Name: 哈佛环境室内有机颗粒物的生产与测定 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-18T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: 了解哈佛环境室内有机颗粒物的生产与测定方法，使用高分辨率气溶胶质谱仪实时分析二次有机气溶胶的化学组成。该技术为大气化学研究提供稳定可靠的实验平台。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本材料基于美国国家科学基金会（NSF）化学学部环境化学科学项目（资助号1111418）、美国国家科学基金会（NSF）大气-地球科学学部（资助号1524731）以及哈佛大学教师出版奖的支持。我们感谢刘鹏飞、陈琦和桑田干则在实验讨论与协助方面提供的帮助，同时感谢Eric Etcovitch为视频提供旁白配音。

注意：关键的测量环境参数包括臭氧（臭氧分析仪）、NO 和 NO2（NOx 分析仪）、相对湿度（RH 传感器）、温度（K 型热电偶）以及气袋与反应室之间的差压。仪器品牌列于材料表中。实验开始前，仪器测得的环境参数必须稳定并符合设计要求。环境反应室采用反馈系统持续监测并调节控制参数，以确保整个实验过程中环境参数始终处于规定范围内。
1. 启动程序
<ol>
	<li>参数设置与氧化剂注入
	<ol>
		<li>通过反馈系统（PID）设置环境舱的物理参数。将差压设为 4 Pa（30 mTorr）。当压力过高或过低时，电磁阀会打开或关闭，以将袋内压力调节至设定范围内。</li>
		<li>开启臭氧发生器，使干燥空气通过紫外灯产生臭氧气流。将流速设为 0.1 sLpm，使 HEC 内最终臭氧浓度达到 100 ppb。开启臭氧监测仪并启动相应软件。</li>
		<li>将气袋的相对湿度设为指定值。本实验中使用 40% RH，但 RH 水平可在 &lt;5% 至 80% 范围内调整。湿度传感器与反馈控制系统通过调节干燥空气与湿润空气流的比例，使气袋内的相对湿度保持稳定。干燥空气由纯空气发生器提供，该发生器产生不含碳氢化合物、水分（RH &lt; 1%）和氮氧化物的零空气。湿润空气流则通过将干燥空气鼓泡通入高纯水（18 MΩ cm）中制得，以形成接近饱和的湿空气流。</li>
		<li>将反应舱温度设为 25.0 ±0.1 °C。内部温控静压箱通过不锈钢天花板均匀分布气流，并由反馈控制系统维持舱内温度在设定范围内。</li>
		<li>等待其他环境参数稳定并达到设计要求。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>将各仪器的进样口连接至环境舱。点击 开始 按钮启动自研软件。检查自研软件上实时显示的数据，该软件集成了反馈控制系统（图 2）。</li>
	<li>开启所有仪器，并等待其完全预热。</li>
</ol>
2. 种子粒子的生成
注意：在种子粒子注入之前，初始粒子浓度低于 1 cm-3。
<ol>
	<li>硫酸盐种子颗粒的制备
	<ol>
		<li>将准单分散的干燥硫酸盐颗粒注入气袋中，既可更好地模拟环境条件，也可作为二次有机物凝结增长的载体。种子颗粒的注入操作步骤如下。</li>
		<li>将硫酸铵（0.01 g）溶解于高纯度水（18 MΩ·cm）中。&#937;&#8729;cm) 于 100 mL 容量瓶中，配制 (NH4)2SO4 溶液（0.1 g&#8729;L-1).</li>
		<li>使用雾化器以3 sLpm的流速产生(NH4)2SO4气溶胶颗粒。</li>
		<li>将气溶胶气流通过扩散式干燥器（硅胶）以使相对湿度降至10%。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>种子颗粒物的选择与袋式注入
	<ol>
