乌鲁木齐市采暖期大气PM10及PM2.5中Cd的形态分析

2009年12月14日—28日采集了新疆农业大学校园PM10和PM2.5样品,分析了重金属Cd的形态和风险指数。该采样点在冬季采暖期间PM10及PM2.5污染非常严重,PM10和PM2.5中Cd的含量分别为3.642和1.964ng.m-3,均以残渣态为主,但PM2.5中Cd的生物有效性高于PM10中Cd的生物有效性。PM10中Cd的致癌风险为6.56×10-6,而PM2.5中Cd的致癌风险为3.46×10-6,均处于可接受的风险水平。     

ICP-MS用于北京市PM2.5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.     

太原市城区大气PM2.5中元素污染特征及其来源解析

为了解2017年-2018年非采暖季、采暖季PM_2.5污染较轻时期和采暖季PM_2.5污染较重时期太原市城区大气PM_2.5及其附着的15种金属及类金属元素（铝、砷、钙、镉、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、镍、铅、钒和锌）的分布特征及主要来源,在太原市城区的尖草坪区解放北路、迎泽区新建南路和双塔寺街三个监测点使用中流量颗粒物采样器连续采集6 d且每天不少于20 h的大气PM_2.5滤膜样品。PM_2.5滤膜样品用微波消解法进行前处理后,使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测其中15种金属及类金属元素的含量。通过描述性统计方法分析和比较三个监测点大气PM_2.5及其附着的15种金属及类金属元素日均浓度在时间和空间上分布的差异,进一步采用富集因子法和主成分分析法分析其聚集特征和主要来源。结果发现各采样点大气PM_2.5及其附着的15种金属及类金属元素的日均浓度在整体上呈现的趋势为：采暖季污染较重时期＞采暖季污染较轻时期＞非采暖季;各监测期大气中PM_2.5及其附着的大多数金属及类金属元素的日均浓度在3个监测点间无显著性差异（p＜0.01）;PM_2.5上附着的15种金属及类金属元素的主要来源在非采暖季是土壤扬尘、建筑扬尘和冶金工业,其贡献率分别为32.03%,30.52%和18.26%,在采暖期污染较轻时,主要来源是建筑、土壤和冶金工业的混合源、建筑和生物质燃烧混合源以及土壤,其贡献率分别为37.98%,37.05%和16.55%,在采暖期污染较重时,主要来源是建筑和生物质燃烧混合源,建筑、土壤和冶金工业的混合源以及土壤,其贡献率分别为40.62%,35.52%和13.96%。与往年的相关研究结果相比,虽然近年来太原市对PM_2.5的污染源如冶金工业、机动车和燃煤等的污染物排放控制有所成效,但还应进一步加强对生物质燃烧、土壤扬尘、建筑扬尘和冶金工业污染源的管控措施。     

珍稀濒危植物桫椤中无机组成元素的研究

建立测定珍稀濒危植物桫椤中无机组成元素含量的分析方法。通过闭密微波消解对桫椤样品进行处理,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定其中的Na,Mg,Al,P,K,Ca等6个常量元素,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了其中的V,Cr,Mn,Fe,Ni,Cu,Zn,Cd,Hg,Pb等10个微量元素。优化并确定了仪器的最佳工作条件,通过在样品溶液中添加低浓度盐酸确保了待测元素Hg在样品溶液中的稳定性,采用多谱拟合(MSF)技术消除了ICP-OES测定过程中的光谱干扰,采用动态反应池(DRC)技术校正了ICP-MS测定过程中的质谱干扰。在选定的工作条件下,各元素标准曲线线性关系良好,方法的检出限在1.87ng·L~(-1)~12.31μg·L~(-1)之间。采用本法对标准物质NIST SRM1457(桃叶)进行测定,分析结果与标准物质所提供的参考值基本一致。两种桫椤样品的分析结果显示,桫椤叶中元素Na,Mg,K,Ca,Al,P的含量较高,而元素K的含量最高,表明桫椤对元素K具有很强的富集能力。元素V,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn含量较低,桫椤叶中重金属元素Ni,Cd,Hg,Pb的含量极低,表明桫椤的野外生态环境良好。该方法具有操作简单、分析速度快、准确性和精密度好等特点,可为珍稀濒危植物桫椤中无机组成元素含量的检测提供科学依据。     

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,...     

