广州城市大气HOx化学过程初步研究

根据广州城市大气中OH自由基和其它污染物同步测量结果,计算了城市大气HO_x(OH+HO₂)化学过程中主要反应的转化速率,分析了城市大气化学过程的主要特征,并与清洁大气中的化学过程进行了对比.研究结果表明:广州城市大气中OH和HO₂总的生成速率分别约为4.5×10⁸分子/(cm³·s)和3.8×10⁸分子/(cm³·s),比清洁大气中要快得多;城市大气中的OH净生成主要来自气相HNO₂的光解,而OH的去除主要与VOCs、HCHO、NO₂和CO反应,有别于清洁大气.     

利用DGT高分辨率研究沉积物孔隙水中重金属的浓度和释放通量

2006年5月采集了大辽河河段3个柱状沉积物,测定了沉积物的理化性质和重金属元素的含量,并利用常规离心方法和DGT方法测定了柱状沉积物孔隙水中重金属元素的含量.研究发现沉积物中Cd、Co、Cr和Cu元素含量高低的顺序依次是Cr>Cu>Co>Cd.用DGT方法测定的孔隙水中Cd、Co、Cr和Cu的浓度比用离心方法测定的浓度要低.DGT测定的孔隙水中Cd、Co、Cr和Cu的浓度c_DGT与离心方法测定的孔隙水浓度c的平均比值R分别为0.389、0.328、0.863和0.403,这说明沉积物中这几种金属从固相到液相的再补给速率大小遵循如下规律：Cr>Cu>Cd>Co.沉积物中Cd、Co、Cr和Cu元素的释放通量分别为1.12×１０^{-7～3.28×10-7　nmol/(cm2·s)、2.48×１０-7～10.40×10-7　nmol/(cm2·s)、8.80×１０-6～12.65×10-6 nmol/(cm2·s)和6.14×１０-6～13.93×10-6　nmol/(cm2·s).相关分析结果表明,Cd和Cu元素的迁移转化主要受有机质影响;而Cr元素的迁移转化除了受有机质影响外,还受铁锰氧化物影响比较显著;而Co元素可能受氧化还原电位影响较大.}     

北京夏季高温高湿和降水过程对大气颗粒物谱分布的影响

2004-07-13～2004-08-23使用TDMPS-APS系统在线测量颗粒物的数浓度谱分布,并于07-16～07-18选取了高温闷热夜晚、日间高温高湿和雨后晴朗干洁3种天气条件,使用多级串联撞击式采样器(MOUDI)测量颗粒物的质量浓度谱分布,结果表明,高温高湿天气条件下颗粒物的污染、尤其细粒子污染严重,导致很低的能见度(2.5km);PM_1.8和PM₁₀的质量浓度分别为170.68μg/m³和249.35μg/m³,细粒子质量浓度占PM10的68%;粒径为50～100nm颗粒物的数浓度最高,为2×10⁴～3×10⁴个/cm³;降雨过程对粗粒子和细粒子均有去除作用,对细粒子的去除作用尤为明显;降雨后PM₁₀和PM_1.8浓度分别比降雨前降低3倍和6倍;降雨过后的晴朗干洁天气有利于新粒子(3～20nm)的生成,生成的新粒子快速长大到50～100nm;随着污染物的累积,以后几天内又变为污染天气.     

烟雾箱模拟乙炔和NOx的大气光化学反应

利用自制光化学烟雾箱进行了一系列表征实验并模拟了乙炔和氮氧化物NO_x在室温（20±1）℃下的大气光化学反应．讨论了乙炔与NO_x的协同作用对光化学反应产生O₃的影响．实验得到了O₃和NO₂的壁损失分别为5.80×10^-6 s^-1和2.41×10^-6 s^-1,相对于模拟实验中的O₃和NO₂,该损失可以忽略．测得了单支40 W黑光灯的有效光强为0.64×10^-3 s^-1（以NO₂的光解速率表示）．经过净化空气的本底校正后,讨论了不同乙炔浓度、NO_x浓度以及光照强度对体系产生O₃的影响,计算了乙炔的增强反应活性值（incremental reactivity, IR）,4组实验的IR最大值分别为1.76×10^-2、2.68×10^-2、2.04×10^-2和2.84×10^-2．并发现IR值与乙炔的初始浓度以及光照强度关系密切,与NO_x初始浓度关系不大．     

