双介质矿岩轴向加载损伤破坏试验分析研究

为研究夹石对矿体力学变形特性的影响,选用全精炼的工业石蜡作为夹石模拟材料,并与水泥和矿粉进行配比制样。通过表壁裂纹扩展、微观成像、表壁应变值变化、整体加载压缩变形、磁感应强度变化、红外温度测量共同表征夹石试样在加载过程中的力学变形特征,厘清夹石矿岩的破坏特点。同时提出了一种数值模拟夹石的方法,进行不同夹石含量矿岩的安全系数、最大主应力及不同监测点处应变值的变化监测。试验结果表明:存在夹石的试样在加载过程中表壁出现较多裂纹条数,且以短裂纹为主,分布区域较广;表壁纵向应变变化较平稳,而横向应变存在阶梯型变化;红外温度测量并无恒定的变化幅度,存在升降的起伏变化;磁感应强度值变化存在上升下降型、下降平稳型、下降上升型的变化特点。数值模拟结果表明:夹石的存在弱化了矿岩的整体强度,这与相似模拟结果具有一致性。同时不同的夹石强度对矿岩的整体稳定性影响不一样。当试样的整体稳定性与夹石的物理性质有关,夹石强度是矿石强度50%左右时,彼此接触严丝合缝,夹石存在及含量的多少产生的影响不大;如果夹石强度只是矿石强度的2%时,相应的测点起伏变化较大;如果试样完整性不好,存在较多微观空区,空区附近的相应测点的应变值变化起伏较大。     

北京城区2007~2012年细颗粒物数浓度时空演化

为反映近年来北京城区细颗粒物数浓度时空演化过程,利用MODEL 3886GEO-α手持式激光粒子计数仪连续采集了2007~2012年北京城区93个采样点 6月上旬~7月上旬(非采暖期)和12月上旬~次年的1月上旬(采暖期)细粒径颗粒物PM (0.3、0.3~0.5、0.5~1.0) 的粒子数浓度数据,然后在地统计和空间分析方法的基础上,探究了北京城区细颗粒物数浓度的时空演化特征.结果表明,PM0.3在采暖期的数值均高于其在非采暖期的浓度值,而PM0.3~0.5和PM0.5~1.0在两个不同的采样期浓度值有高有低;采暖期不同下垫面细颗粒浓度差异较明显,而非采暖期下垫面类型对细颗粒浓度的影响相对较弱;非采暖期,北京城区南部的丰台区和东部的朝阳区细颗粒物污染最严重,市中心次之,而北部的海淀区和西部的石景山区污染相对较轻;采暖期,北京城区细颗粒物污染主要集中在朝阳区的东部和东南部,以及市中心及其周边区域.     

南京市大气细颗粒物(PM2.5)中硝基多环芳烃污染特征与风险评估

硝基多环芳烃是大气细颗粒物中具有致癌效应的一类重要污染物,为探明硝基多环芳烃污染特征与来源,采集南京市14个大气细颗粒样品,利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定硝基多环芳烃浓度,进行分布特征分析,来源识别和健康风险评估.结果表明,南京市大气细颗粒物中2,8-二硝基二苯并噻吩（743 pg·m^-3）、2,7-二硝基芴（331 pg·m^-3）、9-硝基蒽（326 pg·m^-3）、3-硝基荧蒽（217 pg·m^-3）和1,8-二硝基芘（193 pg·m^-3）为主要的硝基多环芳烃;硝基多环芳烃检出浓度具有明显的季节变化,冬季最高（3082 pg·m^-3）,秋季其次（1553 pg·m^-3）,春季最低（1218 pg·m^-3）.南京市大气细颗粒物中硝基多环芳烃主要来自多环芳烃大气光氧化反应与生物质燃烧,二次生成是硝基多环芳烃的重要来源.当前南京PM_2.5中硝基多环芳烃的致癌风险可控,二硝基多环芳烃是致癌风险的主要来源.     

Characterization of seawater and aerosol particle surfactants using solid phase extraction and mass spectrometry

Surface-active organic molecules (surfactants) may influence the ability of an aerosol particle to act as a cloud condensation nuclei by reducing its surface tension. One source of organic mass in aerosol particles, which may also contain surfactants, is bubble bursting on the sea surface. In order to directly compare these molecules in the ocean and aerosol particles, we developed a method using multiple solid phase extractions and high resolution mass spectrometry to characterize surface active organic molecules in both. This method has extraction efficiencies greater than 85%, 75%, and 60% for anionic, cationic, and nonionic surfactant standards, respectively. In this study, we demonstrate the presence of three ionic classes of surface active organics in atmospheric aerosol particles and estuarine water from Skidaway Island, GA. With this extraction method, organic molecules from both estuarine water and atmospheric aerosol particles significantly reduced surface tension of pure water (surface tension depression of ~ 18 mN/m) and had high ratios of hydrogen to carbon (H/C) and low ratios of oxygen to carbon (O/C), indicative of surfactants. While previous work has observed a larger fraction of anionic surface active organics in seawater and marine aerosol particles, here we show cationic surface active organics may make up a large fraction of the total surface active molecules in estuarine water (43%–47%).     

