全新大气气溶胶和雾霾新论庄国顺9787547844793

《科学专著》系列丛书序

前言

篇大气气溶胶与全球生物地球化学循环

章大气气溶胶和雾霾概述3

1.1大气气溶胶3

1.2雾霾5

1.3大气气溶胶对全球气候和环境变化的影响7

参考文献10

第2章中国大气气溶胶的大尺度分布特征和沙尘源区的Ca/Al元素比值示踪判别13

2.1中国地壳源气溶胶的空间分布特征15

2.2中国海洋源气溶胶的空间分布特征16

.中国污染源气溶胶的空间分布特征18

2.4地壳源气溶胶与污染源气溶胶的相对贡献比较19

2.5判断不同沙尘源气溶胶的元素比值示踪法——Ca/Al比值20

2.6模拟污染源气溶胶分布的一个简单指数20

参考文献22

第3章大气气溶胶的离子化学及其来源解析25

3.1大气气溶胶的化学组成及其质量浓度25

3.2大气气溶胶中水溶无机离子的时空分布及粒径分布26

3.3大气气溶胶水溶无机离子的源分析29

3.4大气气溶胶水溶有机酸的时空分布及粒径分布32

3.5大气气溶胶水溶有机酸的源分析33

3.6大气气溶胶的酸度、酸化缓冲能力及其与降水的相互作用机制34

3.7大气气溶胶中离子的存在形式36

3.8大气气溶胶中二次离子的形成机制37

3.9有关二次气溶胶形成机制的研究方法39

参考文献41

第4章大气气溶胶、沙尘暴、雾霾与全球生物地球化学循环52

4.1就远洋中许多元素和化合物的来源而言，大气传输是比河流传送更为重要的途径52

4.2大气中的铁是某些大洋海区铁的重要来源，而且是某些海区生产力的限制因素53

4.3二甲基硫和人为污染源产生的硫酸盐气溶胶及其降温效应54

4.4大气中的铁硫氧化还原耦合机理55

4.5亚洲气溶胶的长途传输对太平洋乃至全球环境变化之影响56

4.6亚洲沙尘暴对北太平洋乃至全球环境变化之影响56

参考文献58

第5章气溶胶长途传输途中及大气海洋物质交换中的铁硫耦合反馈机制62

5.1采样和化学分析63

5.2沙尘气溶胶中的Fe（Ⅱ）在长距离传输途中的变化64

5.3沙尘暴气溶胶中Fe与S的正相关65

5.4Fe、Fe（Ⅱ）和S在气溶胶中的粒径分布66

5.5Fe（Ⅲ）对S（Ⅳ）在光照下液相氧化之影响67

5.6Fe（Ⅱ）在气溶胶长途传输过程中产生67

5.7大气和海洋中的铁硫循环耦合机制69

参考文献70

第6章大气气溶胶从大陆到海洋的长途传输与沉降及其对海洋生态的影响73

6.1海洋气溶胶的采集与分析74

6.2海洋上空的矿物气溶胶和污染气溶胶76

6.3海洋气溶胶的干沉降通量的估算85

6.4大气输入对近海环境的影响88

参考文献89

第2篇沙尘气溶胶

第7章亚洲沙尘暴的组成、来源及其对全球环境的影响97

7.1采样和化学分析98

7.2沙尘暴期间的颗粒物总含量以及有关元素的含量99

7.3沙尘暴期间的气溶胶中有关元素的富集系数及有关组分的来源100

7.4沙尘暴期间大气气溶胶粒子的粒径分布103

7.5沙尘暴期间气溶胶粒子中的Fe（Ⅱ）104

参考文献105

第8章北京特大沙尘暴的理化特及其组分来源分析107

8.1采样和化学分析108

8.2在破历史纪录的特大沙尘暴中矿物气溶胶的主要元素含量108

8.3污染物气溶胶主要元素含量——沙尘暴又是污染暴110

8.4沙尘暴气溶胶粒子的粒径分布以及细粒子的重大作用111

8.5气溶胶中有关元素的富集系数及其来源分析112

8.6矿物气溶胶和污染物气溶胶的相互作用114

8.7气溶胶中的Fe（Ⅱ）115

参考文献116

第9章中国北方沙尘的空间分布及其对城市大气环境的影响119

9.1采样和分析120

9.2沙尘传输过程及其质量浓度变化120

9.3沙尘与非沙尘组分比较122

9.4气溶胶化学组成的空间分布128

9.5气溶胶的酸碱137

参考文献139

0章沙尘长途传输中的组分转化及其对区域大气化学的影响141

10.1实验和化学分析141

10.2亚洲沙尘传输途中5个城市的大气气溶胶在非沙尘侵入期间的理化特143

10.3沙尘长途传输对城市空气质量的影响148

10.4大气气溶胶源解析150

参考文献154

1章亚洲沙尘主要源区——塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶的理化特及其古海洋源特征158