		<li>将气溶胶气流通过一个双极性充电器（85Kr）和差分迁移率分析仪（DMA）对颗粒物进行粒径选择，并通过电迁移率获得准单分散分布。通过在DMA中采用10:3的鞘气与气溶胶流量比，可拓宽传输函数。根据实验条件的不同，从DMA出口流出的颗粒物所选电迁移率直径在50至150 nm之间变化。典型的颗粒物数浓度范围为4,000至8,000 cm⁻³。-3.</li>
		<li>以3 sLpm的流速将准单分散气溶胶通入气袋中。使用扫描电迁移粒径谱仪（SMPS）监测从气袋出口逸出的颗粒物。等待种子颗粒的粒径分布达到稳定。由于弯管造成的颗粒损失以及气袋上的静电荷效应极小，特别是对于本实验所用的颗粒尺寸（大于100 nm）而言。29,30.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 气相前体物的注入
<ol>
	<li>气相前体物的注入
	<ol>
		<li>使用注射器吸取1.00 mL异戊二烯溶液。在最终吸取前，先用该溶液冲洗注射器三次。</li>
		<li>将注射器放入注射器进样器中，将针尖穿过橡胶密封圈插入圆底烧瓶（25 mL）内。使用加热带将烧瓶预热至90 ±1 °C。开启注射器进样，并将其设定为适当流速（1.1 至 4.4 μL∙min-1）。通过调节注射器进样速率，可针对不同实验调整前体物的气相浓度。对于长时间实验，可根据需要更换注射器中的溶液。</li>
		<li>通入2 sLpm的高纯空气，以汽化并携带从圆底烧瓶中注入的异戊二烯。空气流速足够大，可使注射器针尖处的液滴完全汽化，而不会滴入烧瓶内，从而保证气相前体物浓度保持稳定。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>开启HEC内部紫外灯的开关。</li>
</ol>
4. 仪器测量
注意：异戊二烯与紫外光的结合会导致二次有机物在硫酸盐种子颗粒上生成。
<ol>
	<li>从气袋排出的颗粒物的粒径-数量分布
	<ol>
		<li>使用抗静电管路采集气袋的出口气体样品。</li>
		<li>启动气溶胶测量软件，点击创建新文件以建立新文件。各参数设置如图3所示。点击确定按钮，记录从气袋排出的颗粒物的粒径-数量分布。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>有机颗粒物的化学表征
	<ol>
		<li>打开气袋内不锈钢采样阀。采集的气溶胶进入高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪（HR-ToF-AMS）进行分析。</li>
		<li>点击控制面板左下角的采集按钮，启动数据采集软件（图4）。在实验过程中记录有机颗粒物的高分辨率质谱图，并获得总有机质质量浓度。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>气相物种的表征
	<ol>
		<li>打开气袋内聚四氟乙烯（PTFE）特氟龙管的采样阀。采样气流被导入质子转移反应飞行时间质谱仪（PTR-TOF-MS）。获得质子亲和力高于水的气相物种的质谱图。</li>
		<li>在PTR-Manager软件中，采用图5所示的PTR-TOF-MS离子源参数设置。在TofDAQ Viewer软件中，通过下拉菜单选择采集，然后点击开始，启动数据采集。通过该软件记录各离子的时间序列数据。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. 实验结束与气袋清洁
<ol>
	<li>停止注入气相前体物和气溶胶种子颗粒。</li>
	<li>连续数天以 40 L 的流量注入纯净空气&#8729;min⁻¹ 注入气袋中。打开所有紫外灯。将臭氧浓度设定为 600 ppb，温度设定为 40 &#176;C. 通过这种方式，维持数天的强氧化环境以清洗气袋。当腔室内颗粒物的数浓度低于0.2 cm-3时，即认为腔室已清洁，可用于下一次实验。</li>
</ol>

