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1 绪论1

1.1 室内可吸入颗粒物研究意义1

1.2 室内可吸入颗粒物的研究现状2

1.2.1 室内可吸入颗粒物物理化学特征的研究2

1.2.2 室内大气颗粒物的来源分析6

1.2.3 室内大气颗粒物的健康效应研究7

1.2.4 可吸入颗粒物的单颗粒表征方法9

1.3 室内可吸入颗粒物研究中存在的问题10

2 室内PM10及PM2.5的污染水平12

2.1 研究工作概况13

2.1.1 研究区概况13

2.1.2 采样设备的选择15

2.1.3 采样滤膜的选择16

2.2 北京市居室室内颗粒物污染水平17

2.2.1 北京市市区和郊区室内PM10的污染特征17

2.2.2 室内PM10质量浓度变化原因探讨22

2.3 校园公共场所室内PM10的污染水平30

2.3.1 校园公共场所室内PM10和PM25质量浓度的季节性变化32

2.3.2 校园室内昼夜PM10和PM2.5质量浓度的对比38

2.3.3 校园室内PM10的质量浓度与气象条件之间的关系40

2.4 小结及建议45

2.4.1 小结45

2.4.2 控制室内PM10污染的建议45

3 居室及公共场所室内PM10的微观形貌及来源分析47

3.1 扫描电镜工作原理及在大气颗粒物研究中的应用47

3.1.1 扫描电镜及X射线能谱仪的结构与原理47

3.1.2 扫描电镜在大气颗粒物研究中的应用50

3.2 居室室内及公共场所室内PM10的微观形貌50

3.2.1 样品制备50

3.2.2 居室室内及公共场所室内PM10的主要单颗粒类型52

3.3 北京市不同地区、不同时间居室室内／外PM10的显微形貌对比63

3.3.1 郊区吸烟和无吸烟室内／外PM10的显微形貌对比63

3.3.2 市区吸烟和无吸烟室内／外PM10的显微形貌对比64

3.3.3 同一家庭厨房、客厅的PM10的显微形貌对比65

3.3.4 不同燃料燃烧产生的PM10的微观形貌对比66

3.4 校园公共场所室内PM10微观形貌的时空变化及来源分析66

3.4.1 图书馆室内PM10微观形貌的季节变化及来源分析67

3.4.2 餐厅室内PM10微观形貌的季节变化及来源分析68

3.4.3 白天和晚上室内PM10微观形貌类型及变化规律70

3.5 PM10中典型单颗粒的微区成分分析71

3.5.1 实验设备的选择与样品的制备71

3.5.2 烟尘集合体的微区成分72

3.5.3 球形颗粒的微区成分73

3.5.4 矿物颗粒的微区成分73

3.5.5 生物质颗粒的微区成分75

3.5.6 不可识别的颗粒的微区成分75

3.6 小结75

4 居室及校园公共场所室内PM10的粒度分布特征77

4.1 大气颗粒物粒度分布分析78

4.1.1 样品信息78

4.1.2 大气颗粒物图像分析基本步骤79

4.2 不同燃料燃烧排放室内PM10的粒度分布特征81

4.2.1 燃柴、燃煤、燃气排放室内PM10的数量-粒度分布81

4.2.2 燃柴、燃煤、燃气排放室内PM10的体积-粒度分布83

4.3 居室室内PM10的粒度分布85

4.3.1 市区居室室内／外冬季和夏季PM10的数量-粒度分布85

4.3.2 市区居室室内／外冬季和夏季PM10的体积-粒度分布89

4.3.3 郊区居室室内／外PM10的数量-粒度和体积-粒度分布90

4.3.4 市区和郊区居室室内／外PM10的数量-粒度及体积-粒度分布对比93

4.4 校园公共场所室内PM10的粒度分布特征94

4.4.1 冬季校园公共场所室内PM10的粒度分布94

4.4.2 春季校园公共场所室内PM10的粒度分布97

4.4.3 夏季校园公共场所室内PM10的粒度分布99

4.4.4 秋季校园公共场所室内PM10的粒度分布100

4.4.5 不同季节校园公共场所室内PM10的粒度分布比较102

4.4.6 昼夜校园公共场所室内PM10的粒度分布比较102

4.5 小结104

5 居室及公共场所室内PM10中化学元素组成特征105

5.1 化学成分分析原理106

5.1.1 质子激发X荧光分析原理及应用106

5.1.2 ICP-MS的原理与仪器设备107

5.2 制样和分析108

5.2.1 PIXE分析样品处理108

5.2.2 ICP-MS分析样品处理109

5.2.3 富集因子法分析颗粒物来源112

5.2.4 因子分析（Factor Analysis）在大气环境中的应用112

5.3 北京市居室室内PM10的化学元素组成分析114

5.3.1 不同燃料源排放颗粒物的化学元素组成及富集因子分析114

5.3.2 市区吸烟和非吸烟室内PM10的化学元素分析116

5.3.3 郊区吸烟和非吸烟室内PM10的化学元素分析118

5.3.4 室内和室外PM10的化学元素对比分析120

5.3.5 PM10和PM2.5中化学元素特征分析121

5.3.6 居室室内PM10化学元素的因子分析122

5.4 校园公共场所室内PM10中微量元素分析123

5.4.1 校园公共场所室内PM10中微量元素来源分析123

5.4.2 图书馆和餐厅室内冬季和春季PM10的富集因子分析125

5.4.3 图书馆和餐厅室内微量元素的因子分析127

5.5 小结129

6 居室及公共场所室内PM10的基于DNA氧化性损伤评价的毒理学研究130

6.1 大气颗粒物毒理学的质粒DNA评价130

6.1.1 质粒DNA评价方法原理130

6.1.2 质粒DNA评价实验131

6.1.3 质粒DNA评价实验中的常见问题133

6.2 居室室内PM10对质粒DNA的氧化性损伤能力研究141

6.2.1 不同类型的PM10对质粒DNA氧化性损伤能力研究141

6.2.2 居室室内PM10致DNA损伤的原因分析145

6.3 校园公共场所室内PM10对质粒DNA的氧化性损伤能力研究151

6.3.1 不同季节校园公共场所室内PM10的氧化性损伤能力比较152

6.3.2 白天和晚上校园公共场所室内PM10的氧化性损伤能力比较158

6.3.3 校园公共场所室内PM10和PM2.5的氧化性损伤能力比较159

6.3.4 校园公共场所室内PM10的氧化性损伤能力来源分析160

6.3.5 校园公共场所室内PM10氧化性损伤能力大小与其质量浓度的相关性分析178

6.4 小结178

7 颗粒物物理特征的分形表征及其应用180

7.1 分形理论概述180

7.1.1 分形理论的基本概念181

7.1.2 分形的定量表示182

7.2 分形几何在环境科学中的应用182

7.2.1 生态学方面182

7.2.2 混凝过程183

7.2.3 大气环境183

7.3 分形理论在颗粒物研究中的应用及进展183

7.3.1 大气颗粒物凝聚状态的分形研究183

7.3.2 大气颗粒物形貌的分形研究188

7.3.3 大气颗粒物粒径分布的分形研究191

7.4 大气颗粒物粒径分布分形维数分析194

7.4.1 大气颗粒物粒径分布分形维数分析步骤194

7.4.2 大气颗粒物粒径分布分形维数结果分析196

7.4.3 室内颗粒物粒径分布分形维数与颗粒物化学元素组成关系分析197

7.4.4 室内颗粒物粒径分布分形维数与颗粒物氧化性损伤能力关系分析201

7.5 小结202

参考文献204