11.1塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶概况160

11.2塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶的化学特164

11.3塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶的古海洋源特征172

11.4塔克拉玛干沙漠硫酸盐的长途传输以及对气候变化的影响173

参考文献173

2章塔克拉玛干沙漠沙尘气溶胶中的黑碳176

12.1黑碳浓度的在线监测177

12.2沙尘气溶胶中黑碳的季节分布特征178

1.沙尘暴与非沙尘暴期间的黑碳比较181

12.4沙尘气溶胶中黑碳的源解析182

参考文献184

3章新疆和田大气气溶胶的理化特及来源186

13.1新疆和田大气气溶胶的基本概况186

13.2和田气溶胶的化学组分及其来源188

参考文献198

4章沙尘气溶胶的长途传输——上海的高沙尘污染事件199

14.1采样和化学分析200

14.2沙尘对于上海环境空气质量和能见度的影响202

14.3大气气溶胶的源识别和远距离输送204

14.4上海高沙尘污染的理化特征209

参考文献212

5章沙尘气溶胶的另一重要来源——地面扬尘215

15.1采样和化学分析215

15.2地面扬尘的元素特216

15.3地面扬尘的离子特219

15.4地面扬尘组分的来源分析222

15.5地面扬尘对矿物气溶胶的贡献2

15.6地面扬尘对污染气溶胶的贡献224

参考文献226

6章矿物气溶胶本地源与外来源的区分——元素比值Mg/Al示踪法229

16.1采样和化学分析0

16.2矿物气溶胶是北京大气颗粒物的重要组成部分0

16.3用元素示踪法区分矿物气溶胶来源的基本原则2

16.4图像法确定北京地区矿物气溶胶中的Mg/Al值

16.5北京地区地面扬尘Mg/Al的平均值作为本地源代表值5

16.6内蒙古黄土和多伦沙土的Mg/Al平均值作为外来源代表值

16.7北京地区矿物气溶胶本地源与外来源的百分含量

参考文献

7章沙尘暴的干盐湖盐渍土源241

17.1采样和化学分析242

17.2单颗粒物元素成分组成和粒径分析242

17.3单颗粒物元素成分相关分析243

17.4水溶离子成分及其相关分析244

17.5PMF因子分析结果245

17.6XPS能谱表面结构分析246

17.7沙尘暴的干盐湖盐渍土源247

参考文献248

8章沙尘污染和霾污染期间气溶胶组分的变化特征及其形成机制250

18.1采样和化学分析250

18.2沙尘、霾和相对清洁时期的分类251

18.3沙尘、霾和相对清洁时期大气气溶胶中的离子浓度与组成252

18.4沙尘、霾和相对清洁时期大气气溶胶中主要离子的粒径分布254

18.5沙尘、霾和相对清洁时期大气气溶胶的酸度255

18.6沙尘、霾和相对清洁时期气溶胶的形成机制255

18.7沙尘、霾和相对清洁时期主要离子的存在形式和变化机理258

参考文献259

9章沙尘暴气溶胶表面的元素存在形态及组成262

19.1采样和化学分析262

19.2颗粒物表面元素铁的存在形态263

19.3颗粒物表面元素硫、铝、硅和钙的存在形态265

19.4颗粒物表面的元素富集和表面化学转化267

19.5FeS耦合反馈机制268

参考文献269

第20章SO2在矿物气溶胶表面的复相反应271

20.1实验方法272

20.2不同氧化物对SO2的氧化能比较273

20.3反应动力学常数测定275

20.4气溶胶表面不同酸碱度对反应的影响275

20.5不同氧化物的单位表面积对SO2氧化能力的影响276

20.6气溶胶外层表面质和质量对SO2氧化过程的影响277

20.7固态产物的XPS分析278

