大气CO2、CH4、CO高精度观测混合标气配制方法

高精度、高准确度的大气CO2、CH4、CO浓度观测需使用以干洁大气为底气的标气.标气中水汽含量及CO2的δ13C对基于光学原理的观测系统有不可忽视的影响.本研究利用自组装的混合标气配制系统,以环境大气为底气,并通过添加高浓度气体或利用吸附剂吸附,调节目标物种浓度.CO2和CO吸附效率分别达99.7%和99.8%,标气水汽含量小于3.7×10-6(物质的量分数,下同),可配制不同浓度范围的CO2、CH4、CO混合标气.在青海瓦里关全球大气本底站配制环境大气浓度范围的标气,CO2、CH4、CO实际配制浓度同目标浓度的偏差小于10×10-6、30×10-9、30×10-9,CO2中δ13C同实际大气接近.本方法配制的标气已应用于我国本底站大气CO2、CH4、CO高精度观测,符合世界气象组织/全球大气观测(WMO/GAW)质量要求.     

新型CO2和CH4混合标气标校流程及方法

基于光腔衰荡法Picarro G-1301型甚高分辨率分析仪自组装新型CO2和CH4混合标气标校系统,研究建立了简便高效的标校流程和方法.该系统操作简便,运行稳定,工作标气消耗更少,线性好,对环境大气浓度范围的CO2和CH4的分析精度分别优于0.06×10-6 mol·mol-1和0.3×10-9mol·mol-1,准...     

水汽对光腔衰荡光谱系统（CRDS）法测定CH_4的影响

分析了CRDS法测定CH4浓度与水汽含量间的关系,并建立了水汽含量在0.50%—2.45%（体积比,以V/V表示,下同）范围内的有效校正方法.采用CRDS法对水汽含量为0.93%的CH4标气进行多次测量,测量值经校正后与理论值的偏差均小于2.0×10-9（体积比,以V/V表示,下同）,最大偏差1.8×10-9,优于大气本底CH4观测质控标准.校正瓦里关站CRDS系统试运行期间的CH4实测数据（水汽含量为0.50%—2.45%）,与该站气相色谱-氢火焰离子化检测器系统（GC-FID系统,下同）同期测量结果相比,38.48%的数据偏差小于2.0×10-9,说明在系统未配备超低温冷阱除水单元之前,本文研究的校正方法适用于观测数据的校正.     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC50)及95%置信区间分别为3.450×10-6(2.373×10-6~1.675×10-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10-1~2.24)μmol·L-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和Exp Gro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。     

冬季北黄海溶解态CH_4和N_2O的浓度分布及海-气交换通量

2014年1月开展了北黄海表层海水中溶解态甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)浓度及海水温盐等参数的观测研究.结果显示,冬季北黄海表层海水溶解态CH_4和N_2O的浓度范围分别为4.3—7.3 nmol·L-1和12.8—14.9 nmol·L-1,饱和度范围分别为150%—255%和128%—149%,是大气CH_4和N_2O的源.通过针对性开展温盐数据校正,区域和全球尺度大气CH_4和N_2O摩尔分数参考值的对比计算等关键过程的研究,优化提高了溶解态CH_4和N_2O饱和度及海-气交换通量计算方法和结果的准确度,得出1月份海-气CH_4和N_2O交换通量分别为6.3±5.1μmol·m-2·d-1和9.4±8.0μmol·m-2·d-1(W2014).并结合文献报道的春、夏、秋季节观测结果,将北黄海N_2O年释放量修订为1.02×10-2Tg.     

太湖沉积物反硝化功能基因丰度及其与N_2O通量的关系

温室气体N_2O的生成和排放与反硝化功能微生物关系密切,探讨沉积物反硝化微生物功能基因丰度及其与N_2O通量的关系有助于更好地理解沉积物N_2O生成与排放的微生物学机制。以太湖为研究对象,采用定量qPCR(Quantitative PCR)技术测定了太湖沉积物反硝化功能基因(nirK、nirS、norB和nosZ)丰度,阐明了太湖沉积物反消化功能基因丰度的季节变化规律,并分析了反硝化功能基因丰度与沉积物N_2O通量及其他环境因子的关系。结果表明:太湖沉积物反硝化功能基因丰度呈现夏秋季高冬春季低,具有明显的季节变化特征,norB基因丰度最高,均值为9.03×10~9 copies·g~(-1),其次为nir S基因(1.14×10~9copies·g~(-1)),nirK和nosZ基因丰度均值分别为3.04×10~8copies·g~(-1)和1.09×10~8copies·g~(-1)。沉积物TN和NO_2~-是影响反硝化功能基因丰度的重要环境因子。夏秋季沉积物N2O通量为-0.12-0.04nmol·g~(-1)·h~(-1),均值为-0.05nmol·g~(-1)·h~(-1),与反硝化功能基因(nir K、nir S和nir B)丰度呈显著正相关(P0.05),表明反硝化过程消耗了N_2O。冬春季沉积物N_2O通量为-0.05-0.48 nmol·g~(-1)·h~(-1),均值为0.27 nmol·g~(-1)·h~(-1),与反硝化功能基因丰度不具显著相关性,表明反硝化作用可能不是N_2O产生的主要过程。     

