气溶胶光度计

《综合医院建筑设计规范》ＧＢ５１０３９－２０１４于２０１５年８月１日正式实施，对医院洁净手术室的建造提出了明确的要求。洁净手术室是属于生物洁净室，是以防止微生物的污染为主要目的洁净室。洁净手术室是否能达到和保持设计的洁净级别在一定程度上与高效过滤器的性能及其安装有关。因此对洁净手术室的高效过滤器进行检漏测试，确保其符合要求，是保障医护人员安全和保证手术室洁净环境的重要手段之一。1、DOP（PAO）检漏法原理 高效过滤器的检漏通常采用 DOP（PAO）发生器在过滤器上游发尘，使用光度计（photometer）检测过滤器上下游气溶胶浓度来判定过滤器是否有泄漏。发尘的目的是因高效过滤器上游尘粒浓度较低，仅用气溶胶光度计在不发尘的情况下检测，较难发现有泄漏，需补充发尘才能明显、容易地发现泄漏。2、DOP（PAO）发生器①热发生器热发生器是利用蒸发冷凝的原理，被雾化的气溶胶粒子用加热器蒸发，并在特定条件下冷凝成微小液滴，去掉过大和过小的液滴后留下0.3μm左右的雾状DOP（PAO）进入风道，粒径分布在0.1μm ~0.3 μm。②冷发生器冷发生器是指利用压缩空气在液体中鼓气泡，经laskin喷管飞溅产生物态的多分散相DOP（PAO）气溶胶，最大分布粒径在0.65μm左右。对高效过滤器进行扫描检漏时，经常使用冷 DOP（PAO）。ZR-1300A型气溶胶发生器ZR-1303型气溶胶发生器3、检测仪器有两种，一种是气溶胶光度计，另一种是粒子计数器，高效过滤器检漏中最常使用的是气溶胶光度计。气溶胶光度计，是一种前散射线性光度计，其工作原理是：当气流被真空泵抽至光散射室时，其中的颗粒物质散射光线至光电倍增管。在光电倍增管中，光被转换成电信号，此信号经放大和数字化后由微处理器分析，从而测定散射光的强度。通过与参比物质产生的信号的对比，可以直接测量气体中颗粒物质的质量浓度，因此其用途十分广泛。ZR-6010型气溶胶光度计

黑碳作为大气中一种典型的吸光性气溶胶，对全球和区域气候都有着深远影响。它可以改变太阳辐射平衡，抑制边界层发展，沉降到冰雪表面会降低其反照率，加速冰川融化。但是在计算其辐射强迫时仍存在很大不确定性，这种不确定性主要来源于老化过程对黑碳颗粒物光学性质的改变。而黑碳颗粒物主要来源于含碳燃料的不完全燃烧。已有研究表明，新鲜排放的黑碳在被释放到大气中后会通过碰并、凝结和非均相氧化等过程与多种来源的颗粒物、气态污染物之间发生老化作用，表面形成包裹层，导致其在混合态、形貌、粒径和化学组成上发生变化，从而影响黑碳的物理化学及光学性质。为了更好地了解城市大气中黑碳的性质差异及评估吸光性影响因素，中国科学院地球环境研究王启元研究员课题组使用单颗粒黑碳光度计（SP2）、光声气溶胶消光仪（PAX）以及在线重金属分析仪（Xact625）等高时间分辨率在线仪器对西安市高新站点2020年11月大气气溶胶进行连续在线监测，并采用PMF与线性回归结合的方法建立黑碳吸光增强倍数与源的关联。PMF模型是目前常用的污染物源解析方法，在给出污染源类别的同时，还能得出确切的污染源的贡献率，近年来被广泛应用于污染物源解析研究中。他们的结果表明：观测期间西安黑碳气溶胶平均浓度2.16 微克 /立方米；PMF源解析出4个主要来源，分别为生物质燃烧源（38%），燃煤源（29%）、交通运输源（29%）、扬尘源（4%）；降水后厚包裹黑碳的浓度降幅高达83%，而薄包裹黑碳为39%。作为颗粒粒径更大的厚包裹黑碳其核的质量中值粒径却小于薄包裹黑碳颗粒，分别为141 纳米和176纳米。其次，黑碳核的吸光截面积变化范围较大，为3.79 - 5.95 平方米/克，且与整体颗粒的吸光截面积具有显著相关性，相关系数为0.58（p 0.01）。另外，他们还发现在观测期间黑碳的平均吸光增强倍数为1.37±0.11；经过源解析结果表明，二次老化、燃煤、扬尘、生物质燃烧和机动车排放对吸光增强倍数的贡献分别为37%、26%、15%、13% 和 9%。其中二次老化过程是主要贡献源。上述相关研究成果近日发表于《总环境科学》（Science of The Total Environment）期刊。　　(a) 应用PMF进行黑碳质量浓度源解析谱图；(b) 各排放源对总黑碳质量浓度的相对贡献百分比。(a) 大气中含黑碳颗粒物和黑碳核的光吸收系数时间序列；(b) 大气中含黑碳颗粒物和黑碳核的吸光截面积（MAC）时间序列；(c) 大气中含黑碳颗粒物吸光截面积（MAC）相对频率分布；(d) 黑碳核吸光截面积（MAC）相对频率分布。图片均由论文作者提供论文相关信息：https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0048969723016157

6月11日—7月25日，中科院安徽光机所与遥感所共同在京津唐地区开展了天地一体化气溶胶多参数综合观测实验，本次实验成功地为多源气溶胶数据差异化分析、气溶胶微观特性与宏观特征关联技术研究提供了基础数据。　　京津唐地区天地一体化气溶胶多参数综合观测实验是科技部全球变化研究重大科学研究计划的一部分，分为地基(6月11号—7月13号)和空基(7月6号—7 月25号)两部分，项目组使用了多种仪器、布置了多个站点进行多尺度气溶胶综合观测实验，用于了解大气气溶胶的时间、空间的分布规律。　　地基实验，针对工业区、市区、农业区、乡村郊区、清洁海边五个典型环境地区，使用了太阳光度计、浊度计、黑碳仪、粒子计数器、微脉冲Mie散射激光雷达、颗粒物采样器等多种仪器分别在北京市区、天津市区、天津塘沽临港工业区、唐山曹妃甸工业区、乡村、唐山市区、海岛等地选择合适位置设置站点进行了定点连续观测，获得了多种气溶胶光学特性和理化特性数据。空基实验，结合地基实验布点，设置了几条飞行航线，将浊度计、黑碳仪、多波段偏振CCD相机和激光雷达等机载测量仪器搭载上航空飞机进行多次飞行实验，获取了气溶胶数浓度、粒度分布、光学厚度、消光系数、后向散射等气溶胶光学特性和理化特性数据。　　京津唐开发区位于华北平原东北部，是全国17个重点开发区之一。该地区工业体系门类齐全，特别是石油、煤化、冶金、海洋化工、机械电子工业非常发达，加上以煤为主的能源结构，使得该地区大气气溶胶特性变化具有代表意义。　　航空实验　　部分地基实验仪器