ICP-MS和ICP-AES用于北京雾霾天气PM_(2.5)来源解析研究

研究北京市冬季雾霾天气可吸入细颗粒物(PM2.5)中化学组成及来源。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析2013年1—2月北京某城区采集获得的PM2.5样品,通过测试其中40种元素的总量分析了PM2.5元素污染特征,并辅以绝对主因子分析法对雾霾天气PM2.5的污染来源进行解析。研究观察期间,Li,Mn,Pb,S等23元素体积浓度近似正态分布,参考我国环境空气质量标准,As含量几何均值超过参考限值的2倍,部分PM2.5样品Pb的24h浓度均值超过参考年均限值。从各元素含量所占颗粒物的质量分数来看,Fe,Zn,Pb,Ti等含量超过0.1%,是PM2.5中的主要重金属离子,Mn,Cu,As,Se等含量超过颗粒物质量分数0.01%,是PM2.5中的重要的无机金属污染物,这些金属成分来源及健康影响值得重视。本研究应用ICP-MS和ICP-AES测试结果进行PM2.5来源解析,因子分析法选定了6个主要污染源类型,分别为"工业粉尘与人为活动污染源"、"生物质燃烧和建筑尘污染源"、"土壤及风沙扬尘源"、"化石燃料污染源"、"电子废弃物污染源"和"区域性迁移污染源",其方差贡献率分别为40.3%,27.0%,9.1%,4.9%,4.8%和4.6%。ICP-MS和ICP-AES用于PM2.5中多元素准确、快速分析及获得多组分有效监测数据具有明显优势,可用于PM2.5污染来源解析。本研究为相关部门在制定减排控污和人群健康影响的预防控制政策时,解析相应污染成分的来源,并采取针对性措施加以管理和控制提供了科学依据,提示应重视雾霾污染源区域性迁移效应。     

电感耦合等离子体质谱法研究烟花爆竹PM2.5中重金属的污染特征及生态健康风险

燃放烟花爆竹造成大气中PM_2.5浓度急剧上升,从而引起空气严重污染。全球大多数国家在重要时刻均有燃放烟花爆竹的习惯。但是,迄今为止烟花爆竹产生的PM_2.5中重金属的污染特征及生态健康风险研究仍不多见。利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)结合地累积指数、潜在生态危害指数和健康风险模型等方法评价了北京烟花爆竹PM_2.5中重金属的污染程度、潜在生态危害和健康风险。样品首先使用纯化硝酸溶液在120℃下消解2 h;然后用超纯水稀释定容;最后使用ICP-MS进行测试。ICP-MS测试的元素包括As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, V和Zn。测试时样品中加入Rh作为内标元素,控制仪器信号漂移和信号衰减。研究结果表明：烟花燃放期烟花爆竹产生的PM_2.5浓度为(93±117)μg·m^-3,超过国家标准二级浓度限值;燃放烟花爆竹对Cu, Cr, Ba, Pb, Zn和As等6种重金属的浓度影响更为显著,它们的浓度分别是研究背景值的17.8, 16.6,...     

北京市城区细粒子中铂族元素的污染特征和季节变化分析

选取北京市城区的东直门和健德门站为采样点,选取2014年夏季,秋季,冬季为采样时间,研究北京市城区大气细粒子(PM2.5)中铂族元素(PGEs)的污染特征和季节变化。采用微波消解-电感耦合等离子体质谱仪法(ICP-MS)对Pd,Pt和Rh进行浓度的定量分析。研究结果表明,北京城区PM2.5中Pd,Pt和Rh的平均浓度分别为:134.3,8.478,8.443pg·m-3。PGEs的质量浓度在不同季节差别较大,Rh和Pd的季节变化特征一致,均为冬季秋季夏季,而Pt的季节变化特征则为秋季夏季冬季。富集因子分析间接表明装有三元催化转化器的机动车尾气是铂族元素污染的来源。相比于世界其他城市,北京市的Pd和Rh在可吸入颗粒物中的平均浓度是比较高的,而Pt则低于多数城市且比指导值低很多,暂时不会对人体造成影响;然而可以预测随着北京汽车工业的快速发展,细粒子中PGEs的含量会持续增加。     

土壤重金属沿山地森林海拔梯度的分布特征

采用电感耦合等离子体发射光谱法与石墨炉原子吸收光谱法,研究了14种重金属(Fe,Al,Ti,Cu,Cr,Mn,V,Zn,Ni,Co,Pb,Se,Cd,As)沿山地森林海拔梯度的分布特征.结果表明海拔梯度对14种重金属中的6种重金属浓度(Fe,A1,Ti,V,Pb与As)有显著的影响,对其他八种重金属浓度(Cu,Cr,M...     