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及溴酚蓝(BPB)掺杂PVP复合薄膜光波导元件的气敏特性

分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和溴酚蓝(BPB)掺杂的PVP溶液作为敏感材料,用旋转甩涂法制备薄膜固定在K+交换玻璃光波导表面,研制出PVP薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件和BPB-PVP复合薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件并研究其气敏性.选择最佳条件制备的PVP薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件对二甲苯气体的响应较大(1×10-3—1×10-6(v0/v));PVP中掺杂不同浓度的溴酚蓝,确定其最佳浓度制备的BPB-PVP复合薄膜/K+交换玻璃光波导敏感元件,能检测体积比浓度为1×10-8(S/N=2.9)的二甲苯气体,且体积比浓度在1×10-3—1×10-8(v0/v)范围内输出光强度的变化与二甲苯气体浓度之间有良好的线性关系(R2=0.98).     

氯化四(4-磺酸钠苯基)卟啉铁(Ⅲ)催化过氧化氢氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

用紫外-可见分光光度法研究了水溶性金属卟啉Fe(TPPS)Cl催化H2O2氧化降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的动力学(TPPS为四(4-磺酸钠苯基)卟啉),探讨了反应体系酸度、H2O2/Fe(TPPS)Cl物质的量之比、温度对氧化降解速率的影响,提出了反应机理,建立了反应动力学数学模型.研究结果表明,TCP初始浓度为3.8×10-4 mol.L-1、Fe(TPPS)Cl浓度为4.0×10-5 mol.L-1、H2O2浓度为1.8×10-3mol.L-1、温度为25℃、pH值为6.8、反应时间为90 min时,TCP的降解率可达到99%,其表观活化能为10.96 kJ.mol-1.因此,Fe(TPPS)Cl作为模拟过氧化物酶在催化降解TCP过程中是一种有效的催化剂.     

陇东旱塬苜蓿草地N_2O排放特征及其对施氮的响应

采用LGR-N_2O/CO气体分析仪研究陇东旱塬苜蓿草地N_2O排放特征、影响因素及其对施氮的响应.试验设N0 kg hm~(-2)(N0)和150 kg hm~(-2)(N150)两个施氮处理.结果表明,监测期N0和N150处理的N_2O排放通量平均分别为-0.0036和0.0118 mg m~(-2) h~(-1),N150处理较N0处理明显增加.N_2O排放通量具有明显的日变化特征,表现为先降低后增加的趋势.回归分析表明,N_2O排放通量与表层10 cm土壤含水量表现为显著的正相关关系,降雨天N_2O排放通量较非降雨天值升高131.3%.同时,N_2O排放通量随着表层10 cm土壤温度的升高表现为减低的趋势.日排放特征表明,以9:00-11:00时测定的N_2O通量值为基础推算日尺度或更长时间尺度的N_2O排放通量时可能存在明显低估的现象.综上所述,陇东苜蓿草地N_2O排放受降水和施氮的深刻影响,且具有明显的日动态特征,建议通过仪器连续动态测定加强N_2O排放通量数据的准确性和代表性.     

广州地区一次典型光化学污染过程的监测

为研究广州地区典型光化学污染过程形成的高浓度臭氧事件的变化特征及成因,2011年5月17—20日利用广州番禺大气成分站(GPACS)对污染气体(O_3、VOCs、NO_2、NO)、颗粒物(PM_1、PM_(2.5)、PM_(10))、能见度以及气象要素进行了监测.结果表明,光化学污染过程期间,臭氧总体浓度比较高,最大臭氧1 h浓度分别为103.8×10~(-9)、169.9×10~(-9)、146.1×10~(-9)以及115.5×10~(-9),远超国家二级标准93×10~(-9)(200μg·m~(-3)).但颗粒物浓度保持较低水平,颗粒物日均值远低于国家二级标准(PM_(10)为150μg·m~(-3),PM_(2.5)为75μg·m~(-3)),能见度整体较高.芳香烃和烯烃是臭氧生成潜势最大的两个成分,其中异戊二烯、间二甲苯、对二甲苯、甲苯等物种对臭氧生成贡献大.均压场-冷锋前天气形势带来的不利于污染物扩散的气象条件、强烈的辐射以及高浓度VOCs共同导致了这次高浓度臭氧污染事件的发生.