗粒物平均数浓度为206.27个/cm3,99％以上为＜1μn的颗粒物数.大气颗粒物数浓度冬季最高,其次为秋、夏和春季,分别为267.66、231.31、141.82和135.77个/cm3.四季的数浓度低值均出现在18:00左右,之后数浓度上升,且晚上高于白天,冬季6:00左右达到峰值,夏季的昼夜差最小,秋季最大.春夏秋冬的大气颗粒物数浓度与散射消光系数的Pearson相关系数分别为0.756、0.702、0.411、0.377.大气颗粒物数浓度在沙尘天气发生前、中、后会升高、下降和再下降,霾天气出现前、后会升高和下降;高温干燥天气下,大气颗粒物数浓度相对较低;降雨对大气颗粒物的清除作用明显,但降雨后大气颗粒物数浓度又很快回升.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2015(035)012【总页数】7页(P3588-3594)【关键词】西安市;大气颗粒物;数浓度;典型天气;特征【作者】刘立忠;么远;韩婧;李文韬;王宇翔【作者单位】西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;西安市环境监测站,陕西西安710054;西安市环境监测站,陕西西安710054;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055【正文语种】中文【中图分类】X513西安市是典型的北方内陆城市，其主要大气污染物以颗粒物为主.大气颗粒物的数浓度及粒径分布是大气气溶胶的重要性质，影响颗粒物在大气中的滞留时间、传输距离及理化特性等，在评估大气气溶胶的各类行为及其对人类、气候、生态等影响方面有重要的意义［1-3］.国内对大气颗粒物数浓度及粒径分布的研究还主要集中在长江三角洲［4-5］、珠江三角洲［6-7］以及京津冀［8-11］等经济发达地区，而对西北内陆城市的研究还相对较少，其中长时间高分辨率的观测研究更是有限.本研究采用德国EDM180型环境颗粒物/气溶胶粒径谱仪，于2013年3月到2014年12月期间，对西安市大气中0.25～32μm范围内的颗粒物进行高分辨率连续监测，以研究分析西安市大气颗粒物的数浓度变化规律及粒径分布特征，并对其在典型天气条件下的变化特征展开研究.1.1 采样点采样点位于西安市环境监测站大气环境质量综合实验室（超级站）楼顶，采样头距地面高约15m，距楼顶1.5m.超级站周边属于典型的城市环境特征，经过专家论证，该采样点位置及其监测数据具有代表性，能够较好的反映市民日常生活环境状态.观测期间同步记录西安市气象局网站公布的气象数据，并测量同期西安市大气颗粒物的消光系数.1.2 实验仪器1.2.1 采样仪器德国GRIMM气溶胶技术公司研制和生产的EDM180型环境颗粒物/气溶胶粒径谱仪，采用激光散射原理可同时获得环境大气中0.25～32μm范围内的31个粒径段的气溶胶数浓度，并可计算得到相应的质量浓度，各粒径段粒子直径起始值分别为0、0.25、0.28、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.58、0.65、0.70、0.80、1.0、1.3、1.6、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、6.5、7.5、8.0、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0、25.0、30.0、32.0μm.该仪器监测时间间隔为1min，采样流量为1.2L/min，激光光源波长685nm，所得数据根据环境空气质量标准（GB 3095—2012）［12］剔除整理数据，并且去除因为仪器故障等原因导致的明显无效数据，从而计算得到小时均值、日均值、月均值等.1.2.2 测量仪器采用Ecotech Aurora-1000浊度计测量环境大气中颗粒物的散射消光系数，散射角在10～70°之间，采样流量为5L/min，LED光源波长为525nm，所测得的数据与粒径谱仪所得数据做同样的处理.2.1 大气颗粒物数浓度及粒径分布特征由于较大粒径颗粒物数浓度比较低且监测所得数据量较大，所以将颗粒物分为≤0.3μm、0.3～1μm、1～2.5μm、2.5～10μm、＞10μm五个粒径段进行颗粒物数浓度的统计分析（表1）.随着颗粒物粒径的增大，数浓度明显减小，与其他几个粒径段的颗粒物数浓度相比，＞10μm的颗粒物数浓度可以忽略不计.采样期间西安市大气颗粒物的平均数浓度为206.27个/cm3，其中粒径≤0.3μm、0.3～1μm、1～2.5μm、2.5～10μm的颗粒物分别占84.57%、15.32%、0.08%、0.03%.由此可见，小于1μm的大气颗粒物数浓度占到了总体数浓度的99%以上. 2.2 大气颗粒物数浓度谱季节分布特征图1给出了西安市各个季节平均数浓度谱分布，根据气象划分法和西安当地的季节变化，这里仅以2013年12月、2014年1月和2月代表冬季，2014年3、4、5月代表春季，2014年6、 7、8月代表夏季，2014年9、10、11月代表秋季.统计同期气象数据发现西安市常年风速较小，平均风速小于2m/s，在这种风速条件下，扩散作用在影响大气颗粒物数浓度变化方面占据主导地位.由图1可以看出，随着超细颗粒物粒径的加大，颗粒物的数浓度快速降低，分布曲线呈现指数下降趋势，与超细颗粒物相比，粗颗粒物数浓度比较稳定，四季变化不明显.对研究期间所得数据按照上述季度划分统计得到，西安冬季颗粒物数浓度最高，平均为267.66个/cm3，其次为秋季（231.31个/cm3）、夏季（141.82个/cm3）、春季（135.77个/cm3），尤其以粒径0.3μm以下的颗粒物表现最为显著.这与冬季采暖有直接关系，大量燃煤导致颗粒物的排放量加大，同时冬季气温较低，大气较稳定，对颗粒物的垂直扩散和稀释非常不利［5，13］.夏季与春季颗粒物数浓度相差不大，夏天略高.西安颗粒物数浓度变化特点为秋冬高、春夏低. 超细颗粒物体积非常小，在质量浓度中所占比例较低，导致数浓度与质量浓度之间相关性差［14］.相对较粗的颗粒物的数浓度较低，这与环保措施不断落实、环境质量管控越来越严格、除尘设备越来越精良等因素密切相关.虽然这部分颗粒物的数浓度不高，但是在质量浓度中占的比例却较大（图2），其中2.5～10μm的颗粒物在质量浓度中贡献最大，仍然需要严加控制.同时，应积极探索针对超细颗粒物的合理有效的控制措施.2.3 大气颗粒物数浓度昼夜变化图3为西安市四季大气颗粒物数浓度小时均值昼夜变化曲线.由图3可知，四季大气颗粒物数浓度都是晚上高于白天，其中夏季的昼夜差最小，秋季最大.