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本書介紹了顆粒物監測技術的發展、國內外顆粒物污染及監測技術現狀、環境空氣顆粒物濾膜采樣技術、空氣顆粒物在線監測技術、環境空氣顆粒物垂直測量技術、顆粒物污染源監測技術、顆粒物理化分析技術、環境空氣顆粒物監測的質量保證和質量控制方法、顆粒物源解析技術、顆粒物對環境及健康影響評價以及顆粒物控制技術。本書兼顧理論闡述與實際應用，可作為編制監測規范的參考書，也可供從事環境監測、大氣環境科學、環境工程及環境管理等領域的科研人員、管理人員以及工程技術人員參考使用，還可作為大中專院校環境專業的教學參考書。
作者簡介
白志鵬，中國環境科學研究院，國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室主任，南開大學環境科學研究中心主任，天津市城市空氣污染防治技術推廣中心主任，教授 博導，1986.09-1990.07 南開大學環境科學系環境化學專業，獲理學學士學位
1990.09-1992.07 南開大學環境科學系環境化學專業，攻讀碩士學位
1992.09-1995.06 南開大學環境科學系環境化學專業，獲理學博士學位
1995.06-1997.12 南開大學環境科學系講師
1995.09-1997.10 南開大學環境科學系環境規劃與管理教研室副主任
1997.12-2000.10 破格晉升為南開大學副教授
1997.10-2000.07 美國環境和職業健康科學研究所暴露測量和評價室 博士后
2000.07-2000.10 美國沙漠研究所大氣科學中心訪問教授
2000.10-2011.12 引進人才，南開大學教授，南開大學環境科學與工程學院
2012.1至今 中國環境科學研究院氣溶膠室引進專家
2000.10-至今 南開大學環境科學研究中心大氣室主任，城市空氣污染防治研究中心主任
2002.01-至今 南開大學博士生指導教師
2002.09-至今 南開大學環境科學研究中心主任
2002.12 入選教育部"跨世紀優秀人才培養計劃"
2003.12-至今 天津市空氣污染防治技術推廣中心負責人
2004.12-至今 國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室主任
2005.01-至今 天津市氣象科學研究所客座研究員
2007年入選“新世紀百千萬人才工程”國家級人選 (國人部發〔2007〕155號
研究領域：空氣顆粒物基準與標準，城市環境空氣污染防治，灰霾的形成、危害與防控研究，開放源、燃油源、燃煤源表征與控制技術研究，源與環境采樣技術研發，室內空氣污染防治，暴露測量與環境風險評價，信息技術在環境科學中的應用。
1990.09-1992.07 南開大學環境科學系環境化學專業，攻讀碩士學位
1992.09-1995.06 南開大學環境科學系環境化學專業，獲理學博士學位
1995.06-1997.12 南開大學環境科學系講師
1995.09-1997.10 南開大學環境科學系環境規劃與管理教研室副主任
1997.12-2000.10 破格晉升為南開大學副教授
1997.10-2000.07 美國環境和職業健康科學研究所暴露測量和評價室 博士后
2000.07-2000.10 美國沙漠研究所大氣科學中心訪問教授
2000.10-2011.12 引進人才，南開大學教授，南開大學環境科學與工程學院
2012.1至今 中國環境科學研究院氣溶膠室引進專家
2000.10-至今 南開大學環境科學研究中心大氣室主任，城市空氣污染防治研究中心主任
2002.01-至今 南開大學博士生指導教師
2002.09-至今 南開大學環境科學研究中心主任
2002.12 入選教育部"跨世紀優秀人才培養計劃"
2003.12-至今 天津市空氣污染防治技術推廣中心負責人
2004.12-至今 國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室主任
