第一部分基本理論
1氣溶膠概論2
1.1引言2
1.2單位和公式3
1.3術(shù)語(yǔ)4
1.4影響氣溶膠行為的參數(shù)5
1.4.1粒徑和粒子形狀5
1.4.2粒子濃度6
1.4.3粒徑分布7
1.4.4粒子吸附和分離7
1.4.5外加力9
1.5選用氣溶膠測(cè)量設(shè)備的注意事項(xiàng)9
1.6參考文獻(xiàn)10

2單粒子傳輸基本原理14
2.1引言14
2.2連續(xù)流14
2.2.1雷諾數(shù)15
2.2.2流線(xiàn)15
2.2.3馬赫數(shù)15
2.2.4層流和湍流16
2.2.5邊界層16
2.2.6滯流16
2.2.7泊肅葉流17
2.2.8經(jīng)過(guò)彎管、緊縮、擴(kuò)張?zhí)幍牧黧w17
2.2.9氣體密度17
2.2.10黏度18
2.3滑移流區(qū)18
2.3.1空氣平均自由程19
2.3.2克努森數(shù)19
2.4曳力和遷移率19
2.4.1連續(xù)流19
2.4.2滑移流20
2.4.3曳力系數(shù)20
2.4.4機(jī)械遷移率21
2.5布朗擴(kuò)散22
2.5.1氣體擴(kuò)散22
2.5.2粒子擴(kuò)散22
2.5.3貝克來(lái)數(shù)23
2.5.4施密特?cái)?shù)24
2.6粒子在外力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)24
2.6.1粒子在重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)24
2.6.2粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)27
2.6.3粒子在其他外力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)29
2.7符號(hào)列表31
2.8參考文獻(xiàn)33

3氣溶膠系統(tǒng)中的物理化學(xué)過(guò)程34
3.1引言34
3.1.1定義34
3.1.2開(kāi)爾文效應(yīng)35
3.2凝結(jié)36
3.2.1生長(zhǎng)率36
3.2.2生長(zhǎng)所需時(shí)間38
3.3成核現(xiàn)象38
3.3.1均相成核38
3.3.2異相成核38
3.3.3平衡狀態(tài)39
3.4蒸發(fā)39
3.4.1蒸發(fā)速率39
3.4.2干燥時(shí)間39
3.5凝聚41
3.5.1簡(jiǎn)單單分散凝聚41
3.5.2多分散凝聚42
3.5.3動(dòng)力凝聚43
3.6反應(yīng)44
3.6.1反應(yīng)45
3.6.2吸收45
3.6.3吸附45
3.7參考文獻(xiàn)46

4氣溶膠的粒徑分布特征47
4.1粒徑和粒徑分布的基本概念47
4.1.1粒徑定義47
4.1.2粒徑分布47
4.1.3粒徑分布函數(shù)的應(yīng)用49
4.2大氣氣溶膠49
4.2.1引言49
4.2.2Whitby模型51
4.2.3核模態(tài)，粒徑范圍0.005～0.1μm52
4.2.4積聚模態(tài)，粒徑范圍0.1～2μm53
4.2.5粗粒子模態(tài)，粒徑范圍大于2μm56
4.3室內(nèi)氣溶膠57
4.4工業(yè)氣溶膠59
4.5粒徑分布中的模態(tài)廣義模型59
4.6符號(hào)列表60
4.7參考文獻(xiàn)60

5氣溶膠測(cè)量方法63
5.1引言63
5.2質(zhì)量保證：測(cè)量計(jì)劃63
5.3測(cè)量準(zhǔn)確度64
5.4粒徑范圍64
5.5離線(xiàn)測(cè)量65
5.6實(shí)時(shí)測(cè)量66
5.6.1濾膜采集粒子的測(cè)量66
5.6.2單粒子實(shí)時(shí)測(cè)量66
5.7氣溶膠測(cè)量誤差68
5.7.1采樣和傳輸69
5.7.2檢測(cè)器響應(yīng)與靈敏度70
5.7.3檢測(cè)器的重合誤差71
5.7.4密度和其他物理性質(zhì)的校正71
5.7.5氣溶膠采樣統(tǒng)計(jì)73
5.8粒徑分布的表示方法74
5.9參考文獻(xiàn)76

第二部分技術(shù)
6氣溶膠在采樣入口和管路中的輸送78
6.1引言78
6.1.1校準(zhǔn)80
6.1.2樣品提取80
6.1.3樣品輸送81
6.1.4其他采樣問(wèn)題81
6.1.5小結(jié)82
6.2樣品提取82
6.2.1效率84
6.2.2用薄壁采樣嘴在流動(dòng)氣體中采樣86
6.2.3同軸采樣87
6.2.4用鈍形采樣器在流動(dòng)氣體中采樣95
6.2.5靜止空氣中的采樣97
6.2.6低速氣流中的采樣100
6.3樣品輸送101
6.3.1采樣管路中的重力沉降102
6.3.2采樣管路中的擴(kuò)散103
6.3.3采樣管路中的湍流慣性沉積或渦流105
6.3.4彎管內(nèi)的慣性沉積108
6.3.5采樣管路中氣流壓縮元件的慣性沉積109
6.3.6采樣管路中的靜電沉積110
6.3.7采樣管路中熱遷移沉積111
6.3.8采樣管路中的擴(kuò)散遷移沉積112
6.3.9儲(chǔ)存艙與儲(chǔ)存袋內(nèi)的沉積113
6.4其他采樣問(wèn)題114
6.4.1稀釋狀況下的采樣114
6.4.2采樣管路與入口處的阻塞115
6.4.3沉積物的再懸浮現(xiàn)象116
6.4.4入口和傳送管道中粒子濃度的不均一性116
6.5結(jié)論117
6.6符號(hào)列表118
6.7參考文獻(xiàn)120

