付衛(wèi)華
(云南省曲靖市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 云南曲靖 655000)
大氣顆粒物指的就是分布在大氣中的液態(tài)或者固態(tài)的顆粒物,其主要來自于自然和人類活動(dòng)。盡管在全球大氣中,大氣顆粒物占有的比例非常小,但是其對(duì)人類活動(dòng)、環(huán)境等方面均會(huì)產(chǎn)生影響,因此,受到了人們的廣泛關(guān)注。在分析與研究大氣顆粒物的時(shí)候,相應(yīng)的分析方法逐漸提出,如全顆粒物分析法、單顆粒分析法,其中單顆粒分析法是目前最為常用的方法,也是效果比較好的。
現(xiàn)階段,污染源解析法主要包括三種:污染源排放清單法、受體模型法、擴(kuò)散法,其中受體模型法是一種最有價(jià)值的方法,其主要包括化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)法、顯微鏡法。單顆粒分析法就是一種顯微鏡分析顆粒物的方法,利用此種分析方法得到單個(gè)顆粒物的大小、數(shù)量、類型、顏色、性質(zhì)等內(nèi)容,可以直觀辨別顆粒物來源,得到顆粒物源解析結(jié)果。目前,我國(guó)一般均是使用SEM-EDX技術(shù)、TEM-EDX技術(shù)等開展單顆粒物分析,得到了顆粒物的來源。
大氣顆粒物對(duì)氣候的影響可以分成兩種:直接與間接。大氣顆粒物可以吸收與散射太陽輻射,進(jìn)而對(duì)地球-大氣能量系統(tǒng)產(chǎn)生影響,出現(xiàn)一定的氣候變化。大氣顆粒物輻射程度與含量和其自身性質(zhì)與時(shí)空變化有著一定的關(guān)系,針對(duì)不同顆粒物而言,主要研究的就是元素碳粒子與硫酸鹽,主要原因就是元素碳具有吸光性;硫酸鹽具有制冷作用。當(dāng)顆粒物散射導(dǎo)致大氣濁度提高1%的時(shí)候,地球平均溫度就會(huì)降低1.7℃左右。通過相關(guān)分析與研究表明,可以通過增加海鹽粒子的CCN含量,實(shí)現(xiàn)大氣降雨增加,但是因?yàn)榈V物顆粒具有一定的非均勻性,非常容易影響大氣輻射情況。當(dāng)硫酸鹽和大礦物顆粒進(jìn)行結(jié)合之后,就會(huì)降低其制冷效果,但是一些吸濕性的礦物顆粒會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成CCN,影響流云中冰晶的沉降。
大量研究表明,大氣顆粒物是有害、有毒、烴類化合物的重要載體,其主要吸附在顆粒物的表面。大氣顆粒物對(duì)人類健康有著一定的危害,其中含有的有害元素包括:Mn、Cu、Pb、Zn、Cr、As等,當(dāng)人類將這些元素吸入體內(nèi)之后,就會(huì)沉積在肺泡區(qū)域,影響人類的健康。由此可以看出,大氣顆粒物吸附的一些有害、有毒、烴類化合物等會(huì)致使人類出現(xiàn)一些疾病,因此,一定要加強(qiáng)單顆粒分析法的運(yùn)用,明確不同顆粒物和吸附元素之間的關(guān)系,以及吸入人類身體中的危害,在一定程度上保證人類健康。
單顆粒分析方法主要包括SEM-EDX技術(shù)、TEM-EDX技術(shù),但是SEM-EDX技術(shù)一般都是將電子束當(dāng)成是照射源,經(jīng)常存在于顆粒物邊界,降低了單顆粒的分辨能力,因此,SEM-EDX技術(shù)經(jīng)常得到是細(xì)微粒物集合體;而TEM-EDX技術(shù)在進(jìn)行分析的時(shí)候,需要花費(fèi)一定的時(shí)間,無法進(jìn)行全面的統(tǒng)計(jì)分析,得到的相關(guān)圖像也是平面圖形,缺少一定的立體感。這兩種技術(shù)均是在真空條件下進(jìn)行操作,對(duì)顆粒物的粒徑、形態(tài)等有著一定的影響,并且在對(duì)Na和U之間元素進(jìn)行分析的時(shí)候,經(jīng)常帶有一定的窄窗口,并且分析深度不足,所以,在進(jìn)行實(shí)際分析工作的時(shí)候,可以采用多種技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用,達(dá)到更好的效果。
在進(jìn)行單顆粒分析的時(shí)候,需要開展圖像處理、數(shù)量統(tǒng)計(jì)等工作,并且發(fā)揮著非常重要的作用。因?yàn)楣ぷ魈^復(fù)雜,需要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)與自動(dòng)化處理,只是依靠人工是無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作目標(biāo)的,因此,需要加強(qiáng)對(duì)有關(guān)技術(shù)的研究,保證相關(guān)工作的全面開展。
總而言之,單顆粒分析法在國(guó)際大氣顆粒物研究中屬于一項(xiàng)比較前沿的工作領(lǐng)域。這主要就是因?yàn)閱晤w粒分析法可以提供更多的顆粒信息,保證顆粒采樣時(shí)間盡可能的少,并且利用有限的樣品相關(guān)分析,得到有效的數(shù)據(jù),使大氣顆粒物情況可以在短時(shí)間內(nèi)完成精準(zhǔn)測(cè)量。因此,單顆粒分析法在大氣化學(xué)研究中得到了普遍的應(yīng)用。同時(shí),隨著我國(guó)對(duì)大氣顆粒物與大氣化學(xué)等領(lǐng)域的深入分析與研究,單顆粒分析法的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為了一種必然趨勢(shì)。
[1]牛紅亞.區(qū)域大氣邊界層內(nèi)氣溶膠粒子的單顆粒法解析[D].北京:中國(guó)礦業(yè)大學(xué),2011.
[2]劉新春,周永東,艾力·買買提明.等.塔克拉瑪干沙漠腹地沙塵暴過程大氣顆粒物濃度及影響因素分析[A].第七屆海峽兩岸氣膠技術(shù)研討會(huì)暨第二屆空氣污染技術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C].2010.