基于多源数据的西安大气重污染过程案例分析

基于大气污染六要素（PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃）、PM_2.5化学组分数据、地面气象观测数据、微波辐射计数据和大气再分析数据,采用物质平衡和硫/氮氧化速率（SOR/NOR）等方法对2019年1月西安市一次重污染事件过程和成因机制进行综合分析.将该次污染过程划分为累积阶段（P1）、维持阶段（P2）和消散阶段（P3）,本次重污染过程主要是由于不利天气形势叠加反馈效应造成的,P1和P2阶段西安在500hPa都受平直西风气流影响,海平面气压为均压场,等压线稀疏,天气形势稳定,且925hPa以偏东风为主,不利于大气污染扩散.地基微波辐射计可辅助反映气象条件与重污染间的反馈机制,其反演的水汽密度和逆温均与PM_2.5存在显著线性相关关系,相关系数分别为0.86和0.38.反馈机制主要表现为：当污染达到一定程度时产生辐射冷却效应使地面降温,进而导致或加强逆温,混合层高度降低,水汽积聚,高湿条件通过加速二次转化和促进气溶胶吸湿增长使污染进一步维持,因此P2阶段二次无机离子（SO₄^2-+NO₃^-+NH₄⁺,SNA）和"其他"组分对PM_2.5的贡献率较大,分别为43.2%和23.1%,且SOR、NOR和消光系数均在P2阶段达到峰值.NH₄NO₃、有机物（OM）、（NH₄）₂SO₄和元素碳（EC）对消光系数的总贡献率超过85%,但各组分占比排序在每个阶段略有不同.     

2019～2022年成都市春节期间烟花爆竹燃放对空气质量影响分析

基于空气质量和PM_2.5组分站观测数据,分析成都市2019～2022年春节期间烟花爆竹燃放对污染物浓度、 PM_2.5组分和二次转化的影响.结果表明,烟花爆竹燃放对SO₂、 PM_2.5和PM₁₀浓度影响显著,2019～2022年集中燃放期内小时浓度平均值分别增加6.7、 105.0和117.4μg·m^-3,升幅分别为135%、 236%和203%,集中燃放对其浓度的贡献率分别为10.0%～34.0%、28.1%～31.3%和27.8%～34.6%.烟花爆竹燃放对空气质量影响时间呈小幅下降趋势,由2019年的42h下降至2022年的38 h,但对PM_2.5浓度影响呈波动变化,2022年与2019年相当.烟花爆竹燃放主要组分为K、 Cl、 Al、 K⁺和Cl^-等,集中燃放期内这些组分浓度较高且增长较快,在PM_2.5中的占比为5%～18%,增幅为87%～1 511%,对NH     

生物炭施用5 a后对桂北桉树人工林土壤有机碳组分的影响

研究生物炭不同施用量施用5 a后桉树人工林土壤有机碳组分的变化特征,明确生物炭施用下土壤的固碳潜力,为桉树林业废弃物生物炭的土壤改良效应提供科学依据.基于2017年建立的桉树人工林生物炭中长期定位试验,以桉树人工林废弃枝条为原料,在500℃条件下厌氧制备生物炭,选取CK （0%）、T1（0.5%）、T2（1.0%）、T3（2%）、T4（4%）和T5（6%）这6个处理,一次性施用生物炭5 a后测定不同处理下有机碳组分含量特征.结果表明：①与对照相比,土壤有机碳及其组分随生物炭施用量的增加而增大,且在T4或T5达到最大值,土壤有机碳、可溶性有机碳、易氧化态有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳和碳储量分别增加了101.62%、67.46%、143.03%、164.78%、110.88%和41.73%.②随着生物炭施用量的增加,各生物炭处理土壤轻组有机碳和重组有机碳含量在0~10、10~20、20~30 cm土层的增幅分别为41.41%~140.63%、9.26%~87.04%、-19.54%~106.90%和15.32%~78.99%、15.72%~75.25%、89.49%~148.64%.0~30 cm土层土壤轻组有机碳和重组有机碳含量的平均值亦呈现增大的趋势,土壤碳库中以较稳定的重组有机碳为主.③土壤有机碳、碳储量和有机碳组分含量均随着土层的加深而减小.总体上,生物炭施用5 a显著增加了土壤有机碳和碳组分含量,有利于提高土壤固碳能力和土壤稳定性碳库,生物炭施用是提升桉树林土壤质量的有效措施.研究结果可为林业废弃物资源化利用和桉树人工林土壤肥力提升提供参考依据.     