7濾膜采樣和分析123
7.1引言123
7.1.1過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用123
7.1.2氣溶膠測(cè)量124
7.2過(guò)濾采集的原理124
7.3氣溶膠測(cè)量所用濾膜126
7.3.1纖維濾膜127
7.3.2薄膜濾膜128
7.3.3毛細(xì)孔濾膜130
7.3.4其他濾膜130
7.4過(guò)濾原理131
7.4.1纖維濾膜原理132
7.4.2薄膜濾膜和毛細(xì)孔濾膜過(guò)濾效率137
7.4.3壓降138
7.4.4負(fù)載作用138
7.5濾膜誤差139
7.5.1濕度效應(yīng)139
7.5.2非水蒸氣吸收產(chǎn)生的誤差141
7.5.3濾膜采集樣品的揮發(fā)141
7.5.4粒子反彈142
7.6濾膜選擇142
7.6.1稱(chēng)重分析143
7.6.2顯微分析144
7.6.3微量化學(xué)分析144
7.6.4微生物分析145
7.7符號(hào)列表145
7.8參考文獻(xiàn)146

8慣性、重力、離心和熱收集技術(shù)149
8.1引言149
8.2慣性分離器150
8.2.1慣性分離器的原理153
8.2.2概述154
8.2.3測(cè)量對(duì)策165
8.2.4設(shè)計(jì)儀器時(shí)的注意事項(xiàng)165
8.2.5沖擊式采樣器應(yīng)用實(shí)例167
8.2.6粒徑分布數(shù)據(jù)分析169
8.3沉降裝置和離心機(jī)170
8.4熱力沉降172
8.5符號(hào)列表173
8.6參考文獻(xiàn)173

9大氣氣溶膠的化學(xué)分析方法177
9.1引言177
9.2范圍和目的178
9.3連續(xù)方法181
9.3.1陰陽(yáng)離子分析方法181
9.3.2粒子中的碳183
9.3.3微量元素187
9.3.4粒子結(jié)合水187
9.4實(shí)驗(yàn)室方法188
9.4.1有機(jī)物質(zhì)188
9.4.2微量元素分析192
9.5總結(jié)195
9.6符號(hào)和縮寫(xiě)列表195
9.7參考文獻(xiàn)197

10單粒子的顯微技術(shù)微量分析204
10.1引言204
10.2光學(xué)顯微鏡207
10.2.1基本原理207
10.2.2儀器介紹207
10.2.3性能和應(yīng)用208
10.3用電子束分析粒子213
10.3.1電子束發(fā)射原理213
10.3.2性能214
10.3.3分析時(shí)需要考慮的事項(xiàng)218
10.3.4采用分析電子顯微鏡分析超細(xì)粒子218
10.3.5用于大粒子分析的電子探針和掃描電鏡224
10.3.6蒙特卡洛分析230
10.3.7低電壓分析法232
10.3.8應(yīng)用掃描電鏡對(duì)粒子進(jìn)行自動(dòng)化分析236
10.3.9用電子顯微鏡分析纖維240
10.4激光微探針質(zhì)譜分析241
10.4.1基本原理241
10.4.2相關(guān)儀器242
10.4.3分析能力243
10.5次級(jí)離子質(zhì)譜分析247
10.5.1基本原理247
10.5.2相關(guān)儀器248
10.5.3分析能力248
10.5.4在粒子分析中的應(yīng)用248
10.6拉曼微探針250
10.6.1振動(dòng)光譜的基本原理250
10.6.2相關(guān)儀器251
10.6.3分析能力251
10.6.4在粒子分析中的應(yīng)用252
10.7紅外顯微鏡法253
10.7.1基本原理253
10.7.2相關(guān)儀器253
10.7.3分析能力253
10.7.4在粒子分析中的應(yīng)用254
10.8掃描探針顯微鏡法254
10.8.1操作原理254
10.8.2分析能力255
10.8.3應(yīng)用256
10.9基于大型設(shè)備的儀器與技術(shù)258
10.9.1掃描透射X射線(xiàn)顯微光譜/近邊X射線(xiàn)吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜258
10.9.2質(zhì)子誘導(dǎo)X射線(xiàn)發(fā)射258
10.10對(duì)微量分析儀器性能的補(bǔ)充說(shuō)明259
10.11致謝260
10.12符號(hào)列表260
10.13參考文獻(xiàn)260