20.8颗粒物动态DRIFTS的模拟研究分析280

20.9表面反应机理探讨282

参考文献283

第3篇污染气溶胶

2章中国城市大气污染的区域和季节特征287

21.1中国城市大气的污染水平287

21.2中国城市大气污染物的区域和季节特征289

21.3中国城市气溶胶离子组分的区域和季节特征293

21.4中国城市大气污染区域的影响因素295

参考文献297

第22章华北地区严重大气污染的典型——北京大气气溶胶的组成和来源解析300

22.1北京大气气溶胶PM10和PM2.5的浓度301

22.2北京大气气溶胶的化学组成302

2.北京大气气溶胶的空间分布303

22.4北京大气气溶胶的时间分布和季节变化306

22.5北京大气气溶胶的来源分析308

22.6北京矿物气溶胶的外来源310

参考文献312

第章北京PM2.5的离子化学及其形成机制315

.1北京大气中的主要污染气体及相关气象条件的影响315

.2北京大气气溶胶PM2.5的质量浓度316

.北京大气气溶胶PM2.5的离子组成及其存在形式318

.4北京气溶胶PM2.5所含离子的空间分布322

.5北京大气气溶胶PM2.5所含离子的季节变化3

.北京大气气溶胶PM2.5的来源分析324

参考文献327

第24章上海污染气溶胶的理化特、来源及形成机制329

24.1上海大气质量概况330

24.2上海大气气溶胶的光学质337

24.3上海大气气溶胶的化学组成339

24.4上海大气污染过程分析352

24.5大气气溶胶化学组分对其光学质的贡献355

参考文献358

第25章典型沿海大城市的颗粒物污染——上海大气气溶胶的离子化学363

25.1上海TSP和PM2.5气溶胶的质量浓度364

25.2上海气溶胶中的离子组成、浓度、粒径分布及其季节变化366

25.3上海大气气溶胶PM2.5和TSP的酸度372

25.4上海大气气溶胶主要离子的存在形式及其形成机制372

25.5上海大气气溶胶的来源374

参考文献377

第26章黄土高原北缘城市大气气溶胶的典型特30

26.1榆林地区沙尘和非沙尘时期大气气溶胶的浓度水平380

26.2榆林地区大气气溶胶的化学组分381

26.3榆林地区矿物气溶胶与污染物的相互作用386

26.4榆林地区沙尘气溶胶的来源388

参考文献392

第27章高山气溶胶的典型案例——泰山大气气溶胶理化特及其形成机制396

27.1泰山顶部的大气气溶胶397

27.2泰山顶部大气气溶胶的来源和形成机制404

参考文献413

第28章沙尘源区附近城市乌鲁木齐大气气溶胶的理化特征和来源解析417

28.1乌鲁木齐的严重大气污染状况418

28.2乌鲁木齐大气气溶胶的化学组成及来源420

28.3乌鲁木齐重霾的形成机制425

参考文献428

第29章燃煤污染物经由沙尘长途传输对全中国大气质量的影响431

29.1煤炭产生的污染物及其伴随亚洲沙尘气溶胶的长途传输431

29.2燃煤排放污染物随沙尘长途传输的直接据433

29.3煤炭污染物对沿海大城市及海洋的气溶胶之影响435

29.4燃煤对全中国各地大气气溶胶中污染物的影响437

参考文献438

第30章燃放烟花爆竹对空气质量的严重影响441

30.1燃放烟花爆竹引起的严重污染442

30.2燃放烟花爆竹引起大气气溶胶化学组分浓度的变化443

30.3燃放烟花爆竹期间大气气溶胶的化学组成446

30.4燃放烟花爆竹期间大气气溶胶化学物种在PM2.5和PM10中的分配447

30.5燃放烟花爆竹期间大气气溶胶的酸度448

30.6二次气溶胶的形成机制449

30.7燃放烟花爆竹对当地大气气溶胶的贡献451

参考文献453

3章污染气溶胶的烧烤源成分谱455

31.1采样、提取和化学分析456

31.2烧烤源成分谱的组成457

31.3各类烹调源成分谱的比较459

参考文献462

