大气中挥发性有机物(VOCs)的检测与分析技术

随着工业化和城市化的快速发展,大气中挥发性有机物(VOCs)的排放量不断增加,引起了人们对挥发性有机物与环境和人体健康的潜在影响的关注。一方面,VOCs参与大气二次有机气溶胶(SOAs)的形成,对大气颗粒物污染产生影响,另一方面,部分VOCs还会对人体健康产生负面影响,如损害神经系统、免疫系统和内分泌系统。基于此,本研究旨在分析VOCs的检测和分析技术,并在大气污染防治中发挥重要作用,为环境保护和空气质量管理提供科学依据。

云南省大气中水资源分布特征初探

利用1961—2004年云南124个气象站逐月降水(P)和气温(t)观测资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸散发经验公式(以下简称高桥公式),计算了云南地面蒸发(E)和可利用降水(P-E)等与水资源有关的主要物理量,从大气可提供的水资源部分,分析了云南水资源各分量的时空演变特征及其显著周期,并对云南水资源进行了初步的区划。结果表明:云南大气中水资源各分量区域分布差异显著,南多北少,南部梯度大,北部梯度小;云南水资源各分量P,E及P-E季节变化明显,夏季各量最大,多年平均分别为548 mm,236 mm,313 mm,各占全年的55%,45%及67%,冬季各量最小,所占全年的比例也最小,分别为5%,7%,2%;云南P,E及P-E存在明显的月际、年际及年代际变化特征,各分量最大值出现在7月,最小值出现在1月或12月,通过功率谱周期分析发现,年降水量和可利用降水量存在显著的2.6年周期,年蒸发量存在显著的2.9年周期;云南省初步可划分为水资源丰富区、缺少区及一般区3个区,它们的区域平均P-E,E及P都存在明显差异。

复相A1_2O_3基陶瓷/钢在大气中直接钎焊的连接工艺

为了实现陶瓷在非真空和无保护气氛条件下的连接,本文主要从材料设计和钎焊工艺两个方面研究解决陶瓷钎焊中的润湿性和应力裂纹两大难题,从而实现了所研陶瓷和钢在大气中的直接钎焊连接。

淮安市区大气中颗粒物PM_(10)、PM_(2.5)污染水平

通过对淮安市大气颗粒物中PM10、PM2．5的监测与污染水平分析，得出了淮安市区PM10与PM2．5浓度呈冬秋季高，夏春季低的特征。PM2.5和PM10的比值范围在0．62～0．65之间，即PM2．5在PM10以下颗粒物中所占比例大约为63％。

基于星地测量和辐射传输模式的特定地域大气中分辨力光谱辐射特征

利用中分辨力成像光谱仪数据,采用星地测量并结合中分辨力辐射传输模式,以巢湖流域及周边为实验区,计算得到该地区夏季实际大气层结下沿观测路径整层大气透过率、大气辐射、大气热辐射和大气散射的太阳辐射在中分辨力光谱上的特征,以及整层大气廓线。研究结果表明:受能见度影响,实验区两地点水体像元处的整层大气透过率数值略高于植被像元处;两地卫星入瞳处的程辐射和卫星探测器探测到的程辐射谱分布相似;在可见至近红外波段,大气程辐射和散射的太阳辐射谱分布相似性较强,且随着波长增加而数值均逐渐减小,而大气热辐射数值很小;两个地点在短波范围内路径热辐射很低且接近,随着波长的增加,热辐射明显增强,波长越长,两地点热辐射差别越明显;当日天气晴好,气溶胶含量较低,而且两地距离很近,因此两地的大气廓线数据基本相似。

天然气在大气中扩散规律的数值模拟研究

天然气管道因腐蚀穿孔等原因引起的小孔泄漏产生的信号很弱,泄漏初期很难被发现和定位,一旦天然气泄漏到大气中并达到爆炸极限,可能会造成非常严重的后果。基于计算流体力学,建立天然气管道从土壤泄漏到空气中的扩散模型,分析天然气从土壤扩散到大气后在土壤表层积聚的现象和规律。以天然气在土壤中泄漏扩散稳定后地面甲烷的浓度分布和流量为入口边界条件,研究地面甲烷质量流量、环境风速、建筑物高度对甲烷横向扩散距离和纵向扩散高度的影响。结果表明:气体在上升过程中,气团速度间断面会引起卷吸现象;随地面甲烷质量流量增加,扩散高度显著增加;随着环境风速增加,甲烷的纵向扩散高度逐渐降低,而甲烷的横向扩散距离随风速的变化近似呈线性增加关系;建筑物靠近泄漏位置的一侧会积聚大量的天然气,使建筑物两侧存在明显的浓度差,随着建筑物高度的增加,天然气扩散高度整体呈增高趋势,当建筑物高度较低时,天然气会越过建筑物顶部继续向上扩散,扩散高度反而随建筑物高度的增加而降低。

