气溶胶粒径吸湿增长与散射吸湿增长的关系

基于成都市2017年10~12月AURORA-3000积分浊度计、AE-31黑碳仪和GRIMM180环境颗粒物监测仪的地面逐时观测资料,以及该时段同时次的环境气象监测数据（大气能见度、相对湿度RH和NO₂质量浓度）,通过Mie散射理论与免疫进化算法反演气溶胶粒径吸湿增长因子Gf（RH）,并利用光学综合法测量气溶胶散射吸湿增长因子f（RH）,探究了Gf（RH）与f（RH）之间的关系.结果表明：当RH<85%,Gf（RH）和f（RH）随RH的增加均表现为平缓式增长;当RH>85%,Gf（RH）和f（RH）随RH的增加则均呈现出爆发式增长.Sigmoid函数f（RH）=17.34/（1+e^{-2.43·[Gf（RH）-2.15}]）较好地拟合了f（RH）随Gf（RH）的变化形态,其f（RH）拟合值与测量值之间的决定系数（R²）和平均相对误差（MRE）分别为0.97和4.01%.利用sigmoid函数计算Gf（RH）,模拟了观测时段内一次灰霾演化过程中气溶胶的散射系数b_sp（RH）和吸收系数b_ap,二者的模拟值与测量值基本吻合,对应的R²分别为0.99和0.98,MRE分别为2.94%和5.24%.     

纳米金增强SPR铅离子检测器构建

为满足采用简便方法检测痕量铅离子（Pb²⁺）的需求,构建了新型的超灵敏、高特异性表面等离子体共振（SPR）生物传感器,用于水中Pb²⁺检测.以硫醇化GR-5脱氧核酶（DNAzyme）为Pb²⁺特异性识别探针,并自组装到芯片金膜表面,底物官能化的纳米金（S-AuNPs）用于信号增强,并与DNAzyme杂交形成传感薄膜.AuNPs不仅增加了质量变化,其局部表面等离子体共振（LSPR）与芯片表面传播SPR的耦合作用也可产生信号放大的效果.在Pb²⁺离子存在下,DNAzyme催化底物裂解,导致AuNPs的去除并引起SPR信号显著变化.通过X射线光电子能谱和扫描电镜对芯片表面的表征分析验证了传感薄膜构建过程和检测原理.Pb²⁺检测实验结果表明,1 μmol/L DNAzyme修饰的传感器检测效果最好,检测限为80pmol/L,并在100nmol/L范围内与Pb²⁺浓度的对数呈线性关系（R²=0.992）.该传感器对10倍浓度的其他金属离子无明显响应,说明其具有良好的Pb²⁺特异性;检测自来水和地下水中Pb²⁺的结果与ICP-MS方法有良好的一致性.研究建立的Pb²⁺检测方法具有高灵敏度和特异性,且操作简便,具有现场检测的应用前景.     

石英不同Ti-Li心电子自旋共振信号光晒退特征及其测年意义

为探讨石英不同Ti-Li心电子自旋共振（ESR）信号的光晒退特征及其测年意义,对典型花岗岩类基岩样品、河流现代表层沉积物样品及地质历史时期沉积物样品的石英Ti-Li心option A、Ti-Li心option B、Ti-Li心option C、Ti-Li心option D和Ti-Li心option E的ESR信号光晒退特征进行了系统研究。结果显示：（1）不同Ti-Li心ESR信号可在较短时间内（260 h）完全晒退,表明Ti-Li心是优良的石英ESR测年信号心;（2）石英的赋存环境对同一Ti-Li心ESR信号晒退“归零”所需的时间具有明显的影响作用。相比于基岩石英和地质历史时期沉积物石英,现代河流沉积物石英因其已经接受了一定时间的光晒退作用而具有更快的光晒退“归零”速率;（3）石英同一Ti-Li心的光敏感特性会因石英经历的地质循环过程的不同而改变,相比于基岩,沉积物因经历了更复杂的地质过程而具有了深陷阱电子,所以需要更长的光晒退归零时间;（4）同一样品的不同Ti-Li心表现出了相同的光晒退特征,说明不同类型的Ti-Li心具有相同的光敏特性;（5）Ti-Li心option B在某些自然样品中不易观察,Ti-Li心option D和Ti-Li心option E信号较为微弱,因此,Ti-Li心option A是进行沉积物石英ESR测年的最佳信号心。     