·Cl引发α-蒎烯的大气氧化机制及动力学

α-蒎烯是大气中含量最丰富的单萜烯类挥发性有机化合物,与氯自由基（·Cl）反应是其重要的转化途径.然而,·Cl引发α-蒎烯大气氧化的分子机制尚不清楚.本研究采用量子化学计算与微观动力学模拟相结合的方法,研究了·Cl与α-蒎烯的引发反应以及引发反应生成的主要α-蒎烯自由基的后续转化机制与动力学.结果发现,·Cl反式加成到α-蒎烯的C₂位置生成加成中间体IM_1-9-a是最可行的反应途径.在298 K和1.013×10⁵ Pa条件下,计算得到·Cl与α-蒎烯的反应速率常数（k_Cl）为3.1×10^-10 cm³·molecule^-1·s^-1,与k_Cl的实验值（4.6±1.3）×10^-10 cm³·molecule^-1·s^-1一致.生成的IM_1-9-a进一步与O₂反应生成过氧自由基IM_3-1-a,在2.5×10⁹ cm^-3（100 ppt） NO和1.25×10⁹ cm^-3（50 ppt） HO₂·条件下,IM_3-1-a后续主要与NO和HO₂·反应生成有机硝酸酯（C₁₀H₁₆ClNO₃和C₁₀H₁₆ClNO₄）、氢过氧化物（C₁₀H₁₇ClO₂和C₁₀H₁₇ClO₃）和烷氧自由基（C₁₀H₁₆ClO₂·）.生成的 闭壳层产物与母体α-蒎烯相比具有较高的O∶C比,可能具有较低的蒸气压,进而贡献二次有机气溶胶.本研究结果可为全面评价α-蒎烯的 大气化学反应对大气质量的影响提供理论支撑.     

大气甲烷碳同位素测试方法及其在雅克拉凝析气田上方大气中的应用

研制了一套与气体稳定同位素质谱仪联机在线分析大气甲烷碳同位素的制样技术,该方法具有精度较高(±0.4×10^-3)、用样量少(200mL)、耗时短(45min)和操作相对较为简便的优点.利用该系统对新疆塔里木盆地雅克拉凝析气田上方大气甲烷的碳同位素组成做了初步测试.结果表明,其大气甲烷碳同位素组成平均值为-45.0×10^-3,相对全球大气甲烷碳同位素平均值明显偏重1.2×10^-3～2.0×10^-3,显示了其甲烷主要来源为深部凝析气藏中的甲烷等气体的渗漏和扩散.并且由于白天日照强,温度高,气田渗漏和扩散到地表的甲烷部分被氧化,因此白天大气甲烷的浓度略低于夜晚,且¹³C_CH4较夜晚偏轻.     

江西赣州站大气CO2和CH4浓度变化特征研究

通过分析2018年12月—2019年11月江西赣州站大气CO₂和CH₄浓度高精度在线观测资料,对其CO₂和CH₄浓度变化特征进行了研究,分析了区域大气输送的影响以及潜在排放源区分布特征.结果表明：研究期内赣州站CO₂和CH₄的平均浓度分别为433.1×10^-6和2142.5×10^-9.赣州站CO₂和CH₄浓度日变化均表现为日间低、早晚高,CO₂浓度日振幅在夏季最大,为29.7×10^-6,冬季最小,为6.9×10^-6.CH₄浓度日振幅在秋季最大,为145.1×10^-9,冬季最小,为41.4×10^-9.CO₂本底浓度季节变化表现为4—8月迅速下降,8—11月逐渐上升,最大值出现在1月,最小值出现在8月,季节振幅为26.2×10^-6.CH₄本底浓度季节变化表现为1—7月逐渐下降,7—9月逐渐上升,最大值出现在1月,最小值出现在7月,季节振幅为79.5×10^-9,基本可代表江西赣州地区混合均匀大气的CO₂和CH₄季节变化状况.与南昌站对比分析表明,赣州站各季节CO₂和CH₄本底浓度均低于南昌站.赣州地区CO₂和CH₄潜在源区主要分布在江西北部、湖北东部、安徽南部和珠江三角洲地区.     