芦苇生物活性组分对小球藻生长的促进效应

利用乙醇从芦苇(Phragmites australis)生物质中提取得到具有生物活性的粗提液,研究了芦苇乙醇粗提液对蛋白核小球藻生物量、叶绿素含量、蛋白质含量的影响.结果表明,芦苇中存在的生物活性组分对蛋白核小球藻的生物量、叶绿素含量、蛋白质含量的提高均具有促进效应,层析中性组分可使小球藻藻密度平均提高0.87倍,最高可提高1.79倍,叶绿素含量及蛋白质含量平均提高0.67倍和0.99倍,最高可提高2.71倍和4.76倍.芦苇中存在的高价值生物活性物质具有很好的开发及应用潜力.     

广州秋季灰霾污染过程大气颗粒物有机酸的污染特征

收集广州秋季一个灰霾过程大气颗粒物昼夜样品,进行了26种脂肪酸和8种二元羧酸的定量分析(GC/MS).结果表明,大气脂肪酸和二元羧酸的污染水平较高.灰霾与非灰霾期间脂肪酸和二元羧酸浓度之比分别为1.9和2.5.污染上升过程脂肪酸和二元羧酸晚上浓度(653 ng.m-3)高于白天浓度(487 ng.m-3),而在污染降低过程,白天脂肪酸和二元羧酸浓度(412 ng.m-3)要高于晚上浓度(336 ng.m-3).采样期间二元羧酸和脂肪酸日均值浓度总体上与颗粒物和碳质组分的变化趋势一致.脂肪酸和二元羧酸与有机碳比值大体上与颗粒物污染成反比,比值随着大气颗粒物的增加而降低,27号晚上之后,随着颗粒物的降低而开始增加,说明有机酸主要以直接排放为主,而灰霾对有机酸的富集有明显抑制作用.基于特征比值法(C3/C4)及相关性分析,表明秋季灰霾污染过程脂肪酸和二元羧酸都是以一次排放为主.     

上海宝山区酸雨特征分析

分析了连续七年(2004年-2010年)上海宝山区的降水的化学特征。从酸雨发生频率来看,2004年-2007年酸雨频率为:78.6%、75.9%、89.5%和94.6%,呈逐年加重的趋势,表明降水的酸性及酸化频率非常高,雨水酸化已非常严重。但从2008开始酸雨状况开始改善,酸雨频率开始降低,分别为:78.6%、41.1%和23.6%,同时其pH值开始高于全市平均水平;对降水中的各种阴阳离子进行数理统计分析:SO24-对降水的酸化起主要作用,但其作用在逐步减小,而NO3-和Cl-的作用呈上升的趋势;c(Cl-)/c(Na+)总体呈下降趋势,说明化工、有色金属冶金等工业生产废气中Cl2和HCl等污染物作用减少;因子分析反映了降水的来源成因机制,其结果与相关性分析一致。     

高炉炼铁工艺细颗粒物PM2.5排放特性分析

采用静电低压撞击器(electrical low pressure impactor,ELPI)对高炉出铁场、矿槽除尘后细微颗粒物(PM2.5)的粒径及质量浓度分布进行在线分析.结果表明,出铁场除尘后PM2.5粒数浓度在105~106cm-3数量级范围内,主要为粒径小于0.1μm的颗粒物,而矿槽除尘后PM2.5粒数浓度在104~105cm-3数量级范围内,主要为粒径1.0μm以下的颗粒物,质量浓度呈单峰分布;PM2.5化学组成分析表明水溶性离子SO2-4、K+、Ca2+含量较高,分别为10.32%~28.55%、10.36%~12.15%、3.97%~15.4%;主量元素主要为Fe、Si、Al,含量分别为16.8%~31.62%、2.24%~8.76%、1.24%~5.89%;含碳组分OC和EC在PM2.5中的含量也较为丰富,分别为2.7%~4.6%和0.8%~1.3%.PM2.5单体颗粒形态主要为球状颗粒和不规则颗粒.高炉出铁场、矿槽除尘后PM2.5的排放因子分别为0.045~0.085 kg·t-1、0.042~0.071 kg·t-1.     