嵌入局域共振单元宽频减振降噪蜂窝夹层结构研究进展

针对传统蜂窝夹层结构对中低、低频声波的作用效果较差的问题,近年来将传统蜂窝夹层结构与局域共振机理相结合,开发出了嵌入局域共振单元具有宽频减振降噪能力的新型蜂窝夹层结构。该结构在利用空气介质产生声热转换和粘滞耗散外,同时利用局域共振单元的共振吸声机理对低频声波进行衰减。同时,当在局域共振单元上引入微孔后,其在中、低频段声学性能进一步提高;该微孔薄膜与蜂窝芯密闭腔体将构成亥姆霍兹共振吸声器对低频声波进一步进行吸收。嵌入局域共振单元的蜂窝夹层结构具有优异的宽频声学性能,其在武器装备上具有广泛的应用前景。     

上海浦东地区气溶胶散射系数及影响因子

利用上海浦东站2008年的积分浊度计观测资料,研究超大城市工作和生活环境中气溶胶散射系数的特征及其影响因子.结果表明,人为活动对本站气溶胶的散射系数具有一定影响,工作日的散射系数明显大于休息日.在边界层演变和人为排放的共同作用下,散射系数呈现"双峰一谷"的日变化特征."周末效应"的计算结果表明,交通排放是形成早晨8～9点散射系数强峰的主要原因,而夜间20～21点的次峰则主要是混合层降低向近地面逆温转化的结果.由于周边环境不同,地面风对本站气溶胶的扩散和输送作用差异明显,导致散射系数在不同风向区间的分布差异非常显著.东风时散射系数随风速增大连续减小,其作用主要表现为扩散降低气溶胶浓度;而西风时,在某些风速区间,散射系数随风速增强而明显增大,人为活动产生的输送对本站气溶胶散射系数具有明显影响.     

以能量方法研究紫外辐射在大气中的传输

2004年9月～2006年10月,在华北地区4个站点开展了太阳辐射、气象参数等综合观测,得到了紫外辐射UV、总辐射Q等的变化特征.水汽和散射因子对于UV/Q和UV有明显影响.建立了实际天气UV小时累计值(时累)的经验模式,得到了较好的计算结果.水汽因子对于UV在大气中的传输有一定的作用,应给予重视.计算表明,华北地区受水汽因子衰减到达地面的UV以及占地面UV的比例分别为15.00W.m-2和37.45%,受散射因子衰减到达地面的UV以及占地面UV的比例分别为23.89W.m-2和62.55%.华北地区受水汽因子和散射因子影响损失于大气中的UV分别为19.30、35.31W.m-2,这一能量损失表现出明显的季节变化和地区差异.敏感性实验表明,地表UV对于水汽和散射因子的变化有不同的响应,UV对散射因子的变化比对水汽因子的变化更敏感.水汽因子与UV之间的关系与水密切相关,水汽项的真正含义是大气中各种物质成分(气、液、固态)对于UV的直接吸收和间接利用(通过化学和光化学反应,包括均相和非均相过程)的总和.利用经验模式计算了大气顶的UV,计算误差为+7.83%.未来研究中应重视和考虑消耗于大气且与水汽有关的这部分能量.以能量观点分析实测资料并研究大气中的物理化学过程是一种行之有效的方法.     

