石家庄秋季一次典型霾污染过程水溶性离子粒径分布特征

为研究石家庄秋季典型霾污染过程中颗粒物水溶性离子的粒径谱分布,并进一步分析其来源及形成机制,于2013年10月15日到11月14日利用惯性撞击式8级采样器(Andersen)对石家庄城区大气颗粒物进行了为期一个月的连续采样,并使用离子色谱仪对观测期间一次霾污染过程颗粒物中8种水溶性无机离子(Na~+、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-))进行了分析.结果表明,石家庄秋季颗粒物污染严重,采样期间PM10和PM2.5日均值分别达到(361.2±138.7)μg·m~(-3)和(175.6±87.2)μg·m-3,PM_(2.5)日均值达到国家环境空气质量二级标准的2.3倍.此次污染过程,优良天、轻/中度污染天和重度污染天总悬浮颗粒物中总水溶性无机离子(TWSII)浓度日均值分别为(64.4±4.6)、(109.9±22.0)和(212.9±50.1)μg·m-3,由优良天过渡到重度污染天,总水溶性无机离子中二次无机离子(SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+)的比例由44.9%上升至77.6%,此次的霾污染过程主要来源于二次无机离子的生成和积累.优良天,SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+呈现双模态分布,峰值分别出现在0.43~0.65μm和4.7~5.8μm,而在轻/中度污染天和重度污染天,逐渐转变为单模态分布,峰值出现在0.65~1.1μm,随着高湿度下液相反应的加剧,二次无机离子由凝结模态向液滴模态转移的迹象明显.Na+、Mg~(2+)和Ca~(2+)这3种离子在优良天、轻/中度污染天和重度污染天的粒径分布相似,均以粗模态形式存在,在4.7~5.8μm出现峰值;K~+、Cl~-在优良天、轻/中度污染天和重度污染天均为双峰分布,但峰值出现的粒径段有所改变.     

Evaluation of the influence of El Niño–Southern Oscillation on air quality in southern China from long-term historical observations

•Strong ENSO influence on AOD is found in southern China region. •Low AOD occurs in El Niño but high AOD occurs in La Niña events in southern China. •Angstrom exponent anomalies reveals the circulation pattern during each ENSO phase. •ENSO exerts large influence (70.5%) on annual variations of AOD during 2002–2020. •Change of anthropogenic emissions is the dominant driver for AOD trend (2002–2020). Previous studies demonstrated that the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) could modulate regional climate thus influencing air quality in the low-middle latitude regions like southern China. However, such influence has not been well evaluated at a long-term historical scale. To filling the gap, this study investigated two-decade (2002 to 2020) aerosol concentration and particle size in southern China during the whole dynamic development of ENSO phases. Results suggest strong positive correlations between aerosol optical depth (AOD) and ENSO phases, as low AOD occurred during El Niño while high AOD occurred during La Niña event. Such correlations are mainly attributed to the variation of atmospheric circulation and precipitation during corresponding ENSO phase. Analysis of the angstrom exponent (AE) anomalies further confirmed the circulation pattern, as negative AE anomalies is pronounced in El Niño indicating the enhanced transport of sea salt aerosols from the South China Sea, while the La Niña event exhibits positive AE anomalies which can be attributed to the enhanced import of northern fine anthropogenic aerosols. This study further quantified the AOD variation attributed to changes in ENSO phases and anthropogenic emissions. Results suggest that the long-term AOD variation from 2002 to 2020 in southern China is mostly driven (by 64.2%) by the change of anthropogenic emissions from 2002 to 2020. However, the ENSO presents dominant influence (70.5%) on year-to-year variations of AOD during 2002–2020, implying the importance of ENSO on varying aerosol concentration in a short-term period.     