异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中矢量孤子的动力学性质

本文基于准一维异核两组分玻色-爱因斯坦凝聚体的Gross-Pitaevskii(GP)方程,通过数值方法研究了亮-亮孤子和亮-暗孤子在不同的相对相位下的碰撞问题。没有外部势阱的束缚时,若亮-亮孤子的相对相位是π,它们会产生完全弹性碰撞,当相对相位是π2时亮-亮孤子对碰撞会产生能量的转移。若存在外部势阱,其相对相位为π时亮-亮孤子对产生了周期性碰撞,而相对相位是π2时亮-亮孤子对碰撞合并成一个孤子,并伴随有能量逃逸。对于亮-暗孤子,其相对相位为0或π时第一组分的亮-亮孤子对均发生了周期性碰撞,不同的是前者有一个碰撞点,后者则有两个碰撞点。进而,通过求解相应的Bogoliubov-de Gennes方程研究发现亮-亮孤子总是稳定的,而暗-暗孤子不稳定。     

有机肥施用量对土壤有机碳组分和团聚体稳定性的影响

为探明有机肥施用量对塿土有机碳组分和团聚体稳定性的影响,通过培养试验,在有机肥不同施用量(0%、1%、2%和4%,分别表示为T0、T1、T2和T4)和不同培养时间(120、180、240、300和360 d)下研究了土壤有机碳(SOC)组成如轻组有机碳(LFOC)、多糖、纤维素、水溶性有机碳(WSS)、富里酸碳(FAC)、胡敏酸碳(HAC)含量以及团聚体稳定性的动态变化.结果表明,施用有机肥增加了土壤有机碳及其组分,且随有机肥用量的增加而增加,与T0处理相比,培养至360 d时,T1～T4处理SOC、LFOC、多糖、纤维素、WSS、FAC、HAC含量和HAC/FAC比值分别增加了15. 3%～83. 2%、6. 8～15. 9倍、8. 5%～46. 4%、39. 3%～122. 6%、35. 7%～112. 9%、3. 3%～46. 9%、42. 5%～88. 3%和28. 5%～38. 6%;随着培养时间的延长,SOC和HAC含量呈降低趋势,LFOC先增加后降低,FAC和HAC/FAC比值呈现波动变化,多糖含量呈增加趋势.施用有机肥,降低了土壤中 2 mm力稳性团聚体的含量,增加了土壤中 0. 25 mm水稳性团聚体的含量,培养至360 d时,与T0处理相比,T4处理使水稳性团聚体平均重量直径(WMWD)增加了58. 6%,使团聚体的破坏率(PAD)降低了22. 2%.相关分析表明,有机碳及其组分间多数具有显著的相关关系,有机碳组分(除多糖外)与团聚体稳定性间也具有显著相关性.通径分析表明,土壤HAC含量和 2 mm力稳性团聚体的含量对力稳定性团聚体的平均重量直径(DMWD)具有显著的直接作用(P 0. 05); 2 mm和0. 25 mm水稳性团聚体的含量对WMWD具有极显著直接作用(P 0. 01);0. 25 mm水稳性团聚体的含量直接影响到团聚体PAD,SOC和WSS通过影响0. 25 mm水稳性团聚体的含量而间接影响到PAD.     

武汉市PM2.5化学组分时空分布及聚类分析

颗粒物化学组分特征对于分析污染来源及成因具有较好的指示意义,能够为城市制定颗粒物源的有效管控提供基础数据支撑.本研究采集和分析了武汉市4个季节8个受体点位的PM_2.5浓度及其化学组分数据.结合各点位组分特征及周边污染源分布情况,通过聚类分析讨论PM_2.5化学组分的时空分布特征.结果表明,武汉市PM_2.5年平均浓度为70.7μg·m^-3,其中冬季PM_2.5浓度（103.1μg·m^-3）显著高于其它季节,秋季浓度最低（52.4μg·m^-3）.从空间分布来看,东湖高新、沌口新区和青山钢花站点的PM_2.5浓度显著高于其它站点.武汉市PM_2.5主要的化学组分为OC和SO₄^2-,占比分别为15.4%和14.2%.OC浓度表现为冬季最高,除了与不利的气象条件有关外,还可能受到周边区域传输的影响;而SO₄^2-浓度夏季最高,具有较强的SO₂二次转化.武汉市OC/EC年均比值为2.80,其中冬、春季小于夏、秋季;物质重构结果表明无机盐（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺）和有机物（OM）是PM_2.5中的主要物质,占比分别为32.34%和20.44%;工业燃煤源及机动车源可能是武汉市环境受体中PM_2.5主要贡献源.基于受体组分特征的聚类分析可见,武汉市8个站点可分为3类：其中汉阳月湖、灰霾超站、东湖梨园和黄陂区站为一类,主要特征是各站点组分浓度均较低;沌口新区与青山钢花为一类,NO₃^-和NH₄⁺组分浓度较高;东湖高新与吴家山为一类,该两个站点不仅工业源污染较重,机动车及扬尘污染也有较大的贡献.