北京市城区冬季雾霾天气PM2.5中元素特征研究

为了解北京市某城区2013年冬季雾霾天气细颗粒物(PM2.5)中元素浓度水平及污染特征,连续采集2013年1月—2月北京市某城区大气PM2.5,采用滤膜称重法检测PM2.5浓度,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析PM2.5中36种元素总量并采用富集因子法分析元素污染特征。结果表明:与正常天气相比,雾霾天气发生时PM2.5和其中的27种元素浓度均升高,其中As,Cr,Pb,Ti和V等重金属是PM2.5中的主要无机污染物。元素富集特征表明,雾霾天气PM2.5中的金属元素可被分为三组,其中As,Cr,Cu及Pb的富集因子高于10,属于高度富集级别;Sb和Sn等元素富集因子介于1～10,属于中度富集级别;Ti和V富集因子接近于1,属于轻微富集级别。ICP-MS用于大气PM2.5中多元素分析具有良好的精密度和准确性,可满足同时检测PM2.5主、痕量金属元素的要求。雾霾天气发生时,As,Cr和Pb等重金属元素的增加主要与人类活动如汽车尾气、化石燃料排放引起空气污染所致;该研究为开展雾霾天气PM2.5中元素特征研究提供了准确、简便的方法,可以为相关部门采取有效的措施减轻污染,保护人群健康提供科学依据。     

ICP-MS在水库水源地重金属污染健康风险评价中的应用

对辽河流域水库饮用水源地水样中重金属元素(Cr, As, Cd, Cu, Zn和Pb)浓度进行了调查研究,并采用美国环保署推荐的健康风险评价模型对水库中重金属污染做了初步的健康风险评价。结果表明,辽河流域5个水库中6种重金属元素Cr,Cu,Zn,As,Cd和Pb的平均浓度分别为3.36, 1.03, 2.70, 1.23, 0.02, 0.03 μg·L-1,均未超过国家生活饮用水卫生标准(GB 5749—2006)。健康风险评价结果表明,研究区域的金属致癌风险较高,致癌重金属的健康风险大小依次为Cr>As>Cd。其中,水库中Cr元素致癌风险最高,成人和儿童分别为4.50×10-5~7.53×10-5和6.29×10-5~1.05×10-4 a-1。非致癌重金属引起的健康风险值为10-13~10-10 a-1,均在国际辐射防护委员会(ICRP)所规定的可接受范围内,健康风险大小为Cu>Zn>Pb。重金属总健康风险成人为1.07×10-4~1.72×10-4 a-1,儿童为1.49×10-4~2.40×10-4 a-1,均超过ICRP推荐的5×10-5 a-1。辽河流域饮用水源地致癌重金属的风险明显高于非致癌重金属。     

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,...     

基于太赫兹光谱-统计分析的大气PM2.5监测研究

应用太赫兹技术对大气中动力学直径小于2.5 μm(PM_2.5)的细颗粒物进行了定量研究。PM_2.5质量和太赫兹吸光度之间存在线性关系,相关系数为0.86。应用主成分分析的方法,可证明随着PM_2.5质量的增加,与吸收系数存在相似的趋势。为了提高预测精度,采用偏最小二乘,支持向量机和反向传播人工神经网络对PM_2.5进行定量研究。与单一的线性模型相比,统计模型具有较大的预测相关性和较小的误差。对于神经网络模型,训练集与预测集的相关系数和均方根误差分别达到0.999和0.016 mg,0.912和0.207 mg。因此,THz技术和统计学方法的结合可提供较高精度的预测,作为一种监测PM_2.5的有效手段。     

边界层低空急流激光雷达观测及其对PM2.5的影响

大气边界层低空急流是一种重要的边界层物理过程,与污染传输、航空安全、风能开发利用等存在密切联系。相干多普勒测风激光雷达自2020年9月21日至2021年5月8日布设于辽宁葫芦岛市开展风场观测实验,使用激光雷达垂直风场观测资料对该区域大气边界层低空急流展开观测研究,并结合ERA5再分析资料与环境监测站PM2.5质量浓度数据分析。研究时段内,低空急流出现频率为0.11,平均急流风速为13.2 m·s^-1,急流风向主要集中在东北向与西南向,急流高度主要在500 m以下,在200～300 m频率最高;低空急流风向在冬季与春季存在明显差异,冬季主要集中在东北向,春季主要集中在西南向。分析表明,该区域边界层低空急流的风向主要受到大尺度天气环流背景以及海岸线走势的影响;在沿海区域,海陆热力性质差异引起的温度梯度会根据不同背景风场为急流形成提供有利或不利条件,进而影响不同风向情况下的急流发生频率。夜间边界层低空急流通过增强近地层大气垂直扩散能力,加速PM_2.5质量浓度的降低或削弱其增长速度。     