11質(zhì)譜儀實(shí)時(shí)顆粒物分析268
11.1引言268
11.2入口設(shè)計(jì)269
11.2.1粒束形成269
11.2.2設(shè)計(jì)進(jìn)口時(shí)要考慮粒子束傳輸270
11.2.3粒子檢測(cè)274
11.3粒子分級(jí)274
11.4粒子蒸發(fā)和電離276
11.4.1連續(xù)電離方法276
11.4.2單步激光消融和電離276
11.4.3兩步激光消融和電離277
11.5質(zhì)量分析278
11.5.1四極桿質(zhì)量分析儀278
11.5.2飛行時(shí)間質(zhì)量分析儀278
11.5.3離子阱質(zhì)量分析儀280
11.6質(zhì)譜圖分類(lèi)方法280
11.6.1單顆粒質(zhì)譜圖的聚類(lèi)算法280
11.6.2顆粒物團(tuán)的質(zhì)譜圖分類(lèi)281
11.6.3質(zhì)譜儀數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)的結(jié)合281
11.7綜合考慮-選擇儀器282
11.7.1單顆粒物分析：所有顆粒物分級(jí)284
11.7.2單顆粒物分析：掃描顆粒物粒徑測(cè)試285
11.7.3顆粒物團(tuán)分析：AMS系列儀器286
11.7.4顆粒物團(tuán)分析：有機(jī)分子分析287
11.8符號(hào)列表288
11.9參考文獻(xiàn)289

12半連續(xù)質(zhì)量測(cè)量292
12.1引言292
12.2β衰減監(jiān)測(cè)儀293
12.2.1測(cè)量原理293
12.2.2儀器設(shè)計(jì)294
12.2.3理論因素294
12.2.4潛在偏差295
12.2.5結(jié)果與應(yīng)用296
12.3錐形元件微量振蕩天平測(cè)量法297
12.3.1測(cè)量原理297
12.3.2錐形元件微量振蕩天平的類(lèi)型298
12.3.3潛在偏倚299
12.3.4結(jié)果和應(yīng)用300
12.4氣溶膠顆粒物質(zhì)量分析儀301
12.4.1測(cè)量原理301
12.4.2應(yīng)用303
12.5石英晶體微量天平303
12.6Dekati 質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀304
12.7連續(xù)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀305
12.8符號(hào)列表306
12.9參考文獻(xiàn)306

13光學(xué)測(cè)量技術(shù)：基本理論及應(yīng)用309
13.1引言309
13.2光散射和消光理論309
13.2.1截面310
13.2.2小顆粒：瑞利散射313
13.2.3“軟”顆粒：Rayleigh-Debye-Gans散射315
13.2.4任意尺寸球體與折射率：米散射理論317
13.2.5Rayleigh-Debye-Gans分形聚集散射320
13.2.6多重散射322
13.2.7粒子的整體散射322
13.2.8非球形顆粒323
13.3動(dòng)態(tài)光散射323
13.3.1DLS實(shí)驗(yàn)323
13.3.2流動(dòng)系統(tǒng)325
13.4實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)方法325
13.5光學(xué)測(cè)量技術(shù)：非原位遙感326
13.5.1引言326
13.5.2單粒子光學(xué)計(jì)數(shù)器327
13.5.3多重粒子光學(xué)技術(shù)337
13.6光學(xué)測(cè)量技術(shù)：原位傳感340
13.6.1引言340
13.6.2概述341
13.6.3基于光強(qiáng)的單粒子計(jì)數(shù)器344
13.6.4單粒子計(jì)數(shù)器：成像351
13.7結(jié)論352
13.8符號(hào)列表352
13.9參考文獻(xiàn)354

14空氣動(dòng)力學(xué)粒徑測(cè)量實(shí)時(shí)技術(shù)359
14.1引言359
14.2電學(xué)-單粒子空氣動(dòng)力學(xué)弛豫時(shí)間分析器360
14.2.1操作原理360
14.2.2同時(shí)采用聲場(chǎng)和電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的E-SPART分析器366
14.2.3電學(xué)-單粒子空氣動(dòng)力學(xué)弛豫時(shí)間分析器369
14.2.4在不同的氣象狀況下測(cè)量：應(yīng)用于火星和納米粒子的測(cè)量372
14.3空氣動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀372
14.3.1測(cè)量原則372
14.3.2典型的空氣動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀類(lèi)型373
14.3.3顆粒物大小378
14.3.4應(yīng)用381
14.3.5空氣動(dòng)力學(xué)粒徑譜儀性能簡(jiǎn)介381
14.4氣溶膠粒徑分級(jí)器382
14.4.1測(cè)定原理382
14.4.2用球形粒子校準(zhǔn)383
14.4.3非球形粒子和液滴的儀器響應(yīng)384
14.4.4氣溶膠粒徑分級(jí)器與APS 的對(duì)比385
14.5符號(hào)列表386
14.6參考文獻(xiàn)387

