Исследование образования первичных и вторичных аэрозольных частиц в субмикронной области размеров
Диссертация
В последнее время, с развитием теоретических и экспериментальных методов исследования, внимание ученых все более привлечено к субмикронным аэрозолям, составляющим основное количество находящихся в атмосфере частиц. Несмотря на большое число публикуемых экспериментальных данных, процессы формирования субмикронных аэрозольных частиц не являются достаточно изученными. Разработана новая… Читать ещё >
Содержание
- Глава.
- Обзор литературы: Современное состояние знаний о характеристиках, основных источниках и эволюции атмосферного аэрозоля, его влиянии на окружающую среду и человека
- 1. 1. Атмосферный аэрозоль
- 1. 1. 1. Субмикронные частицы в атмосфере и их основные источники
- 1. 1. 2. Химический состав аэрозольных частиц в приземном слое атмосферы
- 1. 2. Роль аэрозольных частиц в окружающей среде и технологических процессах
- 1. 2. 1. Прямые и косвенные аэрозольные эффекты
- 1. 2. 2. Аэрозоль и человеческий организм
- 1. 2. 3. Технологические требования к аэрозольной атмосфере производственных помещений
- 1. 3. Механические процессы — основной источник первичных аэрозольных частиц в атмосфере
- 1. 3. 1. Характеристика аэрозоля в атмосфере над океаном
- 1. 3. 2. Характеристика почва то-эрозионного аэрозоля аридных территорий
- 1. 4. Образование вторичного субмикронного аэрозоля в процессе трансформации «газ-частица»
- 1. 4. 1. Основные аэрозольные прекурсоры и их источники атмосфере
- 1. 4. 2. Образование паров аэрозолеобразующих соединений (ЛАОС) -лимитирующая стадия процесса формирования вторичных аэрозольных частиц
- 1. 4. 3. Характеристика существующих методов измерения физико-химических свойств аэрозольного и газового состава атмосферы
- 1. 1. Атмосферный аэрозоль
- 2. 1. Методика измерения дисперсного состава и общего количества аэрозольных частиц, образующихся в процессах разрушения и механического взаимодействия твердых тел
- 2. 1. 1. Основные характеристики измерительной аппаратуры используемой в экспериментах, постановка экспериментов
- 2. 1. 2. Методика отбора проб для электронно-микроскопического исследования
- 2. 1. 3. Используемые образцы материалов
- 2. 1. 4. Специальное оборудование для воспроизведения процессов разлома, разрыва, контактного механического взаимодействия и перемещения сыпучих материалов
- 2. 1. 5. Регулируемый электрический фильтр для аэрозольных частиц
- 2. 2. Исследование характеристик аэрозоля образующегося в процессах разрушения и механического взаимодействия твердых тел
- 2. 2. 1. Основные физические процессы при взаимодействии поверхностей твердых тел, а также при образовании новых поверхностей в процессах разрушения
- 2. 2. 2. Явление адгезии
- 2. 2. 3. Основные характеристики аэрозоля образующегося в процессах разрушения и механического взаимодействия распространенных материалов
- 2. 2. 4. Определение места генерации аэрозоля и факторов, влияющих на эффективность процесса
- 2. 2. 5. Характеристика аэрозольных частиц, образующихся при перемещении зерен песка, и частиц находящихся на поверхности зерен песка
- 2. 2. 6. Качественная модель образования субмикронного аэрозоля при перемещении песка
- 3. 1. Физические основы работы метода
- 3. 2. Математические основы работы метода
- 3. 3. Конструкция камеры смесителя
- 3. 4. Методика измерения коэффициента диффузии ПАОС
- 3. 5. Лабораторная проверка метода с помощью термоконденсационного генератора паров WCX
- 4. 1. Новосибирская область (пос. Ключи)
- 4. 2. Байкальский регион (пос. Большие Коты)
- 4. 3. Экспериментальная оценка мощности источников ПАОС
Список литературы
- Pandis S.N., Wexler A.S., Seinfeld J.H. Dynamics of tropospheric aerosols // J. Phys. Chem. — 1995. — V. 99. — P. 9646−9659.
- Clarke A.D. Atmospheric nuclei in the remote free-troposphere // J. Atmos. Chem. 1992. — V. 14. — P. 479−488.
- Чистые помещения / Под. ред. И. Хаякава, В. Г. Ржанов, В. И. Ушаков. -М.: Мир. 1990. — С. 454.