大气中有机污染物气-液采样技术初探

开发探讨了大气中有机污染物气-液采样技术,并以六种多环芳烃(6-PAHs)为有机污染物的代表物对该技术进行了可行性和模拟采样的研究。结果表明该采样技术以二氯甲烷为吸收溶剂,在常见的温度范围内,气体流速在2000～5000 mL/min内,对气态的6-PAHs(苊、芴、菲、芘、苯并(a)芘、苯并(ghj)苝)的回收率达90%±10%。该技术与传统的利用聚氨酯泡沫或XAD类树脂吸附有机污染物气体相比,具有装置结构简单,材料价格低廉,采集过程和样品的后处理步骤简便等特点。

大气中二氧化碳总量的灰色预测

一、概况 灰色系统(Grey systems)理论是由邓聚龙教授创立,是定性分析和定量分析相结合,社会科学与自然科学相结合的工具,在许多领域都有了广泛的应用。灰色系统在建模、控制、预测、决策、优化等方面具有明显的优点。本文根据常用的灰色系统预测方法。

PM_(2.5)诱导血管内皮细胞凋亡在老年冠心病中的作用机制

目的分析老年冠心病患者的心功能分级与本市大气中细颗粒物(PM_(2.5))含量的相关性,并通过体外培养血管内皮细胞,探讨PM_(2.5)是否会导致血管内皮细胞凋亡,并进一步探讨炎症和氧化应激在其中的可能作用和机制。方法本研究分为两部分,第一部分为临床研究,回顾性收集安徽中医药高等专科学校附属芜湖市中医院2021年1月—2022年9月诊断为冠心病的103例老年患者,按照冠心病的心功能分级将其分为1~4级,分析老年冠心病患者的心功能分级与本市大气中PM_(2.5)含量的变化趋势。首先按照冠心病的心功能分级,在心功能<3级和心功能≥3级2组病例中,分别比较PM_(2.5)浓度、血压、糖尿病史、糖化血红蛋白和住院史的差异;其次按照PM_(2.5)浓度分组,在PM_(2.5)<75μg/m^(3)和PM_(2.5)≥75μg/m^(3)2组人群中,分别比较老年冠心病患者的心功能分级、血压、糖尿病史、糖化血红蛋白及住院史的差异。第二部分则通过培养人脐静脉内皮细胞(HUVECs),予以不同浓度梯度的PM_(2.5)干预HUVECs细胞48 h后,Tunel染色检测细胞凋亡情况,荧光显微镜观察ROS的表达与分布,ELISA方法检测SOD活力,RT-PCR方法检测细胞中炎症因子IL-6的mRNA表达。结果第一部分研究结果显示老年冠心病患者的心功能分级与本地区空气中PM_(2.5)的浓度变化趋势一致,且心功能<3级和心功能≥3级2组人群所暴露的大气PM_(2.5)浓度差异有统计学意义(P<0.05)。第二部分研究结果显示不同浓度的PM_(2.5)可诱导HUVECs细胞凋亡;PM_(2.5)呈浓度依赖性地诱导HUVECs细胞中ROS表达和分布增多;并抑制HUVECs细胞的SOD活性(P<0.05);不同浓度PM_(2.5)可诱导HUVECs细胞的炎症因子IL-6 mRNA表达量明显上调(P<0.05)。结论老年冠心病的心功能严重程度与大气中的PM_(2.5)含量高低有关;PM_(2.5)可导致血管内皮细胞凋亡,同时刺激炎症因子表达和氧化应激水平的增加,这可能是其参与老年患者冠心病进展的重要机制之一。

