Oxidative capacities of size-segregated haze particles in a residential area of Beijing

The frequent haze days around the Chinese capital of Beijing in recent years have aroused great attention owing to the detrimental efects on visibility and public health. To discover the potential health efects of the haze, oxidative capacities of airborne particles collected in Beijing during haze and clear days were comparably assessed by a plasmid scission assay. Eleven water-soluble trace elements(As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, V, Se, Tl, and Zn) in the size-segregated airborne particles were quantitatively analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry, and most of the watersoluble trace elements were found to mainly concentrate in the fine particle size of 0.56–1.0 μm. In comparison with clear days, the mass concentrations of 11 analyzed water-soluble trace elements remarkably increased during haze days, and the oxidative capacities determined by the plasmid scission assay were markedly elevated accordingly during the haze days under the same dosage of particles as for those during clear days. Water-soluble trace elements in airborne particles, such as Cu, V, and particularly Zn, were found to have significantly positive correlations with the plasmid DNA damage rates. Because Cu, V, and Zn have been considered as bioavailable elements, the evident increase of these elements during haze days may be greatly harmful to human health.     

烧结多孔管的制作及其沸腾传热研究

目的研究烧结多孔管表面多孔层的制造工艺,并对铜粉烧结多孔层表面的传热性能进行测定。方法利用烧结模具在铜管外面烧结铜粉层,并通过实验计算出多孔烧结管的热通量和强化换热系数。结果铜粉烧结后的铜管在酒精中的强化传热效果达到了光管的10倍左右。结论烧结铜粉粒径越小,烧结管的热通量越大,其传热性能越好。     

降雨对不同粒径气溶胶粒子碰撞清除能力

利用与惯性碰撞紧密相关的斯托克斯数Stk计算公式,结合海淀宝联大气成分站和海淀自动观测站2012年10月~2014年10月两年实测的逐时PM_(2.5)浓度数据和对应时刻的气象要素数据,并挑选典型降水过程分析降水对不同粒径气溶胶的碰撞清除作用.惯性碰撞是降水对气溶胶的最主要清除方式,斯托克斯数Stk的计算结果显示,降水对粒径小于2μm的气溶胶的直接碰撞清除作用很小,对粒径大于2μm的粗粒子的清除作用相对较大;实际观测数据统计分析表明,PM_(2.5)浓度明显减少的降水过程及降水时次很少,而43.2%的降水时次PM_(2.5)浓度有所升高;通过对典型降水过程气溶胶粒径分布数据分析表明,降水对爱根核模态(0.1μm)和粗模态气溶胶(1.0μm)有明显的清除作用,但对积聚模态清除作用不明显,由于PM_(2.5)的质量浓度主要分布在积聚模态,因此,降水对环境中PM_(2.5)的碰撞清除作用很弱.     

太原大气颗粒物中水溶性无机离子质量浓度及粒径分布特征

为研究太原大气颗粒物中水溶性无机离子的质量浓度水平、季节变化和粒径分布特征,于2012年6月~2014年5月使用惯性撞击式分级采样器采集大气颗粒物样品,并用离子色谱分析了其中的水溶性无机离子组成.结果表明,PM_(1.1)、PM_(2.1)和PM_9中总水溶性无机离子浓度平均值分别为(15.39±9.91)、(21.10±15.49)和(36.34±18.51)μg·m-3.PM1.1和PM2.1中,二次离子(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)占总水溶性无机离子质量分数最高;PM9中SO_4~(2-)和Ca~(2+)占比较高.各粒径段中SO_4~(2-)和NH+4季节变化特征相似,均为冬夏季节高、春秋季节低;NO_3~-、K+和Cl-季节变化特征一致:冬季秋季春季夏季;Ca~(2+)和Mg~(2+)季节变化特征一致:春季冬季秋季夏季.SO_4~(2-)和NH+4为细模态单峰分布,春秋季节在0.43~0.65μm处出现峰值,而夏季出现在0.65~1.1μm处,细粒径段峰值出现由凝结模态向液滴模态转移的现象.NO_3~-为双模态离子,冬季在0.43~2.1μm出现明显细粒径段峰值,夏季在4.7~5.8μm出现明显粗模态峰值.K~+、Na~+和Cl~-为双模态离子,分别在0.43~1.1和4.7~5.8μm出现峰值;Ca~(2+)、Mg~(2+)和F-呈粗模态单峰分布,在4.7~5.8μm出现峰值.主成分分析结果显示,水溶性无机离子来源主要是二次源、燃煤、工业源、生物质燃烧和土壤尘或降尘.     

