《安光所在烟气气溶胶粒径分布和分子结构在线表征方面取得新进展》

  • 来源专题:光电信息技术
  • 编译者: 王靖娴
  • 发布时间:2025-10-26
  • 【内容概述】据中国光学期刊网10月21日报道,近日,安徽光机所基础科学研究中心质谱技术及应用研究团队在卷烟烟气气溶胶粒径分布和分子结构在线表征方面取得重要进展,相关研究论文以“卷烟烟气气溶胶粒径分布与分子结构的在线表征及其暴露风险评估”为题发表于国际知名期刊Journal of Hazardous Materials上(IF = 11.3)。

      研究人员采用快速响应粒径分析仪(DMS500)和多路径颗粒剂量沉积模型(MPPD),依托自主研制的高性能真空紫外光电离气溶胶质谱仪(VUV-PIAMS),结合合肥同步辐射光源,实现了卷烟烟气气溶胶从粒径分布表征到分子结构探测的全面分析。

      结果表明,卷烟烟气颗粒物呈现小粒径、高浓度等特征,单次抽吸烟气颗粒物在人体呼吸道的沉积总量可达1010 particles。其中,小于70 nm超细颗粒物的单次抽吸沉积量可达109 particles,且支气管是其暴露的主要靶区。通过同步辐射光电离质谱检测技术,首次实现了卷烟烟气气溶胶颗粒物中同分异构体的在线检测区分,并同时鉴定出包括羰基化合物、生物碱、多环芳烃、有机酸等多类有毒/致癌物质,为评估卷烟烟气暴露风险提供了新的科学依据。


  • 原文来源:https://www.opticsjournal.net/News/PT251021000125AfCiF.html
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    • 编译者:changjiang
    • 发布时间:2017-12-18
    • 黑碳气溶胶作为短寿命气候辐射强迫因子( short-lived climate forcer )在全球气候变化中扮演极为重要的角色,大气中的黑碳颗粒可以强烈吸收太阳辐射,导致大气增温,同时它的老化过程也会影响云的生成、生命时间和反照率。黑碳在大气灰霾的形成也发挥极为重要的作用。在我国北方地区,生物质燃烧是大气黑碳气溶胶的重要来源之一,燃烧过程不但排放小的黑碳颗粒( soot ),也同时排放了大量的半挥发性有机物( semi-volatile organic matter ),二者在大气中发生了极为复杂的混合演变过程,从而改变其成云结核的能力。目前对于该过程的研究通常是通过外场观测获得,由于受到气象因素、扩散传输等多种因素的影响,其黑碳的混合状态会随老化时间发生明显的改变,为更好表征黑碳气溶胶的老化速率及其影响,需要对燃烧过程释放的新鲜黑碳的混合状态进行测定。   针对以上问题,近期我所“青年相关人才计划”潘小乐研究员及其团队,设计了在实验室的生物质燃烧实验,模拟生物质黑碳释放的全过程,观测在不同燃烧条件下黑碳气溶胶混合状态的特征。研究表明,黑碳气溶胶颗粒质量粒径分布的峰值粒径随燃烧状态的不同又明显不同,在明燃( MCE > 0.95 )的状况下黑碳粒径约为 215 纳米,比阴燃( MCE < 0.90 )的情况大 40% 左右,这主要是由于明燃状态下产生高浓度的 soot 颗粒,颗粒间的碰并过程造成了黑碳颗粒的快速增长。在混合状态方面,明燃情况下半挥发性有机物浓度较低,造成黑碳气溶胶包裹较薄;但在阴燃的情况下,由于大量有机物的释放,黑碳颗粒物包裹层较厚,其鞘核比(含黑碳气溶胶颗粒物的整体粒径与黑碳粒径的比值)大约大约在 1.4 左右(图 1b )。本试验同时测定了生物质燃烧黑碳气溶胶的排放比( ΔrBC/ΔCO )在 1.8-34 ng/m 3 /ppbv 之间, MCE 数值越大,排放比越高。该研究对于全面认识黑碳气溶胶混合状态的演变规律以及气候辐射强迫作用具有重要的科研价值。   该研究论文发表在国际期刊 Atmospheric Chemistry and Physics ( Impact factor :5.89 ),具体可查阅论文全文:   Pan X, Kanaya Y, Taketani F, et al. Emission characteristics of refractory black carbon aerosols from fresh biomass burning: a perspective from laboratory experiments[J]. Atmospheric Chemistry & Physics, 2017, 17(21):1-26.  
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