利用PM10和PM2．5反演大气能见度

为了研究PM10和PM2.5与能见度的关系,提出了利用PM10和PM2.5来计算能见度的方法。该方法利用PM10和PM2.5与粒子谱分布的关系对能见度进行了计算。采用2004年8月在北京的测量数据对其进行了验证,证明了该方法是可行的。     

南方某县乡镇饮用水中挥发性有机物的检测及风险评价

在南方某癌症高发县5个乡镇10个村进行布点取样,采集深层地下水与浅层地下水共计20个水样。采用吹扫捕集与气相色谱-质谱联用方法测定水样中13种挥发性有机物(VOCs),检出二氯甲烷、三氯甲烷、苯和四氯化碳4种VOCs,其浓度分别为0.36—13.52、0.41—18.71、0.57—11.75μg/L和1.56—214.62μg/L。1个水样中苯和16个水样中四氯化碳超过GB 5749-2006规定的限值。采用优化的USEPA风险评价模型,对VOCs进行人体健康风险评价,其非致癌风险指数0.0073—0.7100,致癌风险水平1.98×10-6—1.99×10-4,全部水样的致癌风险水平超过10-6水质监控值,1个水样的致癌风险水平超过10-4的可接受水平。四氯化碳对非致癌风险指数和致癌风险水平贡献最大。     

胶体MnO2溶液-甲醛-C2O42-化学发光的新体系

研究发现,在酸性溶液中,当甲醛存在时,胶体二氧化锰溶液和C2O24-能够发生化学发光反应,产生强的化学发光,据此采用流动注射分析技术,建立了一种利用胶体二氧化锰-甲醛-C2O24-化学发光体系测定草酸的化学发光分析方法。该方法的检出限为8×10-8g/mL C2O42-;相对标准偏差为0.97%(8.8×10-6g/mL C2O24-,n=11);线性范围是4.4×10-7—8.8×10-5g/mL C2O42-。该方法所用的仪器设备简单,操作快捷方便,选择性好,可用于菠菜等蔬菜中C2O24-含量的测定。     

改性的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-PbZrO3陶瓷及其在超声实时显像线阵的应用

Ph(Mg_(1/3)Nb_(2/3)_(0.380)Ti_(0.360)Zr_(0.260)O_3中的Pb为6％mol的Ba所置换的晶片,比置换量为5％mol的Ba,有更优良的压电性和均匀性,其K_t=0.503,K_p=0.658,N_t=2050KC·mm,tgδ=2.5×10~(-3),ρ=7.8g/cm~3,ε_(33)~T/ε_0=3188,用3％molBa和3％molSr复合置换Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_0.380Ti_(0.360)Zr_(0.260)O_3的Pb时仍保持纯Ba置换的良好均匀性和压电性,其K_t=0.504,K_p=0.660,N_t=2060KC·mm,thδ=2.5×10~(-3),ρ=7.8g/cm~3,ε_(33)~T/ε_0=3356.它们良好的压电性和均匀性合乎制作超声实时显像线阵晶片的要求.在线阵晶片中重现这些优良性能的工艺条件是现实的,因而得到实际应用.     

希夫碱配合物M3L3(NO3)6(H3O)2的合成与光谱性质

以4-氨基-1,2,4-三氮唑与对二甲氨基苯甲醛为原料, 在冰醋酸催化下合成了配体4-氨基-1,2,4-三氮唑缩对二甲氨基苯甲醛（L）。 然后利用L与过渡金属硝酸盐［M(NO3)2·xH2O(M=Cu,　Co,　Zn,　Cd; x=3～6)］在无水乙醇中反应, 制得固态配合物M3L6(NO3)6(H2O)2。 通过元素分析、 红外光谱、 紫外光谱、 荧光光谱等手段对合成的配体及配合物进行了表征。 实验结果表明, 该物质是一种多晶粉末状的发光材料,　在紫外光的激发下,　在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在416 nm处,　为蓝色荧光, 色纯度高,　荧光量子效率高, 而配合物M3L6(NO3)6(H2O)2的荧光发射峰则红移至445 nm左右, 同时荧光强度显著增强。　M3L6(NO3)6(H2O)2中与M(Ⅱ)发生配位作用的基团是配体中三氮唑环上的氮原子。     