冬季夜间逆温现象最为明显，不利于污染物扩散，使得颗粒物数浓度显著上升，6:00左右达到峰值，而后气温逐渐回升，逆温层逐渐消退，大气扩散能力增强，使得颗粒物数浓度慢慢下降，9:00左右出现一个相对低值，之后数浓度有所上升，这可能主要是人类活动的影响.四个季节的低值都出现在18:00左右， 18:00以后是交通的高峰期，交通源的贡献加大，大气也开始趋于稳定，使得颗粒物数浓度逐渐升高.2.4 大气颗粒物数浓度与散射消光系数的相关性分析运用spss 19.0软件采用Pearson相关系数对大气颗粒物数浓度与散射消光系数的相关性进行分析.分析结果见表2，采样期间散射消光系数与大气颗粒物数浓度之间的Pearson相关系数为0.469，在0.01水平上显著相关，表明两者之间为中等程度相关，且散射消光系数与大气颗粒物数浓度之间为正相关.同时散射消光系数与能见度关系密切，散射消光系数越高，能见度越低，说明大气颗粒物数浓度对能见度造成直接影响，且与能见度成负相关.春夏秋冬四个季节大气颗粒物数浓度与散射消光系数的Pearson相关系数分别为0.756、0.702、0.411、0.377，均通过了显著性水平为0.01的检验，可以看出春夏两季颗粒物数浓度与散射消光系数正相关关系最为明显，表现出了强相关性，而秋冬两季颗粒物数浓度与散射消光系数也表现出了中等程度正相关性和弱正相关性，说明四个季节大气颗粒物数浓度与散射消光系数有很好的相关性，春夏两季大气颗粒物数浓度对散射消光系数有很大的贡献，而秋冬两季影响散射消光系数的因素更多、更为复杂.这可能与西安市各季节排污情况以及大气气溶胶成分有关，其中主要成分碳气溶胶及水溶性无机离子的季节变化刚好与此相符合［15-16］.2.5 典型天气条件下大气颗粒物数浓度的变化特征选取沙尘天气、灰霾天气、高温干燥天气及阴雨天气4种典型天气，分析其数浓度日变化特征，见图4.2.5.1 沙尘天气条件下大气颗粒物数浓度的变化特征 2013年4月18日6:00～20:00之间出现沙尘天气，当日大气颗粒物数浓度日变化如图4（a）所示.沙尘天气出现前，大气颗粒物数浓度有所升高，而沙尘发生时，大气颗粒物数浓度反而会下降，随着沙尘天气的减弱直到结束，大气颗粒物数浓度还会进一步下降.沙尘天气出现前，颗粒物数浓度升高，可能与沙尘传输以及不利于污染物扩散的气象因素等有关.在沙尘天气期间，较强的风吹散了西安市本地污染物，而外来的沙尘气团含有较少的细颗粒物，同时大气粗颗粒物数浓度明显升高，且随着粗粒子增多，对细粒子的吸附作用也更明显，细粒子浓度相应降低，总体表现为大气颗粒物数浓度的下降［17］.在沙尘过后，粗、细颗粒物经过了一系列吸附、转化、沉降等过程，其数浓度较沙尘前有所下降［18］.2.5.2 灰霾天气条件下大气颗粒物数浓度的变化特征 2013年12月17日为灰霾天气，当天颗粒物数浓度为410.64个/cm3，是当月均值251.58个/cm3的1.63倍.10:00前主要为雾，10:00开始逐渐转变为霾，霾出现时颗粒物数浓度明显升高，直到17:00霾已经逐渐消散，随着霾天气的结束，大气颗粒物数浓度开始下降［图4（b）］.夜间颗粒物数浓度又有上升的趋势，主要可能由于逆温现象的发生，大气低空出现逆温层，不利于污染物的扩散.逆温现象的发生也是霾出现的一个重要原因，预示着第二天仍有可能出现灰霾天气，这与18日实际出现的灰霾天气状况相符.2.5.3 干燥高温天气条件下大气颗粒物数浓度的变化特征 2014年6月10日属于干燥高温天气，全天平均气温为28.5℃，平均湿度仅为25%.由图4（c）可以看出，高温干燥天气时大气颗粒物数浓度相对较低.这种天气下太阳辐射强，混合层出现得早、消失得慢，并且混合层高度较高，非常有利于污染物的扩散，使大气颗粒物数浓度较低.同时由于占大气颗粒物数浓度99%以上的粒径1μm以下的颗粒物几乎不受重力的沉降作用，在大气中滞留时间长，很难去除，数浓度变化不大.午后时分，温度进一步升高，湿度持续降低，颗粒物数浓度有所降低，这是气温、湿度等多因素共同影响的结果.温度较高时，大气垂直对流作用加剧，有利于大气扩散，因而一般与污染物浓度呈负相关［5］.在相对湿度低于一定值时，颗粒物数浓度与相对湿度成正相关［19］.这与本研究观测到的结果一致（表2）.2.5.4 阴雨天气条件下大气颗粒物数浓度的变化特征 2014年10月2日有小到中雨，降雨主要出现在0:00～10:00之间.由统计数据及图4（d）显示，降雨期间颗粒物数浓度相对较低，与降雨前相比，降雨时大气颗粒物数浓度降低了38.7%，说明降雨对大气颗粒物的清除作用明显.降雨过程对粗粒子和细粒子都有去除作用，对细粒子的去除作用尤为明显.而降雨对粗细粒子的清除机制不同，粒径为0.5～1.0μm的细颗粒是由于其布朗运动和雨滴的相互碰撞而清除，而粗粒子的清除则是由于惯性沉降到雨滴表面而被清除［20］.与降雨前相比，降雨后大气颗粒物数浓度只降低了15.7%，这说明降雨后大气颗粒物数浓度又很快回升.胡敏等［21］研究了北京市2004年7～8月降水过程对大气颗粒物谱分布的影响，得出降雨过程使大气中的背景气溶胶浓度降低，降雨过后的晴朗干洁天气和强太阳辐射有利于新粒子（3～20nm）生成，新生成的颗粒物很快长大到50～100nm，此后污染不断加深的结论，可以对本次研究中观测到的现象做出一定程度上的解释说明.2.5.5 沙尘天气、灰霾天气、干燥高温天气、阴雨天气条件下颗粒物数浓度与散射消光系数的相关性沙尘天气和灰霾天气下大气颗粒物数浓度与散射消光系数没有通过0.05水平上的显著性检验，而干燥高温天气和阴雨天气下大气颗粒物数浓度与散射消光系数均通过0.01水平上的显著性检验，并且均为强正相关，说明重污染天气下散射消光系数的影响因素较多，而相对洁净的天气下大气颗粒物数浓度对散射消光系数的贡献较大.这可能是由于外来气团携带或者本地污染源新产出的大气污染物大量排放以及二次污染物的形成，导致西安市大气组分更加复杂所引起的.3.1 西安市大气颗粒物采样期间的平均数浓度为206.27个/cm3，其中粒径≤0.3μm、0.3～1μm、1～2.5μm、2.5～10μm的颗粒物分别占84.57%、15.32%、0.08%、0.03%，小于1μm的大气颗粒物数浓度占到了总体数浓度的99%以上.3.2 西安冬季大气颗粒物数浓度最高，平均为267.66个/cm3，其次为秋季（231.31个/cm3）、夏季（141.82个/cm3）、春季（135.77个/cm3），尤其以粒径0.3μm以下的颗粒物表现最为显著.超细颗粒物在质量浓度中所占比例较低，而相对较粗的颗粒物的数浓度较低，在质量浓度中占的比例却较大，应积极探索针对超细颗粒物的合理有效的控制措施.3.3 西安市大气颗粒物数浓度晚上高于白天，夏季的昼夜差最小，秋季最大，冬季夜间逆温现象最为明显.