模拟月尘颗粒真空辐射条件下粘附力测试技术研究

目的研究适合于真空辐射条件下颗粒粘附力的测试技术。方法采用调研、分析和计算的方法建立颗粒物粘附力测试方法。首先调研分析大气条件下颗粒粘附力的测试方法,对比分析原子力显微镜测试方法、离心测试方法、静电测试方法、振动分离测试方法以及激光测试方法的适用性。结果现有测试方法并不适用于真空辐射条件下颗粒物粘附力的测试。针对该问题建立了基于颗粒运动的粘附力分析测试方法,通过该方法可获取颗粒带电量和粘附力,给出了基于该方法的试验系统和试验装置的初步设计。结论该测试方法可行,能够满足模拟月尘颗粒粘附力测试的要求。     

长沙地区不同水体稳定同位素特征及其水循环指示意义

分析不同水体中的环境同位素变化特征是应用同位素示踪技术进行区域水循环研究的必要基础.根据2012年1月至2013年12月对长沙地区大气降水、地表水(河水)及地下水(泉水、井水)的跟踪取样,分析了不同水体中δD、δ18O的变化特征.结果表明,由于水汽来源的季节差异,长沙地区降水中D、18O的组成呈现出明显的季节变化,降水中δ18O变化与气温、降水量等气象要素之间存在显著负相关,当地大气水线(LMWL)特征揭示了长沙地区湿润多雨的气候;地表水中δD、δ18O的波动小于降水,其稳定同位素值的季节变化相对于降水存在延迟特征,冬夏半年河水线(RWL)的差异表明地表水在不同季节的主要补给源有所不同;地下水中δD、δ18O的波动幅度最小,并且泉水、井水中δD与δ18O的变化范围以及平均值都非常接近,说明这两种水体间存在较密切的水力联系,干旱月份地下水δD、δ18O持续偏低,可能与树根对地下水的吸取加强有一定的关系.研究结果对于合理利用本地区水资源有一定指导意义.     

调水调沙工程长期实施对黄河口近岸沉积物粒度分布与黏土矿物组成特征的影响

基于对2013年10月获取的黄河口近岸海域28个沉积物样品的激光粒度分析和X-射线衍射(XRD)分析,探讨了调水调沙工程长期实施对沉积物粒度分布以及蒙皂石、伊利石、高岭石、绿泥石这4种矿物组成特征的影响.结果表明,2002年调水调沙工程实施以来,黄河口近岸海域的沉积物粒度尽管在砂含量上(平均约占23.5%)较渤海海域和黄河沉积物高,但仍主要以粉砂为主(平均约占59.1%),黏土组分相对较少(平均约占17.4%).黄河口近岸海域的黏土矿物组成与黄河沉积物的组成相近,但较调水调沙工程实施前存在较大差异,其不同组分含量整体表现为伊利石蒙皂石绿泥石高岭石.研究发现,相对渤海海域大范围的研究,对黄河口近岸海域的局部研究更能揭示调水调沙工程长期实施对河口沉积环境的影响.     