Field evaluation of an electrostatic PM10 mass monitor used for continuous ambient particulate air pollution measurements

The aim of this paper is to evaluate field values based on electrostatic charge technique of a PM10 mass monitor used for continuous measuring of ambient particulate air pollution. The PM10 mass monitor included electrostatic PM10 mass monitor (EPMM) and wireless monitor systems. In this study, the performance of the EPMM was simultaneously evaluated with a commercially available tapered element oscillating microbalance (TEOM) for measurements at ambient condition. The data of the sensor was connected to the internet through a GSM connection to a public cellular network. The monitoring data of ambient PM was collected and compared for both EPMM and TEOM by measuring at Chiang Mai City Hall during May 1st – 31st, 2015. The two different instruments showed good results that were highly correlated. The comparison between the EPMM and TEOM data values resulted in R² of 0.8352 and 0.9697, and a slope of 0.8401 and 0.9087 for 1-h and 24-h, respectively. In addition, it was found that the relative humidity played an important role in PM10 mass concentration and its electrical properties of the EPMM. Particularly the EPMM proved its advantages in measuring and detecting PM10 particulate air pollution for mass concentrations in the range from 0 to 500 μg/m³.     

在单细胞水平上基于拉曼光谱和原子力显微镜研究不同地区PM2.5的毒理效应

PM2.5作为一种重要的空气污染物，研究不同地区PM2.5对人体细胞的损伤异同具有重要意义。本实验以人肺癌细胞为研究对象，分别经过3个不同地区PM2.5日均量暴露2 h，采用拉曼光谱仪和原子力显微镜对活性单细胞的光谱、形貌和生物力学指标进行检测，通过酶联免疫反应检测细胞产生的发炎因子浓度。统计分析表明：PM2.5暴露后细胞拉曼峰1 002.97，1 127.29，1 172.83和1 338.1 cm-1强度变大；细胞伪足收缩或残缺，细胞核区变高；苏州地区PM2.5暴露后细胞黏滞功变小，弹性能变大；细胞产生发炎响应。发现经不同地区PM2.5暴露后，单细胞光学和力学信息发生了各异的改变，因此单细胞水平上研究不同地区PM2.5的毒理效应，为空气污染治理、肺部疾病防控提供数据支撑。     

波长色散X射线荧光光谱法快速测定大气PM_(2.5)中Cu和Zn的含量

介绍采用波长色散X射线荧光光谱法测定大气PM_(2.5)中Cu和Zn含量的分析方法。采用聚四氟乙烯滤膜来制备标准样品和进行大气颗粒物采样;对大气颗粒物样品的装样杯结构进行了讨论,采用6.7μm的Polypropylene膜配合改进样杯来封装大气颗粒物样品,应用改进后的样杯对大气颗粒物中Cu和Zn进行测定,可明显降低背景,改善峰背比,降低检出限;讨论了大气PM_(2.5)中目标元素Cu和Zn的测量条件,其分析线都采用Kα线,分光晶体选用PX10,采用间距300μm的准直器,ZnKα线探测选用闪烁计数器,CuKα线的探测利用流气式正比计数器和封闭式正比计数器串联使用,工作电压、电流采用50kV和50mA。应用制备的Cu和Zn标准样品建立工作曲线,实验结果表明,其线性相关性较好,准确度较高,Cu和Zn的相对标准偏差分别为2.43%和2.00%(n=8),检出限分别为0.028和0.021μg·cm~(-2),且分析大气颗粒物单个样品时间为60s。综上所述,该方法能够实现PM_(2.5)中Cu和Zn含量的快速、准确分析,为研究PM_(2.5)中的元素含量特征及来源解析提供科学依据。     