冬季6:00左右达到峰值，9:00左右出现一个相对低值，之后数浓度有所上升.四个季节的低值都出现在18:00左右，交通源的贡献加大，大气也开始趋于稳定，使得颗粒物数浓度升高.3.4 春夏秋冬四个季节大气颗粒物数浓度与散射消光系数的Pearson相关系数分别为0.756、0.702、0.411、0.377，春夏季大气颗粒物数浓度对散射消光系数贡献较大，而秋冬季散射消光系数的影响因子更多.重污染天气时影响散射消光系数的因素更复杂，而相对洁净的天气下大气颗粒物数浓度与散射消光系数相关性较好，为强正相关.3.5 沙尘天气出现前，大气颗粒物数浓度会升高，沙尘发生时，反而会下降，沙尘过后，大气颗粒物数浓度较沙尘出现前要低；霾出现时大气颗粒物数浓度会升高，随着霾天气的结束，大气颗粒物数浓度会下降；高温干燥天气下，大气颗粒物数浓度相对较低，这种天气有利于污染物的扩散；降雨对大气颗粒物的清除作用明显，然而降雨后大气颗粒物数浓度又很快回升，不过与降雨前相比，还是有一定程度的降低.Boucher O， Anderson T L. GCM assessment of the sensitivity of direct climate forcing by anthropogenic sulfate aerosols to aerosol size and chemistry ［J］. Journal of Geophysical Research -Atmospheres， 1995，100:26117-26134.Peters A， Wichmann H E， Tuch T， et al. Respiratory effects are associated with the number of ultrafine particles ［J］. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine， 155（4）:1376.Seinfeld J H， Pandis S N. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change ［M］. 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第二篇大气环境化学4大气颗粒物
4.1 大气颗粒物的分类
总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulate TSP)：
用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物的总质量 作为大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。
长期飘 泊 在 大气中 颗 粒 直径小 于 l0m的 悬 浮 物 称为飘 尘 (Airborne particle)，大于l0m的微粒，由于自身的重力作用而 很快沉降下来的这部分微粒称为降尘（Dustfall）。
19
4.6 大气中的放射性核素
2、人工产生的放射性核素
（1）核武器 （2）核电站 （3）燃煤的排放物
二、放射性核素对健康的效应
具中等半衰期的放射性核素危害最大 。
20
4.7 颗粒物对人体健康的影响
颗粒物通过呼吸道进入人体，较大的粒子可能停留在鼻腔及 鼻咽部，很小的颗粒可以进入并停留在肺部。
目前，世界上对可吸入粒子的粒径大小有两种意见，一种定 为l0m以下，一种定为l5m以下。
由于中国城市空气污染以煤烟型污染为主，目前计入空气污 染指数的项目暂定为二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物(TSP)。
23
4.8 环境空气的质量
24
15min测验
问答题： 简述大气环境中臭氧的化学过程。
25
16
4.4 大气中的无机颗粒物
天然源
颗粒物的天然源一般大于人为源载带量。由于颗粒物是易消 失的粉尘和海浪溅沫，其中大颗粒占优势，沉降迅速，对环境影 响不大，除非在散发源附近如火山爆发将大量颗粒物散发达数公 里之遥。
17
4.5 大气颗粒物中的有机化合物
大气有机颗粒物的来源及类型
大气颗粒有机污染物是指吸附和沉积在各种大气颗粒上的有 机物，大气中的另一类有机物为挥发性有机物。
大气环境中颗粒物迁移与扩散模型研究
大气环境中颗粒物迁移与扩散模型研究近年来，随着城市化进程的加快和工业化水平的提高，大气污染问题日益凸显，其中颗粒物污染是一大挑战。
大气颗粒物对人类健康和环境影响巨大，因此对其迁移与扩散模型的研究变得非常重要。
一、颗粒物的来源与特性颗粒物的来源多样，包括工业排放、交通尾气、农业活动等，它们具有不同的物理化学特性和粒径分布。
颗粒物大致可分为可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5），其中PM2.5对人体的影响更为严重。
这些颗粒物中有机物、金属元素、重金属离子等成分可以对人体健康产生有害影响。
二、颗粒物迁移与扩散模型的意义颗粒物的迁移与扩散模型可以帮助我们了解颗粒物在大气中的输运规律，揭示其影响因素和迁移途径，从而有针对性地制定治理措施。
模型可以模拟颗粒物源排放、大气传输、沉积和浓度分布等过程，为科学决策提供参考和支持。
三、颗粒物迁移与扩散模型的研究方法研究颗粒物迁移与扩散模型的方法主要有数学建模和实验观测两种。
数学建模是基于物理模型、数学模型和计算机模拟，通过建立方程组来模拟颗粒物的迁移和扩散过程，并运用各种数值计算方法求解。
实验观测则通过野外观测和实验室模拟来获取数据，如风速、温度、湿度、浓度等，以验证模型的可靠性。
四、常用的颗粒物迁移与扩散模型常见的颗粒物迁移与扩散模型包括Lagrangian模型和Eulerian模型。
Lagrangian模型追踪颗粒物的运动轨迹，重点考虑了颗粒物的个体运动和涡旋扩散，适用于较小尺度和复杂环境。
Eulerian模型以网格为基础，通过求解空气动力学方程来模拟颗粒物的输运和扩散，适用于中高尺度和相对简单的环境。
五、颗粒物迁移与扩散模型的挑战与未来发展颗粒物迁移与扩散模型的研究还面临一些挑战，如粒径分布、气象条件、大气细观结构等因素的复杂性。
未来的发展需要更加准确和细致的模型，以适应不同区域和不同尺度的需求。
同时，研究者还应关注颗粒物的来源治理、排放监测等与模型研究相结合的工作，以全面解决大气颗粒物污染问题。
颗粒物的物理化学特性及其环境效应研究
颗粒物的物理化学特性及其环境效应研究颗粒物（Particulate Matter），简称PM，是指物理状态处于气态或液态或固态的、直径小于或等于 10 微米（即 PM10）的细小悬浮颗粒物。
