利用自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪(aerosol time-of-flight mass spectrometer, ATOFMS)对气溶胶粒子的折射率进行测量。 首先利用ATOFMS对气溶胶粒子的粒径和光散射强度进行测量,然后由Mie散射理论结合ATOFMS光散射区域的几何结构,推算出光电倍 增管接收的理论光通量与气溶胶粒子的大小和折射率之间的函数关系。通过比较实验测量的气溶胶粒子光散射平均强度与Mie散射 理论值,对粒子的折射率进行反演。与实际样品数据参数对比的结果表明该方法是可行的。

采用自主研发的单光子电离飞行时间质谱仪对珠三角某塑料生产企业生产区域的挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs) 进行现场在线监测,初步获取了该企业各生产车间以及污水处 理站等地点的VOCs排放源谱,结果显示该企业所有车间均未发现VOCs浓度超标情况。另外还通过对企业内部道路的污染情况与各车间的源谱进行了对 比分析,定量评价了各个污染源对道路VOCs的贡献率。这套在线挥发性有机物质谱仪在化工园区VOCs实时在线监测、应急检测、污染模式识别、偷排漏排 监控等方面具有广阔的市场。

使用粒径测量的方法,对气溶胶颗粒密度进行探索研究。利用静电分级器(DMA)选出不同迁 移粒径的单分散气溶胶颗粒;将所得的颗粒通入气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS), 根据双光束粒径测量区的 飞行时间测定单颗粒对应的空气动力学粒径；由迁移粒径和空气动力学粒径间的定量关系得到球形 颗粒密度或者非球形颗粒的有效密度。在对已知化学成分和密度的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)气溶胶颗 粒进行标定实验后,运用该方法对非球形的硫酸铵、氯化钠、硝酸铵颗粒进行测量,有效密度测量结果分别为1.211 g/cm3、 1.333 g/cm3、1.039 g/cm3; 球形的橄榄油颗粒密度测量结果为0.914 g/cm3。

气溶胶激光飞行时间质谱仪(ALUOFMS)可以在线地对气溶胶单粒子进行物理和化学特性分析,利用双束连续激光对单个粒子的空气动力学粒径进行测量,并通过飞行时间完成单粒子化学成分的检测。该仪器在运行过程中将产生海量的实验数据,对这些数据快速、自动处理并提取有价值的信息是整机系统的关键之一。文章介绍了基于神经网络的自适应共振算法(ART-2a)在随机混和的氯化钠、氯化钙、邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)和2,5二羟基苯甲酸(DHB)气溶胶单粒子聚类分析中的成功运用。同以往的质谱分析方法相比,ART-2a可以实现对任意多和任意复杂的输入模式进行自组织,自适应和自稳定的快速识别,更有利于质谱数据的分析。实验结果表明,当警戒值为0.40,学习速率为0.05以及迭代次数为6时,ART-2a可以成功地对这四种物质进行分类,同时得到4类物质的聚类中心,每类的聚类中心都能很好的代表该类物质的特征。

采用源后脉冲聚焦(PSPF)技术，极大地改善了气溶胶激光飞行时间质谱仪(ALTOFMS)系统的分辨率，在可聚焦的质量数范围内分辨率提高到原来的5．7倍。细致研究PSPF技术中的两个关键参数(脉冲电压延时和幅值)，得到最佳的脉冲电压延时和幅值范围。采用多项式标定质量数，标定时的理论相对误差为10^－4～10^－5。PSPF－ALTOFMS现已应用于在线实时检测空气气溶胶粒子。