第32章世界博览会期间长江三角洲区域大气污染特征464

32.1长三角气态污染物和气溶胶的区域分布466

32.2长三角气态污染物和气溶胶的月变化469

3.影响世博会期间空气质量的主要因素471

32.4后向轨迹追踪来源473

32.5区域传输对污染物分布的影响475

参考文献478

第33章大气气溶胶中的有机碳和元素碳——以北京PM2.5中的碳质组分为例481

33.1北京PM2.5、OC和EC的浓度水平481

33.2北京OC和EC的空间分布484

33.3OC和EC的时间分布特征485

33.4二次有机碳的估算487

33.5OC和EC的来源分析490

参考文献496

第34章来自陆地源的大气气溶胶中的甲基磺酸500

34.1MSA的时空分布500

34.2MSA的粒径分布501

34.3MSA的来源分析502

参考文献507

第35章污染气溶胶中的主要致霾物铵盐及其前体物氨的来源和大气化学509

35.1大气氨的主要来源——农业源509

35.2大气氨的工业源516

35.3大气氨的城市污水排放源518

35.4大气氨生成二次气溶胶的转化机制519

参考文献521

第36章机动车的氨排放527

36.1研究方法527

36.2机动车的氨排放因子528

36.3机动车氨排放对环境氨的影响530

参考文献533

第37章城市建筑物人居排泄物的氨排放534

37.1研究方法535

37.2氨的浓度对比538

37.3氨的排放因子540

37.4氨排放的空间分布——以上海为例542

参考文献543

第38章大气亚微米气溶胶PM1的污染特征544

38.1颗粒物质量浓度及粒径分布545

38.2上海亚微米颗粒物化学组分的特征及其来源分析546

参考文献551

第39章大气气溶胶中草酸的来源、形成机制及其与霾污染的关系554

39.1上海大气颗粒物中草酸的理化特555

39.2上海大气颗粒物中草酸的来源与形成路径559

39.3上海大气颗粒物中的草酸与霾污染564

参考文献566

第40章生物质燃烧对污染气溶胶的贡献571

40.1生物质燃烧对大气的污染572

40.2生物质燃烧排放颗粒物的特573

40.3生物质燃烧对大气污染气溶胶贡献的估算576

40.4生物质燃烧对重金属生态循环的驱动作用582

参考文献584

第4篇雾霾及其形成机制

第41章霾的3种基本类型及其形成机制591

41.1上海发生的3次大气重污染事件591

41.次重污染期间大气气溶胶的不同理化特征593

41.3不同类型重污染期间大气气溶胶的垂直分布——雷达观测599

41.4不同类型重污染期间大气气溶胶的光学厚度和Angstrom指数603

41.5不同类型重污染时段大气气溶胶的源解析605

参考文献608

第42章中国中东部2013年大范围持久雾霾的形成机制609

42.1各个典型地区大气气溶胶的浓度分布610

42.2重霾期间各典型地区大气气溶胶主要组分的变化612

4.大气污染物长途传输对三地的不同影响618

42.4污染气溶胶的固定源与移动源620

参考文献621

第43章北京雾霾期间大气气溶胶的化学特及其形成机制625

43.1北京地区的雾霾事件626

43.2北京大气气溶胶PM10和PM2.5中化学组分的日夜变化627

43.3北京大气气溶胶中细颗粒物（＜2.5μm）和粗颗粒物（2.5～10μm）的组分差异628

43.4雾霾期间气溶胶PM10和PM2.5化学组分的变化629

参考文献637

第44章大气气溶胶化学组分演化与霾的形成机制——以上海市为例640

44.12004—2008年上海能见度和霾发生频率的季节及年际变化641

44.2大气气溶胶组分和不同天气的气象参数之关系643

44.3大气气溶胶PM2.5、TSP中的物种与能见度／消光系数的相关646

44.4影响上海大气能见度年际变化的主要因子648