其主要来源有工业活动、交通运输、火力发电、农业烧煤和天然源等，对人类健康和环境质量带来了严重威胁。
由此，颗粒物的物理化学特性及其环境效应研究成为了环境科学研究的重要方向。
一、颗粒物的物理化学特性1.颗粒物的大小分布颗粒物的直径范围分为 PM10、PM2.5、PM1 等个级别。
其中，PM10 颗粒物的直径小于或等于 10 微米；PM2.5 颗粒物的直径小于或等于 2.5 微米；PM1 颗粒物的直径小于或等于 1 微米。
不同级别的颗粒物在环境中存在时间和行为方式也不同，其中 PM2.5 和 PM1 更易悬浮于空气中，因此更易进入人体呼吸系统并对人体健康产生危害。
2.颗粒物的来源颗粒物的来源主要包括工业排放、交通运输尾气、建筑施工、农业和林业烧煤、天然源等。
其中，工业活动和交通运输是城市颗粒物污染的主要原因。
燃煤、机动车尾气等排放物可能会产生大量的颗粒物，尤其是 PM2.5 和 PM1 等细颗粒物，这些颗粒物在大气中可长时间悬浮，对健康和环境产生不良影响。
3.颗粒物的化学成分颗粒物的化学成分与其来源和物理化学特性密切相关，其组成包括元素（如碳、硫、氮、铜、铅等）、无机化合物（如硫酸盐、硝酸盐、氯化物、铵盐等）和有机物质（如多环芳烃、多酚和酸类等）。
化学成分复杂的颗粒物具有较强的吸光性、生化活性和气溶胶光学特性等。
二、颗粒物的环境效应1.影响人类健康颗粒物可以在人体呼吸系统内积聚，通过血液循环和神经系统传播到人体各个器官，从而引起多种人体健康问题，如呼吸道疾病、心血管疾病、免疫受损等。
尤其是 PM2.5 和 PM1 等细颗粒物的健康危害更大。
2.影响生态环境颗粒物在水体、土壤等介质中生物富集，导致生态环境破坏和生物多样性丧失。
大气环境中颗粒物沉降特性及对土壤环境的影响
大气环境中颗粒物沉降特性及对土壤环境的影响近年来，大气污染已成为全球普遍关注的问题之一。
其中，细颗粒物（PM2.5）的沉降特性及其对土壤环境的影响逐渐引起科学家和公众的关注。
本文将着重探讨大气环境中颗粒物的沉降特性，并对其对土壤环境可能产生的影响进行分析。
首先，我们来了解一下大气中的颗粒物沉降特性。
颗粒物主要分为可见颗粒物和细颗粒物两类。
可见颗粒物一般指直径大于10微米的颗粒物，如灰尘等。
这些颗粒物由于重量较大，会较快地沉降到地面，附着在建筑物、土壤等表面。
而细颗粒物，特指直径小于2.5微米的颗粒物，由于其较小的粒径和较轻的重量，会在大气中长时间悬浮传输，成为大气污染的主要成分之一。
这些细颗粒物在风力、降水等因素的作用下，会逐渐沉降到地面。
细颗粒物的沉降速度与其粒径大小、密度和大气扰动等因素有关。
一般来说，颗粒物的沉降速度与其直径的平方成正比，也就是说，细颗粒物的沉降速度较慢。
此外，细颗粒物的沉降速度还受到大气湍流、电荷等因素的影响。
实际上，颗粒物的沉降速度非常复杂，受到多种因素的综合影响。
大气中的颗粒物沉降到土壤表面后，往往会对土壤环境产生一定的影响。
首先，颗粒物的沉降会改变土壤的物理性质。
沉降的颗粒物会增加土壤的密度，降低土壤的孔隙度，从而影响土壤的气体交换、水分渗透性等。
此外，颗粒物在土壤中的沉积还可能导致土壤粘性增加，降低土壤的透水性。
其次，颗粒物的沉积还会对土壤中的营养元素和微生物群落产生影响。
细颗粒物中富含多种有机和无机物质，这些物质在沉积到土壤中后，可能会与土壤中的养分发生相互作用，影响土壤中的养分循环和利用。
同时，颗粒物沉积也会对土壤微生物群落的结构和功能产生影响。
一些研究发现，颗粒物的沉积会降低土壤微生物多样性，并且对某些微生物的生长和代谢活动产生抑制作用。
另外，大气环境中的颗粒物沉降还可能引起土壤污染。
细颗粒物中的一些有害物质，如重金属、有机污染物等，可能会被土壤捕集并逐渐累积。
硕士论文：郑州市大气颗粒物PM2.5和PM10的特性研究
目录
目录
摘要……．．…………．．．…．……………………．Ｉ
Ａｂｓｔｒａｃｔ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ＩＩＩ
目录………．．………．．．…………………．．……Ｖ
１引言……．．………．．．………………………．．１
１．１研究背景…………………………………………………………………．．１ １．２ 国内外研究进展……………………………………………………………３ １．３研究意义及内容…………………………………………………………１ ３
１引言
芘能诱发肺癌、皮肤癌和胃癌。目前国际上对ＰＭ２．５和ＰＭｌｏ的研究主要集中在 化学组分分析、源解析、形成机制、毒理学和控制技术等方面，这些研究对改 善生存环境、提高人体健康有重要意义。
继Ｓ０２、ＮＯｘ之后，颗粒物ＰＭｌｏ已经成为影响我国空气质量的首要污染物。 １９９６年ＧＢ３０９５．８２《环境空气质量标准》规定，ＰＭｌｏ二级质量标准为年均值 １００９９／ｍ３，日均值１５０ｒｔｇ／ｍ３；三级质量标准为年均值１５０９９／ｍ３，日均值２５０Ｉ＿ｔｇ／ｍ３。 ２００２年．２００９年《中国环境状况公报》【７】提供的我国可吸入颗粒物年均浓度达标 状况如表１．１所示。
夏季持续高温天气对北京市大气细粒子(PM_(2.5))的影响
夏季持续高温天气对北京市大气细粒子(PM_(2.5))的影响宋宇;唐孝炎;张远航;胡敏;方晨;曾立民;王玮
【期刊名称】《环境科学》
【年(卷),期】2002(23)4
【摘要】在 1 999 0 6 2 3北京市出现长达 1 3d的持续高温期间对细粒子 (PM2 5)质量浓度进行了观测 .数据表明 ,持续高温期间细粒子质量浓度比非高温期间要高出 2～ 3倍 .但是通过对持续高温期间的气象数据进行分析 ,发现还是很利于污染物扩散 .进一步分析同步监测的O3浓度、颗粒物中SO2 - 4的粒径范围及其含量等数据。
【总页数】4页(P33-36)
【关键词】夏季;持续高温;细粒子;TEOM;光化学反应;北京;大气监测;大气污染评价【作者】宋宇;唐孝炎;张远航;胡敏;方晨;曾立民;王玮
【作者单位】北京大学环境科学中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室;中国环境科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】X831;X823
【相关文献】
1.北京市夏季大气气溶胶PM_(
2.5)和PM_(10)成分特征 [J], 徐亚;仇猛淋;郑晨龙;田平;王广甫;张仁健
2.北京市大气PM_(10)和PM_(2．5)对人肺成纤维细胞间隙连接通讯及连接蛋白
的影响 [J], 赵晓红;贾玉巧;郭新彪
3.西安大气细粒子(PM_(2.5))质量浓度变化特征及其影响因素 [J], 刘随心;曹军骥;安芷生