<ol><li>Hallquist, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+formation%2C+properties+and+impact+of+secondary+organic+aerosol%3A+current+and+emerging+issues%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">The formation, properties and impact of secondary organic aerosol: current and emerging issues.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 9, 5155-5236 (2009).</li>
<li>Fehsenfeld, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emissions+of+volatile+organic+compounds+from+vegetation+and+the+implications+for+atmospheric+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Global+Biogeochemical+Cycles%22%5BJournal%5D)">Emissions of volatile organic compounds from vegetation and the implications for atmospheric chemistry.</a> Global Biogeochemical Cycles. 6, 389-430 (1992).</li>
<li>Seinfeld, J. H., Pandis, S. N. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSeinfeld%2C+JH+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%3A+from+air+pollution+to+climate+change%22">Atmospheric Chemistry and Physics: from air pollution to climate change</a>. , John Wiley, Sons. (2006).</li>
<li>Zaveri, R. A., Easter, R. C., Shilling, J. E., Seinfeld, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+kinetic+partitioning+of+secondary+organic+aerosol+and+size+distribution+dynamics%3A+representing+effects+of+volatility%2C+phase+state%2C+and+particle-phase+reaction%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Modeling kinetic partitioning of secondary organic aerosol and size distribution dynamics: representing effects of volatility, phase state, and particle-phase reaction.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. , 5153-5181 (2014).</li>
<li>Shiraiwa, M., Berkemeier, T., Schilling-Fahnestock, K. A., Seinfeld, J. H., Pöschl, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+corridors+and+kinetic+regimes+in+the+multiphase+chemical+evolution+of+secondary+organic+aerosol%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Molecular corridors and kinetic regimes in the multiphase chemical evolution of secondary organic aerosol.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 14, 8323-8341 (2014).</li>
<li>Ziemann, P. J., Atkinson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics%2C+products%2C+and+mechanisms+of+secondary+organic+aerosol+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">Kinetics, products, and mechanisms of secondary organic aerosol formation.</a> Chemical Society Reviews. 41, 6582-6605 (2012).</li>
<li>Chen, Q., Liu, Y., Donahue, N. M., Shilling, J. E., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle-Phase+Chemistry+of+Secondary+Organic+Material%3A+Modeled+Compared+to+Measured+O%3AC+and+H%3AC+Elemental+Ratios+Provide+Constraints%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Particle-Phase Chemistry of Secondary Organic Material: Modeled Compared to Measured O:C and H:C Elemental Ratios Provide Constraints.</a> Environmental Science and Technology. 45, 4763-4770 (2011).</li>
<li>Liu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Viscous+States+Affect+the+Browning+of+Atmospheric+Organic+Particulate+Matter%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Central+Science%22%5BJournal%5D)">Highly Viscous States Affect the Browning of Atmospheric Organic Particulate Matter.</a> ACS Central Science. 4 (2), 207-215 (2018).</li>
<li>Jimenez, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+organic+aerosols+in+the+atmosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Evolution of organic aerosols in the atmosphere.</a> Science. 326, 1525-1529 (2009).</li>
<li>Goldstein, A. H., Galbally, I. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Known+and+unexplored+organic+constituents+in+the+earth%27s+atmosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Known and unexplored organic constituents in the earth's atmosphere.</a> Environmental Science and Technology. 41, 1514-1521 (2007).</li>
<li>Martin, S. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sources+and+properties+of+Amazonian+aerosol+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Review+of+Geophysics%22%5BJournal%5D)">Sources and properties of Amazonian aerosol particles.</a> Review of Geophysics. 48, RG2002(2010).</li>
<li>Zhang, H., Surratt, J. D., Lin, Y. H., Bapat, J., Kamens, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+relative+humidity+on+SOA+formation+from+isoprene%2FNO+photooxidation%3A+enhancement+of+2-methylglyceric+acid+and+its+corresponding+oligoesters+under+dry+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Effect of relative humidity on SOA formation from isoprene/NO photooxidation: enhancement of 2-methylglyceric acid and its corresponding oligoesters under dry conditions.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 11, 6411-6424 (2011).</li>
<li>Rohrer, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+the+photolytic+HONO-source+in+the+atmosphere+simulation+chamber+SAPHIR%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Characterisation of the photolytic HONO-source in the atmosphere simulation chamber SAPHIR.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 5, 2189-2201 (2005).</li>
<li>Cocker, D. R., Flagan, R. C., Seinfeld, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((State-of-the-art+chamber+facility+for+studying+atmospheric+aerosol+chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">State-of-the-art chamber facility for studying atmospheric aerosol chemistry.</a> Environmental Science and Technology. 35, 2594-2601 (2001).</li>
<li>Shilling, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loading-dependent+elemental+composition+of+%CE%B1-pinene+SOA+particles%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Loading-dependent elemental composition of α-pinene SOA particles.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 9, 771-782 (2009).</li>
<li>Presto, A. A., Huff Hartz, K. E., Donahue, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+organic+aerosol+production+from+terpene+ozonolysis.+1.+effect+of+UV+radiation%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Secondary organic aerosol production from terpene ozonolysis. 1. effect of UV radiation.</a> Environmental Science and Technology. 39, 7036-7045 (2005).</li>
<li>Epstein, S. A., Blair, S. L., Nizkorodov, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+photolysis+of+%CE%B1-pinene+ozonolysis+secondary+organic+aerosol%3A+effect+on+particle+mass+and+peroxide+content%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Direct photolysis of α-pinene ozonolysis secondary organic aerosol: effect on particle mass and peroxide content.</a> Environmental Science and Technology. 48, 11251-11258 (2014).</li>
<li>Boyd, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+organic+aerosol+formation+from+the+%CE%B2-pinene%2BNO3+system%3A+effect+of+humidity+and+peroxy+radical+fate%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Secondary organic aerosol formation from the β-pinene+NO3 system: effect of humidity and peroxy radical fate.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 15, 7497-7522 (2015).</li>
<li>Xu, L., Kollman, M. S., Song, C., Shilling, J. E., Ng, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+NOx+on+the+volatility+of+secondary+organic+aerosol+from+isoprene+photooxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Effects of NOx on the volatility of secondary organic aerosol from isoprene photooxidation.</a> Environmental Science and Technology. 48, 2253-2262 (2014).</li>