ICP-MS测定肿节风中12种元素

采用微波消解处理中药样品,电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)分析中药肿节中风中铁铁、锌、钙、镁、铜、锰、硒、钼、钴、镍和铬等12种元素的含量,其中铁、锌、钙、镁、锰含量高,硒含量低于检测限,其他元素含量较低,肿节风中元素的分布特点可能与肿节风消炎、清热、解毒和舒盘活血等作用关,为现代用药了提供参考数据.     

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。     

蓖麻油中无机元素的质谱分析

建立了乙醇稀释-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定蓖麻油中多个无机微量元素的分析方法。蓖麻油样品用乙醇稀释,使用ICP-MS法直接测定。在等离子体氩气流中加入少量氧气,使高浓度有机溶液进入等离子体中完全燃烧,防止了高碳在质谱锥口和离子透镜上的冷凝沉积,采用八极杆碰撞/反应池(ORS)消除了质谱干扰,多元素(Sc,Ge,Rh,Ir)内标溶液的使用消除了基体效应,维持了各元素分析信号的稳定,通过向待测溶液中加入Au标准溶液,使元素Hg形成金汞齐消除了记忆效应。20个待测元素的线性相关系数≥0.999 5,检出限在0.06～20.1 ng·L-1之间,回收率为90.4%～110.2%,相对标准偏差(RSD)≤4.8%。通过对不同来源蓖麻油样品进行分析,结果显示,三个样品中元素的含量存在较大差异。方法能快速、简便、准确测定蓖麻油中的多个无机元素。     

水飞蓟中无机元素的含量分布及溶出性质的研究

用电感耦合等离子体光谱和电感耦合等离子质谱法测定了水飞蓟果实、加工过程中的水飞蓟油渣及提取物(水飞蓟素)中多种无机元素的含量,结果表明绝大多数元素的含量从油渣-果实-提取物逐渐降低。在此基础上,研究了水飞蓟果实中无机元素的溶出率与浸泡次数的关系,发现大部分元素以可溶态存在,浸泡前4次其总的溶出率远远高于后3次。同时用国家一级标准物质茶叶(GBW07605),验证了方法的准确性和可靠性。     

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。     

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.     

淡水和海水养殖珍珠的微量元素特征

珍珠中的微量元素有其特征规律及作用。前人很早就关注到淡水珍珠和海水珍珠微量元素特征的差异,但限于测试技术及分析方法,测出的微量元素种类相当有限,并且对测试结果也缺乏深入分析。电感耦合等离子体质谱议(ICP-MS)具有检测能力高, 速度快,可同时测试多种痕量及超痕量元素。采用ICP-MS对淡水和海水养殖珍珠的微量元素进行测定,并通过数据处理方法分析, 对比。结果表明：(1) 珍珠中含量较高的微量元素种类(Sr, Zn, Ni, Ba, Mn, Cr, Cu, Pb, Ti, Co, Ce, Zr, La, Rb)大致相同,但淡水养殖珍珠的微量元素总量明显少于海水养殖珍珠;(2) 淡水养殖珍珠的微量元素含量较为规律,具有较为固定的含量序列,即Sr>Mn>Ba>Ni>Cr>Pb;而海水养殖珍珠的微量元素含量差异较大,除了各样品都最富集Sr元素外,没有明显的含量顺序;(3) 珍珠中某些微量元素之间存在显著相关性。结论对养殖珍珠的环境指示, 养殖技术, 鉴定,以及综合开发利用具有一定的指导意义。     

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。     

ICP-OES/ICP-MS测定葵花子中28种无机元素

建立了葵花子中微量元素组成的分析方法。采用HNO₃+H₂O₂混合酸为消解体系经微波消解葵花子样品,电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定葵花子中Al,B,Ca,Fe,K,Mg,Na,Si,P和S,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定葵花子As,Ba,Cd,Co,Cr,Cu,Li,Mn,Mo,Ni,Pb,Rb,Sr,Sn,Sb,Ti,V和Zn。采用国家一级标准物质大米(GBW10045)验证了方法的准确性,结果表明,标准物质的测定结果与参考值基本一致,葵花子中Ca,K,Mg,P,S的含量较高。该方法具有良好的准确性和精密度。