- Sviridenkov М.А., Gillette D.A., Belan B.D., Panchenko M.V. et. al. Size distribution of dust aerosol measured during the Soviet-American experiment in Tadzhikistan // Atmos. Env. 1989. — V. 27A, №. 16. — P. 2481−2486.
- Смирнов B. B, Джиллетт Д. А. Пылевые выносы в окрестностях исчезающих водоемов // Метеорология и Гидрология 1999. — № 2. — С. 87—96.
- Динмухаметова Л.П., Могилюк И. А., Топорков Ю. Г. Оптико-микроструктурные характеристики почвенных аэрозолей // Изв. АН СССР, ФАО. 1986. — Т. 22, № 2. — С. 54−59.
- Twomey S. Atmospheric aerosols. Elsevier SPC, Amsterdam-Oxford-New York. — 1977. — P. 303.
- Oberdorster G. Translocation of inhaled ultrafine carbon particles to the liver // Abstracts of AAAR 2001, Portland, Oregon, Oct 15−19. 2001. — P. E13-E15.
- Козлов A.C. и др. Исследование механических процессов образования субмикронного аэрозоля // Оптика Атмосферы и Океана. 2000. — Т. 13, № 6−7. — С. 664−666.
- Kozlov A.S. et al. Corona based adjustable filter for aerosol particles // J. Aerosol Sci. 2001. — V. 32, Suppl.l. — P. 869−870.
- Фукс H.A. Механика аэрозолей. M.: Мир. — 1955. — С. 351.
- Klimchouk A., Nasedkin V., Cunningham К. Speleothems of aerosol origin // National Speleol. Soc. Bull. 1995. — V. 57. — P. 31−42.
- Легеньков А.П. Подвижки и приливные деформации дрейфующего льда / под ред. Е. Н. Дворкина. JL: Гидрометеоиздат. — 1988. — С. 104.
- IES: Garments required in clean rooms and controlled environmental areas, recommended practice RP-3−1-1983, Fourth Draft
- Janicke R., Schutz L. Comprehensive study of physical and chemical properties of the surface aerosols in the Cape Verde Islands Region // J. Geoph. Res. 1978. — V. 83, N. CI. — P. 221−224.
- Golitsyn G., Gillette D.A. Introduction: a joint Soviet-American experiment for the study of Asian desert dust and its impact on local meteorological conditions and climate // Atmos. Env. 1993. — V.27A, N.16. — P. 2467−2470.
- Смоляков B.C., Павлюк JI.A., Куценогий К. П. и др. Сопоставление ионного состава атмосферных аэрозолей и мокрых выпадений на юге Западной Сибири // Оптика Атмосферы и Океана. -1997. Т. 10, № 6. — С. 656−663
- Куценогий К.П., Куценогий П. К. Мониторинг химического и дисперсного состава атмосферных аэрозолей Сибири // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. — Т.5, № 5. — С. 457−471.
- Островский И.М. Рельеф песков западной части низменных Каракумов.- М.: Изд. АН СССР. 1960. — С. 207.
- Смирнов В.И. Скорость коагуляционного и конденсационного роста частиц аэрозолей. М.: Изд. ЦАО. — 1969. — С. 184.
- Козлов А.С., Анкилов А. Н. и др. Экспериментальная оценка относительного вклада гомогенного механизма образования аэрозоля в Западной Сибири // Оптика Атмосферы и Океана. 1999. — Т. 12, № 12. — С. 1098−1104.
- Анкилов А.Н., Бакланов A.M., Козлов А. С. и др. Определение концентрации аэрозолеобразующих веществ в атмосфере // Оптика Атмосферы и Океана. 2000. — Т. 13, № 6−7. — С. 644−647.
- Schmauss A. Die Chemie des Nobels, der Wolken und des Regens // Umschau. 1920. — V. 24, N. 61. — P. 61−63.30Junge C.E. Air chemistry and radioactivity. Academic Press, New York. -1963. — P. 328.
- Delany A. et al. Airborne dust collected at Barbados // Geochim. Cosmochim. Acta. 1967. — V.31. — P. 885−909.
- Kozlov A.S. et al. Investigation of mechanical processes of submicron aerosol formation // J. Aerosol Sci. 2000. — V.31, Suppl.l. — P. 711−712.
