南京北郊冬季PM_(2.5)中重金属的形态、来源及健康风险

为探究南京北郊冬季PM_(2.5)重金属的污染特征、来源与健康风险,于2021年1—2月采集PM_(2.5)样品,用BCR连续提取法对11种元素(Al、V、Cr、Mn、Co、Cu、As、Cd、Sr、Ba和Pb)进行连续提取,用电感耦合等离子体原子光谱仪(ICP-OES)测定分析PM_(2.5)中重金属的化学形态和分布特征,利用正定矩阵因子分解模型(PMF)解析其来源,采用基于生物可利用浓度修正的美国国家环境保护局(EPA)健康风险评价模型评估其健康风险,并结合PMF模型、浓度权重轨迹模型(CWT)和后向轨迹模型(HYSPLIT)对特定污染源和区域传输的影响进行评估。结果表明:(1)采样期间PM_(2.5)日均质量浓度为(99.0±18.3)μg·m^(-3),采样期间有92.3%的天数超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》日均浓度限值,11种元素的日均总质量浓度为(1999.0±307.2)ng·m^(-3),其中As、Cd日均质量浓度分别为(7.0±3.5)和(22.0±14.0)ng·m^(-3),均高于GB 3095—2012标准限值。(2)大部分重金属(V、Cr、Mn、As、Sr、Cd、Ba)主要存在于生物可利用性极高的弱酸溶解态(F1),Co、Cu和Pb主要存在于可还原态(F2),Al主要存在于生物可利用性较低的残渣态(F4)。(3)利用PMF模型解析出3类排放源,分别是扬尘源(31.4%)、燃煤源(17.7%)、交通和工业混合源(50.9%)。(4)采样期间重金属的综合非致癌风险指数小于1,非致癌风险可忽略,Cr、Co、As、Cd有潜在致癌风险。结合PMF、CWT和HYSPLIT发现,交通和工业混和源及河南省信阳市和安徽省东部的区域传输对南京北郊健康风险的影响不容忽视,因此不仅要加强对本地工业源排放的管控,也要密切关注区域传输对本地的影响。

重金属-纳米颗粒联合毒性评价模型研究进展

基于单一污染物的毒性研究无法准确评估真实环境中多污染物共存的生态与健康风险,因此大量研究开始关注混合物联合毒性这一更具挑战性和现实性的课题.本文围绕当前毒理学领域的主要研究对象——重金属、纳米材料,综述了重金属混合物、纳米颗粒混合物、以及两者混合物的联合作用评价方法,包括基于重金属间无相互作用或相互作用可忽略的浓度加和(concentration addition,CA)模型、独立作用(independent action,IA)模型及其改进模型,基于生物生理过程的生物配体模型(biotic ligand model,BLM)、毒代-毒效动力学模型(toxicokinetictoxicodynamic,TK-TD)、动态能量平衡(dynamic energy budget,DEB)理论,基于颗粒物结构性质的定量纳米结构-活性关系(quantitative nanostructure-activity relationships,QNAR,或nano-QSAR)模型等,介绍了各类模型的基本原理、适用条件和应用情况.最后对重金属-纳米颗粒联合毒性的未来研究方向进行了展望.

南京北郊大气气溶胶中水溶性有机碳(WSOC)的污染特征

对南京北郊2014年1~11月的大气气溶胶进行采样分析,研究了其中水溶性有机碳(WSOC)的污染特征.WSOC在PM_(2.5),PM_10和TSP中的年平均浓度分别为5.90±3.38、6.93±3.79、7.34±3.91μg/m^3,80%以上的WSOC集中在PM_(2.5)中.PM_(2.5)中WSOC冬季浓度最高,夏季浓度次之,与冬夏季较强的二次转化过程有关;春季粗粒径段浓度较高,受到土壤来源颗粒物的影响;秋季浓度最低.春秋季PM_(2.5)中WSOC浓度夜晚高于白天,受夜间不利扩散条件的影响较大;但冬夏季却是白天高于夜晚,与白天较强的光化学反应有关.降水对各个粒径的WSOC都有清除作用,对PM_(2.5)的清除效率最高;四个季节比较,夏季清除效率最高,达到54.9%.霾发生时,随着霾污染等级的加重,PM_(2.5)中WSOC浓度逐渐增加,从非霾天的3.84μg/m^3升高到重度霾天的11.23μg/m^3,增加了近4倍,在细粒子中的比例也增大,霾天稳定的天气条件有利于二次有机污染物的生成.