<li>Loza, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+vapor+wall+loss+in+laboratory+chambers%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Characterization of vapor wall loss in laboratory chambers.</a> Environmental Science and Technology. 44, 5074-5078 (2010).</li>
<li>Lin, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isoprene+epoxydiols+as+precursors+to+secondary+organic+aerosol+formation%3A+acid-catalyzed+reactive+uptake+studies+with+authentic+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Isoprene epoxydiols as precursors to secondary organic aerosol formation: acid-catalyzed reactive uptake studies with authentic compounds.</a> Environmental Science and Technology. 46, 250-258 (2012).</li>
<li>Martin, S. T., Kuwata, M., Smith, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+analytic+equation+for+the+volume+fraction+of+condensationally+grown+mixed+particles+and+applications+to+secondary+organic+material+produced+in+continuously+mixed+flow+reactors%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">An analytic equation for the volume fraction of condensationally grown mixed particles and applications to secondary organic material produced in continuously mixed flow reactors.</a> Aerosol Science and Technology. 48, 803-812 (2014).</li>
<li>Bateman, A. P., Bertram, A. K., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hygroscopic+Influence+on+the+Semisolid-to-Liquid+Transition+of+Secondary+Organic+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Hygroscopic Influence on the Semisolid-to-Liquid Transition of Secondary Organic Materials.</a> Journal of Physical Chemistry A. 119, 4386-4395 (2015).</li>
<li>Shilling, J. E., King, S. M., Mochida, M., Worsnop, D. R., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+spectral+evidence+that+small+changes+in+composition+caused+by+oxidative+aging+processes+alter+aerosol+CCN+properties%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Mass spectral evidence that small changes in composition caused by oxidative aging processes alter aerosol CCN properties.</a> The Journal of Physical Chemistry A. 111, 3358-3368 (2007).</li>
<li>Smith, M. L., Kuwata, M., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+Organic+Material+Produced+by+the+Dark+Ozonolysis+of+alpha-Pinene+Minimally+Affects+the+Deliquescence+and+Efflorescence+of+Ammonium+Sulfate%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Secondary Organic Material Produced by the Dark Ozonolysis of alpha-Pinene Minimally Affects the Deliquescence and Efflorescence of Ammonium Sulfate.</a> Aerosol Science and Technology. 45, 244-261 (2011).</li>
<li>King, S. M., Rosenoern, T., Shilling, J. E., Chen, Q., Martin, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+cloud+activation+potential+of+secondary+organic+aerosol+for+atmospheric+mass+loadings%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Increased cloud activation potential of secondary organic aerosol for atmospheric mass loadings.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 9, 2959-2971 (2009).</li>
<li>Shilling, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+mass+yield+in+secondary+organic+aerosol+formed+by+the+dark+ozonolysis+of+%CE%B1-pinene%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Particle mass yield in secondary organic aerosol formed by the dark ozonolysis of α-pinene.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 8, 2073-2088 (2008).</li>
<li>Nguyen, T. K. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+particle-phase+liquid+water+during+the+Southern+Oxidant+and+Aerosol+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Trends in particle-phase liquid water during the Southern Oxidant and Aerosol Study.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 14, 10911-10930 (2014).</li>
<li>Nah, T., McVay, R. C., Pierce, J. R., Seinfeld, J. H., Ng, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Constraining+uncertainties+in+particle-wall+deposition+correction+during+SOA+formation+in+chamber+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Constraining uncertainties in particle-wall deposition correction during SOA formation in chamber experiments.</a> Atmospheric Chemistry and Physics. 17, 2297-2310 (2017).</li>
<li>Reineking, A., Porstendörfer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurements+of+Particle+Loss+Functions+in+a+Differential+Mobility+Analyzer+%28TSI%2C+Model+3071%29+for+Different+Flow+Rates%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Measurements of Particle Loss Functions in a Differential Mobility Analyzer (TSI, Model 3071) for Different Flow Rates.</a> Aerosol Science and Technology. 5, 483-486 (1986).</li>
<li>Kroll, J. H., Seinfeld, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemistry+of+secondary+organic+aerosol%3A+Formation+and+evolution+of+low-volatility+organics+in+the+atmosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Atmospheric+Environment%22%5BJournal%5D)">Chemistry of secondary organic aerosol: Formation and evolution of low-volatility organics in the atmosphere.</a> Atmospheric Environment. 42, 3593-3624 (2008).</li>
<li>Surratt, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+intermediates+revealed+in+secondary+organic+aerosol+formation+from+isoprene%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+USA%22%5BJournal%5D)">Reactive intermediates revealed in secondary organic aerosol formation from isoprene.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 107, 6640-6645 (2010).</li>
<li>Surratt, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Acidity+on+Secondary+Organic+Aerosol+Formation+from+Isoprene%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Effect of Acidity on Secondary Organic Aerosol Formation from Isoprene.</a> Environmental Science and Technology. 41, 5363-5369 (2007).</li>
<li>Isaacman-VanWertz, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+evolution+of+atmospheric+organic+carbon+over+multiple+generations+of+oxidation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Chemical evolution of atmospheric organic carbon over multiple generations of oxidation.</a> Nature Chemistry. 10, 462-468 (2018).</li>
<li>Docherty, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trends+in+the+oxidation+and+relative+volatility+of+chamber-generated+secondary+organic+aerosol%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Trends in the oxidation and relative volatility of chamber-generated secondary organic aerosol.</a> Aerosol Science and Technology. , 1-13 (2018).</li>
<li>Wiedensohler, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobility+particle+size+spectrometers%3A+Calibration+procedures+and+measurement+uncertainties%5BTitle%5D)+AND+%22Aerosol+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Mobility particle size spectrometers: Calibration procedures and measurement uncertainties.</a> Aerosol Science and Technology. 52, 146-164 (2018).</li>
<li>Warneke, C., de Gouw, J. A., Kuster, W. C., Goldan, P. D., Fall, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Validation+of+Atmospheric+VOC+Measurements+by+Proton-Transfer-+Reaction+Mass+Spectrometry+Using+a+Gas-Chromatographic+Preseparation+Method%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Validation of Atmospheric VOC Measurements by Proton-Transfer- Reaction Mass Spectrometry Using a Gas-Chromatographic Preseparation Method.</a> Environmental Science and Technology. 37, 2494-2501 (2003).</li>
</ol>