4.大气细颗粒物(PM_(2.5))对心血管内皮细胞NOS的影响 [J], 张蕴晖;丁佳玮;曹慎;阚海东
5.郭新彪教授课题组在北京市大气PM_(2.5)污染来源及其对人体健康影响方面的研究取得新进展 [J], 邓芙蓉
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大气颗粒物沉降特性及其对环境影响分析
大气颗粒物沉降特性及其对环境影响分析大气颗粒物是指悬浮在空气中的固体和液体微粒，包括尘埃、烟雾、烟尘等。
它们的来源多种多样，包括工业废气、机动车尾气、燃煤排放等。
随着城市化进程的不断加快，大气颗粒物污染越来越严重，给人们的健康和环境带来了严重的影响。
大气颗粒物在空气中的沉降特性是决定其分布和浓度的重要因素。
沉降主要通过湿沉降和干沉降两种方式进行。
湿沉降是指大气颗粒物随着降水一起沉降到地面。
降水中的水滴能够将悬浮在空气中的颗粒物带到地面，从而减轻空气中颗粒物的浓度。
雨水中含有的酸性物质还能够与大气中的颗粒物发生化学反应，形成沉积物，进一步减少颗粒物的浓度。
然而，大气颗粒物对雨水质量也有一定的影响，它们可能会影响水体的透明度和水中生物的生长。
干沉降是指大气颗粒物直接通过空气动力学作用沉降到地面。
这种沉降主要依靠颗粒物与空气分子之间的碰撞，较重的颗粒物会因为重力作用而向下沉降。
然而，空气中的气流也会将颗粒物再次搬运起来，使其浓度保持在一定的范围内。
此外，颗粒物的大小也会对干沉降产生影响，较小的颗粒物往往由于其较小的质量而悬浮在空气中较长时间。
大气颗粒物的沉降对环境产生了广泛的影响。
首先，大气颗粒物的沉降会造成空气污染，危害人们的健康。
细小的颗粒物能够进入人体呼吸道，对呼吸系统造成损害，甚至引发呼吸道疾病。
其次，大气颗粒物的沉降还会影响土壤和水体的质量。
当颗粒物沉降到土壤中时，可能会影响土壤的结构和养分含量，从而影响农作物的生长。
同时，颗粒物也可能会通过干沉降进入水体，对水质造成污染，影响水生生物的繁殖和生存。
针对大气颗粒物的沉降特性和对环境的影响，我们可以采取一系列的措施来减少大气颗粒物污染。
首先，加强大气颗粒物的监测和预警工作，及时掌握颗粒物的浓度和分布状况，有针对性地采取相应的控制措施。
其次，加强工业和交通尾气的治理，推进清洁能源的使用，减少颗粒物的排放源。
此外，加强环境教育和宣传工作，提高公众对大气颗粒物污染的认识，引导人们积极参与减少污染的行动。
大气工程中的大气颗粒物来源研究
大气工程中的大气颗粒物来源研究引言：大气颗粒物是指悬浮在大气中的微小颗粒，它们既包括自然生成的颗粒，也包括人为活动排放的颗粒。
大气颗粒物对环境和人类健康产生重大影响，因此研究大气颗粒物的来源成为大气工程领域中的重要课题之一。
一、自然来源的大气颗粒物1. 自然来源的颗粒物种类和特点自然来源的大气颗粒物包括沙尘、花粉、气溶胶等。
沙尘是由风力在干旱地区扬起的沙土颗粒形成，可长时间悬浮于大气中；花粉则主要由植物散发，在春季和夏季特别多；气溶胶是指悬浮在大气中的固体或液体微粒，主要由自然界的火山爆发、森林火灾、海洋挥发、植物散发等因素产生。
2. 自然来源的颗粒物对环境和人类健康的影响自然来源的大气颗粒物对环境和人类健康都会造成一定的影响。
沙尘暴对空气质量、能见度和交通都会带来负面影响；花粉可引发过敏反应，影响人类的健康；气溶胶经呼吸道进入人体后，对呼吸系统和心血管系统有害，可能导致呼吸道炎症、心血管疾病等。
二、人为活动排放的大气颗粒物1. 人为活动排放的颗粒物种类和来源人为活动排放的大气颗粒物主要包括工业污染物、交通排放物和生物固体废弃物。
工业排放主要是由燃煤、烧油、焚烧废弃物等工业过程产生的颗粒物；交通排放则主要是汽车尾气中的颗粒物和挥发性有机物；生物固体废弃物主要来源于农业、畜牧业和家庭垃圾。
2. 人为活动排放的颗粒物对环境和人类健康的影响人为活动排放的大气颗粒物对环境和人类健康的影响同样不可忽视。
工业排放的颗粒物会加剧城市大气污染，对空气质量造成严重影响；交通排放的颗粒物则会导致城市的雾霾问题愈发严重；生物固体废弃物产生的颗粒物会造成土壤污染和水源污染，危害生物多样性和人类健康。
三、大气颗粒物来源研究的方法与措施1. 采样和测试方法大气颗粒物来源研究主要通过采样和测试方法来获取数据。
常用的采样方法包括高容积空气采样器、真空采样器等；测试方法则包括重力沉降法、电动力沉降法、核素分析法等。
2. 数据分析与模拟通过采集到的数据，研究人员可以进行数据分析和模拟。
大气环境中颗粒物吸湿特性与凝聚研究
大气环境中颗粒物吸湿特性与凝聚研究近年来，随着人们对环境问题的不断关注，大气污染和颗粒物成为了热门话题。
尤其是颗粒物的吸湿特性与凝聚现象引起了科学家们的广泛关注。
本文将探讨大气环境中颗粒物的吸湿特性与凝聚研究的相关问题。
在大气中存在着各种各样的颗粒物，包括气溶胶、尘埃、烟雾等。
这些颗粒物不仅会对人体健康造成影响，还会对大气环境和气候变化产生深远影响。
颗粒物的吸湿特性和凝聚现象是其影响大气环境和气候的重要因素之一。
首先，我们来讨论颗粒物的吸湿特性。
颗粒物的吸湿特性可通过吸湿曲线来描述。
当环境湿度上升时，颗粒物表面开始吸附水分直到饱和。
吸湿曲线能够反映颗粒物对湿度的响应程度。
根据实验研究，不同类型的颗粒物吸湿曲线表现出不同的特点。
例如，硫酸铵气溶胶的吸湿曲线比较平缓，而硝酸气溶胶的吸湿曲线则较为陡峭。
这些差异与颗粒物的化学成分、尺寸分布等因素有关。
其次，我们来探讨颗粒物的凝聚现象。
颗粒物在空气中相互碰撞，通过粒子间的吸引力和冲击力发生凝聚。
凝聚过程中，颗粒物会形成更大的粒子，这会导致颗粒物的质量和大小增加。
凝聚现象对颗粒物的生命周期和分布有着重要影响。
研究发现，颗粒物的凝聚程度受到多种因素的影响，如相对湿度、颗粒物浓度、粒径分布等。
在高湿度条件下，颗粒物表面的水分可以增加粒子间的吸引力，促进凝聚过程。
此外，颗粒物的凝聚与气溶胶的光学和化学特性也有密切关系。
最后，我们来讨论颗粒物的吸湿凝聚过程对大气环境和气候的影响。
首先，颗粒物的吸湿特性和凝聚现象会改变颗粒物的有效直径，从而影响颗粒物的沉降速度和扩散能力。
其次，颗粒物的吸湿凝聚过程会改变颗粒物的化学成分，从而影响其对辐射的散射和吸收能力。
此外，凝聚过程还可能导致颗粒物的形态变化，从而影响其对水汽和气态污染物的吸附能力。
这些变化对大气的能量平衡、辐射传输以及云的形成等过程产生重要影响。
综上所述，大气环境中颗粒物的吸湿特性与凝聚现象是一个复杂而重要的研究领域。
PM2.5来源解析-胡敏
BC/EC POA
硫酸盐+铵盐+硝酸盐（SNA）二次离子组分突出
SOA Sulfate Nitrate Ammonium