网络化的ANN-GA系统优化中空纤维镍基板制备工艺参数

在实验室研究中空纤维镍基板的制备工艺的基础上,采用自制的网络化的ANN-GA系统对58个样本进行了工艺参 数优化和寻优,得到的最佳工艺参数如下:中空镍纤维含量为97％;烧结温度为1275 K;保温时间为20 min;造孔剂PVB, PP和Ni(OH)2的含量分别为5％,3．5％和1％．在最优工艺条件基础上,获得了性能优异、孔率接近87％的基板材料．并 用计算机分析和预报了各单因素的影响规律,预测结果与文献报道的实验结果一致．

基于Kolmogorov-Zurbenko滤波法分析2015—2021年京津冀地区大气颗粒物变化趋势

京津冀地区是我国近年针对大气颗粒物污染治理的重点区域。采用Kolmogorov-Zurbenko(KZ)滤波分析2015—2021年京津冀地区13个城市细颗粒物(PM_(2.5))、可吸入颗粒物(PM 10)和粗颗粒物(PM_(2.5-10))的时间序列。结果表明,PM_(2.5)和PM 10年均浓度总体呈下降趋势,其下降速率分别为5.07和8.10μg·m^(-3)·a^(-1)。KZ滤波分析结果表明,PM_(2.5)、PM 10和PM_(2.5-10)的短期分量、季节分量和长期分量之间相互独立。短期分量贡献占比(大于50%)最高,其次为季节分量,说明原始时间序列的波动主要受控于污染源排放以及气象条件的短期变化和季节变化。针对KZ滤波分解出的浓度序列,建立逐步多元回归线性模型,定量评估气象和减排对变化趋势的贡献。逐城分析结果表明,秦皇岛市气象条件对PM_(2.5)浓度的影响(14.86%)最大,衡水市减排措施对PM_(2.5)浓度的影响(96.77%)最大;秦皇岛市气象条件对PM 10浓度的影响(13.69%)最大,廊坊市减排措施对PM 10浓度的影响(93.96%)最大;沧州市气象条件对PM_(2.5-10)浓度的影响(26.23%)最大,廊坊市减排措施对PM_(2.5-10)浓度的影响(91.80%)最大。整体分析结果表明,减排对2015—2021年京津冀大气颗粒物污染改善起着至关重要的作用。

熔盐电脱氧法制备金属及合金的研究进展

对熔盐电脱氧法(FFC法)的概况和工艺原理进行了简要的介绍,综述了国内外利用该方法制备海绵钛以及其他金属及合金粉末的研究进展。分析了熔盐电脱氧法(FFC法)的优点,并指出了目前该方法遇到的主要问题。指出在今后金属与合金制取工艺的发展趋势上,熔盐电脱氧法将会得到广泛应用并实现工业化。