Seasonal variation characteristics of hydroxyl radical pollution and its potential formation mechanism during the daytime in Lanzhou

Hydroxyl free radicals (OH radicals) play the main role in atmospheric chemistry and their involving reactions are the dominant rate determining step in the formation of secondary fine particulate matter and in the removal of air pollutants from the atmosphere. In this paper, we studied the seasonal variation characteristics of OH radicals during the daytime in Lanzhou and explored the potential formation mechanism of high concentration OH radicals. We found that the OH radicals in four seasons was 2.7 × 10⁶, 2.6 × 10⁶, 3.1 × 10⁶, and 2.2 × 10⁶ cm^?3, respectively. Since the rainfall was concentrated in summer, the wet deposition had a significant effect on removing OH radicals. Among the four pollutants (including ozone (O₃), volatile organic compounds (VOCs), nitrogen dioxide (NO₂) and fine particulate matter (PM_2.5)), the variation of OH radicals were closely related to ozone concentration especially in spring and summer. In autumn, the correlation between PM_2.5 and OH radicals were the closest among the observing pollutants and its formation mechanism was different conventional regeneration pathway. In Event 1, high concentration of ozone was the main source of OH radicals; under the high humidity condition, except for ozone, the multiple factors including VOCs, NO₂ and PM_2.5 interplayed and leaded to the Event 2.     

大气中痕量挥发性有机物分析方法研究

利用自行研制的累积式大气采样装置、大气痕量有机物二步冷冻浓缩进样系统和气相色谱/质谱(GC/MS)联用技术对大气中的痕量挥发性有机物进行分析(CCS-GC/MS),并对分析方法进行了评估.结果表明,CCS-GC/MS系统将单纯GC/MS分析大气中痕量挥发性有机物检测下限体积分数值从10^-6量级扩展到10^-12,39种目标化合物平均响应因子为2.9×10^-12A^-1,1000cm³进样量最低检出限体积分数值为7×10^-12～40×10^-12;流出峰保留时间定性分析相对平均偏差<2.5s,对目标化合物定性分析准确率达到100%;0～400×10^-9浓度范围内外标定量曲线r²平均值大于0.99;回收率为88%～111%,平均值100.8%±5.6%;精密度误差2%～14%,平均6.6%.     

上海市城区VOCs的年变化特征及其关键活性组分

2010年在上海市城区开展了为期一年的连续观测,采用自动在线GC-FID方法定量测试了大气中56个VOCs物种的浓度.结果发现,上海市城区大气VOCs的全年小时体积分数为(2.47~301.48)×10^-9,平均体积分数为(26.45±23.36)×10^-9,其中,烷烃占46.72%,芳香烃占33.18%,烯烃占11.33%,乙炔占8.76%.T/B(甲苯/苯)为3.51±2.40,表明气团除受机动车影响外,受溶剂、油气和LPG挥发等其他VOCs排放的影响也比较突出;E/E(乙烷/乙炔)为0.98±0.68,表明气团存在老化现象,且春冬季节气团光化学年龄相对较短,夏秋季节光化学年龄相对较长.VOCs的浓度水平和组成在不同风向风速影响下存在一定差异,西南部石化和化工企业排放的VOCs对城区的影响明显,其主要物种为芳香烃和烯烃;该地区气团的OH消耗速率常数(K^OH)为8.05×10^-12 cm³·分子^-1·s^-1,平均VOCs最大O₃增量反应活性(4.00 mol·mol^-1)与乙烯相当,平均反应活性较强;对OH消耗速率(L^OH)贡献率最大的是烯烃(42.21%)和芳香烃(40.83%),对臭氧生成潜势(OFP)贡献率最大的是芳香烃(62.75%)和烯烃(21.70%),VOCs的关键活性组分是二甲苯、甲苯、乙苯、乙烯、丙烯、反-2-丁烯及异戊二烯.     

西安市近地层空气离子与环境因子的关系研究

2009年8月至2010年7月在西安市16个采样点上开展了近地层空气离子浓度和温度、相对湿度、风速及可吸入颗粒物(PM10)等环境因子的观测,研究了西安市空气离子时空分布的基本特征,并利用空气离子浓度值对西安市的空气质量进行了评价.另外,详细分析了近地层空气负离子浓度与温度、相对湿度和PM10等主要环境因子之间的相互关...     

