光学薄膜广泛应用于光学仪器和测控技术中，充斥着我们生活的方方面面，使我们的生活更加丰富多彩。不同于常规的光学薄膜应用场景，本综述重点介绍如何将光学薄膜与光学显微成像结合起来。研究方案主要是：基于负载表面等离子体波的贵金属薄膜、具有光子带隙结构的介质多层薄膜，研制出应用于无标记显微探测的平面薄膜光子元件。得益于其平面结构特性与成熟的制作工艺，该类薄膜光子元件可兼容常规明场、宽场显微成像系统，可以作为被测样品的衬底或成像系统的插件。借助于薄膜与光波的近-远场相互作用特性，该器件可以调控系统的照明光场，如实现暗场照明、全内反射照明、边缘增强照明等。通过照明方式的改变，提升成像的对比度、探测灵敏度，进而发展出多模式、高灵敏度、高对比度、无标记光学显微成像与传感系统。为充分发挥该系统结构简单、宽场、高灵敏度、无标记成像的特点，将其应用于环境光子学领域，实现了真实大气环境中单个超细颗粒物吸湿增长过程的原位、实时、无损表征，有望为大气雾霾溯源与追因研究提供有力的科学支撑和技术工具。

精确测量机动车排放尾气中的超细颗粒物粒径分布, 对于大气污染和人体健康风险评估意义重大。基于之前研发的单极性荷电器、平板差分电迁移分析仪 (PDMA) 和法拉第杯静电计 (FCE) 等模块, 研制了一款便携式超细颗粒物粒径谱仪, 可实时监测机动车排放尾气中 20 ～ 500 nm 的超细颗粒物粒径分布。开展了自研粒径谱仪的标定实验, 结果表明该粒径谱仪所测得的粒径峰值与 TSI 3081A/3082 筛选出的 40 nm 和 100 nm 的单粒径颗粒物相差 ± 5% 以内, 同时所测得数浓度与毕加索 (Pegasor) 颗粒物数浓度监测仪 (PPS-M) 测得的数浓度相差 ± 10%。进而针对不同型号机动车进行了外场实验, 实验结果表明汽油和柴油机动车排放尾气中的颗粒物数浓度主要集中在小于 40 nm 的粒径范围。此外在与商业仪器的比对实验中, 自研粒径谱仪测得峰值的中值粒径为 20 nm, 商业化的静电低压撞击器 (ELPI) 测得峰值的中值粒径为 17 nm, 二者相差 15%, 表明二者具有良好的一致性。

机动车排放的超细颗粒物是大气污染的主要来源之一, 具有高的数浓度和表面积, 对其进行准确在线监测是机动车排放评估与控制措施制定的重要前提。随着欧盟和中国相继在机动车排放标准中增加颗粒物粒子数量 (PN) 控制指标, 对在线监测技术的要求也日益提高。目前, 对机动车排放的超细颗粒物数量的测量主要采用扩散荷电法和凝结核粒子计数法, 对其粒径谱分布的测量主要采用空气动力学和电迁移率分级方法。综述了国内外在机动车排放超细颗粒物在线监测技术方面的研究现状, 重点介绍了主要发展的几种测量技术及仪器的原理、特点和应用状况, 并对其未来发展进行了展望。

重金属具有不可降解性, 细颗粒物(PM2.5)中重金属可随呼吸进入体内, 对人体构成潜在的威胁。 因此, 有必要针对颗粒物中重金属元素的测定方法进行研究。 用玻璃纤维滤膜采样、 密闭微波消解进行前处理, 建立了电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定PM2.5中铅、 锌、 铜、 镉、 铬的分析方法。 考察了微波消解体系, 通过信噪比选取了铅、 锌、 铜、 镉、 铬的最佳分析谱线和最优仪器测试条件, 其结果为: (1)HNO3-H2O2消解体系比HNO3-HCl和HNO3-H2SO4消解体系更稳定、 更彻底; (2)铅、 锌、 铜、 镉、 铬的最佳分析线分别为220.353, 213.857, 327.393, 228.802, 267.716 nm; (3)仪器最优测试条件为射频功率1 300 W, 蠕动泵流速1.5 mL·min-1, 冷却气流量15 L·min-1, 载气流速0.8 L·min-1。 本方法元素的检出限为2.02×10-3～8.20×10-3μg·mL-1, 滤膜样品测定的相对标准偏差(RSD, n=6)为1.86%～2.82%, 加标回收率为91.6%～103.7%。 对重庆市中科院万州监测点细颗粒物中铅、 锌、 铜、 镉、 铬的含量进行了分析, 结果表明: 万州城区细颗粒物没有受到镉和铬的污染, 细颗粒物中铅处于潜在污染水平, 锌和铜处于轻度污染水平。

介绍了大气颗粒物数浓度及粒径分布观测仪器-宽范围颗粒物分光计的构造原理、性能特点及操作中的质量控制与保证规程,并对存在的问题进行了论述.

2005年采集厦门市两季节大气细颗粒物,分析其主要化学成分.结果表明:冬夏两季二次离子SO2-4、NO-3与NH+4占PM2.5质量的42.20%和53.19%,总碳TC浓度冬季占41.90%,夏季25.11%;Al、Si、Ca、Fe等主要地壳元素仅占约7%;海盐离子均约占3%.严重的二次离子污染和碳污染是厦门市大气细颗粒物的污染特征.