OM 颗粒 有机 物
碳 质 气 溶 胶
SNA 二次 无机 离子
1
2012-08-31
PM2.5来源解析
区分一次和二次来源 识别一次来源 解析一次和二次来源的贡献率
有机物的测量技术
多种技术的综合：将扩散模式和受体模式这两类模式结 合使用，成为源解析研究的趋势之一，以满足环境管理 和污染控制的需要。 源检验-逆向模拟技术是在三维立体的大气浓度水平观 测的基础上，根据气象过程和化学过程，逆向运用空气 质量模式，检验和调试建立的污染源清单。这一方法借 助高质量的环境观测，可以获得污染源的时间和空间分 布，但方法本身不具有将各类源（如机动车、燃煤）进 行区分的能力。
Others Sterols Phenols Sugars Glycerides Hopanes Steranes Terpenoids PAHs Aromatic acids Dicarboxylic acids Unsaturated acids n-Alkanoic acids n-Alkanols Cyclohexanes Branches n-Alkanes
二次有机气溶胶研究测定要求： 高时间、物种、粒径分辨率 气溶胶质谱AMS 时间分辨率：几秒-几分钟 粒径范围：PM1 Org SO42- NO3- NH4+ ClTAG
浓度水平
粒径分布
(Hallquist et al., 2009)
大气细颗粒物来源与化学转化
现场观测实验 识别污染问题
建立了北京大学“城市大气环境定位观测站” 珠三角和北京六次区域大气污染国际综合观测实验
低层大气温度和湿度对颗粒物浓度的影响研究
低层大气温度和湿度对颗粒物浓度的影响研究引言：近年来，随着环境污染问题的日益突出，研究大气颗粒物的影响因素变得尤为重要。
其中，低层大气温度和湿度作为重要的环境因素，对颗粒物浓度有着显著的影响。
本文将探讨低层大气温度和湿度对颗粒物浓度的影响，并分析其中的机制。
一、大气温度对颗粒物浓度的影响：1. 温度对颗粒物扩散和迁移的影响：随着温度升高，大气中颗粒物的扩散能力增强，颗粒物更容易在空气中分散。
这是因为高温会导致大气分子的热运动加剧，增加了颗粒物与空气分子之间的碰撞频率，从而促进了颗粒物的扩散和传播。
2. 温度对颗粒物生成的影响：研究表明，颗粒物的生成和温度密切相关。
在低温环境下，大气中的气溶胶物质更容易聚集形成颗粒物。
而高温环境下，气溶胶物质则更容易保持在气态状态，减少了颗粒物的生成。
二、大气湿度对颗粒物浓度的影响：1. 湿度对颗粒物凝结和溶解的影响：湿度是指大气中水蒸气的含量，对颗粒物浓度也有重要影响。
较高的湿度会增加空气中的水蒸气含量，使得颗粒物有更多机会与水蒸气进行反应，进而形成更大的颗粒物。
同时，高湿度下颗粒物也更容易被水蒸气吸附和溶解。
2. 湿度对颗粒物传输和沉降的影响：湿度的变化还会影响颗粒物的传输和沉降。
在高湿度条件下，空气中的颗粒物会与水蒸气发生反应，形成颗粒物-云水复合物，从而增加了颗粒物的沉降速率。
而在低湿度条件下，由于缺乏水蒸气的参与，颗粒物的沉降速度较慢。
三、大气温湿度相互作用对颗粒物浓度的影响：1. 温湿度相互作用对颗粒物生成的影响：实验研究表明，温湿度相互作用对颗粒物生成具有复杂的影响机制。
在一些特定的温湿度条件下，颗粒物生成可能会增加，而在另一些条件下可能会减少。
这表明，温湿度相互作用具有非线性影响，需要进一步研究来探究其中的机制。
2. 温湿度相互作用对颗粒物化学组成的影响：大气中的颗粒物化学组成也会受到温湿度相互作用的影响。
其中，温度和湿度变化会改变颗粒物中的水含量、结晶形态等，进而影响其光学性质、反射特性等。
城市主城区大气环境现状及对策研究——以九江市为例
增加 ２ ３ ． ０ ％。参照《 环境空气质量标准》 二级标准 ， 城市环境空气 中 二 广洁净煤 技术 ， 提升煤 的高效燃烧技艺 ； 加强烟气脱硫处理 ， 积极
氧化硫年平均浓度为 ｎ ０ ３ ６ 毫克 ／立方米， 比２ ０ ０ ７年下降 １ ４ ． ３ ％， 二 发展洁净 能源 ； 发动社会力量 ， 坚持 防治结合 ， 综合治理举措。 氧化氮年平均浓度为 ｎ ０ ２ ０ 毫克 ／ 立方米 ， 比２ ０ ０ ７ 年下降 ４ ８ ％。 总的 ２ ． ４可 吸入 颗粒 物 来看 ， ２ ０ ０ ８ 年九江市城市环境空气质量较好 ，全年 ３ ６ ６天中有 ３ ６ ２ 我 国城市大气 中可吸入颗粒物的污染状况较 为严重 ，来 源也 天空气质量为优良（ Ａ Ｐ Ｉ 指数） ， 占全年总天数的 ９ ８ ９ ％。 较为复杂 ， 呈现 出多污染源叠加的复合型污染特征 。一是扬尘源 ， 如土壤风沙尘 、 建筑物水泥尘 、 道路扬尘等等 ； 二是煤烟尘 ， 我国煤 ２主 要污 染物 危害 及 防治对 策 烟尘对 Ｐ Ｍ１ ０的年均贡献在 １ ５ ％一 ３ ０ ％， 中小城市 的贡献尤为突 出， ２ ． １二 氧 化 硫 （ Ｓ ｏ２ ） 煤烟尘污染呈现明显 的冬高夏低 的季节变化 ，采暖期和非采暖期 大气中的二氧化硫污染源主要是人为因素所致 ，可分为生活污 煤烟尘 占Ｐ Ｍ１ ０的比例分别为 ５ ％一 ３ ０ ％和 ２ ０ ％一 ４ ５ ％。 为此 ， 应该调 染源和工业污染源。其中生活污染源主要是由于人们烧火 、 取暖 、 沐 整能源结构 ， 加大企业 先进生产工艺更新换代步伐 的扶持力度 ， 切 浴等过程 中燃煤排放的煤烟所致。这类污染源具有分布面广 、 排放污 实改善施 工环境 ， 推行 “ 绿色工地” ， 加大道路洒 水面积和频次 ， 防 染物量大 、 排放高度低等特点 ， 也是城市污染 的主要污染源 。 此外 ， 城 治道路交 通扬尘。扩大城市绿化面积 ， 杜绝达不到标准的机动车辆 市机动车的尾气排放也是二氧化硫的一大污染源。工业污染源主要 上路行驶。 是来 自化工 、 煤炭 、 火电、 钢铁、 水泥等行业在生产过程 中产生的粉尘 及无机化合物。二氧化硫浓度过高会导致酸雨频发 ，造成动植物死 ３结 语 亡， 也会对当地的雕塑及建筑物破坏较大。 由于二氧化硫污染源来源复杂 ， 对其防治不能单从排放 口进行 ， 而应是多方位立体防控。首先做好城市能源基础设施建设 ， 严控生活 中的二氧化硫排放量， 应大力推广燃气 、 电等清洁能源 ； 其次 ， 加快淘 汰二氧化硫污染严重的生产设备和工艺 ，注重在生产过程 中加强硫 九江市 ， 地处 中亚热带 向北亚热带过渡 区， 干燥少雨风高 ， 是 江西省交通枢纽 。截止 ２ ０ １ １ 年底 ， 九江市机动车保有量近 ５ Ｏ万 辆， 每天还在以 １ ５ ０ 辆 的速度增长 。 全市大气污染物 中 ４ ０ ％， 主城 区的 ５ ５ ％都来 自于汽车尾气 。