云南宣威地区燃煤排放颗粒物中石英矿物的特征

云南宣威地区是我国人群肺癌死亡率最高的地区之一,过往研究表明,该区的高肺癌死亡率可能与居民室内燃煤排放颗粒物中的多环芳烃(PAHs)有关,而最近研究发现,其中的nm级石英可能是导致肺癌发生的原因, 但鲜见该区燃煤排放颗粒物中细粒石英矿物的研究. 为探究燃煤排放细粒矿物的分布特征,采集了肺癌高发区宣威市来宾镇及周边5个乡镇煤矿中的15个煤样,使用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)分析了煤样的煤岩组分及矿物组成. 结果表明:宣威煤以中挥发分、较高镜质组烟煤为主,煤中主要矿物为石英、鲕绿泥石、高岭石和方解石;不同煤样中,矿物质的结晶程度有所差异;单颗粒统计结果显示,在所统计的775个矿物颗粒中,石英颗粒占37.9%,并且粒径多分布在1~2μm之间; 石英矿物颗粒的形状不规则且以微粒的形式填充在煤缝隙中. 石英与鲕绿泥石共存的现象显示,宣威煤中石英来源于富含Fe和Al的硅质热液流,而非岩石碎屑沉积;此外,在肺癌高发区(来宾镇),其煤中Si+Fe质矿物颗粒含量较Si质矿物高. 今后将重点研究石英颗粒在Fe参与下的生物活性.      

上海大气超细颗粒物和工业纳米颗粒的表征及细胞毒性的比较研究

采集了上海市石洞口地区2010年春季不同粒径大气颗粒物样品,使用ICP-AES和FESEM技术分析了颗粒物的化学组成和微观特征,比较了不同粒径的大气颗粒物与3种工业纳米颗粒物的生物活性.结果表明,在染毒剂量为25、50、100和200μg.mL-1时,大气颗粒物水溶组分和不溶组分及工业纳米颗粒均可以抑制A549细胞生长活性并能诱导细胞产生活性氧(ROS),且大气细颗粒水溶组分生物活性最强,在上述染毒剂量下对细胞生长活性的抑制率分别达到13.31%、18.15%、20.43%和23.78%.在纳米尺度的颗粒物染毒组分中,纳米NiO的生物活性最强,在上述染毒剂量下对细胞生长活性的抑制率分别达到11.81%、15.12%、17.62%和19.44%.因此,大气细颗粒物水溶组分是最主要的毒性成分.     

湖南空气质量预报中的数据预处理和特征工程

为提高空气质量预报的准确率,建立了融合气象和环境观测资料、结合机器学习和数值天气预报,且预测时效较长、预测精度较高的机器学习模型库。以湖南6个城市(长沙、株洲、湘潭、益阳、常德、岳阳)的空气质量预报为例,将数据预处理、特征工程方法运用到模型之中,得出以下几点结论:①数据预处理工作包括样本收集、数据清洗、缺失值处理、异常值剔除等,对提高模型预测稳定性帮助很大。②点、线、面的特征组合有助于完整地描述污染物的生消过程。引入传输指数后,株洲市模型对传输型污染过程的预测性能得到明显提高,对轻度、中度、重度污染的分类准确度分别提升了23.6%、16.6%、30.0%。引入静稳指数后,长沙市模型PM_2.5浓度测试的相关系数由0.938提升至0.959,均方根误差由10.33下降至8.46,且模型对中度以上污染天气的极值预报结果更接近实况;益阳市模型在高浓度样本预测中存在的系统性偏低现象得到改善,对轻度以上污染天气的预报结果得到较大矫正。③随机森林的特征重要性排序功能可以大幅度减少特征的数量,使得模型的可解释性和稳定性增强。