2005.01-至今 天津市氣象科學研究所客座研究員
2007年入選“新世紀百千萬人才工程”國家級人選 (國人部發〔2007〕155號
研究領域：空氣顆粒物基準與標準，城市環境空氣污染防治，灰霾的形成、危害與防控研究，開放源、燃油源、燃煤源表征與控制技術研究，源與環境采樣技術研發，室內空氣污染防治，暴露測量與環境風險評價，信息技術在環境科學中的應用。
目次
1概述1
1.1顆粒物監測技術發展1
1.2國外顆粒物污染和監測現狀2
1.2.1國外顆粒物污染現狀2
1.2.2美國顆粒物監測現狀3
1.2.3歐洲顆粒物監測現狀5
1.3我國顆粒物污染和監測現狀5
1.3.1我國顆粒物污染現狀6
1.3.2我國顆粒物監測網絡6
1.3.3我國顆粒物監測方法8
1.4量值溯源與量值傳遞簡介9
1.4.1我國量值傳遞及塑源體系簡介9
1.4.2顆粒物測量的量值傳遞及溯源10
參考文獻11
2顆粒物濾膜采樣技術14 1概述1
1.1顆粒物監測技術發展1
1.2國外顆粒物污染和監測現狀2
1.2.1國外顆粒物污染現狀2
1.2.2美國顆粒物監測現狀3
1.2.3歐洲顆粒物監測現狀5
1.3我國顆粒物污染和監測現狀5
1.3.1我國顆粒物污染現狀6
1.3.2我國顆粒物監測網絡6
1.3.3我國顆粒物監測方法8
1.4量值溯源與量值傳遞簡介9
1.4.1我國量值傳遞及塑源體系簡介9
1.4.2顆粒物測量的量值傳遞及溯源10
參考文獻11
2顆粒物濾膜采樣技術14
2.1粒徑切割采樣技術14
2.1.1撞擊式采樣技術14
2.1.2旋風式采樣技術16
2.1.3虛擬式采樣技術16
2.1.4其他采樣技術17
2.2過濾收集技術18
2.2.1濾膜18
2.2.2膜托20
2.3濾膜自動更換采樣技術20
2.4氣態干擾物選擇性去除技術20
2.5水分干擾去除技術21
參考文獻22
3顆粒物在線監測技術24
3.1基于重量法在線監測技術24
3.1.1測量原理24
3.1.2技術應用25
3.2基于空氣動力學在線監測技術26
3.2.1測量原理26
3.2.2技術應用28
3.3基于光學法在線監測技術30
3.3.1測量原理30
3.3.2技術應用37
3.4基于電遷移率法在線監測技術40
3.4.1測量原理40
3.4.2技術應用45
3.5基于核素放射法在線監測技術47
3.5.1測量原理47
3.5.2技術應用48
3.6基于質譜法氣溶膠在線監測技術50
3.6.1測量原理50
3.6.2技術應用51
參考文獻53
4環境空氣顆粒物垂直測量技術60
4.1激光雷達遙感技術60
4.1.1激光雷達測量基本原理60
4.1.2激光雷達反演消光系數方法61
4.1.3激光雷達遙感校準63
4.1.4激光雷達在環境監測中的應用64
4.2衛星遙感技術66
4.2.1衛星遙感測量基本原理67
4.2.2衛星遙感反演氣溶膠光學厚度的方法67
4.2.3衛星遙感校準69
4.2.4衛星遙感在大氣環境領域的應用69
4.3飛行器顆粒物測量技術74
4.3.1飛行器采樣口設計74
4.3.2常用飛行器顆粒物測量儀器75
4.3.3飛行器顆粒物采樣的復雜性76
4.3.4飛行器在大氣環境領域的應用77
4.4其他垂直測量技術80
4.4.1地基太陽光度計垂直測量技術80
4.4.2高塔垂直測量技術80
4.4.3系留氣球/飛艇垂直測量技術81
參考文獻82
5顆粒物污染源采樣技術86
5.1固定源采樣技術86
5.1.1直接采樣技術86
5.1.2稀釋通道采樣技術90
5.2移動源采樣技術91
5.2.1臺架測試技術91
5.2.2隨車采樣技術93
5.2.3隧道/停車場/檢車線測量技術93
5.2.4路邊采樣技術94
5.3開放源采樣技術94
5.3.1開放源樣品收集方法94
5.3.2顆粒物再懸浮技術95
參考文獻97
6顆粒物理化分析技術99
6.1顆粒物的濾膜稱重及儲運99
6.1.1采樣前濾膜稱重99
6.1.2采樣濾膜編號100
6.1.3采樣后濾膜稱量和儲存100
