三维荧光光谱(3DEEM)是表征大气颗粒物中水溶性有机物(WSOC)化学组成与官能团的有效工具, 目前所报道的应用3DEEM分析WSOC仅局限于荧光强度及其指标研究。 由于大气颗粒物pH值变化范围大(0~9), WSOC形成、 传输和转化过程易受pH值的影响。 因此, 研究pH值对WSOC荧光特性的影响, 对于加深了解WSOC的环境效应以及化学结构组成具有重要意义, 然而关于pH值对大气颗粒物中WSOC荧光特性影响的研究还未见报道。 在此基础上, 采用三维荧光光谱研究北京市大气细粒子中WSOC荧光特征, 并着重考察WSOC在不同pH值(2~8)条件下荧光光谱特征的变化情况。 研究表明, 大气细粒子中WSOC荧光主要成分包括类腐殖质、 类色氨酸和新生成有机物质。 进一步研究发现, WSOC荧光峰位置、 荧光强度和荧光指数对pH取值敏感。 WSOC荧光强度在pH值为3左右时达到最大值, 推测是羧基质子化达到最强的结果, 然而, 当pH值大于3时, 荧光强度变化则呈现相反趋势, 随pH值增大明显下降, 可能是由于分子间与分子内的氢键作用增强造成的。 另外, 夏季WSOC类色氨酸荧光峰随pH值升高略有红移现象, 表明分子结构中苯环增多, 共轭度增加。 相对于其他荧光物质, 类腐殖质受溶液pH值影响更显著。 通过对pH值与荧光指标进行相关性分析发现, WSOC荧光基团结构具有季节性差异。 pH值与自生源指数(BIX)呈显著负相关性, 随pH值的增大明显下降。 而pH值与Peak T/C(荧光峰T与荧光峰C的荧光强度比值)呈显著正相关性(p<0.01), 随pH值的增大明显升高, 说明低pH值不利于有机物的生物降解。 腐殖化指数(HIX)和荧光指数(FI)随pH值增大先升高后降低, 其值变化范围分别为1.6~3.64和0.8~1.94。 通过对三维荧光光谱分析发现pH值是影响WSOC荧光特性的一个重要因素, 在表征WSOC光学特性或其他性质时, 还应考虑pH值对WSOC的影响。

2010年广州亚运会及残运会期间利用大气细粒子谱分析仪对广州城区和 周边地区进行了大气细粒子谱的连续在线监测。研究了测量获得的粒子数浓度谱,分析了粒子数浓度的日变化特 征,并对各个模态的粒子数浓度变化分别进行了研究。结果表明大气中气溶胶粒子主要集中在较小粒径。核模态 粒子的数浓度主要受交通排放和气相成核影响,其中大学城站点呈单峰值分布,鹤山站点呈三峰值分布。爱根 核模态粒子的数浓度受人类活动和核模态粒子涨大成爱根核模态粒子的影响,大学城站点呈三峰值分布,鹤山 站点呈两峰值分布。积聚模态粒子和粗粒子模态粒子的数浓度的显著特点是白天低晚上高。鹤山监测站的粗 粒子模态粒子的数浓度谱线受海盐溅沫的影响,在夜间有一峰值。最后分析了降雨对大气细粒子的清除作用。

利用自行研制的大气细粒子谱分析仪、振荡天平、大气能见度仪和气象参数仪,对2008年北京奥运期间的主场馆区域大气质量状况进行了连续在线测量。奥运期间粒子日平均数浓度变化表明,核模态粒子(5-20 nm)主要受气相成核过程的影响,数浓度变化曲线呈单峰值结构;爱根核模态(20-100 nm)受人为源及核模态粒子贡献影响较大,数浓度曲线呈典型的三峰值结构;积聚模态(100 nm-1 μm)数浓度日变化不大,但受降水等天气因素影响较大。结合地面能见度数据,对降雨、灰霾和晴好天气状态下大气细粒子谱变化特征进行分析,结果表明,降雨对颗粒物的清除作用与颗粒物粒径大小密切相关,而灰霾天气下大气能见度的降低主要受积聚模态粒子散射消光的影响。同时,利用细粒子数浓度计算得到粒径小于10 μm的颗粒(PM10)质量浓度,计算值与振荡天平实测值具有较好的一致性,相关系数达86.1%。