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鹤山灰霾期间大气单颗粒气溶胶特征的初步研究

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环境科学学报 2013年第8期33卷 2098-2104页

作者：何俊杰张国华王伯光陈多宏毕新慧钟流举盛国英傅家谟周振李磊暨南大学环境工程系广州510632 中国科学院广州地球化学研究所广州510640 广东省环境监测中心广州510308 国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广州510308 上海大学环境与化工学院上海200072

2012年6月9—17日,使用单颗粒气溶胶质谱仪(spams)分析了鹤山大气中单颗粒的特征,共采集到同时含有正负离子谱图的颗粒763350个,其粒径主要集中在0.2～2.0μm之间,期间发生灰霾的天数为3d.研究结果表明,该地区的大气颗粒物类型主要可分... 详细信息

2012年6月9—17日,使用单颗粒气溶胶质谱仪(spams)分析了鹤山大气中单颗粒的特征,共采集到同时含有正负离子谱图的颗粒763350个,其粒径主要集中在0.2～2.0μm之间,期间发生灰霾的天数为3d.研究结果表明,该地区的大气颗粒物类型主要可分为7种:元素碳(EC)、有机碳(OC)、元素-有机碳混合(ECOC)、大分子有机碳(HMOC)、海盐(Na-K)、富钾颗粒(K-rich)和富铅颗粒(Pb-rich)。灰霾天气下,颗粒中的二次成分含量更高,粒径显著增大。各颗粒类型数量浓度均有一定程度的提高,其中,以EC、ECOC和K-rich的增加最为明显。分析结果表明,水稻秸秆的集中焚烧及EC、ECOC和K-rich的老化是形成本次灰霾的重要原因.

关键词：单颗粒气溶胶灰霾混合状态 spams

基于单颗粒气溶胶质谱仪的气溶胶化学组分的半定量研究

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2022年第3期61卷 140-152页

作者：张遥成春雷王在华袁明浩李梅张雪林苏柏江王新宇周振暨南大学质谱仪器与大气环境研究所/广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心/粤港澳环境质量协同创新联合实验室广东广州510632 广东省科学院资源综合利用研究所广东广州510650 郑州市环境保护监测中心站河南郑州450007 广州禾信仪器股份有限公司广东广州510530

单颗粒气溶胶质谱仪(spams,single particle aerosol mass spectrometer)可以实时、连续和高时间分辨率的提供单个气溶胶颗粒的粒径和化学组分信息,具有良好的定性能力。但,spams对气溶胶化学组分的定量分析能力尚待评估。采用spams结... 详细信息

单颗粒气溶胶质谱仪(spams,single particle aerosol mass spectrometer)可以实时、连续和高时间分辨率的提供单个气溶胶颗粒的粒径和化学组分信息,具有良好的定性能力。但,spams对气溶胶化学组分的定量分析能力尚待评估。采用spams结合滤膜采样的分析方法,于2017-12-01至2018-02-28日在郑州市高新区、航空港区和中原区展开观测,通过对比单颗粒中的元素碳(EC)、有机碳(OC)、硫酸盐、硝酸盐和铵盐的峰面积、数浓度与滤膜采集的质量浓度,以回归分析系数(R)评估了spams对5种组分的定量能力。结果表明:EC单颗粒的数浓度和峰面积与其质量浓度的相关性始终很低(R0.5),可以通过相关性建立硫酸盐、硝酸盐和铵盐的半定量系数。三个站点各组分相关性对比结果表明:中原区各组分数浓度与质量浓度的相关性高于高新区和航空港区,且中原区测径颗粒数浓度与PM_(2.5)质量浓度的相关性也显著高于其他两个采样点,因此测径颗粒数浓度与PM_(2.5)质量浓度的相关性可能是评估spams定量化结果好坏的前提条件。

关键词： spams 定量研究元素碳有机碳无机离子

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合肥市一次重污染过程细颗粒物化学组分特征及成因分析

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环境化学 2021年第10期40卷 3258-3269页

作者：熊鸿斌陈建张红汪水兵洪星园包翔秦志勇合肥工业大学合肥230009 安徽省环境科学研究院合肥230071

使用单颗粒质谱仪(spams)研究了合肥市2018年1月重污染过程空气细颗粒物化学组分特征,研究结果表明,重污染期间,EC、HM、MD及RK颗粒占比显著,分别占74.9%、10.0%、5.0%和6.8%,本次重污染主要污染物为元素碳类型颗粒物;进入污染消散期间... 详细信息

