東亞區(qū)域長距離傳輸條件下氣溶膠單顆粒的老化特性研究
發(fā)布時間:2021-04-18 01:13
氣溶膠顆粒物是造成空氣污染的重要原因之一,其對地球太陽輻射平衡、水循環(huán)、氣候及人體健康等有重要影響。近幾十年的經(jīng)濟社會發(fā)展導致能源消耗不斷增加,大氣污染物排放量劇增,造成嚴重的大氣污染問題。東亞區(qū)域是全球人口密度最大的區(qū)域之一,也是全球最大的氣溶膠顆粒物及氣態(tài)污染物排放源區(qū)之一。冬春季節(jié)東亞季風會將亞洲大陸的污染物傳輸至西北太平洋甚至北美洲和北極地區(qū),從而導致全球性的空氣污染問題。氣溶膠顆粒在傳輸過程中不斷地相互混合形成復雜的內(nèi)混結(jié)構(gòu),改變其物理化學性質(zhì),F(xiàn)有的對亞洲大陸外流氣團的研究多集中于濱海區(qū)域、近岸海島和邊緣海,國內(nèi)對西北太平洋海域的研究較少,且缺乏單顆粒方面的研究。本研究以2013年到2014年期間一次陸上采樣和兩次西北太平洋海上采樣為基礎(chǔ),采用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描透射電子顯微鏡(STEM)、原子力顯微鏡(AFM)和納米二次離子質(zhì)譜(NanoSIMS)等多種單顆粒分析方法獲得了氣溶膠顆粒物的化學組成、粒徑、形貌和混合狀態(tài)等信息,研究了大陸氣團對中國邊緣海、日本九州島及西北太平洋深海海域的傳輸影響及傳輸過程中氣溶膠的老化特征。鐵酸溶解假說是指氣溶膠顆粒中的人為源和自然...
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1?2015年全球人口密度分布圖和全球年均PM2.5濃度分布圖(?
?山東大學博士學位論文???要來自沙塵、海洋、植物排放及火山噴發(fā),其種類較少且多存在于偏遠地區(qū),對??大氣污染的貢獻較小。導致大氣污染的多是人為源顆粒,全球范圍來看,城市??PM25的來源及其貢獻率分別為:交通運輸25%,電廠等工業(yè)活動15%,民用燃??料燃燒20%,其他人為活動22%,海鹽和沙塵18%[3GI,說明能源利用相關(guān)活動??(化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒)是大氣顆粒物污染的主要來源。??化石燃料燃燒(燃煤、燃油和燃氣)直接排放大量污染物,包括黑碳、多環(huán)??芳烴、揮發(fā)性有機物、重金屬、氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳等[31];剂??燃燒影響顆粒物生成的方式主要有三種[32,33]:?(1)化石燃料的不完全燃燒產(chǎn)生大??量黑碳顆粒及有機物;(2)化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化硫和氮氧化物,排放到大氣??中反應生成硫酸鹽顆粒和硝酸鹽顆粒;(3)燃煤鍋爐高溫燃燒還會生成飛灰顆粒、??重金屬顆粒等。??
通常我們使用空氣動力學直徑來表征顆粒物的粒徑。顆粒物按粒徑的大小可分為??三類:總懸浮顆粒物(TSP),空氣動力學直徑小于100?(im的顆粒物,這類顆粒??物由于粒徑較大易于沉降壽命較短且不易吸入,對人體健康影響較;可吸入顆??粒物(PM1G),空氣動力學直徑小于10?pm的顆粒物,礦物沙塵、海鹽和生物質(zhì)??顆粒(花粉、孢子等)屬于此類顆粒物;細顆粒物(PM2.5),空氣動力學直徑小??于2.5?(im的顆粒物,這類顆粒物由于其對人體健康、能見度和輻射的影響而最??受關(guān)注[1]。??在大氣中,液態(tài)的顆粒物呈球形,但固態(tài)顆粒物形貌特征呈現(xiàn)多樣性。如圖??丨-3,有機物呈球形,硫酸鹽顆粒呈橢圓形,礦物顆粒呈不規(guī)則形狀,黑碳顆粒呈??鏈狀,硫酸鈣顆粒呈長條狀。大氣傳輸過程中的多種物理及化學過程會改變氣溶??膠的混合結(jié)構(gòu),影響其光學和吸濕特性[3W8]。研究氣溶膠混合結(jié)構(gòu)可為模式模擬??提供吸濕性和光學特性等重要信息,進而推知顆粒的來源及其老化過程等,搭建??起實地外場觀測與模式模擬之間的紐帶[39]。??Fla-shorgani—mmoniatcdc
【參考文獻】:
期刊論文
[1]大氣顆粒物理化特征和影響效應的研究進展及展望[J]. 邵龍義,王文華,幸嬌萍,李衛(wèi)軍,牛紅亞,侯聰,楊書申. 地球科學. 2018(05)
[2]透射電子顯微鏡在地球科學研究中的應用[J]. 李金華,潘永信. 中國科學:地球科學. 2015(09)
[3]青島沿海大氣氣溶膠中氯虧損的研究[J]. 王珉,胡敏. 環(huán)境科學學報. 2000(S1)
[4]氣溶膠與氣候[J]. 王明星. 氣候與環(huán)境研究. 2000(01)
博士論文
[1]我國典型地區(qū)大氣PM2.5水溶性離子的理化特征及來源解析[D]. 高曉梅.山東大學 2012
本文編號:3144503
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1?2015年全球人口密度分布圖和全球年均PM2.5濃度分布圖(?