超大城市新粒子生成事件对云凝结核贡献分析

高浓度气溶胶在受人类活动影响的污染地区种类和组成非常复杂,因此,其环境和气候效应引起了广泛关注,但在超大城市背景下气溶胶粒子活化成为云凝结核的过程与边界层的相互作用尚不完全清楚.本研究基于北京（BJ）、上海（SH）、广州（GZ）的观测数据,选取3个城市的春季和冬季（北京冬季11月和广州冬季12月的连续观测,以及上海春季4月的加强观测）集成观测气溶胶数据和云凝结核同期观测的变化并结合其他污染物演化规律,对比分析了新粒子生成事件和环境变量演化对3个超大城市云凝结浓度形成的影响.结果表明,以用云凝结核（CCN）浓度与气溶胶（CN）数浓度的比值作为3个城市的活化率,北京CCN数浓度约为（500±200） #·cm^-3,CN最大浓度小于（1.0×10⁴±0.3×10⁴） #·cm^-3,活化率约为0.07%.上海CCN数浓度为（1500±500） #·cm^-3,CN最大浓度小于（98.0×10⁴±0.3×10⁴） #·cm^-3,最大活化率为0.05%.广州CCN数浓度为（150±30） #·cm^-3,CN最大浓度为（24.0×10³±0.3×10³） #·cm^-3,最大活化率为0.03%.本文旨在阐明气溶胶物理化学性质（粒子谱、化学成分、排放源等的时空演变特征）在不同排放源和大气边界层条件的影响下,造成不同类型的排放和输送过程对气溶胶活化率的影响,对比发现新粒子生成（NPF）期间CCN数浓度明显高于非新粒子生成（Non-NPF）时期,证明NPF发生时对CCN的活化率（AR）有显著的提升,在过饱和度SS=0.1%下,北京达到峰值在4×10^-3附近,广州的最大值约为17×10^-4,上海的最大值为3×10^-3.且在NPF期间气溶胶活化率显著增加,3个超大城市在NPF和Non-NPF期间,CCN数浓度与活化率的关系在上海尤其明显,化学成分包括有机物、硝酸盐和硫酸盐等物质也会影响超大城市地区气溶胶粒子的活化率,对比发现3个城市在NPF期间CCN数浓度和活化率都明显区别于其他时段.发现气溶胶的物理和化学性质以及与活化率的直接关系,可用以评估新粒子生成对区域大气环境（如霾）的影响,并估计气溶胶贡献为CCN的间接气候影响.     

齐口裂腹鱼上溯洄游过程中的感官圈解译研究

选取西南地区典型鱼类齐口裂腹鱼（Schizothorax prenanti,（32.32±2.73） cm）作为实验对象,测试鱼类在上溯过程中应对不同水流环境时的游泳行为,解译不同大小网格尺寸下鱼类的游泳速度、转向次数以及转角和转角差与真实游泳轨迹的匹配程度.结果表明：采用小于或等于0.30m尺寸的网格时,分析得出的鱼类上溯运动平均游泳速度、转向次数以及转角和转角差均与实际情况无显著性差异,另外鱼类更偏向于在0.20~0.40m/s的流速区间内以和水平方向呈-49°~49°的运动搜索范围进行上溯运动.     

南京雾过程对大气气溶胶谱分布及化学组成的影响

为探究南京地区雾过程对气溶胶粒子化学组成和尺度分布的影响,在2017年冬季的雾观测中平行收集了3级分档雾水和分粒径气溶胶样品,并对雾微物理量与气溶胶谱分布、3级分档雾水与雾前、雾中、雾后分粒径气溶胶化学组成对比分析。结果表明,2017年冬季南京第1次雾过程的雾滴液态水含量随粒径分布为不对称“V”型,最低值位于7μm处,第2次雾过程的雾滴液态水含量随粒径分布为3峰型,峰值分别位于5,15,21.5μm处。在雾形成、发展阶段,粒径<0.33μm的气溶胶质量浓度降低,粒径0.38μm气溶胶质量浓度升高,雾成熟阶段,气溶胶粒子质量浓度在全粒径段均达到最低,粒径0.38μm的气溶胶质量浓度大幅降低,与雾前相比,雾后气溶胶质量浓度峰值向大粒径方向移动。雾前,气溶胶水溶性离子组分富集在粒径<0.43μm的小粒子中,随着雾过程进行,成核作用和吸湿增长使得水溶性离子向较大粒径段富集。雾中新生成的气溶胶随着雾滴的蒸发被释放,导致雾后NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺浓度升高。较小粒径的气溶胶中和率更高,雾形成初期的新生雾滴酸性较强,随着雾过程的进行逐渐中和,雾水pH值逐渐升高。     