15電遷移率方法表征亞微米顆粒390
15.1引言390
15.2帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律391
15.2.1遷移和擴(kuò)散的關(guān)系392
15.3粒子采樣392
15.3.1靜電除塵392
15.4粒徑分布測(cè)量393
15.4.1差分電遷移率分析儀394
15.4.2差分電遷移率粒徑譜儀400
15.4.3掃描電遷移率粒徑譜儀401
15.5氣溶膠的帶電條件402
15.5.1平衡電荷分布402
15.5.2擴(kuò)散帶電：電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)403
15.5.3場(chǎng)帶電405
15.5.4離子的產(chǎn)生406
15.5.5光電子發(fā)射帶電407
15.5.6納米粒子帶電408
15.6數(shù)據(jù)分析和反演408
15.6.1掃描和快速電遷移率分析中的瞬時(shí)效應(yīng)409
15.6.2增電壓掃描和減電壓掃描的區(qū)別411
15.6.3飛行時(shí)間遷移率分析儀411
15.7交替遷移率分析儀設(shè)計(jì)411
15.7.1并行粒徑分析411
15.7.2新型遷移率分析儀設(shè)計(jì)412
15.8符號(hào)列表413
15.9參考文獻(xiàn)416

16擴(kuò)散分離采樣技術(shù)及設(shè)備419
16.1引言419
16.2擴(kuò)散測(cè)量技術(shù)理論419
16.2.1管道類(lèi)型420
16.2.2網(wǎng)篩類(lèi)型422
16.3擴(kuò)散溶蝕器422
16.3.1擴(kuò)散溶蝕器的描述423
16.3.2涂層材料425
16.3.3取樣陣列426
16.4擴(kuò)散組采樣器種類(lèi)427
16.4.1擴(kuò)散組采樣器的描述427
16.4.2顆粒探測(cè)431
16.4.3數(shù)據(jù)分析431
16.5結(jié)論433
16.6符號(hào)列表433
16.7參考文獻(xiàn)434

17凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器437
17.1引言437
17.2凝結(jié)理論437
17.2.1過(guò)(度)飽和437
17.2.2液滴的生長(zhǎng)439
17.2.3液滴的檢測(cè)439
17.3凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器440
17.3.1凝結(jié)核粒子計(jì)數(shù)器介紹440
17.4CPC性能446
17.4.1校準(zhǔn)和評(píng)估446
17.4.2CPC的缺陷和發(fā)展前景446
17.5符號(hào)列表448
17.6參考文獻(xiàn)448

18基于電學(xué)的氣溶膠檢測(cè)儀器450
18.1引言450
18.2單極擴(kuò)散荷電451
18.2.1每個(gè)粒子的平均電荷451
18.2.2影響荷電的其他因素451
18.2.3混合電場(chǎng)和擴(kuò)散荷電453
18.2.4荷電設(shè)計(jì)考慮因素453
18.2.5實(shí)驗(yàn)荷電結(jié)果453
18.2.6電暈荷電的潛在偏差455
18.3法拉第籠靜電計(jì)檢測(cè)455
18.4基于荷電的擴(kuò)散感應(yīng)器456
18.4.1TSI 電氣溶膠檢測(cè)儀、納米粒子表面監(jiān)測(cè)儀及便攜式激光粒子計(jì)數(shù)器457
18.4.2擴(kuò)散粒徑分級(jí)器和納米氣溶膠監(jiān)測(cè)儀458
18.5電檢測(cè)遷移率光譜儀460
18.5.1電感應(yīng)遷移率光譜儀的商業(yè)化和發(fā)展460
18.5.2電感應(yīng)遷移率光譜儀的理論463
18.5.3電感應(yīng)遷移率光譜儀的檢出限和動(dòng)力學(xué)范圍464
18.5.4電感應(yīng)遷移率光譜儀中遷移率分布的反演465
18.5.5電感應(yīng)遷移率光譜儀的應(yīng)用467
18.6電低壓沖擊式采樣器467
18.6.1測(cè)量原理467
18.6.2儀器設(shè)計(jì)467
18.6.3理論考慮因素和校準(zhǔn)468
18.6.4數(shù)據(jù)反演469
18.6.5潛在偏差470
18.6.6應(yīng)用470
18.7符號(hào)列表471
18.8參考文獻(xiàn)473

19粒子的電動(dòng)懸浮476
19.1引言476
19.2電動(dòng)力天平的結(jié)構(gòu)476
19.3天平操作方法478
19.4懸浮原理及其應(yīng)用479
19.4.1重量分析479
19.4.2作用力測(cè)量480
19.5熱遷移482
19.6粒子動(dòng)力學(xué)483
19.7粒子分級(jí)485
19.7.1光散射485
19.8形態(tài)依賴(lài)性共振488
19.9質(zhì)量與電荷測(cè)量490
19.10克努森區(qū)蒸發(fā)492
19.11非彈性光散射493
19.12結(jié)語(yǔ)494
19.13符號(hào)列表495
19.14參考文獻(xiàn)496

20錐-射流電噴霧原理499
20.1引言499
20.2基本原理500
20.2.1實(shí)驗(yàn)概述與實(shí)際因素500
20.2.2標(biāo)度定律、所需的液滴物理性質(zhì)及操作域501
20.2.3液體破裂、液滴分散以及單分散性504
20.2.4霧化區(qū)、庫(kù)侖破裂505
20.2.5錐-射流模式的局限以及可能的改進(jìn)506
20.3電噴霧的應(yīng)用510
20.3.1電噴霧質(zhì)譜511
20.3.2膠體和離子推進(jìn)器511
20.3.3顆粒物合成511
20.3.4微燃燒512
20.4致謝512
20.5符號(hào)列表512
20.6參考文獻(xiàn)513