6.1.4濾膜自動標識和稱重系統101
6.1.5影響樣品稱量的主要因素101
6.2顆粒物無機元素組分分析技術101
6.2.1顆粒物無機元素無損分析技術101
6.2.2顆粒物無機元素有損分析技術103
6.3顆粒物碳組分分析技術107
6.3.1熱學法107
6.3.2光學法108
6.3.3熱光結合法108
6.4顆粒物水溶性無機離子分析技術109
6.4.1離子色譜法109
6.4.2離子選擇電極法110
6.4.3比色法110
6.4.4離子在線色譜法110
6.4.5傅里葉變換紅外光譜法112
6.5顆粒物有機組分分析技術112
6.5.1氣相色譜法113
6.5.2高效液相色譜法113
6.5.3氣-質聯用法114
6.5.4其他有機物分析技術114
6.6單粒子分析技術115
6.6.1掃描電鏡法115
6.6.2光學顯微鏡法116
6.6.3激光微探針質譜法116
6.6.4二次離子質譜法116
6.6.5拉曼微探針法117
6.7分析測試數據的質量控制117
6.7.1電荷平衡分析117
6.7.2無機元素數據與離子數據的比較118
6.7.3化學質量閉合分析118
參考文獻120
7顆粒物測量質量保證和質量控制123
7.1QA/QC體系框架123
7.2管理過程的QA125
7.3測量過程的QA126
7.3.1監測網絡設計126
7.3.2質量控制129
7.3.3標定和校準132
7.4評估過程的QA137
7.5數據確認和應用過程的QA138
7.6我國空氣顆粒物監測標準和規范中的QA138
7.6.1國家標準中的質量保證138
7.6.2行業標準中的質量保證139
參考文獻140
8源解析技術143
8.1排放源識別143
8.2源模型估算法145
8.2.1源模型發展歷程145
8.2.2Models-3空氣質量模型146
8.3受體模型估算法148
8.3.1源未知類受體模型149
8.3.2源已知類受體模型152
8.4我國顆粒物源解析現狀及策略154
8.4.1我國顆粒物污染特點及源解析現狀155
8.4.2我國空氣顆粒物源解析存在的問題156
8.4.3我國空氣顆粒物源解析策略156
參考文獻157
9顆粒物對環境及健康影響評價159
9.1環境空氣質量評價159
9.1.1環境空氣顆粒物標準概述159
9.1.2環境空氣質量評價方法160
9.2顆粒物人體健康風險評估162
9.2.1健康風險評估方法162
9.2.2風險管理164
9.3能見度評價165
9.3.1能見度概述165
9.3.2能見度的影響因素分析方法165
9.3.3能見度評價方法165
9.4霾評價166
9.4.1霾概述166
9.4.2霾的影響167
9.4.3霾等級評價方法167
9.5顆粒物對生態系統影響評價168
9.5.1概述168
9.5.2典型顆粒物對生態系統的影響168
9.6顆粒物對氣候的影響評價170
9.6.1直接氣候效應170
9.6.2間接氣候效應171
9.7顆粒物對材料的影響評價171
參考文獻172
10顆粒物控制技術175
10.1固定源顆粒物控制技術175
10.1.1水泥行業顆粒物控制技術176
10.1.2燃煤電廠顆粒物控制技術177
10.1.3技術應用178
10.2移動源顆粒物控制技術180
10.2.1優化燃燒技術180
10.2.2機動車尾氣控制技術181
10.2.3排放性能的車載監測技術183
10.2.4汽油車改裝成天然氣/汽油兩用燃料車的技術183
10.2.5無煙柴油技術184
10.2.6技術應用185
10.3生物質燃燒源顆粒物控制技術186
10.3.1生物質鍋爐燃燒技術186
10.3.2生物質成型燃料燃燒技術187
10.3.3生物質與煤混燒技術187
10.4揚塵源顆粒物控制技術187
10.4.1建筑施工揚塵控制技術188
10.4.2堆場揚塵控制技術188
10.4.3裸土揚塵控制技術189
10.4.4交通道路揚塵控制技術190
參考文獻191
11結語193