作者声明不存在竞争性财务利益。

深入了解有机气溶胶的形成与演化过程日益重要，这促使人们迫切需要构建环境舱，在高度受控的条件下模拟这些过程。目前，大多数环境舱基于间歇式反应器模式19,31,32,33,34，而采用连续混合反应器模式的环境舱则非常少见15,35。将环境舱以连续流动反应器模式运行，可实现对气溶胶在接近环境浓度条件下的连续采样，持续数天甚至数周。需要注意的是，真实环境条件远比实验室中高度受控的设置复杂。例如，真实环境中的温度会发生波动，而环境舱内温度则保持恒定；舱内气体和颗粒物的反应时间受停留时间控制并受到限制，而实际大气中的反应时间可能长达数天。使用黑光灯而非自然太阳辐射，虽可生成羟基自由基（OH）并模拟环境中的化学反应，但黑光灯有时会导致OH自由基浓度高于真实环境水平，这可能影响有机分子的氧化状态，需谨慎评估。然而，通过在环境舱中仅调节一两个变量，同时控制其他所有变量，我们能够系统地研究这些化学/物理过程。
在运行连续混合反应室时，一个关键步骤是将反应室内部压力维持在最佳范围内。若反应室内压力过高，会导致气体和颗粒物从反应室泄漏；而压力过低则会将实验室空气和颗粒物吸入反应室，造成污染。实验过程中需使用压力计监测反应室压力，确保其始终处于安全范围（<5 Pa）内。环境反应室中另一个常见的问题是意外的有机颗粒自发成核现象。为避免此现象，需降低挥发性有机物（VOC）或氧化剂的注入速率，或提高种子颗粒的浓度。根据实验目的不同，臭氧、VOC 和种子颗粒的浓度可能相差一个数量级。以下方程可用于计算每种物质注入反应室的流速 finjection。
<img alt="静态平衡方程 \( f_{\text{injection}} = \frac{c_{\text{target}}}{c_{\text{initial}}} f_{\text{total}} \)，公式。" src="/files/ftp_upload/55685/55685eq1.jpg" style="opacity: 0.9; font-size: 14px;" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="方程 1"> (1)
其中 c目标 和 c初始 分别代表反应物在腔室内的最终目标浓度以及由源生成的反应物的初始浓度。符号 f总计 代表注入腔室的所有物种的总流量。
成功运行环境舱并获得结果的第三个关键步骤是在实验前对每台仪器进行校准。SMPS 系统可通过注入已知粒径的 PSL 颗粒进行校准36。NOx 和臭氧分析仪分别使用 5 ppm 的 NO 气体钢瓶经 N2 稀释，以及 10 ppm 的臭氧经 N2 稀释进行校准26。AMS 和 PTR-MS 的校准程序较为复杂，可参考仪器说明书或以往文献27,37。
上述环境舱装置不仅适用于研究有机气溶胶的生成与演化过程，还可用于为多种颗粒物施加有机涂层，以及通过仅注入气相前体物来研究气相反应。这些多样的应用方向使环境舱在空气质量、气候变化和人类健康等相关研究领域中具有高度灵活性。

大气有机颗粒物（PM）由生物圈和人为活动排放的挥发性有机化合物（VOCs）氧化生成1,2。尽管这些气溶胶颗粒对气候、人类健康和能见度具有重要影响3，但其生成机制在定性和定量方面仍未能被充分理解与表征。实验室研究必然存在范围和时间上的局限，其中一个挑战是模拟气体相和颗粒相物种在大气中的演化过程。停留时间必须足够长，以确保气相和颗粒相中的化合物能够像在真实环境大气中一样发生氧化和多相反应4,5,6,7,8。另一个挑战是在实验室中将浓度控制在足够低的水平，以真实反映环境大气条件9,10,11。许多重要过程与浓度相关。例如，实验中有机颗粒物质量浓度过高可能导致半挥发性物质从气相向颗粒相的分配发生错误偏移，从而使气相和颗粒相的组成无法代表真实大气状况。哈佛环境舱的设计正是为了应对这些挑战，主要采用连续流动构型并在无限延长时间尺度下运行，从而实现低浓度条件和足够长的信号检测积分时间。该环境舱于2018年迎来了持续科学发现十二周年的里程碑纪念。
环境舱根据光源、气流混合系统、尺寸以及同时运行的舱体数量而有所不同。有些环境舱设置在室外，利用自然阳光12,13&#160;，也有一些为室内环境舱，使用人工光源14,15,16,17,18,19,20,21。室外环境舱可建造得相对较大，从而最大限度地减少由器壁效应引入的实验偏差，但其挑战包括因云层变化导致的光照强度波动以及温度的不稳定性。尽管室内环境舱能够精确控制温度和相对湿度，但人工光源的强度和光谱通常与自然阳光存在差异，这可能影响某些光化学反应过程14。环境舱还可作为间歇式反应器或完全混合流动反应器（CMFR）运行22。间歇式反应器通常更易于操作和维护，而CMFR可根据需要连续运行数周，以实现信号积分，从而在低浓度、接近大气实际水平的条件下开展研究。
本文详细描述了哈佛环境舱（Harvard Environmental Chamber, HEC）7,23,24,25 的硬件构成与运行原理。HEC 由一个容积为 4.7 m3 的全氟烷氧基（PFA）特氟龙袋组成，该特氟龙袋置于一个恒温舱（2.5 × 2.5 × 2.75 m3）内26。恒温舱内壁覆盖有反光铝箔，以实现对特氟龙袋的多路径照射，从而提高光化学反应速率。HEC 以连续搅拌釜反应器（CMFR）模式运行，总流量为 21 sLpm，对应平均停留时间为 3.4 h27。温度、湿度和臭氧浓度均通过反馈控制系统维持稳定。采用硫酸铵颗粒作为种子颗粒，以模拟有机组分在环境大气中向无机颗粒上的冷凝过程。无机硫酸盐颗粒的众径选择为 100–200 nm，以模拟实地观测中测得的颗粒物粒径28。本文的操作规程部分将描述具体操作步骤，并配有图示说明，随后简要讨论 HEC 的应用及研究结果。