参考文献651

第45章因燃煤产生雾霾的典型案例——西北内陆城市乌鲁木齐重霾形成机制654

45.1乌鲁木齐市发生雾霾的严重状况654

45.2大气气溶胶PM2.5和TSP及气态污染物SO2、NO2的高浓度污染特征654

45.3大气气溶胶中离子组分的分布特征及其来源656

45.4大气气溶胶中元素组分的特征及来源659

45.5乌鲁木齐市严重雾霾形成的微观机制661

参考文献663

第46章机动车排放与大范围雾霾的触发665

46.1机动车排放污染物对细颗粒物浓度及大气能见度的影响665

46.2移动源对污染气溶胶贡献的持续增长670

46.3机动车的急剧增加与大范围雾霾的触发673

参考文献674

第47章大气气溶胶光学特和化学组分的关系678

47.12次沙尘暴的监测和来源分析678

47.22次沙尘事件的光学和化学特征683

47.3气溶胶光学质与化学质的互关系690

参考文献692

第48章生物质燃烧对大气质量的影响696

48.1长三角地区一次重霾事件的成因——生物质燃烧697

48.2定量分析生物质燃烧对空气质量的影响698

48.3烟尘气溶胶的垂直分布699

参考文献700

第49章长江三角洲严重霾事件的形成机制704

49.1采样和化学分析705

49.2长三角重霾污染日的特点707

49.3长三角重霾事件的形成机制710

参考文献716

第50章东海花鸟岛大气污染的来源及雾霾形成机制719

50.1笼罩于花鸟岛的雾霾特征和来源719

50.2雾霾的来源分析720

50.3长途传输对花鸟岛雾霾形成的影响722

50.4花鸟岛的浓雾化学及颗粒物在成雾过程中的作用7

参考文献731

5章亚微米颗粒物PM1对大气能见度的影响734

51.1上海大气能见度的基本特征734

51.2气象条件对大气能见度的影响735

51.3PM1中的化学组分对大气能见度的影响737

51.4重度雾霾期间PM1中主要化学组分及其对光衰减的贡献比例738

参考文献740

第52章大范围、高强度、持续雾霾的成因及其治理对策743

52.1大气中发生雾霾的4类决定组分744

52.2交通源排放日益严重，是很多地区触发大范围雾霾的主要原因744

5.气溶胶的长途传输，是中国大气污染及雾霾形成的重要途径746

52.4治理严重雾霾、改善空气质量的对策748

参考文献749

第5篇沙尘气溶胶与污染气溶胶的混合和相互作用机制

第53章沙尘气溶胶和污染气溶胶的交汇与混合755

53.1沙尘气溶胶和污染气溶胶的交汇与混合过程755

53.2沙尘气溶胶和污染气溶胶的交汇与混合过程之气象特761

参考文献763

第54章亚洲沙尘传输途中的化学转化及其与沿途污染气溶胶的混合765

54.12002年北京春季2次典型的沙尘暴事件765

54.2沙尘暴的传输路径767

54.3大气气溶胶中的矿物元素769

54.4大气气溶胶中的污染元素772

54.5大气气溶胶中的硫酸盐和硝酸盐775

参考文献778

第55章沙尘气溶胶和污染气溶胶单颗粒物的组成与混合781

55.1沙尘暴和非沙尘暴单颗粒物的基本组成782

55.2来自沙尘源区的矿物气溶胶786

55.3来自人为源的污染气溶胶788

55.4沙尘中矿物气溶胶和污染气溶胶的相互作用790

55.5来自土壤源的盐类792

55.6单颗粒物的粒径分布和形态学793

参考文献795

第56章沙尘气溶胶中水溶组分的转化——沙尘气溶胶与污染气溶胶混合的据799

56.12002年沙尘事件的一般描述800

56.2沙尘气溶胶的离子组成801

56.3沙尘气溶胶中主要离子的化学特04

56.4沙尘气溶胶和污染气溶胶的混合805

参考文献807

第57章沙尘气溶胶与污染气溶胶在传输途中的相互作用和化学转化809

57.12007年沙尘暴概述809

57.2沙尘暴的来源识别811