Ecological Determinants of Distribution Decline and Risk of Extinction in Moths

Abstract:  For successful conservation of species it is important to identify traits that predispose species to the risk of extinction. By identifying such traits conservation efforts can be directed toward species that are most at risk of becoming threatened. We used data derived from the literature to determine ecological traits that affect distribution, distribution change, and the risk of extinction in Finnish noctuid moths (Lepidoptera, Noctuidae). The ecological traits we examined included body size, larval specificity, length of the flight period, and overwintering stage. In addition, in monophagous species we examined the effects of resource distribution. Larval specificity, length of the flight period, and the overwintering stage each had an independent effect on the risk of extinction when the effects of other traits were controlled by entering all traits into the same regression model. Not a single trait predicted the risk of extinction when analysis was conducted without controlling for the other traits. This discrepancy among the results suggests that a single trait may not be enough to allow prediction of the risk of extinction. Instead, it seems that for successful, predictive conservation science data on several ecological characteristics are needed.     

大尺度薄板激光焊接前后的弹性实验

研究了激光焊接对大尺度薄板弹性的影响。实验测试了焊接前后的弹性ˉ位移曲线。通过显著性检验 ,判断弹性改变是否发生。实验结果对汽车行业采用激光加工技术具有一定的参考意义。     

吸气式管道尺寸及温差对烟颗粒输运的影响

在火灾标准燃烧室中,用扫描电迁移粒谱仪测量单孔采样的吸气管道内5种标准试验火烟雾颗粒浓度和粒径分布的变化,分析管道输运中管道参数对烟颗粒数目浓度损耗和中位径的影响.结果表明,在管道输运中,平均粒径相对较小的热解和阴燃烟雾颗粒.其小于0.1μm的超细颗粒部分的浓度损耗随管道长度的增加而增大,且烟颗粒平均粒径随管道增长而增大.而明火烟雾在管道输运中,由于管道与高温烟雾的温差增大,导致0.1～1 μm颗粒的管壁沉积损耗增大,使烟颗粒数浓度下降,中位径减小了几个纳米.火灾早期,火灾阴燃和热解期间小于0.1 μm的烟颗粒数目浓度占15%以上,因此,用较短的管道或者管道分级预警的方式可以减少滞留时间,提高极早期感烟探测的灵敏度.     

塔里木盆地气溶胶粒度分布研究

使用Series 210收集了塔里木盆地内6个不同地点的气溶胶,获取了该地区气溶胶的粒度分布,并计算了对应的气溶胶数量中位直径。研究发现:在自然情况下,气溶胶分布遵循双峰分布的规律,其中第一峰值通常出现在0.5μm附近,第二峰值出现在3μm附近;由于采样点的气象条件、地表情况等差异所致,不同采样地点的峰位和峰面积有一定的差异;各采样点气溶胶分布规律显示,绝大多数气溶胶粒子粒径小于1μm。自然条件下,大多数采样点气溶胶粒子数量中位直径小于1μm。     

兰州市排污沟污泥磁性物质来源特征及环境意义

文章通过对兰州市七里河沟、烂泥沟、大沙沟和排洪沟中污泥的低频磁化率、金属元素和粒度的测定,证明低频磁化率可以很好地评价排污沟污泥中重金属的来源特征。兰州市排污沟污泥中磁性矿物主要与还原性环境中的金属硫化物、外源道路和大气中人类活动产生的磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿及少量顺磁性矿物,以及黄土高原沙尘暴来源的贡献有关;磁性矿物具有多源性和多类型性特征。排污沟污泥中高有机质含量反映了强烈的人类活动,而人为活动输入的磁性物质是兰州市排污沟污泥中磁性矿物的主要来源。