附錄196
附錄1縮略語196
附錄2索引199
附錄3主要環境空氣顆粒物相關標準202
1.1顆粒物監測技術發展1
1.2國外顆粒物污染和監測現狀2
1.2.1國外顆粒物污染現狀2
1.2.2美國顆粒物監測現狀3
1.2.3歐洲顆粒物監測現狀5
1.3我國顆粒物污染和監測現狀5
1.3.1我國顆粒物污染現狀6
1.3.2我國顆粒物監測網絡6
1.3.3我國顆粒物監測方法8
1.4量值溯源與量值傳遞簡介9
1.4.1我國量值傳遞及塑源體系簡介9
1.4.2顆粒物測量的量值傳遞及溯源10
參考文獻11
2顆粒物濾膜采樣技術14 1概述1
1.1顆粒物監測技術發展1
1.2國外顆粒物污染和監測現狀2
1.2.1國外顆粒物污染現狀2
1.2.2美國顆粒物監測現狀3
1.2.3歐洲顆粒物監測現狀5
1.3我國顆粒物污染和監測現狀5
1.3.1我國顆粒物污染現狀6
1.3.2我國顆粒物監測網絡6
1.3.3我國顆粒物監測方法8
1.4量值溯源與量值傳遞簡介9
1.4.1我國量值傳遞及塑源體系簡介9
1.4.2顆粒物測量的量值傳遞及溯源10
參考文獻11
2顆粒物濾膜采樣技術14
2.1粒徑切割采樣技術14
2.1.1撞擊式采樣技術14
2.1.2旋風式采樣技術16
2.1.3虛擬式采樣技術16
2.1.4其他采樣技術17
2.2過濾收集技術18
2.2.1濾膜18
2.2.2膜托20
2.3濾膜自動更換采樣技術20
2.4氣態干擾物選擇性去除技術20
2.5水分干擾去除技術21
參考文獻22
3顆粒物在線監測技術24
3.1基于重量法在線監測技術24
3.1.1測量原理24
3.1.2技術應用25
3.2基于空氣動力學在線監測技術26
3.2.1測量原理26
3.2.2技術應用28
3.3基于光學法在線監測技術30
3.3.1測量原理30
3.3.2技術應用37
3.4基于電遷移率法在線監測技術40
3.4.1測量原理40
3.4.2技術應用45
3.5基于核素放射法在線監測技術47
3.5.1測量原理47
3.5.2技術應用48
3.6基于質譜法氣溶膠在線監測技術50
3.6.1測量原理50
3.6.2技術應用51
參考文獻53
4環境空氣顆粒物垂直測量技術60
4.1激光雷達遙感技術60
4.1.1激光雷達測量基本原理60
4.1.2激光雷達反演消光系數方法61
4.1.3激光雷達遙感校準63
4.1.4激光雷達在環境監測中的應用64
4.2衛星遙感技術66
4.2.1衛星遙感測量基本原理67
4.2.2衛星遙感反演氣溶膠光學厚度的方法67
4.2.3衛星遙感校準69
4.2.4衛星遙感在大氣環境領域的應用69
4.3飛行器顆粒物測量技術74
4.3.1飛行器采樣口設計74
4.3.2常用飛行器顆粒物測量儀器75
4.3.3飛行器顆粒物采樣的復雜性76
4.3.4飛行器在大氣環境領域的應用77
4.4其他垂直測量技術80
4.4.1地基太陽光度計垂直測量技術80
4.4.2高塔垂直測量技術80
4.4.3系留氣球/飛艇垂直測量技術81
參考文獻82
5顆粒物污染源采樣技術86
5.1固定源采樣技術86
5.1.1直接采樣技術86
5.1.2稀釋通道采樣技術90
5.2移動源采樣技術91
5.2.1臺架測試技術91
5.2.2隨車采樣技術93
5.2.3隧道/停車場/檢車線測量技術93
5.2.4路邊采樣技術94
5.3開放源采樣技術94
5.3.1開放源樣品收集方法94
5.3.2顆粒物再懸浮技術95
參考文獻97
6顆粒物理化分析技術99
6.1顆粒物的濾膜稱重及儲運99
6.1.1采樣前濾膜稱重99
6.1.2采樣濾膜編號100
6.1.3采樣后濾膜稱量和儲存100
6.1.4濾膜自動標識和稱重系統101
6.1.5影響樣品稱量的主要因素101
6.2顆粒物無機元素組分分析技術101
6.2.1顆粒物無機元素無損分析技術101
6.2.2顆粒物無機元素有損分析技術103
6.3顆粒物碳組分分析技術107
6.3.1熱學法107
6.3.2光學法108