ICP-MS用于北京市PM_(2.5)中铅及其同位素的形态分析

对2005年9月至2006年5月所采集的24份北京市PM2.5样品进行序列连续提取,分别得到水溶态、脂溶态和不溶态3个分量的铅;在最佳仪器工作条件下,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定上述各分量中铅的浓度及同位素比值.采用GBW09133考察铅浓度测定的准确度,并用SRM 981标准铅试剂校正质量歧视效应和仪器漂移.结果表明,采用ICP-MS分析大气PM2.5中不同形态铅浓度及同位素比值的测定数据准确可靠.北京市大气PM2.5样品中水溶态、脂溶态和不溶态3个分量铅的平均百分含量分别为20.69%,0.32%和78.99%;相应的铅同位素比值206Pb/207Pb的均值分别为1.1526,1.1374和1.2193;其中水溶态和不溶态铅的同位素比值具有统计学差异(P＜0.01).同位素比值的比对结果提示,北京市成人血铅可能源于北京市大气PM2.5中水溶态铅而非不溶态铅,故大气细颗粒物中水溶态铅对人体健康的威胁更值得注意.     

农村水塘底泥重金属来源及潜在生态风险评价

对安徽泗县农村水塘底泥中7种重金属元素Cr、Mn、Cu、Zn、As、Pb和Fe的含量进行了实验测定及来源分析,并利用潜在生态危害指数法对底泥重金属污染的潜在生态风险进行了评价.结果表明:Mn、Cu、Zn和As的平均含量均超出安徽省土壤背景值,而Cr、Pb和Fe的平均含量则低于背景值;Cr、Fe和Pb主要来源于自然成土因素,As和Mn主要来自板材加工等企业的污染排放以及含As养殖饲料的使用,而Cu和Zn主要来自于交通源;底泥重金属污染属于中等潜在生态危害水平,其中As、Cu的潜在生态风险最高.     

ICP-MS检测青海省海西州地区羊板粪中的重金属元素含量

实验了电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)测定羊板粪中的重金属元素Cr、As、Hg、Cd、Pb,优化了仪器的测定条件。方法检出限分别为:Cr 0.39、As 0.12、Hg 0.24、Cd 0.090、Pb 0.49ng/mL,方法精密度RSD:4.9%—14.3%,加标回收率92.0%—110.0%。方法适用于类似有机物样品中重金属元素的检测。     

ICP-MS在土壤元素污染评价中的应用

以云浮黄铁矿矿石作原料的某硫酸厂堆渣场土壤剖面为研究对象, 应用ICP-MS同时测定了污染元素和部分参考元素的含量,快速找出各元素的相关性,用富集因子评价了土壤的污染状态,并指出了污染元素的背景选择问题。结果表明：V已呈显著及高度污染,Co呈中度污染,并有显著污染的倾向,Cr, Mo和Cd在轻度和中度污染之间,Zn和Sb呈轻度污染,并有中度污染的潜在危险,Cu呈轻度污染。富集的高位点V和Cr在土壤剖面的上部(4.0～10. 5 cm)和深部(44.0～75. 5 cm),Co和Mo集中在土壤剖面表面(0～5.0 cm)、中上部(9.5～10.5 cm)和中部(29.5～46.0 cm),Cd和Cu集中在土壤剖面中部(29.5～46.0 cm)。高富集点的污染来自于以花岗岩为母质的亚热带强风化红壤的残余金属离子的淋溶淀积和堆渣场废渣中释放的金属元素在土壤中的迁移累积相互叠加的结果。其中V污染主要为土壤母质贡献,其次是硫酸生产过程失活催化剂挥发引入废渣的V淋溶淀积。     