21氣溶膠測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)516
21.1引言516
21.2測(cè)量方法和校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)517
21.3總則517
21.3.1儀器校準(zhǔn)的基本原理518
21.3.2監(jiān)測(cè)環(huán)境518
21.3.3選擇研究參數(shù)519
21.3.4設(shè)計(jì)校準(zhǔn)程序519
21.3.5選擇試驗(yàn)氣溶膠519
21.3.6分析數(shù)據(jù)519
21.3.7溯源性520
21.3.8安全措施520
21.3.9校準(zhǔn)的不確定性520
21.4校準(zhǔn)設(shè)備和程序521
21.4.1儀器校準(zhǔn)的一般通用方法523
21.5試驗(yàn)氣溶膠發(fā)生器523
21.5.1球形單分散性氣溶膠524
21.5.2單分散性非球形粒子530
21.5.3多分散性氣溶膠的粒徑分級(jí)530
21.5.4多分散性氣溶膠531
21.5.5用標(biāo)識(shí)材料測(cè)試氣溶膠535
21.6流量、壓力和流速校準(zhǔn)535
21.6.1流量測(cè)量535
21.6.2壓力測(cè)量538
21.6.3速度測(cè)量539
21.7校準(zhǔn)儀器540
21.7.1粒徑分級(jí)儀器540
21.7.2凝結(jié)核計(jì)數(shù)器540
21.7.3質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè)儀543
21.8校準(zhǔn)過(guò)程總結(jié)543
21.9參考文獻(xiàn)544

22粒徑分布的數(shù)據(jù)分析和表達(dá)方法548
22.1引言548
22.2粒徑類(lèi)型548
22.3粒子形狀549
22.4粒徑分布549
22.4.1平均值、中值和標(biāo)準(zhǔn)偏差549
22.4.2柱狀圖550
22.4.3連續(xù)分布553
22.4.4正態(tài)（高斯）分布553
22.4.5對(duì)數(shù)正態(tài)分布554
22.4.6冪律分布557
22.4.7其他分布558
22.5濃度分布558
22.5.1正態(tài)分布559
22.5.2對(duì)數(shù)正態(tài)分布559
22.5.3泊松分布559
22.5.4Hatch-Choate關(guān)系560
22.5.5冪律分布的首要問(wèn)題——線(xiàn)性回歸561
22.6粒徑分布繪圖摘要562
22.6.1累積分布與頻數(shù)分布的表達(dá)方法562
22.6.2繪圖數(shù)據(jù)與合適的曲線(xiàn)563
22.6.3在線(xiàn)性軸上繪圖563
22.6.4在變換軸上繪圖563
22.6.5繪制對(duì)數(shù)概率曲線(xiàn)564
22.7置信區(qū)間和誤差分析565
22.7.1置信區(qū)間565
22.7.2誤差分析：誤差傳遞567
22.8粒徑分布驗(yàn)證假設(shè)567
22.8.1正態(tài)分布數(shù)據(jù)的分析：student’s-t檢驗(yàn)568
22.8.2相關(guān)性和回歸568
22.8.3計(jì)數(shù)量分布的χ2檢驗(yàn)568
22.8.4數(shù)量或質(zhì)量分布的Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)569
22.9重合誤差569
22.10粒徑區(qū)間劃分的選擇570
22.11數(shù)據(jù)反演571
22.11.1問(wèn)題：積分公式571
22.11.2轉(zhuǎn)換成一組線(xiàn)性方程來(lái)解決問(wèn)題572
22.11.3公式個(gè)數(shù)（N）多于未知數(shù)個(gè)數(shù)（m）時(shí)的公式解法573
22.11.4吉洪諾夫修正574
22.11.5基函數(shù)合成補(bǔ)償576
22.11.6其他方法576
22.12符號(hào)列表577
22.13參考文獻(xiàn)578

第三部分應(yīng)用
23非球形粒子測(cè)量：形狀因子、分形和纖維582
23.1引言582
23.2非球形粒子動(dòng)力學(xué)形狀因子582
23.2.1物理變量582
23.2.2動(dòng)力學(xué)形狀因子583
23.2.3滑流修正系數(shù)585
23.2.4動(dòng)力學(xué)形狀因子的測(cè)量586
23.3分形粒子588
23.3.1概述588
23.3.2分形凝聚體589
23.3.3真實(shí)空間分析591
23.3.4投射圖像分析592
23.3.5二元投影分析593
23.3.6Df>2的凝聚體598
23.3.7分形凝聚體的遷移性和動(dòng)力學(xué)形狀因子599
23.4纖維602
23.4.1引言602
23.4.2纖維形狀603
23.4.3纖維行為特征605
23.4.4在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)合成纖維610
23.4.5纖維對(duì)健康的影響611
23.4.6纖維的控制管理612
23.4.7檢測(cè)技術(shù)613
23.5符號(hào)列表617
23.6參考文獻(xiàn)619