生物质燃烧排放PM_(2.5)颗粒萃取的水溶性有机碳液相光化学氧化

为探究生物质燃烧排放的PM_(2.5)中水溶性有机碳(WSOC)的液相氧化特征,探索了两种生物质(小麦秸秆和水稻秸秆)燃烧排放的WSOC在紫外光(UV)和紫外光+H_(2)O_(2)体系(UV+OH)液相氧化产物的吸光特性、荧光特性及氧化特性.总有机碳分析仪的分析结果表明两个体系中WSOC去除率相当,增加H_(2)O_(2)并未明显改善去除率,推测直接光解是WSOC降解的主要途径;两种生物质燃烧PM_(2.5)中WSOC降解速率均较快,光照17h后WSOC去除率均在70%左右.两种生物质WSOC液相光化学氧化产物变化规律没有显著差别.随着光解进行,WSOC的降解导致吸光度不断下降,三维荧光(EEM)光谱图中的荧光峰Ex/Em=255~260nm/330~340nm强度也不断下降,但Ex/Em=230/400~500nm出现了新的荧光峰,说明可能生成了类腐殖质(HULIS).高分辨气溶胶质谱仪(HR-AMS)分析的aqSOA生成潜势及其氧化特性,结果表明,随反应进行,尽管两种体系中aqSOA不断降低,但由于产物中含氧官能比例增加,aqSOA比反应前更具氧化性.产物的氧化潜势变化规律与HULIS变化规律相似,在UV+OH体系中先升高后下降,归因于反应初期含氧官能团物质的生成及随后的降解.结合以上研究结果,推测燃烧排放WSOC液相氧化经历了官能团化生成高一代产物后,碎片化和开环反应形成二代、三代氧化性更强的小分子产物,从而可能间接影响气候变化和空气质量.本文揭示生物质燃烧排放WSOC老化行为对于理解液相氧化反应对吸光性、SOA形成及健康影响等方面具有重要意义.

亚洲地区黑碳气溶胶外场在线观测研究进展

黑碳气溶胶是化石燃料和生物质不完全燃烧的产物之一,不仅影响着空气质量和人体健康,还通过吸收太阳辐射改变辐照平衡从而影响区域乃至全球气候。亚洲地区作为世界七大洲中人口最多、面积最广的地区,黑碳气溶胶排放量占全球排放量二分之一以上。对当前黑碳气溶胶观测所用主要仪器与方法,以及亚洲地区从上世纪九十年代至今有关黑碳气溶胶的观测结果进行了系统性总结。通过总结发现亚洲地区大气黑碳浓度分布特征与人口分布特征相一致,中国地区黑碳浓度分界线与胡焕庸线大致吻合,佐证了黑碳主要受人为活动影响的结论;并进一步分析了亚洲地区黑碳排放来源及影响因素,以及黑碳光学性质的最新研究成果;最后总结了当前研究中存在的不足,并对黑碳气溶胶未来研究方向提出了展望。

恶臭监测方法的研究进展

随着城市化进程的加快,恶臭污染所引起的安全与环境问题日益突显,相关监测技术的研究已成为当前环境领域的热点问题之一。介绍了恶臭监测的主要方法,包括嗅觉感知法和仪器测定法,其中嗅觉感知法是通过对气味特征和感官的刺激程度来进行恶臭判断,仪器测定法则是应用色谱、质谱和光谱等分析监测仪器获得异味气体的物质组成及浓度;重点归纳了嗅觉感知法和仪器测定法的适用条件、研究现状和应用场景等相关内容。并进一步阐述了物理法、化学法和生物法等不同除臭方法的作用原理及其在实际应用中的优缺点;通过对不同的恶臭监测方法进行客观对比,讨论其实际适用范围,并对未来恶臭监测的发展方向提出了一些合理的建议。

大气颗粒物中类腐殖质的测定、理化特性及健康影响

类腐殖质(humic-like substance,HULIS)是一类水溶性、相对分子量高的有机混合物,常见于雾滴、云滴、积雪和大气颗粒物(PM)中.本文主要综述了大气PM中HULIS的提取和分析方法、毒理性、吸光特性和光敏性,重点探讨了PM中有机物和过渡金属(尤其是Fe离子)产生活性氧化性物种(reactive oxygen species, ROS)从而破坏DNA的致毒机理,进一步提出HULIS(含有可逆的氧化还原位点)单独或与过渡金属螯合成有机-金属配体形成ROS的机理.最后对未来大气HULIS的研究方向进行了展望,指出今后应该加强大气HULIS、金属等通过细胞内催生ROS的测定及细胞毒性相关的研究,并关注HULIS的化学结构、分子组分等的定量分析,更好地揭示物质结构与细胞毒性之间的作用机制和关系,以期为大气HULIS的健康影响提供支持.

