第十六课气溶胶化学

赵军/周声圳中山大学大气科学学院邮箱：（赵军）（周声圳）大气化学AtmosphericChemistry手机/微信：（赵军）（周声圳）第十六课

气溶胶化学I主要知识点气溶胶物理特性及表征2018.06.04气溶胶颗粒物的化学组成气溶胶颗粒物的来源解析（了解）液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系气态前体物核化形成新粒子大颗粒物：来源于机械力，如风、海洋飞沫、机动磨削气溶胶物理特性及表征什么是气溶胶？颗粒动力学直径：1nm～１００μｍ，称为大气颗粒物粒径、表面积、体积及密度：粒径分布、数浓度等气溶胶颗粒物物理特性及表征气溶胶物理特性及表征吸湿性：吸湿增长因子挥发性：混合状态：内混、外混或核壳光学性质：吸收系数、散射系数、消光系数、光学厚度(AOD)吸光：吸收系数散射：散射系数含水量：LWC单散射率（SingleScatteringAlbedo,SSA）气溶胶颗粒“三模态”：气溶胶物理特性及表征光学等效直径（equivalentopticaldiameter）：与直径为Dp的球形粒子具有相同的光散色能力的不规则粒子，定义Dp为粒子的光学等效直径。粒子的光散射能力与光波波长有关，一般以0.55μm绿光作为标准颗粒粒径表示方法：气溶胶物理特性及表征体积等效直径或几何直径（equivalentsphericaldiameter）：与直径为Dp的球形粒子具有相同体积的不规则粒子，定义Dp为粒子的体积等效直径；额外阅读材料：Opticalparticlecounter(OPC)

空气动力学等效直径（aerodynamicdiameter)：与直径为Dp且密度为1g/cm3的球形粒子具有相同终端降落速度的不规则粒子，定义Dp为粒子的等效空动力学直径颗粒粒径表示方法（续）：气溶胶物理特性及表征电迁移率等效直径(mobilitydiameter)：与直径为Dp的球形粒子具有相同电迁移率的不规则粒子，定义Dp为粒子的等效电迁移率直径各种等效直径描述的不是单个粒子的粒径，而是粒子群的统计特征气溶胶物理特性及表征气溶胶物理特性及表征电迁移率等效直径

按颗粒物成因分类

分散性气溶胶：指固态或液态物质经粉碎、喷射形成微小粒子分散在大气中形成的气溶胶

凝聚性气溶胶：由气体或蒸汽遇冷凝聚成液态或固态微粒而形成的气溶胶气溶胶分类：气溶胶物理特性及表征按颗粒物的物理状态分类

固体气溶胶：烟、尘

液态气溶胶：雾

固液混合态气溶胶：霾、烟雾玻璃状态？玻璃状态气溶胶物理特性及表征amorphoussolid—mostprobablyglassy—stateNature

,467,

824–827,2010

气溶胶分类（续）：气溶胶物理特性及表征气溶胶分类（续）：气溶胶物理特性及表征按来源分类一次气溶胶：指由排放源直接排放到大气中的颗粒物二次气溶胶：由气-粒转化而来或通过与气体组分发生化学反应生成的颗粒物

按产生过程分类自然源：海洋气泡破裂、土壤风蚀、生物孢子花粉、火山爆发、森林火灾等人为源：化石燃料燃烧、工农业活动等Sizerange:0.001mm(molecularcluster)to100mm(smallraindrop)核化凝结碰并云滴，~5微米雨滴，100-1000微米气溶胶物理特性及表征大气气溶胶形成过程气溶胶物理特性及表征气溶胶物理特性及表征气溶胶对人体健康的影响粒子种类η粒子种类η粒子种类ηH₂SO₄100Zn（NH₃）₃SO₄33Fe₂(SO₄)₃26ZnSO₄19(NH₄)₂SO₄10NH₄SO₄3CuSO₄2FeSO₄0.7Na₂SO₄0.7MnSO4-0.9各种硫酸盐气溶胶粒子的相对危害能力气溶胶物理特性及表征气溶胶颗粒物粒径分布纵轴：粒径（米）横轴：一天中的时间数浓度分布函数（dN/dlogDp）按前页表格画出的柱状图图一气溶胶颗粒物浓度分布（离散分布）：气溶胶物理特性及表征柱状图气溶胶颗粒物浓度分布（离散分布）累积归一化△Dp(µm)

①②③④⑤图一气溶胶物理特性及表征柱状图将图一进行归一化处理图二气溶胶物理特性及表征图二横坐标取对数图三气溶胶物理特性及表征Cumulativesizedistributionfunction:累积分布函数：每立方厘米空气中含直径小于Dp的颗粒数绝对浓度，cm-3归一化浓度，µm-1cm-3单位：µm-1cm-3总浓度:

气溶胶颗粒物浓度分布：dN123在直径Dp到（Dp+dDp）之间每立方厘米空气所含的颗粒数dN=45气溶胶物理特性及表征nN(Dp):Surfaceareadistributionfunction:表面积分布函数sizedistributionfunction:分布函数总表面积气溶胶物理特性及表征Volumedistributionfunction:体积分布函数总体积massdistributionfunction:质量分布函数

气溶胶物理特性及表征x-轴表示成对数形式容易造成错觉x-轴用logDp实际上应该是这样的y-轴nN

气溶胶物理特性及表征在直径lnDp到（lnDp+dlnDp）之间的颗粒物浓度总浓度表面积体积气溶胶物理特性及表征总体积表面积气溶胶物理特性及表征气溶胶物理特性及表征气溶胶物理特性及表征气溶胶颗粒物的吸湿性吸湿增长活化云凝结核云滴Growthfactor增长因子

1.影响颗粒活化成云凝结核2.影响颗粒多相反应（表面或颗粒内部）气溶胶物理特性及表征气溶胶颗粒物的挥发性（