PM2.5大气污染对自由空间量子通信性能的影响

近年来, PM2.5大气污染日益严重, 不仅影响空气质量与大气能见度, 而且还会对自由空间量子光信号的传输造成影响. 然而, 有关PM2.5与自由空间量子通信信道参数关系的研究, 迄今尚未展开. 本文根据PM2.5粒度谱分布函数及其化学成分的消光份额, 提出了PM2.5指数、大气湿度与自由空间量子信道衰减的关系; 针对幅值阻尼信道和退极化信道, 分别建立了PM2.5污染程度与信道容量、信道平均保真度、信道误码率的定量关系. 仿真结果表明, 当大气湿度为30%, PM2.5指数分别为50和300时, 自由空间量子通信信道容量、信道平均保真度、信道误码率分别依次为0.83和0.21, 0.91和0.56, 0.0048和0.0192. 由此可见, PM2.5污染程度对自由空间量子通信性能有显著的影响. 因此, 为了提高自由空间量子通信的可靠性, 应根据PM2.5大气污染状况, 自适应调整系统的各项参数.     

保偏光纤精确定位方法的研究

本文简要回顾了现有的保偏光纤方位角定位方法,在实用性较强的POL法基础上,提出了POLM方法.用熊猫光纤实测表明它可提高定位精度到1°以内,并显著增强测量稳定性与调整容差,从而显示出极强的实用性.     

卟啉配合物-巯基棉体系分光光度法测定中药中铅、镉、铜

研究了卟啉与铅、镉、铜的反应及配合物的电子吸收光谱。结合巯基棉分离富集方法 ,将此金属卟啉配合物体系成功地应用于中药中微量铅、镉、铜的测定。方法简便 ,测定体系抗干扰的效果好 ,灵敏度高。实际样品测定的RSD在 3 3%～ 9 6 %之间。样品加标回收率在 90 %～ 1 0 3%之间。     

基于改进神经网络算法的PM2.5污染信号分析检测

当前为了保证污染信号分析的精度,在对PM2.5污染进行检测的过程中,需处理的数据量过大,导致经典神经网络方法遇到矛盾数据时,需要花费大量的数据校验时间,收敛速度下降,检测效率大幅降低,提出一种基于改进神经网络算法的PM2.5污染检测方法,在分析标准神经网络算法的基础上,允许信号跳变精确度范围内,在层与层之间引入容错性变量,同时在计算阈值的过程中融入松弛变量,提高收敛速度;避免神经网络陷入局部最优解。采用改进神经网络算法,通过不断调整网络的权值以及污染阈值,对PM2.5污染信号进行高效检测。以飞利浦公司的新一代检测系统为测试器材,测试结果表明,采用所提方法得到的PM2.5污染检测效率明显提高。     

Identification of aerosol particle sources in semi‐rural area of Kwabenya,near Accra,Ghana, by EDXRF techniques

Small aerosol particles have for a long time been known to be harmful to humans, and are today regarded to cause a larger number of deaths than traffic accidents globally. Energy dispersive x‐ray fluorescence (EDXRF) is a well known method that has been used for identification of toxic as well as non‐toxic elements in the particles. The combination of elements will together with other information help to identify the sources and predict the effects of particles on environment and human health. The present work was conducted in Kwabenya, a suburb of the capital Accra of Ghana, which is frequently exposed to Harmattan dust from the Sahara–Sahel region. In total 171 filters each of PM2.5 and PM(2.5–10) were collected during 1 year. Levels of elements, black carbon (BC) and mass, were determined for both particle sizes. Principal component analysis (PCA) was performed on the datasets from Harmattan and non‐Harmattan periods. The daily average of PM10 was very high, 179 µg m^?3 and the BC contents were 4 µg m^?3. The presence of crustal elements was large in PM(2.5–10) as well as in PM2.5, and had a more than tenfold increase in PM(2.5–10) during the Harmattan period. Major characteristic elements for different sources were identified from correlation coefficients and regression analysis of the data. Sahara sand aerosol was the major source in both study periods, but influence from biomass burning, sea‐spray and metal industries was also observed. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

PM2.5和PM10排放的一维炉煤燃烧实验研究

我国煤烟污染十分严重。燃煤排放的PM10和PM2.5表面富集了大量的有毒痕量元素,进入大气后,对环境的危害极大。本文在一维炉中对不同煤种分别在650℃,850℃,950℃下燃烧PM的排放进行实验研究,发现PM10和PM2.5的排放量随温度升高有增加的趋势;随煤种含S量的增加,其排放量也增加;随着煤灰分的增加,PM10和PM2.5的排放量也有增大的趋势,煤中矿物质的种类和形态对其排放有明显的控制作用。