电感耦合等离子体质谱法研究乌梁素海上覆水-沉积物-植物-鱼体系中重金属的分布和评价

重金属污染已经成为全球性问题,由于其毒性、持久性和在食物链中的生物富集特点,对水生环境构成严重威胁。本研究选取乌梁素海为研究区域,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定、分析了该湖泊中上覆水、沉积物、龙须眼子菜、芦苇和四种鱼类样品中重金属的含量,以探究其空间分布、富集特征、风险评估和可能的来源。结果表明：(1) Cr,Ni,Cu,Mn,Pb和Zn的平均含量大小顺序为：沉积物>龙须眼子菜（沉水植物）>芦苇（挺水植物）>鱼类>上覆水;但是上覆水中As的浓度高于芦苇和鱼类。芦苇中Cd的含量几乎是普通植物的50倍,且鱼类中Cd的含量是中国允许标准阈值的3.3倍。因此,推测Cd可能通过食物链生物累积对鱼类和人类的健康造成潜在危害。(2) 在沉积物中,As和Cd属于中度严重的富集程度。龙须眼子菜具有较高的生物富集因子(BCF)和较低的生物-沉积物积累因子(BASF),表明该物种更有可能从上覆水中积累重金属,并可以作为超积累植物去除乌梁素海的重金属。(3) 沉积物中的Er_i和R_I值表明,Cd具有相当高的生态风险,可能对周围环境产生高风险。由于湖泊的入口、出口处及西北部重金属污染程度较高,因此应被当作金属污染监测和管理的优先区域。(4) 重金属源解析结果表明,Zn和Cd是来自采矿和工业废水,而As与农业的面源污染有关。本研究结果可为改善水环境质量、减少重金属污染对乌梁素海和黄河水质管理带来的风险提供重要信息。     

便携式X射线荧光光谱仪快速监测重金属土壤环境质量

便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)作为一种新型快速测试手段具有突出的应用前景,但也存在检测范围和检测限的局限,为此本文研究PXRF仪器在快速监测土壤环境质量中Cr,Ni,Cu,Zn,Pb,Cd,As和Hg等8种重金属元素的适用性,筛选仪器可检测元素,评价检测结果准确度。具体方法是使用仪器测试重金属污染土壤样品,测试结果与电感耦合等离子体质谱分析方法(ICP-MS)测试值进行对比,评判检测结果精密度,建立PXRF仪器测试值与ICP-MS仪器测试值的线性回归关系。结果表明：(1)在监测重金属土壤环境质量时,PXRF仪器可用于检测土壤中Pb,Zn,Cr和Cu含量,但不适于检测Ni,Cd,As和Hg含量。(2)Pb和Zn测试值稍低于ICP-MS测试值,Cu偏高,而Cr过高;PXRF仪器测试值需要参照标准分析方法进行线性校正。研究结论为：便携式X射线荧光光谱仪适用于Pb,Zn,Cr和Cu等4种重金属的土壤环境质量监测,是一种简单快速、准确可靠的低成本土壤重金属分析手段。该研究的创新之处是合理规避PXRF仪器的缺点,将仪器应用于土壤环境质量监测,提高了测试结果应用价值。     

Radionuclides in deposition in the Ignalina NPP region in 2005

Results of radionuclide activity concentration measurements in deposition and ground-level air conducted at the station of the Institute of Physics situated 3.5 km from the Ignalina Nuclear Power Plant (Ignalina NPP) in 2005 are analyzed. Atmospheric depositional fluxes of ⁷Be, ⁶⁰Co and ¹³⁷Cs are estimated. Radionuclide particle deposition rates are calculated. The Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) model of the global dispersion and deposition is used to explain variations in the ¹³⁷Cs activity concentration in the ground-level air in the Ignalina NPP region in 2005. An increase in the ¹³⁷Cs activity concentration of up to 17.4 μBq m⁻³ on 30 October-5 November is studied. Modelling results show that the Chernobyl NPP Unit 4 Sarcophagus and the radiocaesium resuspension from the Chernobyl NPP accident polluted regions are sources of ¹³⁷Cs to the environment of the Ignalina NPP. Results on solubility in water of aerosols — carriers of ¹³⁷Cs — are discussed.     