盐城滨海湿地春季温室气体通量及影响因素

通过在盐城滨海湿地进行植被调查、气体以及表层沉积物样品的采集与分析,探讨温室气体通量与植被状况、表层沉积物理化性质之间的关系。结果表明:不同植被覆盖下的滨海湿地,温室气体通量表现各异,其中CO2在滨海湿地5月份表现为碳源,且有植被覆盖的互花米草滩和芦苇滩的CO2排放通量明显大于无植被覆盖的光滩,盐蒿滩植被的盖度和密度较低,故排放也较低,光滩、互花米草滩、盐蒿滩以及芦苇滩CO2通量分别为26.99、865.2、100.87和1 942.03 mg(/m2.h);CH4在光滩,互花米草滩,盐蒿滩上则为弱汇,在芦苇滩为弱源,通量值分别为-0.13、-0.14、-0.02和0.55 mg(/m2.h);光滩和芦苇滩是N2O吸收汇,为-12.29,-56.83μg(/m2.h),互花米草滩和盐蒿滩为源,为18.56,25.64μg(/m2.h)。表层沉积物理化性质存在显著的空间差异:其中粒径与容重均是光滩最大,互花米草滩最小,盐蒿滩、芦苇滩居中;TN、TOC、微生物生物量C、微生物生物量N均是光滩最小,互花米草滩最大,盐蒿和芦苇居中;C/N为互花米草滩和芦苇滩较大,而光滩和盐蒿滩则较小。全盐分布表现为互花米草滩>盐蒿滩>光滩>芦苇滩。pH表现为:芦苇>光滩>盐蒿滩>互花米草滩。通过相关分析,回归分析以及主成分分析,得出CO2和CH4通量与箱温、10²0 cm沉积物温度以及pH呈显著相关,而N2O则主要与pH、全盐、容重、微生物生物量N的相关性较大。     

OSA剩余污泥超声波处理试验研究

分别采用不同超声功率、超声时间及脉冲比的超声波处理OSA工艺产生的剩余污泥,研究超声作用对细胞内容物的释放、酶活和污泥粒径的影响。研究结果表明,声能密度越大、超声处理时间越长,污泥被破坏程度越大,释放出的有机物浓度也就越高;较低的声能密度在短时间内可以促进微生物脱氢酶活性。从总体上看超声作用会降低微生物的脱氢酶活性和碱性磷酸酶活性;超声处理在较短时间内即可实现对污泥絮状结构的解体,此后污泥颗粒的粒径分布保持相对稳定状态。     

气溶胶OCEC切割点确定方法改进及应用

用MOUDI采样器分级(0.18～18μm,8级)采集北京(BD)及美国亚特兰大(GT)2011年7、8月大气气溶胶样品,测定有机碳(OC)及元素碳(EC).结果表明,由于石英膜结构在灼烧过程中变化,空白膜激光值在OCEC分析过程会随温度改变而变化,且整体呈下降趋势,扣除空白膜激光值变化后手动确定切割点,即激光校正切割可以提高切割点准确性.采用激光校正切割法得到的OC、EC浓度及粒径分布与有氧无氧切割法不同.一些样品切割点出现在通氧前,原因可能是气溶胶中金属等可在无氧环境中催化氧化EC或受热后分解、变色的吸光物质含量较高等.GT气溶胶碳质组分浓度低于BD,且除GT采样点EC外,均呈双峰分布.BD及GT两个采样点OC浓度在0.56～1.0μm、3.2～5.6μm两个粒径段出现峰值,采样期间BD峰值浓度分别为(2.82±1.59)μg.m-3、(1.95±0.76)μg.m-3,GT峰值浓度分别为(1.28±0.41)μg.m-3、(0.64±0.19)μg.m-3.BD采样点EC浓度峰值出现在1.0～1.8μm、3.2～5.6μm,分别为(0.32±0.24)μg.m-3、(0.26±0.19)μg.m-3.GT采样点EC呈三峰分布,集中于粒径更小的气溶胶中,粒径为0.18～0.56μm气溶胶中EC含量占总采样粒径段44.6%.GT采样点OC、EC浓度均较BD更集中于积聚模态,原因可能为夏季GT主要污染源是机动车尾气排放,而BD存在较多工业活动等排放.