?山東大學博士學位論文???要來自沙塵、海洋、植物排放及火山噴發(fā),其種類較少且多存在于偏遠地區(qū),對??大氣污染的貢獻較小。導致大氣污染的多是人為源顆粒,全球范圍來看,城市??PM25的來源及其貢獻率分別為:交通運輸25%,電廠等工業(yè)活動15%,民用燃??料燃燒20%,其他人為活動22%,海鹽和沙塵18%[3GI,說明能源利用相關(guān)活動??(化石燃料燃燒和生物質(zhì)燃燒)是大氣顆粒物污染的主要來源。??化石燃料燃燒(燃煤、燃油和燃氣)直接排放大量污染物,包括黑碳、多環(huán)??芳烴、揮發(fā)性有機物、重金屬、氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳等[31];剂??燃燒影響顆粒物生成的方式主要有三種[32,33]:?(1)化石燃料的不完全燃燒產(chǎn)生大??量黑碳顆粒及有機物;(2)化石燃料燃燒產(chǎn)生二氧化硫和氮氧化物,排放到大氣??中反應生成硫酸鹽顆粒和硝酸鹽顆粒;(3)燃煤鍋爐高溫燃燒還會生成飛灰顆粒、??重金屬顆粒等。??
通常我們使用空氣動力學直徑來表征顆粒物的粒徑。顆粒物按粒徑的大小可分為??三類:總懸浮顆粒物(TSP),空氣動力學直徑小于100?(im的顆粒物,這類顆粒??物由于粒徑較大易于沉降壽命較短且不易吸入,對人體健康影響較;可吸入顆??粒物(PM1G),空氣動力學直徑小于10?pm的顆粒物,礦物沙塵、海鹽和生物質(zhì)??顆粒(花粉、孢子等)屬于此類顆粒物;細顆粒物(PM2.5),空氣動力學直徑小??于2.5?(im的顆粒物,這類顆粒物由于其對人體健康、能見度和輻射的影響而最??受關(guān)注[1]。??在大氣中,液態(tài)的顆粒物呈球形,但固態(tài)顆粒物形貌特征呈現(xiàn)多樣性。如圖??丨-3,有機物呈球形,硫酸鹽顆粒呈橢圓形,礦物顆粒呈不規(guī)則形狀,黑碳顆粒呈??鏈狀,硫酸鈣顆粒呈長條狀。大氣傳輸過程中的多種物理及化學過程會改變氣溶??膠的混合結(jié)構(gòu),影響其光學和吸濕特性[3W8]。研究氣溶膠混合結(jié)構(gòu)可為模式模擬??提供吸濕性和光學特性等重要信息,進而推知顆粒的來源及其老化過程等,搭建??起實地外場觀測與模式模擬之間的紐帶[39]。??Fla-shorgani—mmoniatcdc
【參考文獻】:
期刊論文
[1]大氣顆粒物理化特征和影響效應的研究進展及展望[J]. 邵龍義,王文華,幸嬌萍,李衛(wèi)軍,牛紅亞,侯聰,楊書申. 地球科學. 2018(05)
[2]透射電子顯微鏡在地球科學研究中的應用[J]. 李金華,潘永信. 中國科學:地球科學. 2015(09)
[3]青島沿海大氣氣溶膠中氯虧損的研究[J]. 王珉,胡敏. 環(huán)境科學學報. 2000(S1)
[4]氣溶膠與氣候[J]. 王明星. 氣候與環(huán)境研究. 2000(01)
博士論文
[1]我國典型地區(qū)大氣PM2.5水溶性離子的理化特征及來源解析[D]. 高曉梅.山東大學 2012
本文編號:3144503
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