《大氣顆粒物粒徑分群統計和源解析的偏振光學方法研究》是依託清華大學，由曾楠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大氣顆粒物粒徑分群統計和源解析的偏振光學方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：曾楠
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大氣環境污染問題已成為影響社會經濟可持續發展的制約因素，大氣顆粒物的粒徑分析尤其是源解析技術，對污染防治決策的針對性有著重要的科學意義。僅基於光散射的顆粒物分析方法難以為顆粒物的多樣性特徵提供清晰解釋，而偏振光與顆粒物相互作用時偏振態的矢量變化特徵不僅能提供充分的附加信息，且對顆粒物特殊形態、內部結構、折射率和光吸收效應有著靈敏的反映。本課題將多角度散射測量裝置結合電控液晶起偏技術和本實驗室自主研發的雙折射自聚焦透鏡成像同步檢偏技術，對多組分大氣顆粒物的偏振散射過程進行探測，建立單角度退偏度指標對顆粒物粒徑的分群統計，探索多角度退偏度、旋偏角、橢偏率綜合偏振表征參數對顆粒物形態、包層、折射率、光吸收綜合屬性的表征規律，並建立和完善描述大氣顆粒物組成和狀態的偏振光學散射模型，實現以上偏振光學技術和模擬體系在大氣顆粒物樣本檢測評估中的套用。
結題摘要
本基金項目針對大氣顆粒物的粒徑分析以及來源解析套用背景，在已有的大氣顆粒物光散射測量技術基礎上，引入顆粒物散射信號的偏振矢量變化同步測量與分析，據此提升顆粒物粒徑和其他物理屬性的識別能力，並初步探索基於偏振光散射的顆粒物線上監測和來源解析可行性。本項目執行過程中，實現了多角度光散射以及同步偏振態分析的實測裝置，尤其是完善和最佳化了單角度下四通道偏振矢量同步分析探頭的實用性和穩定性；結合偏振對顆粒物粒徑屬性下的測量結果進行了標定和驗證；對複雜形態和多樣化成分的顆粒物樣本進行了理論和實測對照研究，尤其是發展了高各向異性和強吸收類型顆粒物的特異性光學線上提取機制。項目發展了新的顆粒物粒徑/形態/成分/結構四個物理屬性複合模型下的偏振散射理論計算平台，為單顆粒物多維偏振指標的分析和數據處理提供了仿真依據；項目對四種典型的污染源排放物進行了初步的實測探索，對其偏振光散射指標體系的規律和相應的分類數據算法進行了分析；項目同時發展了多種大氣顆粒物仿真樣本的製備和混合發生配套裝置。總的來說，項目的以上進展從理論計算平台，外場實測裝備、數據指標體系三部分為項目後續偏振光散射大氣顆粒物線上監測體系的進一步科學研究奠定了基礎。