- Air quality criteria for particulate matter. USEPA 1996. V.III.EPA/600/P-95/001cF. — N.32. — P. 1153−1161.
- Cass G.R., Hughes L.A. et al. The chemical composition of atmospheric ultrafine particles // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. 2000. — V.358. — P. 25 812 592.
- Hughes L. S., Cass G. R., Jones J., Ames M., Olmec L. Physical and chemical characterization of atmospheric ultrafine particles in the Los Angeles area // Environ. Sci. Technol. 1998. — V.32. — P. 1153−1161.
- Warneck D. Chemistry of the natural atmosphere // Int. Geoph. Series., Acad. Press. 1998.-V.41.-P. 757.
- Исидоров B.A. Органическая химия атмосферы. СПб: Химиздат. -2001.-С. 352.
- Дзюба С.А., Пушкин С. Г., Цветков Ю. Д. Применение ЭПР для изучения химического состава атмосферных аэрозолей // ДАН. 1988. — Т.299, № 5. -С. 1150−1152.
- Дзюба С.А., Тырышкин А. М., Пушкин С. Г. Корреляция между содержанием парамагнитных и неперамагнитных форм полициклических ароматических углеводородов в городских аэрозолях // ДАН. 1991. — Т. 321, № 1.- С. 127−131.
- Ходжер Т.В., Оболкин В. А., Потемкин B.JL, Томза У., Ран К. Сезонная изменчивость элементного состава атмосферных аэрозолей над озером Байкал // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. — Т.5, № 5. — С. 547−551.
- Hahn J. Organic constituents of natural aerosols // Ann. N.Y. Acad. Sci. -1980. V.338. — P. 359−376.
- Hidy G.M. Aerosols: an industrial and environmental science. Academic Press, Orlando. — 1984. — P. 774.
- Lammel G. et.al. A new method to study aerosol source contributions along the tracks of air parcels and its application to the near-ground level aerosol chemical composition in central Europe // J. Aerosol Sci. 2003. — V. 34, N. 1. -P. 1−25.
- Milford J.B., Davidson C.I. The size of particulate trace elements in the atmosphere a review // J. Air. Pollut. Control Assoc. — 1985. — V. 35. — P. 12 491 260.
- Twomey S. The influence of pollution on the short-wave albedo of clouds // J. Atmos. Sci. 1997. — V. 34. — P. 1149−1152.
- Albrecht B.A. Aerosols, cloud microphysics, and fractional cloudiness // Science. 1989. — V. 245. — P. 1227−1230.
- Boers R., Mitchell R.M. Absorption feedback in stratocumulus clouds influence on cloud top albedo // Tellus. 1994. — V. 46A. — P. 229−241.
- Pincus R., Baker M. Effect of precipitation on the albedo susceptibility of clouds in the marine boundary layer// Nature. 1994. — V. 372. — P. 250−252.
- Hansen J., Sato M., Ruedy R. Radiative forcing and climate response // J. Geophys. Res. 1997. — V.102. — P. 6831−6864.
- Nenes A., Conant W.C., Seinfeld J.H. Black carbon radiative heating effects on cloud microphysics and implications for the aerosol indirect effect: 1 and 2 // J. Geophys. Res. -2002. V. 107. — P. 1029−1041.
- HungMin Chein, Da-Ren Chen. Nanoparticles: health risk and control technology // Abstracts of the 6th International Aerosol Conference, IAC, Taipei, Taiwan, Nov. 2002. P. 161−162.
- Lison D., Lardot C. et al. Influence of particle surface area on the toxicity of insoluble manganese dioxide dusts // Arch. Toxicol. 1997. — V. 71. — P. 725 729.
- Rendall R.E.G., Phillips J.I. et al. Death following exposure to fine particulate nickel from a metal arc process // Ann. Occup. Hyg. 1993. — V. 38, N. 9. — P. 21−930.
- Абраменко Ю.М., Банников B.C. и др. Требования к анализу и контролю технологических сред при производстве ИЭТ // Электронная промышленность. 1986. — № 7. — С. 35−41.
- Мартынов В.В. Чистые комнаты для производства СБИС // Зарубежная электронная техника. 1986. — № 12. — С. 41−44.
- Гребенкин В.З., Дегтярев А. А. и др. Снижение вибраций в чистых технологических помещениях // Электронная промышленность. 1986. -№ 7. — С. 33−34
- Blanchard D.C., Woodcock A.E. Bubble formation and modification in the sea and its meteorological significance // Tellus. 1957. — V. 9. — P. 145−158.
