单颗粒气溶胶质谱测定颗粒的有效密度

摘要

单颗粒质谱技术已被广泛应用于气溶胶粒径和质谱特征的测量,而对其他微物理性质的应用研究仍十分欠缺.基于单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),本研究建立了两种测量气溶胶颗粒有效密度的方法:一是利用SPAMS测径系统记录的颗粒散射光信号与Mie理论模型计算得到的光散射截面呈正相关关系,通过最小二乘法拟合得到气溶胶颗粒的有效密度;二是通过差分电迁移粒径分析仪(DMA)-SPAMS仪器联用,同时测量气溶胶颗粒的电迁移和真空空气动力学粒径,从而计算不同粒径气溶胶颗粒的有效密度.通过标准小球,硫酸铵和硝酸钠的测试,证明本研究建立的两种方法均可应用于气溶胶有效密度的测量.该方法有效地拓展了SPAMS的分析功能,使之成为能够同时对颗粒物的粒径、化学成分、光散射和密度的综合测量技术,为深入认识气溶胶的环境和气候效应提供了强有力的分析手段.