虽然 ， 九 江市 大气 环境 整体状况较 好， 但 二氧化硫和二 氧化氮排放 量呈现 的上 升态势 ， 需要社会 各 的 回收率； 再次 ， 政府要出台相关的政策鼓励措施 ， 改变能源结构 ， 加 界予以重视 。九江市空气污染 的基本特征为煤烟型污染 ， 主要 污 大对太阳能、 风能 、 水电等支持力度 ， 发展无污染能源 。 染物为可吸人颗粒物 。除 了要采取上述相关举措 ， 应加大对汽车 ２ ． ２氮 氧 化 物 （ Ｎｏ ） 尾气的治理力度 ， 严 格控制汽车保 有量 ， 提升地方燃油标准 ， 推广 大气 中的氮氧化 物主要来 自工业 污染 （ 重点是 石油化工企 无铅 或电动力汽车 的使用量 。 业） ， 在工艺生产 过程 中形 成的污染物 以及锅炉 、 窑炉使 用时排放 参考文献 的污染 物 ， 居 民生活 中燃烧 矿物质所 产生 的污染 物 ， 还有一类 是 【 １ ］ 周新 青 ． 空气 中二 氧化硫 的污 染危 害及其 防治对 策 ｆ Ｊ ］ ． 河南农 汽车 、 火车 、 飞机等交通工具在运行 过程 中产生 的。 大气 中的氮氧 业 ， ２ ｏ ｏ ６ （ ４ ） ： １ ６ 化物和碳氢 化物（ ＨＣ ） 等一次污染物在 阳光照射下还会产生 光化 ［ ２ 】 杨宗鑫 ， 王兵 ， 林孟雄， 等． 大气污染过程 中氮氧化合物对大气的 学反应 ， 生成 Ｏ ， 、 Ｐ Ａ Ｎ， 高活性 自由基 、 醛、 酮等 二次 污染物目 ， 产生 危害及防治『 Ｊ Ｊ ． 内蒙古 石油化工 ， ２ ｏ ｏ ８ （ ２ １ ） ： ２ ４ — ２ ６ 光化学烟雾 。 【 ３ ］ 牛建 刚 ， 牛荻涛 ， 周浩爽 ． 酸雨 的危害及其 防治综述［ Ｊ ］ ． 灾害学 ， 大气 中 的氮 氧化物 的防控同样也 是一个复 杂而系统性 的工 ２ ０ ０ ８ ， ２ ３ （ ４ ） ： １ １ ０ — １ １ ６ 程， 需要城 市规划 、 工业布局 乃至产业 结构等共 同努力才 能取得 ［ ４ ］ 胡敏 ， 唐倩， 彭剑飞 ， 等． 我 国大气 颗粒 物来源及 特征分析 ［ Ｊ ］ ． 环
大气细颗粒物污染监测及其遗传毒性研究
大气细颗粒物污染监测及其遗传毒性研究张文丽;徐东群;崔九思【期刊名称】《环境与健康杂志》【年(卷),期】2003(20)1【摘要】目的比较燃煤污染型城市(太原市)和燃煤与汽车尾气混合污染型城市(北京市)细颗粒物(PM2.5)污染水平并研究其遗传毒性。
方法采用滤膜法采集太原市和北京市大气中细颗粒物,并用单细胞凝胶电泳法,以人肺泡上皮细胞(A549)作为靶细胞,测定细颗粒物对细胞DNA的损伤。
结果北京市冬季大气中PM2.5为0.028～0.436mg/m3,太原市为0.132～0.681mg/m3。
细颗粒物在5、50、200μg/ml浓度内染毒12h和24h均可引起人肺泡上皮细胞DNA损伤,与阴性对照组相比,其拖尾率和尾长差异均有显著性(P<0.05),且存在剂量-反应关系。
结论细颗粒物具有一定程度的遗传毒性。
【总页数】3页(P3-5)【关键词】监测;遗传毒性;空气污染;颗粒物;DNA损伤【作者】张文丽;徐东群;崔九思【作者单位】中国疾病预防与控制中心环境与健康相关产品安全所生物监测室【正文语种】中文【中图分类】X513;X831【相关文献】1.北京市大气细颗粒物的遗传和非遗传毒性研究 [J], 张旻;付娟玲;何凌燕;王芸;胡敏;朱彤;周宗灿2.大气细颗粒物不同成分对 A549细胞遗传毒性的影响 [J], 刘雪亚;王平;李杰;李萍;卫军华;高祎楠;张国俊3.大气细颗粒物暴露致发育毒性研究进展 [J], 任云杰;施烨闻;王广鹤4.大气细颗粒物暴露相关心血管毒性机制的研究进展 [J], 曹玙; 裴颖皓; 钱吉琛; 王醒5.大气细颗粒物生殖毒性研究进展 [J], 卫旭东;王牧笛;段俊;郑丽明;吕正梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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103-3
Min. 97 614 206 0.1 1900 50
25% 2600 10600 3300 2 22900 540 30
Median 4800 14800 7100 4 30300 1170 70
75% 9400 20200 11200 8 39700 1900 120
Max. 196100 102100 38400 140 248700 7000 1200
o 几乎涵盖了所有化学组成 o 浓度含量从g/m3-ng/m3 o 多种采样和分析方法结合 o 严格的QA/QC
NH4+ 7% SO4218% NO311% Cl 2% 2% 29% 地壳类 18% EC 3%
颗粒物的物理化学特性
o 物理特性
o 粒径分布 3nm – 100 m o 光学特性 削光（散射、吸收）与粒径大小和化学成 分有关 o 动力学性质 o 吸湿性 Hygroscopic growth factor o 电学性质
污染城区，工业烟羽，对流云附近，暴露潮汐
区…
• 改变颗粒物粒径谱分布：是大气颗粒物的重要来 源之一 • 影响CCN：影响云的光学性质从而影响全球辐射 平衡
• 潜在的健康效应
(Biswas&Wu,2005)
超细颗粒物的健康效应
支气管 肺泡 巨噬 细胞 分泌物
上皮细胞
淋巴
纤维原细胞
分泌物
分泌物
(1)肺部沉降量：（Total Deposition Fraction）TDF 100nm(0.26), 80nm(0.3), 60nm(0.35), 40nm(0.44); (2)超细粒子与其他污染物（如NOx, O3等）协同作用; (3)颗粒物的个数和表面积的影响可能大于质量浓度的影响
5% Nitrate 5% Chloride 1%
Crustal 12% Ammonium 3% Sulfate 14% Nitrate 2% EC 4% Chloride 1%
Data of Beijing and Guangzhou, 2000
新粒子研究意义
• 新粒子生成普遍存在：自由对流层，大陆边界层，
PM2.5的环境行为及效应
o o o o 光的散射和吸收 云凝结核 干沉降 远距离输送 降低大气能见度 致酸物质 危害生态系统 区域性酸沉降 区域及全球气候变化 携带有害有毒污染物 影响人体健康 多相化学反应
o 污染物载体 o 进入呼吸道 o 化学反应床
小粒子，大问题
局地大气污染 负面的健康效应 城市能见度下降 区域大气污染 酸沉降，对湖泊、森林等生态系统造成危害
3
燃煤飞灰（PM2.5） coal-burning flyash
燃重油颗粒物 diesel engine combustion