邻苯二甲酸二丁酯对短裸甲藻活性氧自由基的影响

为揭示邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)对短裸甲藻(Gymnodinium breve)的抑制机制,采用荧光探针法和比色法研究了DBP对短裸甲藻活性氧(reactive oxygen species,ROS)、羟自由基.OH和过氧化氢H2O2含量以及超氧阴离子自由基O.2-产生速率的影响,同时观察了电子传递链抑制剂对DBP诱导ROS能力的影响.结果表明DBP诱导了短裸甲藻ROS的积累.随浓度的增大,DBP促进了.OH、H2O2的积累,如3 mg.L-1的DBP处理组,培养至48 h时.OH出现一个极大峰值33U.mL-1,约为对照组的2.4倍;H2 O2含量培养至72 h出现最大值,约为250 nmol.(107 cells)-1,约为对照组的5倍;但是DBP对O.2-产生速率的影响并没有显示出规律性.电子传递链选择性抑制实验表明DBP可能影响了藻细胞线粒体和细胞膜2个位点上电子传递,使.OH、H2O2含量和O.2-产生速率受到了不同的影响,最终诱导了短裸甲藻总ROS的积累.可见,DBP导致ROS的过量积累是其抑制藻细胞生长的主要机制.本研究结果对揭示化感物质抑制藻类的机制提供了科学依据.     

武当山夏季颗粒物数浓度谱分布特征及气团来源影响研究

为研究大气边界层中上层大气颗粒物的数浓度谱分布特征及气团来源的影响,于2018年6月利用3080型SMPS粒径谱仪对武当山14.6~660 nm颗粒物数浓度谱进行观测,分析和探讨了其数浓度谱分布及日变化特征,并结合后向轨迹、潜在源贡献因子法（PSCF）与浓度权重轨迹分析法（CWT）探讨对武当山颗粒物数浓度影响较大的外源输送路径和贡献源区.结果表明:①武当山大气颗粒物主要以爱根模态为主,平均数浓度为2 500个/cm3,积聚模态、核膜态平均数浓度分别为2 265、359个/cm3,3种模态数浓度分别占总数浓度的48.79%、44.21%、7.01%.②在新粒子生成日,核膜态数浓度于10:00开始上升,11:00—17:00的核膜态数浓度相对较高,约2 000个/cm3.新粒子生成日ρ（SO₂）与ρ（O₃）的日变化趋势均与核模态数浓度较为相似,表明SO₂和O₃参与光化学反应后的产物（硫酸及有机物）有利于新粒子的生成与增长.新粒子生成日风速、温度均大于非新粒子生成日,但相对湿度较低.③在东部及局地气团影响下大气颗粒物主要以积聚模态为主,数浓度分别为2 311和2 596个/cm3;核模态、爱根模态数浓度在受西北气团影响时最大,数浓度分别为806和3 078个/cm3.④潜在源区分析表明,影响武当山积聚模态数浓度的主要源区为十堰市本地及襄阳市,二者贡献值在840个/cm3以上.研究显示,武当山颗粒物主要以爱根模态为主,颗粒物数浓度日变化主要受大气边界层发展及山谷风的影响,较高的ρ（SO₂）与ρ（O₃）以及高温、低湿及较大的风速均有利于新粒子的生成,周边城市的区域性传输对武当山颗粒物的影响较大.      

OH自由基绝对标定系统的建立和研究

利用H2 O在 1 85nm紫外光照射下产生定量OH自由基 ,用低压扩散激光诱导荧光技术建立了OH自由基标定系统 .在实验条件下 ,体系产生OH自由基的浓度范围为 3× 1 0 7— 2× 1 0 9个·cm- 3,得到归一化荧光信号 (S)与OH自由基浓度的定量关系为S =6 0 4× 1 0 - 9[OH]- 0 0 4 0 7(R2 =0 987) ,并研究和讨论了饱和效应以及体系中可能存在的干扰 .     

光化学烟雾箱的表征及初步应用

介绍了一套自制的用于光化学臭氧和二次有机气溶胶生成研究的室内烟雾箱系统,对该烟雾箱系统进行了一系列表征实验,包括活性物种的壁损失速率常数的测定,以及由CO-NOx光氧化实验确定的反应器内·OH源,并进行了乙烯-NOx和苯-NOx光氧化的初步实验.结果表明,O3和NO2在新反应袋中壁损失受湿度影响很小,而在旧反应袋中影响...     