- Кабанов M.B., Панченко M.B. Рассеяние оптических волн дисперсными средами. Часть III. Атмосферный аэрозоль. ТФ СОАН СССР, Томск. -1984.-С.189.
- Randall R.E. Mc Gill Univ.Dept. of Geography, Climatological Bull. 1968. -N. 3. — P.23−35.
- Jaenicke R. In aerosol cloud climate interactions / ed. Hobbs P.V. Academic Press, San Diego. 1993. -P .1−31.
- Shao M. A model for mineral dust emission // J. Geophys. Res. 2001. — V. 106, N. D17.-P. 39−254.
- Ito K., Holler R., Tohno S., Kasahara M. Size-resolved mass closure of Asian dust observed on the coast of the sea of Japan during ACE-Asia // Abstracts of the 6th International Aerosol Conference, IAC, Taipei, Taiwan, Nov. 2002. P. 79−81.
- Koren A., Ganor E., Joseph J.H. Dynamic threshold and fractal analysis of desert dust aerosol // J. Aerosol Sci. 2000. — V. 31, Suppl. 1. — P. 224−225.
- Alfaro S.C. et al. Modeling the size distribution of a soil aerosol produced by sandblasting//J. Geophys. Res. 1997. — V. 102, N. D10. — P. 239−249.
- A.N. Ankilov et al. Intercomparison of number concentration measurements by various aerosol particle counters // Atmos. Res. 2002. — V. 62, N. 3−4. — P. 177−207.
- A.N. Ankilov et al. Particle size dependent response of aerosol counters // Atmos. Res. 2002. — V. 62, N. 3−4. — P. 209−237.
- Гордеев В.Ф. и др. Электромагнитная эмиссия диэлектрических материалов при статическом и динамическом нагружении // ЖТФ. 1994. -Т. 64, № 4.-С. 57−67.
- Финкель В.М. и др. Электризация щелочно-галоидных кристаллов в процессе скола // ФТТ. 1979. — Т. 21, № 7. — С. 1943−1947.
- Молоцкий М.И. Ионно-электронный механизм механоэмиссии // ФТТ. -1977. Т. 19, № 2. — С. 642−644.
- Фурса Т.В. и др. К вопросу о механизме механоэлектрических преобразований в композиционных материалах // Письма в ЖТФ. 2001. -Т. 27, № 19.-С. 53−57.
- Brodly R.S. Trans Faraday Soc. 1936. — V .53. — P. 687−692.
- Мирошниченко М.И. Излучение электромагнитных импульсов при зарождении трещин в твердых диэлектриках // ФТТ. 1980. — Т. 22, № 5. -С. 1531−1533.
- Хатиашвили Н.Г. Электромагнитное излучение ионных кристаллов, стимулированное акустической волной // Письма в ЖТФ. 1981. — Т. 7, № 18.-С. 1128 -1132.
- Twomey S. On the nature and origin of natural cloud nuclei // Bull, observatoire Du Puy De Dome. 1960. — V. 1. — P. 1−12
- Козлов A.C. и др. Исследование дисперсного состава аэрозоля и концентрации малых газовых примесей в умеренной и арктической воздушных массах // Оптика Атмосферы и Океана. 1997. — Т. 10, № 6. — С. 673−680.
- Анкилов А.Н., Бакланов A.M., Козлов А. С. и др. Смоговая ситуация в г. Новосибирске в период с 5 по 11 октября 1997 г. // Оптика Атмосферы и Океана. 1998. — Т. 11, № 12. — С. 1343−1345.
- Kozlov A.S., Ankilov A.N. et al. Continuous measurement of aerosol characteristics, ammonium sulfate and sulfur dioxide in West Siberia // J. Aerosol Sci. 1997. — V. 28, Suppl.l. — P. 131−132.
- Власенко A.JI., Анкилов A.H., Бакланов A.M., Еременко С. И., Пащенко С. Э., Козлов А. С. Динамика концентрации и дисперсного состава субмикронных частиц в атмосфере пригорода // Сборн. «Физика окружающей среды», Томск. 2002. — С. 27−31.
- Козлов А.С., Анкилов А. Н. и др. Исследование характеристик аэрозоля Телецкого озера // Оптика Атмосферы и Океана. 1998. — Т. 11, № 6. — С. 640−644.