<table><tbody><tr><td>(-)-&amp;alpha;-蒎烯&amp;nbsp;</td><td>西格玛-奥德里奇</td><td>305715</td><td></td></tr><tr><td>2-丁醇&amp;nbsp;</td><td>西格玛-奥德里奇</td><td>294810</td><td></td></tr><tr><td>5.00 mL 注射器&amp;nbsp;</td><td>哈密尔顿</td><td>201300</td><td></td></tr><tr><td>气溶胶粒子质量分析仪</td><td>加诺麦克斯</td><td>3600</td><td></td></tr><tr><td>冷凝式粒子计数器</td><td>TSI</td><td>3022</td><td></td></tr><tr><td>差分迁移率分析仪</td><td>TSI</td><td>3081</td><td></td></tr><tr><td>加热套</td><td>科尔-帕尔默</td><td>WU-36225-10</td><td></td></tr><tr><td>质量流量控制器</td><td>MKS</td><td>M100B</td><td></td></tr><tr><td>Nafion 管</td><td>Perma Pure</td><td>MD-700-24F-1</td><td></td></tr><tr><td>纳米气溶胶采样器</td><td>TSI</td><td>3089</td><td></td></tr><tr><td>臭氧发生器</td><td>Jelight</td><td>600</td><td></td></tr><tr><td>臭氧监测仪</td><td>Ecosensors</td><td>UV-100</td><td></td></tr><tr><td>压力传感器</td><td>欧米茄</td><td>PX409</td><td></td></tr><tr><td>相对湿度传感器</td><td>罗特隆</td><td>60587161</td><td></td></tr><tr><td>圆底三颈烧瓶</td><td>Aceglass</td><td>6944-04</td><td></td></tr><tr><td>扫描电子显微镜</td><td>蔡司</td><td>N/A</td><td>Ultra plus FESEM</td></tr><tr><td>扫描迁移率粒径谱仪</td><td>TSI</td><td>3071A+3772</td><td>静电分类器型号为 3071A，冷凝粒子计数器型号为 3772</td></tr><tr><td>硅基底</td><td>University Wafer</td><td>1707</td><td></td></tr><tr><td>注射器针头</td><td>哈密尔顿</td><td>90025</td><td>25 G，2 英寸</td></tr><tr><td>注射泵</td><td>Chemyx</td><td>Fusion Touch 200</td><td></td></tr><tr><td>温度传感器</td><td>国家仪器</td><td>USB-TC01</td><td></td></tr><tr><td>水循环器</td><td>Brinkmann</td><td>RC6</td><td></td></tr></tbody></table>

哈佛环境舱中有机颗粒物的生成与测量

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in the Harvard Environmental Chamber

大气有机颗粒物（PM）的生成与演化过程尚未被充分理解，这限制了对大气化学和气候的准确模拟。由于其复杂的生成机制和反应路径，该研究领域面临诸多挑战。为解决这些问题，需要一个环境反应舱，能够为二次有机物前体提供足够的停留时间以及接近环境浓度的条件。哈佛环境反应舱（HEC）正是为满足这一需求而设计，用于模拟挥发性有机化合物（VOCs）生成气相和颗粒相物种的过程。HEC 的体积为 4.7 m3，在典型运行条件下平均停留时间为 3.4 小时。它以完全混合流反应器（CMFR）模式运行，可实现持续数天的稳态操作，便于样品采集与数据分析。本文详细描述了其操作流程。多种仪器被用于表征所生成的气体和颗粒物。采用高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪（HR-ToF-AMS）对颗粒物进行表征，使用质子转移反应质谱仪（PTR-MS）进行气相分析。本文还展示了若干应用实例，以说明该环境反应舱在研究有机大气颗粒物的理化性质及反应机制等广泛领域中的用途。

一次实验中由HR-ToF-AMS记录的有机物质量浓度时间序列示例显示于 图6实验条件为490 ppb的异戊二烯，在开启紫外灯以产生OH自由基作为氧化剂的情况下进行。实验开始后，有机颗粒物的质量浓度持续上升，约4小时后达到稳态。同时利用PTR-TOF-MS对气相有机化合物的演化过程进行了研究。 图7 显示了 C 的时间序列4H6O+ 在相同实验条件下，信号强度主要来自异戊二烯氧化的主要产物（例如甲基乙烯基酮、甲基丙烯醛以及多种有机过氧氢化物）。光照开始后，C4H6O+ 信号强度增加，并持续上升，直至50分钟后达到稳态。
这些图示展示了HEC中二次有机物随时间的演变过程。注入、反应并达到稳态后，AMS数据显示颗粒物由有机化合物组成，且有机组分的浓度随时间增加。PTR-MS数据表明，母体前体物从气相中消失，反应启动后出现第一代产物物种。对在线和离线测量数据的分析通常集中在稳态阶段。由于采用带有关键腔室参数反馈控制的CMFR运行模式，气相和颗粒相物种的浓度可无限期保持稳定，因此有机会开展需要数天才能完成的实验。总之，HEC用于模拟大气化学过程，从而检验和深化对空气污染、颗粒物的气候影响以及气溶胶健康效应等重要议题的假设与理解。
<img alt="气溶胶反应室示意图；聚四氟乙烯袋装置；挥发性有机物混合；SMPS、AMS、PTR-MS 分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图 1"> 
图 1．哈佛环境舱（HEC）的示意图流程图。 线条表示气溶胶流动路径。左侧面板显示用于监测反应条件的仪器。右侧面板列出用于表征颗粒相和气相物种的仪器。该图改编自 King et al.26 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig1large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="显示实验中气体流量和浓度设置的注射系统控制界面示意图。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图 2"> 
图 2．用于监测温度、臭氧、相对湿度和压力等多种参数的自研程序的图形用户界面。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig2large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="SMPS 数据分析设置；用于粒径分布和DMA设置的软件界面。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig3.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 3"> 
图3。使用SMPS记录粒径数量分布所用软件的图形用户界面。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig3large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="质谱数据分析；柱状图/折线图显示化学成分和信号强度。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig4.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图 4"> 
图 4．用于操作气溶胶质谱仪的软件图形用户界面。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig4large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="光谱软件界面、光发射数据图、光谱分析设置。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig5.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图 5"> 
图 5。用于控制质子转移反应质谱仪（PTR-MS）的软件图形用户界面 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig5large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
<img alt="有机物质量浓度随时间变化图，数据显示在12小时实验中上升至稳态。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig6v2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Figure 6"> 
图6．通过气溶胶质谱仪表征的有机颗粒物（PM）的典型测量结果。 红线代表有机离子的总信号强度。所示数据对应于异戊二烯注入并开始紫外光照后不久的情况。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig6large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="色谱结果图，显示实验中 C₄H₆O⁺ 离子随时间的浓度变化。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55685/55685fig7v2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="图7"> 
图7。异戊二烯光氧化反应主要产物 C4H6O+ 离子的信号强度示例，通过质子转移反应质谱法进行检测。信号强度在光照开始后8分钟上升，并于50分钟时达到稳态。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/55685/55685fig7large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本</a>。