有机激发三重态参与的光化学反应研究进展

光化学反应包括直接光解和间接氧化反应,其中间接氧化反应主要通过活性氧化性物种(reactive oxygen species, ROS)包括单线态氧(1O2)、过氧自由基(O2^-)和羟基自由基(·OH)等进行。近年来,有机激发三重态(3C^*)作为一种特殊的氧化剂参与光化学反应引起了广泛关注。本文主要综述了有机三重态光敏剂的形成和光化学反应机制、3C^*参与的环境光化学反应、3C^*自由基寿命、反应速率及稳态浓度测定和激发三重态的应用5个方面,并对未来有机分子激发三重态的研究方向进行了展望,指出3C^*是很多挥发性有机化合物(VOCs)或半/中等挥发性有机化合物(S/IVOCs)在大气中重要的汇,自然水体中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的激发三重态(3DOM^*)是污染物降解的主要氧化剂。今后应扩大3C^*与有机物反应的研究范畴,测定不同体系中3C^*的稳态浓度、产生速率(量子产率)等,为污染物治理提供理论依据。

清洁工阿姨

有一次我放学回来，一进楼道就有一种腐烂的味道扑面而来，走到二楼，气味更浓了。我左顾右盼之后，在一个角落发现了一个垃圾袋。满满一大袋垃圾让人觉得恶心，正在我上楼时，一位清洁工阿姨义不容辞地一把拎起那个垃圾袋，

南京北郊大气棕碳吸光特性、来源及其季节变化特征

大气棕碳(BrC)是对大气颗粒物中具有吸光能力的一类有机物的总称,其对空气能见度及气候系统均有重要影响.自2021年3月至2022年2月底于南京北郊利用黑碳仪测定了气溶胶中BrC的光吸收系数,利用最小相关性法分别定量一次(BrC_(pri))和二次棕碳(BrC_(sec))贡献,结合后向轨迹、潜在来源和日均变化,分析季节变化特征.结果表明,观测期间BrC的平均光吸收系数(370 nm)为(7.76±7.17)Mm^(-1),对于总气溶胶光吸收贡献率为(22.0±8.8)%.不同波长下棕碳吸光系数在四季呈现U字形变化,即春季和冬季高,夏季和秋季低.BrC_(pri)和BrC_(sec)(370 nm)全年光吸收贡献分别为(62.9±21.4)%和(37.1±21.4)%;前者在四季均占主导,但随着波长增加,BrC_(sec)的贡献逐渐增加并最终占主导(如在660 nm时).除冬季以外,BrC在其他季节受到来自海上气团的显著影响,而冬季受当地及周边地区排放影响更为显著.交通排放在春、夏和秋季对一次排放BrC影响比冬季大,而燃煤和生物质燃烧则对冬季一次排放BrC影响较大.光化学和液相反应过程在不同季节对二次BrC有不同程度的影响,夏季主要来源于光化学反应,而冬季则主要来源于液相反应,而这两种反应也均是春季和秋季二次BrC重要生成途径.

杭州市PM_(2.5)中水溶性离子的污染特征及其消光贡献

对杭州市2013年大气PM_(2.5)进行采样分析,探讨了其中水溶性离子的污染特征和消光贡献.杭州市PM_(2.5)中总水溶性离子的质量浓度为37.5μg·m^(-3),占PM_(2.5)质量浓度的44.4%,二次离子SNA(SO_4^(2-)、NO_3^-和NH_4^+)是水溶性离子的主要成分,共占到水溶性离子的83.4%.PM_(2.5)和主要水溶性离子的质量浓度都在冬季最大,夏季最低,夏秋季水溶性离子占PM_(2.5)的比值明显高于冬春季,而SNA在总水溶性离子中的比例4个季节非常接近.燃料燃烧和汽车尾气排放导致的二次离子生成,对杭州市PM_(2.5)贡献最大.SOR和NOR的年平均值分别为0.27和0.15,SO_2在大气中的转化率大于NO_x,SOR和NOR与相对湿度都呈现出明显正相关,非均相氧化过程对SO_4^(2-)和NO_3^-的生成具有重要贡献.气溶胶中[NO_3^-]/[SO_4^(2-)]的年平均值为0.63,主要受到燃煤排放的影响.霾天随着霾污染等级的逐渐加重,PM_(2.5)、水溶性离子和SNA的浓度都逐渐增大,SOR和NOR值也不断升高,霾天稳定的天气条件,能有效促进污染物的积累和二次转化.PM_(2.5)和SNA的质量浓度与大气消光系数都呈现出明显正相关,使用IMPROVE公式对不同化学组分消光系数的计算结果能够基本反映出气溶胶对大气散射的变化趋势,其结果显示SNA对大气总消光系数的贡献达60.8%.SNA的消光系数冬季最高,夏季最低,随着霾污染等级的加重,SNA的消光系数和对总消光的贡献比例也逐步增加.