卵圆卡盾藻香港株过氧化氢产生的影响因素研究

研究了卵圆卡盾藻香港株(Chattonella ovata,Hong Kong strain,COHK)在不同生长期、盐度和营养盐条件下的生长及过氧化氢(H2O2)的产生特点.结果表明,过氧化氢浓度峰值出现在COHK对数生长期(4～8 d),以第6 d达到最大,为2.91×10-4nmol.cell-1.在N∶P为16∶1、32∶1和64∶1的情况下,COHK生长较快,以32∶1时生长速率最快(0.58 div.d-1).COHK产生H2O2的量与藻类生长呈相反趋势,在N∶P为4∶1和8∶1的情况下,藻细胞生长率较低,但单位藻细胞H2O2浓度较高.单位藻细胞H2O2浓度在N∶P为4∶1时最大,达到1.26×10-4nmol.cell-1.COHK在盐度为20和25时生长率较高,在盐度为10、15和30时生长率较低,表明低盐和高盐条件均不利于COHK的生长.低盐度和高盐度均有利于COHK过氧化氢的产生,在盐度为10时,单位藻细胞的H2O2量最高,达到2.2×10-4nmol.cell-1;但盐度在15～25范围内,单位藻细胞H2O2量相差不大(0.7×10-4～0.9×10-4nmol.cell-1).Fe3+可显著影响COHK的生长,Fe3+浓度范围为0.2×10-8～1×10-8mol.L-1时,COHK生长率较高.缺铁条件下(Fe3+浓度为0),COHK生长率最低(0.1 div.d-1),而Fe3+浓度较高时(5×10-8mol.L-1),藻细胞生长率也有所降低.缺铁以及高铁条件下,卵圆卡盾藻的H2O2产量增加,H2O2浓度分别为0.97×10-4和0.95×10-4nmol.cell-1.     

Observation of the nighttime nitrate radical in Hefei, China

Observation of nighttime nitrate radical (NO3) was performed by using long path differential optical absorption spectroscopy (LP-DOAS), on the outskirts of Hefei, China. The time series of NO3 and supporting parameters were simultaneously measured for a week (31 May-7 June 2006). The results indicated that the average concentration of NO3 was 15.6 pptv with an average lifetimes of 96 s, whereas, NO3 production rates varied from 8×105/(cm3·s)to 2.98×107/（cm3·s）. Furthermore, the calculated N2O5 concentration averaged at 380 pptv. Analysis of data indicated that direct sinks were probably dominating the NO3 loss process during this campaign. Finally, the results were compared with other campaigns in the boundary layer.     

The curve of ion exchange ratio(%)-pH of the interaction between suspended particles with Cd(II) in the Yellow River

The curve of ion exchange ratio(%)-pH of the interactionbetween suspended particles with Cd(II) in the Yellow River wasstudied. The effects of lysine on this curve have been alsoinvestigated. The results showed that (1) Cadmium in Cd(OH)+ formin the suspended particles exchanges with the cations.The exchangeratio of Cd2+ is nearly at its greatest value in the range of pH(8.0-8.5) in natural aquatic system; (2) Ion exchange ratiodecreases as the concentration of Cd2+ raises from 8.9×10-6 mol/L to 2x8.9 x 10-6mol/L; (3) At the lysine concentration of 6.8x10-6 mol/L, it can promote the ion exchange ratio; (4) Adsorption of thesuspended particles to cadmium is weaker in seawater and Jin ShaRiver than in the Yellow River.     

北京大气PM10中水溶性氯盐的观测研究

氯盐是大气气溶胶中重要水溶性无机盐,对2004年全年北京大气可吸入颗粒中氯盐的变化进行了监测,结果表明北京大气中可溶性氯盐的年均值在(3.1±1.7)μg·m^-3,采暖期平均浓度为(4.6±2.1)μg·m^-3,非采暖期平均浓度为(2.6±1.6)μg·m^-3.最低值出现在5月,为(1.3±0.8)μg·m^-3;最高值出现在12月,为(5.8±5.3)μg·m^-3.日变化在秋冬季多为白天浓度低,晚上浓度高,夏春季多呈现上午高,下午低的特征;季节变化呈现秋冬季高,春夏季低的特点.     

沉水植物床-固定化微生物技术在水源地修复中的应用研究

研究了沉水植物床-固定化微生物技术在水源地中的修复效果.从太湖水体中筛选分离出土著氨化、亚硝化、硝化和反硝化细菌,通过增殖进入多孔载体内部使之固定,结合自主设计的沉水植物床,在太湖贡湖湾内进行了原位修复实验,该装置抗风浪性能良好,将反硝化细菌数量由5.4×102～2.7×103提高至3.9×105～9.1×105,实验区氧化亚氮排放通量介于3～24μg.(m2.h)-1之间,显著高于对照组,该技术对总氮去除率为19%～74%,硝氮去除率为24%～81%;120 d的连续监测数据表明,该技术可用于湖泊水源地修复,有效减轻水体富营养化状况.