本文介绍了哈佛环境舱（HEC）及其相关仪器的操作流程，用于测量气体和颗粒物种类。该环境舱用于生成和研究由有机前体物产生的二次有机物，尤其与大气中的有机颗粒物相关。

大气有机颗粒物（PM）的生成与演化过程尚未被充分理解，因此难以对大气……进行准确模拟

本项目的主要目标是在环境舱中生成有机颗粒物，并表征其化学与物理性质。哈佛环境舱的建立旨在研究在接近环境条件下的有机颗粒物形成过程以及气相组分的反应。今年是该环境舱运行的第十周年。该反应室的独特之处在于其以完全混合流反应器的方式运行，可实现持续数天的稳态操作。为确保稳态运行，反应室采用反馈系统来控制关键参数并保持其稳定。由于气相和颗粒相物种的浓度可长期保持稳定，因此我们能够开展多种需要数天时间才能完成的在线和离线测量。哈佛环境舱由三个部分组成。第一部分是发生源区域及挥发性有机化合物发生系统，第二部分是环境舱本身，第三部分是用于分析该系统的仪器。在哈佛环境舱的反应中使用种子颗粒是一种关键技术，可实现颗粒相有机物的稳定生成。我们特别选择无机盐作为种子颗粒，在反应过程中这些颗粒将被有机物包覆。后续对有机物进行数据分析时，由于选择了无机盐作为种子颗粒，可最大限度地减少种子颗粒带来的干扰。我们在实验室中使用的一种仪器是高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪，简称 AMS。该仪器由 Aerodyne Research 公司研制，目前广泛应用于实验室和外场研究，包括飞机搭载的测量任务。AMS 可实时测量非难熔性颗粒物的化学组成，也可在特定模式下通过测量颗粒物的飞行时间来获取其粒径信息。因此，通过结合质谱提供的粒径信息和化学成分信息，我们可以获得所测离子的质子化离子质量分布。关键的测量环境参数包括臭氧、NO 和 NO₂、相对湿度、温度，以及气袋与腔室之间的差压。通过反馈系统设定环境腔的物理参数。将差压设定为4帕斯卡或30毫托。开启臭氧发生器，使干燥空气通过紫外灯以产生臭氧气流，设定流速为0.1标准升/分钟。将袋子的相对湿度设定至指定值。将环境室的温度设定为25 ± 0.1摄氏度。将仪器的进样口连接至环境室。单击“开始”按钮启动自行开发的软件。检查自行开发软件上显示的实时数据，该软件集成了反馈控制功能。打开所有仪器，并等待其完全预热。将硫酸铵溶解于100毫升容量玻璃器皿中的高纯度水中，制备硫酸铵溶液。使用雾化器以每分钟3标准升的流速产生硫酸铵颗粒。使气溶胶气流通过扩散干燥器，将相对湿度降至10%。再使气溶胶气流通过双极性充电器和差分迁移率分析仪，利用电迁移率对颗粒进行粒径筛选，制备准单分散分布的颗粒。使用注射器吸取 1 毫升异戊二烯溶液。在最终吸取前，先用该溶液冲洗注射器三次。将注射器放入进样器中。将针尖穿过橡胶密封塞插入圆底烧瓶中。使用加热带将烧瓶预热至90 ± 1 °C。开启注射器进样装置，并将其设定至适当数值。通过控制注射器注入速率，调节不同实验中前体物的气相浓度。对于长时间实验，可根据需要更换注射器。引入每分钟两标准升的净化空气流，以使注入圆底烧瓶中的异戊二烯蒸发并被带出。气流足够大，使得注射器尖端的静置液滴被蒸发，而不会滴入烧瓶中。异戊二烯与紫外光结合可生成二次有机气溶胶。启动气溶胶测量软件，通过点击“创建新文件”来建立一个新文件。各参数设置如图所示。通过点击“确定”按钮，记录颗粒物从滤袋排出时的数量直径分布。使用高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪测量气溶胶流量。通过点击面板左下方的“采集”按钮，启动数据采集软件。在实验过程中，记录有机颗粒物的高分辨率质谱图。同时获得总有机物质量浓度。打开袋子内聚四氟乙烯（PTFE）特氟龙管的采样阀。采集的气流将导入质子转移反应飞行时间质谱仪。本视频展示了质子转移反应飞行时间质谱仪离子源的参数设置。通过软件顶部菜单栏中的“Acquisition”下拉菜单，点击“Start”以开始数据采集。利用该软件记录每种离子的时间序列。停止气相前体和气溶胶种子颗粒的注入。连续数天，以每分钟40升的流速向袋中注入纯净空气。打开所有紫外灯。将臭氧浓度设定为600十亿分之一，并将温度设定为40摄氏度。通过这种方式，可维持数天的强氧化环境以清洗气袋。气溶胶质谱仪获取的数据被记录并处理。实验条件为490 PPB的异戊二烯，并开启紫外灯以产生羟基自由基作为氧化剂。实验初期，二次有机物的质量浓度逐渐增加，约四小时后达到稳态。该图表明，环境舱能够利用气态前体物生成SOM。可使用PTR-TOF-MS研究舱内气相有机化合物的演化过程。一项关于异戊二烯光氧化的示例实验中，持续向反应室通入约16 PPB的异戊二烯。图中显示了由PTR-TOF-MS检测到的异戊二烯主要氧化产物之一C4H6O+离子的时间序列。实验开始时，反应室内无紫外光照射。大约八分钟时，打开紫外灯，C4H8O+离子信号呈现出明显的上升趋势。约50分钟后，反应达到稳态。实验室反应舱研究在气溶胶科学领域，乃至更广泛的地球大气科学中具有重要意义，因为它们能够以受控的方式模拟和研究大气中发生的复杂化学与物理过程。腔室研究极大地促进了我们对二次有机气溶胶（例如SOA）形成与演化的理解，而SOA在全球范围内是颗粒物的主要组成部分。因此，来自这些腔室研究、针对SOA相关问题的数据已被用于指导化学机制的建立，同时也被用于模型中SOA形成与演化的参数化方案。