杭州市春季大气超细颗粒物粒径谱分布特征

2012年3~5月,采用快速迁移率粒径谱仪(fast mobility particle sizer,FMPS)对杭州市大气超细颗粒物数浓度进行了连续监测和分析研究.结果表明,核模态(5.6~20 nm)、爱根核模态(20~100 nm)、积聚模态(100~560 nm)以及总颗粒物(5.6~560 nm)日均数浓度值分别为0.84×104、1.08×104、0.47×104和2.38×104cm-3.晴天天气下,爱根核模态颗粒物浓度较高,且可观测到核模态和爱根核模态颗粒在早上10:00~11:00开始增加,3~4 h后结束,这说明太阳照射强度促进了新粒子形成.在工作日与周末,人为活动因素使各模态颗粒物浓度分布有明显差异.结合天气因素分析可知,风速和风向也直接影响颗粒物浓度;颗粒物浓度与能见度分析结果表明:杭州地区大气能见度的高低受核模态和爱根核模态的颗粒影响较小,与积聚模态颗粒物浓度呈负相关关系.     

中国大气重金属污染研究进展与趋势

大气重金属污染是当前环保工作中的重点、难点、热点以及突发性环境事件的高发领域。简要介绍了大气重金属污染的特征、危害及来源,综述了近年来中国大气重金属污染研究方面的进展。当前,中国大气重金属的研究主要有以下几个方向,(1)大气颗粒物中重金属分析检测方法的研究,(2)大气颗粒物中重金属的污染行为特征研究,(3)大气颗粒物中重金属的化学形态分析与生物危害性研究,(4)大气颗粒物中重金属的来源解析,(5)大气颗粒物中重金属的生物有效性研究等,并取得了一定的研究成果。最后,对今后的主要研究趋势进行了展望。     

天气条件及气团来源对青岛春季大气颗粒物数浓度谱分布的影响

利用2010年春季在青岛观测的不同粒径大气颗粒物数浓度,结合同期的Micaps天气图资料及后向轨迹分析资料,探讨了不同天气条件及气团来源不同时青岛大气颗粒物数浓度谱的变化特征.结果表明,沙尘发生前12h,大气中0.3~1.0μm的细粒子数浓度逐渐小幅升高,沙尘发生时>1.0μm粗颗粒物数浓度较沙尘发生前升高了1~10倍,0.3~1.0μm细颗粒物数浓度则降低了20%~45%.降雨使>1.0μm粗粒子数浓度降低>50%,降雨后大气颗粒物尤其是细粒子数浓度很快回升.雾和霾天气发生时1.0μm粗粒子数浓度较高,而局地源气溶胶中粗粒子数浓度较低,<0.7μm细粒子相对贡献较大.     

济南市秋末冬初大气颗粒物和气体污染物污染水平及来源

2009年11月23日─12月7日在济南市区对PM2.5、BC(黑碳)和污染物(SO2、NOx、NO、NO2和CO)进行实时监测与分析.观测期间ρ(PM2.5)、φ(SO2)和φ(NOx)分别为171μg/m3、54.3×10-9和107×10-9.其中,φ(SO2)与GB 3095─1996《环境空气质量标准》日标准值相当,φ(NOx)是标准的2.2倍,ρ(PM2.5)是美国环境空气质量标准(35μg/m3)的4.89倍.污染事件期间ρ(PM2.5)、φ(SO2)和φ(NOx)分别达到222μg/m3、74.4×10-9和158×10-9,是非污染期间的1.78、1.67和1.77倍.观测期间SO2主要来源于燃煤排放.在11月25─26日的污染事件中,NOx、BC和PM2.5主要来源于机动车尾气排放,除局地源外,东北风经过济南东北部工业区时也将污染物传输到采样点;而在12月1─2日的污染事件中,以静风为主,污染物积聚,NOx和BC主要来源于机动车尾气排放,PM2.5除了一次污染物,很可能包含一定比例的二次污染物.在非污染事件中,NOx和BC主要来源于机动车尾气排放,部分NOx很可能来源于燃煤排放,而PM2.5主要来源于一次源排放.     

上海市中心城区空气中可吸入颗粒物污染水平和变化状况

2005年对上海市闸北区空气中可吸入颗粒物(PM10--空气动力学当量直径小于10μm的颗粒物的总称)的污染状况进行了一年的连续监测.结果表明:全年各月PM10污染均以2级为主,占总样本数的67.6%;其次是1级占20.0%,3级占11.0%,4级占1.4%.全年空气质量状况最好的为9月份,最差为11月份.PM10浓度与CO和NO2浓度呈现出显著的相关性,说明机动车尾气是该区域PM10的主要来源;PM10污染程度还明显地受到降水、气温、气压、风向、风速、相对湿度等气象条件以及北方沙尘暴的影响.     

我国PM2.5的污染状况和污染特征

对中国大气中PM2.5的污染状况和污染特征进行了综述和分析,其中包括我国PM2.5质量浓度的时间、空间污染特征、来源解析以及与PM10的关系.