24生物粒子采樣627
24.1引言627
24.2生物氣溶膠類(lèi)型628
24.2.1細(xì)菌628
24.2.2真菌630
24.2.3病毒631
24.2.4花粉631
24.2.5貓、狗、屋塵螨和蟑螂過(guò)敏原631
24.3生物氣溶膠的來(lái)源632
24.4一般采樣注意事項(xiàng)633
24.4.1采樣策略633
24.4.2生物氣溶膠采樣器的采樣效率633
24.5生物氣溶膠的采樣原則635
24.5.1通過(guò)慣性沖擊去除粒子637
24.5.2切割粒徑的數(shù)值估計(jì)637
24.6采樣時(shí)間639
24.6.1被收集粒子的表面密度639
24.6.2固體表面采樣器的最佳采樣時(shí)間640
24.6.3沖擊式采樣器和過(guò)濾式采樣器的最佳采樣時(shí)間641
24.7采樣器的選擇643
24.8校準(zhǔn)644
24.9污染645
24.10樣品分析645
24.10.1顯微鏡646
24.10.2基于培養(yǎng)的分析方法646
24.10.3其他分析方法646
24.11數(shù)據(jù)分析解釋647
24.12符號(hào)列表647
24.13參考文獻(xiàn)648

25工作場(chǎng)所氣溶膠測(cè)量652
25.1引言652
25.2工作場(chǎng)所氣溶膠的暴露測(cè)量653
25.2.1健康研究相關(guān)的采樣653
25.2.2沉積區(qū)域653
25.3采樣標(biāo)準(zhǔn)654
25.3.1按暴露規(guī)則采樣656
25.3.2按采樣要求選擇采樣器656
25.3.3選擇濾膜和基底658
25.3.4泵的選擇661
25.4直讀儀器661
25.4.1光散射662
25.4.2錐形元件振蕩微量天平663
25.4.3其他直讀儀器和方法663
25.5粒徑測(cè)量663
25.5.1采樣策略664
25.6目前的發(fā)展趨勢(shì)666
25.6.1工作場(chǎng)所柴油粒子666
25.6.2有毒物質(zhì)667
25.6.3工程納米材料667
25.6.4氣溶膠和蒸氣采樣668
25.6.5滲透與沉積668
25.7符號(hào)列表668
25.8參考文獻(xiàn)669

26環(huán)境氣溶膠采樣674
26.1引言674
26.2采樣系統(tǒng)組件675
26.2.1粒徑選擇性采樣口和粒子分級(jí)器675
26.2.2采樣器結(jié)構(gòu)材料679
26.2.3溶蝕器680
26.2.4濾膜托681
26.2.5濾膜681
26.2.6測(cè)量和控制流量683
26.2.7流量原動(dòng)力684
26.3采樣系統(tǒng)684
26.4采樣系統(tǒng)的選擇686
26.5結(jié)論689
26.6致謝689
26.7參考文獻(xiàn)689

27室內(nèi)氣溶膠暴露評(píng)價(jià)698
27.1引言698
27.2濃度和暴露698
27.3測(cè)量、采樣及分析策略699
27.3.1監(jiān)測(cè)方法699
27.3.2氣溶膠采樣和分析705
27.4確定所需數(shù)據(jù)708
27.4.1研究設(shè)計(jì)所要考慮的事情708
27.4.2時(shí)間和空間要素709
27.4.3分析和質(zhì)量保證因素709
27.5非職業(yè)暴露研究類(lèi)型711
27.5.1個(gè)體/室內(nèi)/室外研究712
27.5.2源解析研究713
27.5.3流行病學(xué)群組研究713
27.6暴露模型714
27.6.1個(gè)體云暴露模型714
27.6.2濃度-暴露模型714
27.6.3暴露-劑量模型715
27.6.4室內(nèi)滲透模型716
27.7總結(jié)716
27.8參考文獻(xiàn)716

28放射性氣溶膠720
28.1引言720
28.2放射和放射性衰變720
28.2.1放射線(xiàn)種類(lèi)720
28.2.2放射性衰變的半衰期721
28.2.3放射性比活度722
28.2.4放射性氣溶膠源722
28.2.5吸入暴露限值723
28.2.6粒子大小和溶解度的影響724
28.3放射檢測(cè)725
28.3.1閃爍計(jì)數(shù)726
28.3.2電離室設(shè)備726
28.3.3固態(tài)檢測(cè)726
28.3.4放射自顯影法、徑跡蝕刻和其他檢測(cè)系統(tǒng)726
28.3.5校準(zhǔn)727
28.4放射性氣溶膠的檢測(cè)目的727
28.5標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用728
28.5.1光學(xué)粒子計(jì)數(shù)728
28.5.2用于顯微鏡檢測(cè)的粒子采集729
28.5.3過(guò)濾729
28.5.4慣性采樣730
28.5.5電學(xué)性質(zhì)的測(cè)量730
28.5.6容積式表層采樣器、沖擊式采樣器、冷阱和吸附器731
28.5.7分析化學(xué)技術(shù)731
28.6放射性氣溶膠的特殊分析技術(shù)731
28.6.1利用放射自顯影法檢測(cè)單個(gè)粒子731
28.6.2測(cè)定粒子的溶解性和生物學(xué)行為731
28.6.3等密度梯度超速離心法測(cè)定密度732
28.6.4氪85吸附法測(cè)表面積733
28.6.5放射性核素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)733
28.6.6放射性粒子的遠(yuǎn)程檢測(cè)736
28.6.7從煙道和排氣管中采樣737
28.7結(jié)論737
28.8致謝737
28.9符號(hào)列表737
28.10參考文獻(xiàn)738