南京北郊大气颗粒物的粒径分布及其影响因素分析

在南京北郊使用FA-3型9级采样器对2014年1～11月颗粒物的粒径分布进行了采样分析.首先将FA-3与中流量分级采样器（KC-120H）和环境保护局在线监测仪器的同期监测结果进行对比,数据相关系数均在0.95以上,对细粒子FA-3分别偏低13.9%和16.6%,而对PM10偏高15.2%和13.3%,但采样偏差在大气采样可接受范围之内,说明其可以对大气颗粒物进行准确分级和采样.南京北郊颗粒物污染严重,PM1.1,PM2.1和PM10的年平均浓度分别为（65.6±37.6）、（91.0±54.7）和（168.0±87.0）μg·m^-3,污染以细粒子为主,且大部分在1.1μm以下;颗粒物粒径呈双峰分布,峰值位于0.43～0.65μm和9～10μm粒径段;中值粒径为1.83μm,为积聚模态污染.颗粒物粒径分布在冬季细粒径段较高,春季粗粒径段较高,夏季细粒径段降低并不明显,粗粒径段明显低于其他季节;颗粒物浓度的昼夜变化在粗粒径段差异很小,在细粒径段基本表现出夜晚大于白天的特征.除了夏季,降水对各个粒径范围的颗粒物都有清除作用,且在细粒径段表现得更为明显;霾发生时随着霾等级的加重,0.43～2.1μm粒径段颗粒物浓度逐渐增加,该粒径段颗粒物质量浓度与能见度呈显著负相关.以相对湿度70%为界,颗粒物粒径分布发生了明显变化,湿度大于70%后,小于0.43μm粒径段颗粒物质量浓度显著降低,而0.43～2.1μm粒径段明显上升,颗粒物的吸湿增长应是主要原因.南京北郊的气团来源可以分为四类,其中西北方向快速输送的气团最为洁净,细粒径颗粒物浓度明显低于其它方向;本地和周边近距离输送的气团污染最重,粗细粒径颗粒物浓度都较高,其传输距离短,风速小,发生污染的概率最大,达到73.9%,对南京市的空气污染贡献较大.

常州市大气PM_(2.5)中PAHs污染特征及来源解析

2016年1~8月期间,在常州市采集到55个大气细颗粒物PM_(2.5)样品,采用气相色谱-质谱联用仪测定其中17种PAHs的含量.结果表明,冬、春、夏季PAHs的季均浓度分别为140.24、41.42和2.96 ng·m^(-3),冬季污染较严重,且以4~6环中高分子量化合物为主.Ba P日均浓度平均值3.64 ng·m^(-3),超标日占总采样天数的41%.PAHs浓度与气温(相关系数-0.643)和能见度(相关系数-0.466)显著负相关,与大气压呈显著正相关(相关系数0.544),而与风速、相对湿度相关性较差.受昼夜温差、大气层结和污染源变化等因素影响,夜间PAHs浓度高于白天.气团后向轨迹模型分析表明,常州PM_(2.5)中PAHs主要受当地排放源和短距离传输的影响,长距离传输影响小(仅占11%).特征比值法分析发现,PAHs主要来源于燃煤、机动车尾气和生物质燃烧.利用超额终生致癌风险(ILCR)模型评估PAHs通过呼吸暴露途径对人体健康的影响,结果表明:成人的ILCR值高于儿童,冬季和春季人群的ILCR值略高于风险阈值,夏季则不明显.