Determination of trace cadmium by resonance light scattering technique with 1, lO-phenanthroline-perfluorooctane sulfonate system

在pH 6.8 Britton-Robinson（BR）缓冲介质中,镉（Ⅱ）与1,10-菲啰啉（Phen）作用后与全氟辛烷磺酸（PFOS）形成离子缔合物,使体系的共振光散射信号显著增强.最大散射峰位于307.0 nm处,其增强散射信号强度与镉（Ⅱ）的浓度在6.0—342.5 ng·mL-1范围内呈线性关系,据此建立了测定镉（Ⅱ）含量的共振光散射分析方法,检出限（3!）为0.6 ng·mL-1,研究了反应产物的RLS光谱特征,适宜的反应条件和影响因素,考察了共存物质的影响.该方法用于自来水和实验室废水样中镉（Ⅱ）的测定,RSD≤4.4%.     

碲化镉量子点诱导氧自由基产生的检测

随着量子点(quantum dots,QDs)在生物标记和医学影像等领域的应用日益广泛,其环境暴露量逐渐增加,深入探讨QDs的毒性机制具有重要意义。QDs通过产生活性氧(ROS)诱发毒性效应是目前普遍接受的毒作用模式。为了探讨量子点的毒性与所诱发的ROS的种类和数量的关系,选用碲化镉量子点(CdTe QDs和CdTe/ZnS QDs),利用电子顺磁共振技术(EPR)分别测定了CdTe QDs和CdTe/ZnS QDs在无细胞体系中诱导ROS产生的种类和强度;利用EPR法、紫外可见分光光度法和荧光分光光度法分别测定了4、20和100nmol·mL-1的CdTe QDs和CdTe/ZnS QDs对超氧阴离子(·O2-)和羟基自由基(·OH)产生的促进作用。实验结果显示,CdTe QDs可诱导·O2-的产生;CdTe QDs和CdTe/ZnS QDs对·OH与·O2-的产生有明显的促进作用,且具有剂量-效应关系。研究表明,量子点可诱导和促进ROS产生,不同结构量子点对ROS的诱导和促进作用不同。     

天津市春季气溶胶消光特征和辐射效应的数值模拟

根据GRIMM气溶胶粒谱分析仪对粒子数浓度在线观测资料,拟合了天津市春季霾日和非霾日的气溶胶粒子谱分布,结合同期气溶胶样品化学组分分析结果,利用米散射理论计算分析霾日和非霾日气溶胶消光特征.在此基础上,对辐射传输模式LOWTRAN7中气溶胶光学参量进行了修正,利用修正后的模式模拟霾日和非霾日的地面辐射通量密度.结果表明,观测期间非霾日气溶胶消光系数平均为0.253km-1,散射系数平均为0.213km-1.霾日气溶胶消光系数平均为0.767km-1,散射系数平均为0.665km-1.对比模式计算的辐射通量密度与观测值,表明短波辐射模拟效果较好.     

济南秋季霾与非霾天气下气溶胶光学性质的观测

应用黑碳仪和积分浊度计于2009年10月11日至11月18日针对济南市大气气溶胶的光学特性进行了观测.结果显示,观测期间霾天气的散射系数和吸收系数及非霾天气的散射系数和吸收系数平均值分别为(582.5±311)Mm-1、(680.2±47.2)Mm-1和(205.7±134.8)Mm-1、(31.0±25.8)Mm-1.霾天气的气溶胶散射系数和吸收系数分别为非霾天气的2.6倍和2.8倍,单词散射反照率(SSA)也高于非霾天气.霾天气中二次气溶胶生成及黑碳气溶胶聚集是改变吸收系数、散射系数和SSA的日变化趋势的重要原因.此外,估算了观测期间及霾和非霾天气中气溶胶的光学厚度(AOD)分别为0.78,1.14和0.47.后向气流轨迹分析显示,非霾天气的气流主要来自于济南的西北至东北方向,运动速度快;而霾天气的所有的气流均来自于济南西南至东南方向,运动速度慢,当气流经过山东南部的火点时加剧了济南市的霾,并严重影响到该地区大气气溶胶的光学性质.