冶金粉尘（PM1） metal smelter
内燃机排放颗粒物 gasoline engine combustion
气溶胶粒径－浓度/化学组成－性质－影响
o 气溶胶粒子无处不在，无时不在。 o 在大气中的浓度： o 质量浓度：TSP, PM10, PM2.5。集中在积聚模和粗模态 o 数浓度：污染城市高达105个/cm3。集中在核模和积聚模 o 表面积浓度 o 体积浓度 o 粒径：跨4－5个数量级，从几个nm－100m。 未知 有机物 其它 o 化学组成： 10%
Lung 肺部
Nose 鼻腔
Mouth (ISO) 口腔%源自支气管 Trachea0.1
1
10
100
Particle Aerodynamic Diameter (microns) 颗粒物空气动力学直径
颗粒物化学组成
大气颗粒物几乎包含了自然界存在的所有元素
• 海洋上空的气溶胶的化学元素组成与海 水的元素组成相似； • 干净大陆气溶胶的元素组成与地壳物质 的元素组成相似； • 城市大气气溶胶则不但包含了地壳中丰 度很高的元素，还包括了各种各样的工 业污染元素。
(Gilmour, Ziesenis et al. 2004)
大气细粒子PM2.5作为区域大气
复合污染的核心污染物， 对大气污染监测的要求和挑战
反映区域复合污染现状的监测能力严重滞后
环保系统监测站大多设于城区，主要监测常规一次污 染物：SO2、NO2和PM10。 不具备区域复合污染监测能力，未能形成真正意义的 监测网络和实时监测与监控。
o 化学组成
o 无机组成：离子 元素 o 有机组成：EC OC WSOC Organic Speciation SOA, POA, POM, OM
大气颗粒物已成为我国城市大气的首要污染物 随着大气污染控制和能源结构的改变，颗粒物污染越来越表现 为细粒子和超细粒子的污染;空气质量标准TSPPM10PM2.5。
3
S_total [m2/cm3]
153g/m3
PV1/PV10: 75%
Highlight 3: Regional pollution (regional hazy, PM2.5 and secondary composition elevated)
700
concentration[ug/m^3]
水体富营养化，影响水体质量
全球大气污染 影响地球辐射平衡，以及全球变化
气溶胶平流层臭氧损耗提供反应表面并催化，南极臭氧洞
我国大气颗粒物物理化学特性
Highlight 1:
来源复杂（人为一次，天然，二次）
• Mineral Dust:
– Dust storm – Road dust – Fugitive dust (unpaved road, construction, soil)
• 目前仅有的PM10不足以说明灰霾的成因，需要对 细和超细颗粒物物理、化学和光学特性多种参数的 同时测定。
二次颗粒物的生成与区域灰霾
Precursor emissions disperse in the atmosphere, convert into secondary particles through complex atmospheric chemical reactions, then travel long distances to deposit in remote areas far from their source.
Beijing PM2.5, 105 ug/m3 Unknown 23% Organics 36%
Guangzhou PM2.5, 67.7 ug/m3
Trace 11% EC Unknown 17% O rganics 36%
Trace 4%
Crustal 12% Ammonium Sulfate 9% 5%
现有的空气质量监测网络不能很好地反映区域大气复 合污染的特征，准确地评价空气质量，难以为环境管 理和环境决策提供科学支持。 针对区域大气复合污染，建立科学合理的区域监测网 络迫在眉睫。需要解决区域复合污染监测网络的设计、 优化、监测技术配置、集成等关键技术。
全国尚未有真正意义的超级站（Supersites）。
目前我国城市空气质量监测主要问题
• 覆盖面和代表性差：监测点位集中于城市地区，原有的清 洁对照点由于快速的城市化，其所代表的大气环境功能已 经发生变化，失去了应有的意义。 监测指标偏少：主要监测SO2、NO2、CO和PM10，监测的 项目不能满足具有区域影响的特征污染物如大气臭氧和 PM2.5及相关组分（如VOC）的需要。 监测手段单一：主要集中监测近地面大气，缺乏流动观测 和立体观测的技术手段。 监测数据质量不高：质量控制质量保证体系不够完善，实 施手段不多，机制不够健全。
二次颗粒物组成的二次转化
二次颗粒物组成的重要性
• 从气态前提物经过核化成新生成的粒子（纳米级 粒子）和非均相转化成积聚模态粒子，二次颗粒 物在大气中存在寿命长，可以传输几百和上千公 里。 • 将局地问题演变为区域问题；城市和周边联系起 来；
• 二次组分所在的粒径及其吸湿性，对能见度的下 降贡献大，造成区域性灰霾；
盐,EC/OC, mineral dust的辐射强迫，而不是PM2.5或
PM10，与健康效应相关的有毒有害组分
大气颗粒物污染与灰霾
• 灰霾反映在能见度下降，能见距降低； • 是由于颗粒物对光的散射和吸收造成的，与颗粒物
– 粒径大小有关，尺度参数，0.1-1m有效削光，Mie散射。 – 化学组成，不同化学组成折射率不同 – 吸湿性有关，硫酸盐、硝酸盐和铵盐等吸湿长大到有效 消光的粒径 – 混合态：内混和外混，内混消光消光增强
600
300
200
PKIU 北大 115 YF 3 g/m 榆垡 127 g/m3
100
0
400
06.10-11
07.1-2
07.4
07.8
07.10-11
•
两点PM2.5一致性较好
•
两点二次组分NO3- 、SO42-、NH4+ 相关性较好(0.84-0.88) ，区域二次 污染的特征
夏季浓度低，波动小，07年秋季浓 度高、波动最大
化学特性
• 化学成分-大气化学过程：二次组分的转化机制。尤其
是细和超细粒子中的二次组分
– PM2.5/PM10 = 40%-70%; – (NH4++SO42-+NO3-+SOC)/PM2.5 = 40-70%
• 化学成分-大气环境质量：PM2.5或PM10的化学组成，进 而弄清来源(CMB源解析） • 化学成分-粒径：谱分布，不同模态颗粒物行为和来源 • 化学成分-效应：气候变化IPCC报告中给出硫酸
• Combustion process
– Stationary like power plant, industry – Vehicle – Biomass burning