使用单颗粒质谱仪(spams)研究了合肥市2018年1月重污染过程空气细颗粒物化学组分特征,研究结果表明,重污染期间,EC、HM、MD及RK颗粒占比显著,分别占74.9%、10.0%、5.0%和6.8%,本次重污染主要污染物为元素碳类型颗粒物;进入污染消散期间后,细颗粒物平均峰值粒径减小0.1μm,含元素碳的各类颗粒峰值粒径分别下降0.04、0.02、0.36、0.22μm,MD颗粒增大0.08μm,OC和Lev颗粒峰值粒径未改变.重污染过程来临前,扩散条件较差,加之本地源排放加剧,导致重污染天气形成,化学组分分析显示,EC占比最高,22日中午出现污染反弹,午后,北方清洁气团入境,扩散条件好转,污染消散. EC、HM、RK颗粒之间存在强相关性,且分别与风速呈现强负相关,说明该次重污染主要是不利气象造成汽车尾气长时间积累而造成.

关键词：细颗粒物 spams 化学成分成因

一种用于单颗粒质谱的空气动力学颗粒浓缩装置仿真设计与试验研究

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真空科学与技术学报 2021年第5期41卷 443-449页

作者：卓泽铭苏柏江谢芹惠李磊黄正旭周振麦泽彬谭国斌暨南大学质谱仪器与大气环境研究所广州510632 广州禾信仪器股份有限公司广州510700

为提高在线单颗粒质谱spams对低浓度环境下颗粒物的检测效率,本研究设计了一种基于虚拟撞击原理的空气动力学气溶胶浓缩装置。结合计算流体动力学Fluent仿真软件,对传统临界孔进样结构进行改进,孔径从原来的0.11 mm扩张至0.22 mm,并引... 详细信息

为提高在线单颗粒质谱spams对低浓度环境下颗粒物的检测效率,本研究设计了一种基于虚拟撞击原理的空气动力学气溶胶浓缩装置。结合计算流体动力学Fluent仿真软件,对传统临界孔进样结构进行改进,孔径从原来的0.11 mm扩张至0.22 mm,并引入一个额外的前级泵抽离多余气体,使得spams能在质谱真空压力不变的的情况下,将颗粒物从多余气体分离进入质谱检测系统,实现颗粒物浓缩进样。结果表明:颗粒浓缩倍数仿真值与实验值较为吻合,进样流量较原来提升3.4倍,在粒径0.2-5μm范围内,环境空气的颗粒浓缩倍数为3-8倍左右;气溶胶浓缩进样装置不仅能够实现颗粒浓缩进样,还提高了spams对粗颗粒物的进样能力。

关键词：空气动力学颗粒浓缩器临界孔 spams 数值模拟进样效率

Detection of particle-bound pyrethroid using single particle aerosol mass spectrometer

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Detection of particle-bound pyrethroid using single particle...

Mixing State of Particles by Single Particle Aerosol Mass Spectrometer in Urban Area of PRD

2018年中国质谱学术大会（CMSC2018）

作者： Meng Yuxi Li Chongjiu Ma Xiaodong College of Science ChinaAgricultural University

Mosquito repellents are used indoor for several months each year in China. While mitigating the nuisance and epidemical risk caused by mosquitos, residents are inevitably exposed to the chemicals that released by these products including pyrethroid as the active ingredient. To refine risk assessment of mosquito repellents, it is important to predict the state and concentration of pyrethroid in the air quantitively. Single particle aerosol mass spectrometer(spams) was used to detect particle-bound pyrethroid during and after the application of mosquito mat vaporizer in a glass chamber. This study demonstrates that spams has high temporal resolution in detection of pyrethroid in particle phase and can provide well correlated information for quantitive calculation.

关键词： Particle Pyrethroid Indoor spams

来源： cnki会议评论

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Mixing State of Particles by Single Particle Aerosol Mass Sp...