Scale-free phenomenon in industries in China

In this paper, we investigate the data of industries in China and find that the frequency distributions of fixed assets and fixed-assets’ investment of industries obey power laws. We show that these power-law modes can be explained by the rules of the Simon Model, rather than the existing investment theories such as the classical investment theory or acceleration principle. Moreover, the mechanism of the investment distribution may be similar to the forest-fire model of self-organizing criticality. By introducing the complex system methods, this research changes the traditional opinion of the investment and gains some meaningful understanding in the dynamics of industries and the economic cycle.     

Absorption in the final state in reactions and decays in the medium

The role of strong absorption of particles in intermediate and final states has been considered. The range of applicability of phenomenological models of absorption has been studied. This model is nonuniversal. Its applicability depends on the type of interaction Hamiltonian and matrix element used. We also demonstrate that the violation of the unitarity condition can produce a qualitative error in the results. The absorption (decay) in the final state does not tend to suppress the total process probability as well as the probability of the channel corresponding to absorption. This is true for the reactions, decays and nˉ conversion in the medium.     

国内CIDEP研究进展

化学诱导动态电子极化（CIDEP）是检测瞬态顺磁粒子并表征其特征的强有力的手段,对于研究光化学和光物理瞬态过程的微观机理和规律有重要意义. 本文较为详细地总结了4种常见的CIDEP机理,讨论了各种极化谱及相应的极化条件;简要介绍了国内研究小组在CIDEP理论以及在均相溶液和微复相体系中光化学过程的CIDEP研究成果.      

On phase-coherence in rescattering in multiphoton ionization and in higher-order harmonic generation

Summary  The recently discovered plateau and rings in high-order multiphoton ionization apparently have their origin in rescattering. Similarly, rescattering is involved in higher-order harmonic generation. Using a simple one-dimensional model, it is shown that the phase-coherence in this rescattering process is of considerable importance. The authors of this paper have agreed to not receive the proofs for correction. This work has been supported by the East-West Program of the Austrian Academy of Sciences and by the Austrian Ministry of Science and Transportation under project no. 45.372/2-IV/6/97. One of us (JZK) acknowledges the support of the Polish Committee of Scientific Research (grant KBN 2 P03B 007 13).     

Synergism in electron gas in crossed fields

An electron gas in crossed electric and magnetic fields of arbitrary strength is considered in the framework of nonequilibrium statistical mechanics. It is known that more than one independent frequency existing in a system, which are of comparable magnitude, can generate coherent synergic radiation. In the present system three independent frequencies exist: viz the synchrotron frequency due to the magnetic field, the hopping frequency due to the electric field, and the plasma frequency. It is shown that all these can combine to generate a new synergic coherent radiation. The results also show the possibility of interpreting the quantum nature of Hall conductance as due to density function alone. Besides these, the solution admits the Schubnikov-de Haas oscillation of the electrical conductivity due to change in the fields.     

集成电路微互连结构中的热迁移

高工作电流在集成电路微互连结构中产生大量焦耳热,引起局部区域的温升、形成高温度梯度,金属原子沿着温度梯度反向运动发生热迁移.热迁移是集成电路微互连失效的主要原因之一.阐述了热迁移原理、失效模式及原子迁移方程.综述和分析了在单纯温度场、电场和温度场耦合等不同载荷条件下金属引线和合金焊料的热迁移研究.归纳并提出了集成电路微互连结构热迁移研究亟待解决的问题. 关键词： 集成电路 微互连 热迁移     

室内声学中散射研究进展

近20年,界面散射研究在声场预测、定量测量和产品研发等方面取得了重要进展,加深了我 们对散射及其作用的认识。人们可以定量地评估、设计和优化散射产品,用更加丰富的手法进行室内 音质设计。     

Frequency-doubling in self-induced waveguides in lithium niobate

Efficient frequency-doubling is experimentally demonstrated in presence of beam self-trapping in congruent lithium niobate crystal. The self-trapping is induced by the generated second harmonic beam via photorefractive effect under an external applied field. The local space charge field distribution, formed by the second harmonic beam, is shown to efficiently trap both wavelengths. The dynamics of self-focusing is studied along with the power evolution of the second harmonic beam. Fast tuning of phase matching conditions in the written waveguide is realized by an externally applied voltage also used for the photorefractive confinement.