production-measurement-organic-particulate-matter-harvard

Research

科研

JoVE Journal

Environment

环境

哈佛环境室内有机颗粒物的生产与测定

本方案描述了一种利用微孔板读数仪测量并分类土壤磷的高通量酶解法，可将土壤磷分为单酯磷、二酯磷和无机磷。在标准实验室中，可同时测定多达96个样品。...

环境样品中有机磷的高通量测定与分类

本文展示了基于静态箱法测量土壤系统温室气体通量的方法。通过相对较低的基础设施投入，可在多个处理组/地点以及从数小时到数年的不同时间尺度上获取测量数据。...

使用静态箱法测定农业土壤温室气体通量

氨气排放主要来自农业源，通过导致富营养化、土壤酸化和细颗粒物形成，对环境构成重大威胁。该方法可在重复的田间试验中测量氨的损失，从而对排放量以及作物生长发育与排放之间的关系进行统计分析。...

校准的被动采样——结合动态管法与被动采样器的多地块田间氨（NH3）排放测量

本文介绍了一种实验方案，用于研究产品在摩擦和环境风化作用下颗粒物的气溶胶化过程。文中展示了以气溶胶形式释放的工程纳米材料的排放结果，并详细描述了特定的实验装置。...

研究产品在磨损和环境风化条件下颗粒气溶胶化的实验方案

本方案描述了染色体畸变的定量与表征技术 体外 在经大气颗粒物处理后的 RAW264.7...

利用环境颗粒物诱导染色体畸变的分析方法 体外 系统

本文介绍了流动管式反应器的操作流程及相关数据采集方法。展示了实验设置、数据记录以及生成粒径分布和颗粒物质量信息的方案，这些信息可提供有关有机气溶胶化学和物理特性的有用数据。...

流动管反应器中有机颗粒物的生成与测量

本实验方案的总体目标是利用静态密闭箱法测定稻田的温室气体排放。由于稻田中存在持续的水层，且箱体内含有植物，因此测量系统需要进行特定调整。...

利用保持植株在顶空环境中的静态密闭箱法评估稻田甲烷和氧化亚氮通量

了解环境颗粒物的生物组成对于研究其对人类健康和疾病传播的重要影响具有重要意义。本文采用三种生物气溶胶采样方法及对空气微生物的生物学分析，以更深入地探究不同环境条件下空气微生物群落的特征。...

不同环境条件下生物气溶胶的组成与分布分析

本文介绍了一种用于评估实际驾驶条件下亚23 nm颗粒物汽车排放的便携式排放测量系统——DownToTen...

使用便携式DownToTen采样系统测量低于23纳米的实际驾驶颗粒物数量排放

我们详细阐述了在印度实地开展的一项大型随机对照试验中，空气和生物样本采集过程所采用的一致且高质量的操作流程。通过对适用于农村地区暴露评估的创新技术应用进行监督所获得的经验，有助于改进野外数据采集实践，获得更可靠的研究结果。...

可视化印度家庭空气污染干预网络试验中暴露与生物标志物评估的现场数据收集流程

本文介绍了一种构建和测试简单且高效低成本粒子探测器的实验方案。...

低成本粒子探测器的增材制造技术实现

了解哈佛环境室内有机颗粒物的生产与测定方法，使用高分辨率气溶胶质谱仪实时分析二次有机气溶胶的化学组成。该技术为大气化学研究提供稳定可靠的实验平台。

哈佛环境舱中有机颗粒物的生成与测量

探索更多视频