57.3沙尘气溶胶的化学特14

57.4沙尘气溶胶与污染气溶胶的混合机制818

57.5大气气溶胶中的离子存在形式解析822

57.6判别不同源区沙尘的气溶胶组分比值示踪法824

57.7沙尘气溶胶长途传输中与污染气溶胶的相互混合对全球气候变化的意义825

参考文献826

第58章特大沙尘暴期间沙尘与人为污染物的混合——观测与模式研究的吻合830

58.1沙尘暴过程中的2个峰值830

58.22个TSP高峰期间沙尘的来源832

58.3沙尘气溶胶与污染气溶胶的混合836

参考文献840

第59章华北地区2次沙尘暴期间沙尘和污染物的混合843

59.12006年沙尘暴的一般描述843

59.22次沙尘暴中沙尘气溶胶与污染气溶胶的混合845

参考文献848

第60章矿物气溶胶对二次污染气溶胶形成的影响850

60.1大气颗粒物的重要组分——矿物气溶胶850

60.2矿物气溶胶的本地源与外来源852

60.3矿物气溶胶对硫酸盐气溶胶形成的影响853

60.4矿物气溶胶对硝酸盐气溶胶形成的影响855

60.5矿物气溶胶对铵盐气溶胶形成的影响857

参考文献858

6章沙尘暴期间细颗粒物中有机碳和元素碳的来源861

61.1沙尘期间有机碳和元素碳的浓度变化特征861

61.2有机碳和元素碳的来源分析865

参考文献866

第62章沙尘暴事件中多环芳烃和脂肪酸的来源868

62.1多环芳烃和脂肪酸的浓度水平869

62.2沙尘期间多环芳烃和脂肪酸的分布特征及其来源869

6.沙尘事件中多环芳烃和脂肪酸的浓度变化特征875

62.4沙尘暴中的多环芳烃和脂肪酸的外来源和本地源876

参考文献878

第63章亚洲沙尘传输过程中硫酸盐和硝酸盐气溶胶的形成及来源882

63.1大气气溶胶及其水溶离子的季节变化882

63.2大气气溶胶中SO2和NO2的季节变化887

63.3不同季节大气气溶胶中SO2－4和NO－3的形成机制888

63.4中、长途传输的一次硫酸盐颗粒物891

参考文献893

第6篇大气气溶胶与酸雨

第64章大气气溶胶与湿沉降的相互作用899

64.1气溶胶的酸度pH和总阳离子／总阴离子的当量浓度899

64.2大气气溶胶及土壤中离子的溶出特900

64.3大气气溶胶的酸化缓冲特902

参考文献905

第65章北京的降水化学及其与大气气溶胶的关系906

65.1样品的采集和分析906

65.2北京降水的酸度和离子组成907

65.3降水组分与酸度的关系910

65.4大气组分与降水酸度之间的关系911

65.5降水酸度和主要组成成分的时间变化913

参考文献915

第66章上海的酸雨化学及其与大气污染物的关系917

66.1雨水pH的频率分布、季节变化以及年际变化917

66.2雨水的离子化学919

66.3离子来源解析9

参考文献927

第7篇大气化学研究的若干新方法

第67章气溶胶单颗粒物化学组成的图像分析法933

67.1传统的单颗粒分析934

67.2图像分析法936

参考文献943

第68章离子色谱同时快速测定大气气溶胶中常见无机阴离子、MSA及若干有机酸945

68.1实验945

68.2离子色谱测试方法的分析能947

68.3样品预处理条件的选择948

68.4大气气溶胶及雨水实际样品的测定949

参考文献949

第69章高效液相色谱测定大气气溶胶中的超痕量Fe（Ⅱ）951

69.1实验部分951

69.2测试方法的分析能952

69.3实际样品中Fe（Ⅱ）的检测955

69.4沙尘暴气溶胶中的Fe（Ⅱ）在大气化学研究中的重要意义956

参考文献956

第70章氨排放源的同位素源谱与大气环境氨的源解析958

70.1氨排放源的同位素源谱958

70.2氨的稳定氮同位素分析959

70.3基于氮同位素技术的环境氨的源解析962

参考文献966

索引968

后记974

图版