不同气团对广东鹤山大气超级监测站单颗粒气溶胶理化特征的影响

第七届亚洲气溶胶会议

作者： Xinhui Bi 1, Guohua Zhang1, Lei Li 2, Xinming Wang 1, Guoying Sheng 1, Jiamo Fu 1, 2 and Zhen Zhou2 1 State Key Laboratory of Organic Geochemistry, Guangdong Province Key Laboratory of Utilization and Protection of Environmental Resource, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, 510640, P.R. China 2 School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, P. R. China

Single particle aerosol mass spectrometer (spams) was used to characterize the single particle size and chemical composition of submicron aerosols in the urban area of the Pearl River Delta (PRD) region, China, for the period April 30 through May 22, 2010. This is the first study for the mixing state of aerosols by direct observation in this region. 696,465 particles were sized and chemical analyzed with both positive and negative ion spectra, in which 141,338 biomass burning particles were identified representing a significant source of submicron particles ～20.3% by numbe, and carbonaceous particles accounted for as much as 5% of submicron particles by number. Up to 98% carbonaceous particles were found to internally mix with secondary inorganic species. Carbonaceous particles were clustered into three distinct particle groups, comprised of organic carbon (OC), elemental carbon (EC) and the mixture of both (OCEC). The OC specie was the most abundant, with concentrations of 43%. EC and OCEC followed with 32% and 25%, respectively. Nitrate and ammonium traces between particle groups had negligible variance, while sulfate was found to prefer to associate with OC and OCEC rather than EC. The influence of aerodynamic diameter was substantial for mixing states with nitrate and ammonium, with ratios lower in the condensation mode than droplet mode;whereas sulfate mixing ratios were nearly constant within 0.2-1.2 μm. Biomass burning particles were clustered into six distinct particle groups, comprising of Ca-rich, Na-rich, organic carbon (OC), elemental carbon (EC), the mixture of OC and EC (OCEC) and Secondary. OC was the largest contributor with a fraction of 22.9%, followed by Secondary type (21.4%) and OCEC (19.0%). Na-rich type was observed in 11.9% of the particles and 90% internally mixed with EC. The fraction of nitrate in biomass burning particles was higher 10% than in carbonaceous particles, which could be explained by the fact that the rich sodium and potassium

关键词： Biomass burning carbonaceous aerosol mixing state single particle nitrate sulfate spams ATOFMS aerosol PRD.

来源： cnki会议评论

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生态环境学报 2015年第1期24卷 63-69页

作者：陈多宏何俊杰张国华王伯光李梅沈劲张涛毕新慧钟流举张干吕小明广东省环境监测中心国家环境保护区域空气质量监测重点实验室广东广州510308 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室广东广州510640 暨南大学广东广州510632 广州市环境监测中心站广东广州510030

大气气溶胶对健康、环境和气候具有重要影响,研究其理化特征能阐明灰霾的成因及机理,对科学调控大气环境具有重要意义。以广东江门鹤山大气超级监测站为观测平台,使用单颗粒气溶胶质谱仪(spams)和气团后向轨迹综合分析了单颗粒气溶胶的... 详细信息

大气气溶胶对健康、环境和气候具有重要影响,研究其理化特征能阐明灰霾的成因及机理,对科学调控大气环境具有重要意义。以广东江门鹤山大气超级监测站为观测平台,使用单颗粒气溶胶质谱仪(spams)和气团后向轨迹综合分析了单颗粒气溶胶的理化特征,揭示了气团轨迹对颗粒物浓度、类型和化学成分的影响。单颗粒气溶胶质谱仪在2012年5月11日至7月31日,共采集了约600万个同时含有粒径和质谱信息的颗粒,它们主要可分为8类:有机碳颗粒(OC)、元素碳颗粒(EC)、元素-有机碳混合颗粒(ECOC)、富钾颗粒(K-rich)、大分子有机碳颗粒(HMOC)、海盐颗粒(Na-K)、金属颗粒(Metal)和富硅颗粒(Si-rich)。各类颗粒的质谱特征在一定程度上反映了颗粒的来源:EC颗粒来自一次污染源;K-rich颗粒主要来自与生物质燃烧有关的过程;Na-K颗粒来自于海盐碎沫;Metal颗粒主要来自工业源或火力发电;Si-rich颗粒则主要来自扬尘。8类颗粒中普遍存在的二次成分表明它们都经历了一定程度的大气老化过程。采样期间每隔6 h绘制一条气团后向轨迹图,聚类分析发现这些气团后向轨迹主要有5类:第1类占总轨迹数的14.1%,它代表由内陆经广州、佛山到达采样点的气团;第2类占总轨迹数的10.2%,它代表沿东南部大陆海岸线到达采样点的气团;第3类和第5类在气团后向轨迹中占的比例最高,分别为30.0%和36.8%,它们都来自南海海面,但第3类气团经珠海、澳门到达采样点,而第5类则经阳江到达采样点;第4类占总轨迹数的8.8%,这类气团途经深圳、东莞到达采样点。单颗粒数据结合气团后向轨迹进行统计分析表明:经广州、佛山到达采样点的气团会带来高浓度的颗粒物污染,且颗粒的老化程度较高,而发源于南海海面的气团能带来新鲜海风,对鹤山的大气污染起稀释作用;在颗粒类别上,途经广州、佛山、东莞、深圳这些重污染城市的气团中EC颗粒和ECOC颗粒的含量更高,而途经珠三角南部区域的气团则含有更多的OC颗粒和Metal颗粒。