南京北郊冬春季气溶胶数浓度变化特征分析

使用APS-3321对2014年南京北郊冬春季0.5~20μm粒径段大气气溶胶数浓度进行了较长时间的连续观测,对其变化特征进行了分析.观测期间南京北郊冬、春季大气气溶胶平均数浓度分别为(364.8±297.8)个·cm^(-3)和(79.6±62.4)个·cm^(-3),细粒子(0.5~1.0μm)分别占整个观测粒径段数浓度的87.8%和86.6%,在不同时间段,数浓度变化很大.南京北郊数浓度具有明显的日变化特征,夜晚浓度高,白天浓度低,冬季07:00和春季09:00达到早高峰,冬季17:00和春季18:00数浓度开始迅速增加.数浓度粒径谱分布冬季为单峰型,峰值粒径在0.583~0.626μm之间,春季峰值粒径小于0.542μm,冬季峰值粒径大于春季.随着相对湿度的增加气溶胶数浓度不断增加,同时峰值粒径向较大粒径方向偏移,体现了吸湿增长对气溶胶粒径谱分布的影响.观测期间,霾天比例高达83.3%,随着霾污染加重,在小于2.0μm的粒径段数浓度显著增加且冬季更为明显;春季,细粒子比例随霾的加重而增加,但冬季由于气溶胶老化导致大粒径粒子浓度显著增大,重度霾天时,细粒子比例有所降低.对1月典型污染过程的分析表明,气团来源与地面风向存在很好的对应关系,苏北近距离污染输送和地面小风造成的污染物累积是此次重污染过程形成的重要原因.

“老板”（导师）一定要亲自做实验吗？

当前没有一个确切的统计数字指出实验科学中，有多少比例的教授（副教授，助理教授）还能亲自做实验，不过我认为，即使能有1％我都会感到惊异。不亲自做实验的“老板”应该是学术界的常态。为什么？因为老板在一个团队中扮演的角色，“是一个创新团队的灵魂”．是运筹帷幄的大脑，而不是操作的手，本来的设定就不是去做实验的。

我申请国外博士后的一点经验

1）何时开始申请？根据个人情况决定。有的人想再出一篇牛论文。有时申请太早,即使来了offer,也走不了。此外,如果申请洪堡基金之类的资助,有固定的时间窗口。总的来说,在毕业前半年开始着手联系比较合适。

基于KZ滤波法分析2015—2021年长三角大气颗粒物趋势变化特征

为了改善空气质量,近年我国实行了一系列有史以来最为严格的管控措施.量化分析排放对大气污染物趋势变化的贡献,是验证大气污染治理成效的重要科学依据.本文基于2015—2021年国家环境空气质量监测数据和欧洲中期天气预报中心ERA5气象再分析资料,利用Kolmogorov–Zurbenko(KZ)滤波法定量评估了人为减排和气象条件对长三角地区15个典型城市大气细颗粒物(PM_(2.5))、可吸入颗粒物(PM_(10))及粗颗粒物(PM_(2.5~10))趋势变化的贡献.结果表明,2015—2021年,PM_(2.5)和PM_(10)污染浓度年均值分别降低了40.92μg·m^(-3)和37.12μg·m^(-3),下降幅度分别为42%和38%.使用KZ滤波的低通滤波将PM_(2.5)、PM_(10)和PM_(2.5)~10的浓度原始时间序列分解为短期分量、季节分量和长期分量,其中短期分量和季节分量在冬季的波动幅度高于其他季节.短期分量对原始时间序列总方差的贡献最大(65%),其次是季节分量(25%),而长期分量的贡献最小(10%),表明颗粒物短期变化趋势主要受到气象因素的影响.结合KZ滤波法和逐步多元线性回归模型,区分气象条件和人为排放对颗粒物浓度趋势具体贡献,发现这些城市人为排放对颗粒物趋势变化的贡献总体均大于93%,表明2015—2021年长三角大气污染治理采取的减排措施对改善大气颗粒物污染的有效性.