29飛機(jī)測(cè)量云和氣溶膠粒子742
29.1引言742
29.2顆粒物機(jī)載采樣和測(cè)量技術(shù)743
29.2.1粒子采樣及運(yùn)輸?shù)臏y(cè)量要求743
29.2.2機(jī)艙外氣溶膠測(cè)量744
29.3空氣中顆粒物機(jī)載采樣及檢測(cè)時(shí)需考慮的影響因子745
29.3.1采樣時(shí)壓力與溫度的變化745
29.3.2針對(duì)飛機(jī)引起的空氣擾動(dòng)進(jìn)行氣溶膠采樣修正746
29.3.3傳感器殼對(duì)氣流的影響746
29.3.4非等速采樣746
29.3.5采樣口與自由氣流偏離747
29.3.6采樣口處的紊流附著沉積747
29.3.7輸送損失747
29.3.8采樣口性能和意外的檢驗(yàn)748
29.4采樣口小結(jié)748
29.5結(jié)論751
29.6參考文獻(xiàn)751

30氣溶膠的衛(wèi)星測(cè)量技術(shù)754
30.1引言754
30.2衛(wèi)星遙感背景755
30.3氣溶膠物理和光學(xué)特性756
30.4衛(wèi)星氣溶膠探測(cè)和測(cè)量法則759
30.5衛(wèi)星氣溶膠測(cè)量系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)762
30.6衛(wèi)星數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)763
30.7應(yīng)用763
30.8未來(lái)展望765
30.9致謝765
30.10縮寫(xiě)列表765
30.11參考文獻(xiàn)766

31大氣新粒子生成：物理和化學(xué)測(cè)量768
31.1引言768
31.2目前新粒子生成過(guò)程認(rèn)識(shí)概要770
31.3新粒子生成事件個(gè)例分析771
31.4核化速率測(cè)量773
31.4.1小于3nm粒子測(cè)量?jī)x器773
31.4.2測(cè)量直徑小于3nm氣溶膠粒徑分布的儀器775
31.5納米粒子生長(zhǎng)機(jī)制的測(cè)量777
31.5.1間接測(cè)量778
31.5.2直接離線(xiàn)測(cè)量779
31.5.3直接在線(xiàn)測(cè)量779
31.6結(jié)論780
31.7致謝780
31.8符號(hào)列表781
31.9參考文獻(xiàn)781

32直徑小于3nm氣溶膠的電分級(jí)和冷凝檢測(cè)784
32.1引言784
32.2粒徑標(biāo)準(zhǔn)785
32.3微型DMA786
32.3.1DMA分辨率的限制786
32.3.2擴(kuò)散展寬、短DMA和高雷諾數(shù)787
32.3.3超臨界圓柱形DMA788
32.3.4寬粒徑范圍、大徑向尺寸的nano-DMA792
32.3.5微遷移率分析儀在適當(dāng)流量下實(shí)現(xiàn)高分辨率793
32.3.6平面DMA與高納米粒子傳輸794
32.3.7DMA和大氣壓力源質(zhì)譜儀的串聯(lián)使用794
32.4納米凝結(jié)核計(jì)數(shù)器795
32.4.1引言795
32.4.2工作流體的作用796
32.4.3納米級(jí)凝結(jié)核計(jì)數(shù)器類(lèi)型797
32.4.4理論思考798
32.4.5理論與實(shí)驗(yàn)之間的對(duì)比802
32.4.6基于毛細(xì)管模型的流體選擇標(biāo)準(zhǔn)803
32.5總結(jié)與結(jié)論806
32.6致謝806
32.7符號(hào)列表807
32.8參考文獻(xiàn)809

33高溫氣溶膠：納米顆粒膜的測(cè)量和沉積813
33.1引言813
33.2沉積種類(lèi)的形成814
33.2.1熱遷移薄膜沉積系統(tǒng)814
33.2.2化學(xué)汽/粒子沉積814
33.2.3單粒子沉積與凝聚粒子沉積815
33.3高溫氣溶膠的稀釋采樣和檢測(cè)816
33.3.1一級(jí)稀釋系統(tǒng)817
33.3.2一級(jí)稀釋采樣探頭的要求819
33.3.3二級(jí)稀釋系統(tǒng)819
33.3.4有機(jī)氣溶膠稀釋采樣822
33.4高溫氣溶膠的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量822
33.5基底上的粒子燒結(jié)823
33.5.1同步燒結(jié)與沉積823
33.5.2沉積后燒結(jié)824
33.6能源和環(huán)境中的納米技術(shù)應(yīng)用825
33.6.1腐蝕保護(hù)825
33.6.2光催化凈化水和空氣825
33.6.3太陽(yáng)能應(yīng)用825
33.6.4光催化分解水826
33.7符號(hào)列表827
33.8參考文獻(xiàn)827