关键词：单颗粒气溶胶污染物来源分析后向轨迹 spams

太原市沙尘和非沙尘天气大气细颗粒物质谱特征及来源

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山西大学学报(自然科学版) 2019年第2期42卷 443-453页

作者：张春梅太原市环境监测中心站

为了探究沙尘过程对太原市空气质量的影响,利用在线单颗粒气溶胶飞行时间质谱结合后向气团轨迹数据,对沙尘和非沙尘天气细颗粒物(PM)的污染特征及来源进行了分析研究。结果表明:(1)从质谱信号强度比较,沙尘天气期间细颗粒物中的Na~+、M... 详细信息

为了探究沙尘过程对太原市空气质量的影响,利用在线单颗粒气溶胶飞行时间质谱结合后向气团轨迹数据,对沙尘和非沙尘天气细颗粒物(PM)的污染特征及来源进行了分析研究。结果表明:(1)从质谱信号强度比较,沙尘天气期间细颗粒物中的Na~+、Mg~+、SiO~-等地壳元素质谱信号强度较非沙尘天气明显,非沙尘天气的元素碳(C~+、C~+)、金属离子(K~+、Pb~+)及NH~+、NO~-、HSO~-等二次离子的信号强度明显大于沙尘天气。(2)从细颗粒物类型比较,沙尘天气矿物质颗粒占比高于非沙尘天气5.4%,有机碳类物质包括有机碳(OC)、左旋葡聚糖(LEV)以及高分子有机物(HOC)和混合碳(ECOC)等占比也均高于非沙尘天气;而非沙尘天气的元素碳、重金属和富钾颗粒分别高出沙尘天气9.3%、1.8%和3.9%。(3)从细颗粒物来源比较,监测期间PM主要受机动车尾气、燃煤、工业工艺和扬尘源的影响。沙尘天气下,燃煤源对细颗粒物的贡献比例(27.4%)明显高于非沙尘天气(13.7%),扬尘源贡献比例(20.5%)也高于非沙尘天气(12.3%)。结合后向气团轨迹数据分析,沙尘气溶胶主要来自中国西北地区。(4)从扬尘源中各类颗粒物类别比较,沙尘天气时段,Dust-Al、Dust-Mg、Dust-Si三类颗粒占比明显高于非沙尘天气时段,其中Dust-Si颗粒占比增加最大,而Dust-Ca、Dust-Fe-Mn和Other三类颗粒占比低于非沙尘天气时段,Dust-Fe-Mn颗粒在沙尘天气中比例下降最大,为16.8%。

关键词： spams 沙尘天气细颗粒源解析太原市

基于单颗粒质谱技术的石家庄市2016年秋季空气重污染成因分析

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科学技术与工程 2018年第9期18卷 348-354页

作者：洪纲石家庄市环境监控中心石家庄050022

利用单颗粒气溶胶质谱仪(spams)并综合地面空气污染监测数据、常规气象观测数据、卫星遥感火点监测资料和气流后向轨迹,分析了2016年石家庄市秋季出现的两次空气重污染过程的演变特征及主要影响因素。结果表明:机动车尾气和地面扬尘是PM... 详细信息

利用单颗粒气溶胶质谱仪(spams)并综合地面空气污染监测数据、常规气象观测数据、卫星遥感火点监测资料和气流后向轨迹,分析了2016年石家庄市秋季出现的两次空气重污染过程的演变特征及主要影响因素。结果表明:机动车尾气和地面扬尘是PM2.5的重要来源。高低空稳定的天气形势配置是两次重污染过程形成的直接原因。在这些天气形势下,湿度高、风速小、气压低、逆温层厚、混合层高度低是造成两次重污染过程的重要原因。同时东南和西南方向周边污染物的输送对重污染天气的形成发展也有一定的贡献。

关键词：细颗粒物秋季重污染 spams 石家庄市