- Knutson Earl О. History of diffusion batteries in aerosol measurements // Aerosol Sci. Tech. 1999. — V.31. — P.83−128.
- Charlson R.J., Lagner J. et al. Perturbation of the Northern hemisphere radiative balance by backscattering from anthropogenic sulfate aerosols // Tellus 1991. — V. 43AB. — P. 152−163.
- Sienfeld J.H., Pandis S.N. Atmospheric chemistry and physics: From air pollution to climate change. Wiley and Sons, New York. — 1998. — P. 202.
- Розенберг Г. В., Горчаков Г. И. и др. Оптические параметры атмосферного аэрозоля // В кн. Физика атмосферы и проблемы климата. — М.: Наука. — 1980. — С.216−257.
- Розенберг Г. В. Кинетическая модель обезвоженного тонко дисперсного аэрозоля тропосферы // Изв. АН СССР, ФАО. 1983. — Т. 19, № 3. — С.56−59.
- Розенберг Г. В. Возникновение и развитие атмосферного аэрозоля -кинетически обусловленные параметры // Изв. АН СССР, ФАО. 1983. -Т. 19, № 1.-С. 134−139.
- Middleton P., Kiang C.S. A kinetic aerosol model for the formation and growth of secondary sulfuric acid particles // J. Aerosol Sci. 1978. — V. 9. — P. 359−385.
- Kesselmeier J. Biogenic volatile organic compounds (VOC): An overview on emission, physiology and ecology // J. Atmos. Chem. 1999. — V. 33. — P. 23−88.
- Pankow J.F., Bidleman T.F. Interdependence of the slopes and intercepts from log-log correlations of measured gas-particle partitioning and vapor pressure. I. Theory and analysis of available data // Atmos. Env. 1992. — V. 26. — P. 10 711 080.
- Finizio A., Mackay D., Bidleman T. et al. Octanol-air partition coefficient as a predictor of partitioning of semi-volatile organic chemicals to aerosols // Atmos. Env. 1997. — V. 31, N. 15. — P. 2289−2296.
- ЮО.Куценогий К. П. Современные методы определения размера и концентрации атмосферных аэрозолей. Аналит. обзор № 4393, М. — 1987. -С. 79
- Мавлиев Р.А., Анкилов А. Н., Бакланов A.M. и др. Использование сетчатой диффузионной батареи для определения дисперсности аэрозоля // Коллоидн. журнал. 1984. — Т. XLVI, № 6. — С. 1136−1141.
- Мавлиев Р.А., Анкилов А. Н. Методы обработки данных для сетчатой диффузионной батареи // Коллоидн. Журнал. 1985. — Т. XLVII, № 3. — С. 523−530.
- ЮЗ.Еременко С. И. Диффузионная батарея при мониторинге атмосферы: методика оценки погрешности данных // Оптика Атмосферы и Океана. -2000ю Т. 13, № 2ю — С. 204−207.
- Knutson О., Whitby К.Т. Aerosol classification by electric mobility: apparatus, theory and application. J. Aerosol Sci. 1975. — V. 6, № 6. — P. 443 451.
- Пащенко С.Э., Сабельфельд К. К. Атмосферный и техногенный аэрозоль. Часть 2. ВЦ СО РАН, Новосибирск. — 1992. — С. 118.
- Кноп В., Теске В. Техника обеспечения чистоты воздуха. М.: Медицина. — 1970. — С. 200.
- Nielsen Т, Platz J, Granby К, et al. Particulate organic nitrates: Sampling and night/day variation // Atmos. Env. 1998. — V.32, N. 14−15. — P. 2601−2608.
- ПО.Дубцов С. Н., Дульцев Е. Н., Анкилов А. Н. и др. Исследование кинетики аэрозолеобразования при фотолизе гексакарбонила вольфрама при пониженном давлении // Химическая Физика. 2005. — N. 34, № 3. — С. 5659.
- Справочник химика. Т. III. JL: Химия. -1964. — С.465.
- Коган Я.И., Бурнашева З. А. Укрупнение и измерение ядер конденсации в непрерывном потоке // ЖФХ. 1960. — Т. 34, № 12. — С. 2630−2636.
- Handisch F., Crowley J. // J. Phys. Chem. A. 2001. — V. 105. — P. 30 963 106.
- Guimbaud C. et al. // Atm. Chem. Phys. 2002. — V. 2. — P. 249−257.