34大氣中大顆粒物的特征和測(cè)量830
34.1引言830
34.2大顆粒物質(zhì)量粒徑分布831
34.3大顆粒物的大氣采樣832
34.3.1概述832
34.3.2吸氣裝置833
34.3.3具有特殊入口的吸入采樣器833
34.3.4鈍物儀器（旋轉(zhuǎn)臂）835
34.4大氣干沉降通量的測(cè)定837
34.4.1測(cè)量大顆粒物干沉降通量的方法837
34.4.2人造光滑地表838
34.4.3沉降速度838
34.4.4大顆粒物沉降模型840
34.5結(jié)論841
34.6符號(hào)列表842
34.7參考文獻(xiàn)843

35通過(guò)氣溶膠過(guò)程生產(chǎn)材料844
35.1材料844
35.2氣溶膠過(guò)程846
35.2.1氣體-粉末轉(zhuǎn)化847
35.3測(cè)量技術(shù)852
35.3.1顆粒物性質(zhì)：粒徑、形狀和結(jié)構(gòu)852
35.3.2物理性質(zhì)：機(jī)械穩(wěn)定性857
35.3.3化學(xué)組成：元素組成，體積857
35.3.4化學(xué)組成：元素組成，表面感應(yīng)859
35.3.5化學(xué)組成：熱化學(xué)性質(zhì)860
35.3.6化學(xué)組成：晶像860
35.3.7其他方法861
35.4參考文獻(xiàn)862

36潔凈室中氣溶膠的測(cè)量866
36.1引言866
36.2潔凈室866
36.3顆粒物檢測(cè)869
36.4標(biāo)準(zhǔn)和推薦做法871
36.5ISO標(biāo)準(zhǔn)14644-1和14644-2872
36.5.1ISO 14644-1分類(lèi)定義872
36.5.2按照ISO 14464-2潔凈室等級(jí)分類(lèi)的驗(yàn)證程序874
36.6測(cè)量粒子排放876
36.6.1密閉箱法877
36.6.2流動(dòng)管法877
36.6.3局限878
36.7有活性的氣溶膠878
36.8監(jiān)測(cè)879
36.9總結(jié)879
36.10結(jié)論879
36.11符號(hào)列表880
36.12參考文獻(xiàn)881

37吸入毒理學(xué)中的采樣技術(shù)882
37.1引言882
37.2基本的吸入毒理學(xué)暴露系統(tǒng)882
37.2.1均勻混合整體式暴露倉(cāng)882
37.2.2塞流式整體暴露倉(cāng)883
37.2.3鼻式或頭式暴露系統(tǒng)883
37.2.4封閉回路式暴露系統(tǒng)884
37.3暴露系統(tǒng)的屬性884
37.4基本采樣技術(shù)和策略886
37.4.1一般采樣系統(tǒng)886
37.4.2恒流暴露系統(tǒng)的采樣技術(shù)887
37.4.3塞流式暴露系統(tǒng)的采樣技術(shù)888
37.5結(jié)語(yǔ)890
37.6參考文獻(xiàn)890

38影響肺部對(duì)顆粒物反應(yīng)的因素891
38.1引言891
38.2肺的解剖結(jié)構(gòu)892
38.3粒子沉積893
38.4粒子清除894
38.5影響生物活性粒子的特點(diǎn)896
38.6影響納米粒子生物活性的因子897
38.7結(jié)論899
38.8參考文獻(xiàn)899

39藥用氣溶膠和診斷性吸入氣溶膠的測(cè)量902
39.1引言902
39.1.1給藥途徑902
39.1.2藥用和診斷性吸入氣溶膠的類(lèi)型903
39.1.3藥用和診斷性吸入氣溶膠的物理化學(xué)性質(zhì)903
39.2藥用氣溶膠的給藥途徑903
39.2.1鼻內(nèi)式氣溶膠903
39.2.2吸入式氣溶膠904
39.3診斷性吸入氣溶膠908
39.3.1診斷性吸入氣溶膠的類(lèi)型908
39.3.2輸送原理和輸送系統(tǒng)909
39.4藥用和診斷性吸入氣溶膠的特征910
39.4.1物理化學(xué)性質(zhì)的測(cè)量910
39.4.2呼吸道沉積912
39.4.3藥用氣溶膠的非理想行為913
39.4.4呼吸道沉積物（藥物代謝動(dòng)力學(xué)）913
39.4.5功效和毒性914
39.5藥用氣溶膠和診斷性吸入氣溶膠測(cè)量中存在的問(wèn)題917
39.6結(jié)論917
39.7參考文獻(xiàn)917

附錄920
附錄A術(shù)語(yǔ)匯編920
附錄B單位換算930
附錄C基本物理常數(shù)932
附錄D空氣和水的一些物理性質(zhì)933
附錄E重要的無(wú)量綱數(shù)934
附錄F粒子性質(zhì)935
附錄G幾何公式936
附錄H常見(jiàn)氣溶膠物質(zhì)的容積密度937
附錄I生產(chǎn)商與供應(yīng)商938

索引961