6.3.3熱光結合法108
6.4顆粒物水溶性無機離子分析技術109
6.4.1離子色譜法109
6.4.2離子選擇電極法110
6.4.3比色法110
6.4.4離子在線色譜法110
6.4.5傅里葉變換紅外光譜法112
6.5顆粒物有機組分分析技術112
6.5.1氣相色譜法113
6.5.2高效液相色譜法113
6.5.3氣-質聯用法114
6.5.4其他有機物分析技術114
6.6單粒子分析技術115
6.6.1掃描電鏡法115
6.6.2光學顯微鏡法116
6.6.3激光微探針質譜法116
6.6.4二次離子質譜法116
6.6.5拉曼微探針法117
6.7分析測試數據的質量控制117
6.7.1電荷平衡分析117
6.7.2無機元素數據與離子數據的比較118
6.7.3化學質量閉合分析118
參考文獻120
7顆粒物測量質量保證和質量控制123
7.1QA/QC體系框架123
7.2管理過程的QA125
7.3測量過程的QA126
7.3.1監測網絡設計126
7.3.2質量控制129
7.3.3標定和校準132
7.4評估過程的QA137
7.5數據確認和應用過程的QA138
7.6我國空氣顆粒物監測標準和規范中的QA138
7.6.1國家標準中的質量保證138
7.6.2行業標準中的質量保證139
參考文獻140
8源解析技術143
8.1排放源識別143
8.2源模型估算法145
8.2.1源模型發展歷程145
8.2.2Models-3空氣質量模型146
8.3受體模型估算法148
8.3.1源未知類受體模型149
8.3.2源已知類受體模型152
8.4我國顆粒物源解析現狀及策略154
8.4.1我國顆粒物污染特點及源解析現狀155
8.4.2我國空氣顆粒物源解析存在的問題156
8.4.3我國空氣顆粒物源解析策略156
參考文獻157
9顆粒物對環境及健康影響評價159
9.1環境空氣質量評價159
9.1.1環境空氣顆粒物標準概述159
9.1.2環境空氣質量評價方法160
9.2顆粒物人體健康風險評估162
9.2.1健康風險評估方法162
9.2.2風險管理164
9.3能見度評價165
9.3.1能見度概述165
9.3.2能見度的影響因素分析方法165
9.3.3能見度評價方法165
9.4霾評價166
9.4.1霾概述166
9.4.2霾的影響167
9.4.3霾等級評價方法167
9.5顆粒物對生態系統影響評價168
9.5.1概述168
9.5.2典型顆粒物對生態系統的影響168
9.6顆粒物對氣候的影響評價170
9.6.1直接氣候效應170
9.6.2間接氣候效應171
9.7顆粒物對材料的影響評價171
參考文獻172
10顆粒物控制技術175
10.1固定源顆粒物控制技術175
10.1.1水泥行業顆粒物控制技術176
10.1.2燃煤電廠顆粒物控制技術177
10.1.3技術應用178
10.2移動源顆粒物控制技術180
10.2.1優化燃燒技術180
10.2.2機動車尾氣控制技術181
10.2.3排放性能的車載監測技術183
10.2.4汽油車改裝成天然氣/汽油兩用燃料車的技術183
10.2.5無煙柴油技術184
10.2.6技術應用185
10.3生物質燃燒源顆粒物控制技術186
10.3.1生物質鍋爐燃燒技術186
10.3.2生物質成型燃料燃燒技術187
10.3.3生物質與煤混燒技術187
10.4揚塵源顆粒物控制技術187
10.4.1建筑施工揚塵控制技術188
10.4.2堆場揚塵控制技術188
10.4.3裸土揚塵控制技術189
10.4.4交通道路揚塵控制技術190
參考文獻191
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附錄196
附錄1縮略語196
附錄2索引199
附錄3主要環境空氣顆粒物相關標準202
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