居住区大气中氯化物、硝酸盐、硫酸盐离子色谱方法的测定

目的:建立一种离子色谱检测方法,用于同时测定居住区大气中氯化物、硝酸盐、硫酸盐含量。方法:选用Ion-pac AS14分离柱,Ionpac AG 14保护柱,淋洗液为Na2CO3/NaHCO3,浓度分别为3.5 mmol/L和1.0 mmol/L。流速1.0 ml/min。结果:在2 mg/L～100 mg/L浓度范围内,各待测物的线性关系良好。结论:该方法简便、灵敏。一次进样10 min内,全部分离完全,可满足国家居住区中环境卫生标准。

北太平洋副热带西部模态水异常与东亚中高纬度大气环流关系的一些新认识

根据1958-2001年SODA(Si mple Ocean Data Assi milation)海洋同化资料和NCAR/NCEP再分析资料,利用等密度面P-矢量计算法,分析探讨了北太平洋副热带西部模态水(简称STMW)季节演变和年际变化与前期东亚-北太平洋中高纬度大气环流异常的关系。分析指出:(1)STMW的体积具有显著的季节变化特征:4月体积最大、强度最强,夏秋逐渐减弱,12月体积最小、强度最弱。研究进一步指出,STMW体积的季节变化与西北太平洋中纬度地区的海表风应力及净热通量的季节演变过程紧密联系在一起,它在一定程度上反映了西北太平洋中纬度大气环流季节性演变的特征。(2)年际尺度上,5-7月STMW指数具有显著的3年左右的振荡周期,其年际变化不仅与海洋自身动力过程有关,还与前冬亚洲-太平洋中高纬度大气环流异常引起STMW形成区风应力动力混合及海表净热通量等因子异常有关:冬季东亚季风环流偏强(弱),STMW形成区洋面风应力的动力混合作用及海表热力蒸发加强(减弱),使得海洋对流混合加强(减弱),进而加强(抑制)了混合均匀的低位涡水体进入温跃层,随着季节演变,造成5-7月STMW强度加强(减弱)。5-7月STMW强弱年际变化是前期亚洲-太平洋中高纬度大气-海洋相互作用过程的综合反映,前冬东亚环流强弱变化与5-7月STMW强度变化的联系可能是通过东亚环流的强弱变化影响STMW形成区的动力混合及海表热通量过程实现。

中国东部夏季季节内降水异常及其伴随的热带和中高纬度大气环流演变特征

利用1981-2020年夏季(5-8月) CPC(Climate Prediction Center)逐日降水资料、 NCEP/NCAR逐日再分析资料以及NOAA的向外长波辐射资料,通过经验正交函数(EOF)分解、超前滞后合成等方法,分析了中国东部夏季季节内降水异常的主要模态(即南方型和江淮型降水异常)及其伴随的热带和中高纬度大气季节内振荡(ISO)信号演变特征,初步讨论了中国东部夏季季节内降水异常的成因。结果表明:(1)南方型降水异常事件在早、中、晚夏发生次数接近,江淮型降水异常事件主要发生在中夏。(2)早夏南方型降水异常主要表现为长江以南降水异常,中、晚夏长江以北的降水异常也比较明显。(3)南方型降水异常的形成受到热带和中高纬度大气季节内振荡的共同影响,热带大气对流信号传播携带的暖湿气流输送与中高纬度大气罗斯贝波列传播伴随的冷空气活动在南方地区形成水汽辐合,有利于降水异常的发展维持。且热带和中高纬度大气季节内振荡信号受海表温度、副热带高压和西风急流季节内变化的调节。从早夏、中夏到晚夏,热带大气季节内振荡的源地和传播路径均发生变化,中高纬度对流层高层罗斯贝波列的传播路径和强度也有差别。(4)江淮型降水异常主要表现为长江中下游和华南沿海降水异常反相变化,并伴随着西太平洋副热带高压的西伸东退。热带从赤道西太平洋北传和西北传的异常对流信号,以及中高纬度乌拉尔山阻塞高压与鄂霍次克海阻塞高压在季节内尺度上的协同变化,是造成江淮型降水异常的主要原因。

长沙市夏季PM_(10)和PM_(2.5)中水溶性离子的污染特征

对长沙市3个采样点夏季大气中的PM10和PM2.5样品pH值和水溶性离子浓度进行了定量分析.结果表明,颗粒物中主要离子是SO42-、NO3-、NH4+和Ca2+;PM10、PM2.5、NH4+和K+浓度夜间高于白天;SO42-和NO3-则相反.颗粒物尤其是PM2.5酸性强;Mg2+、Ca2+和Na+集中在粗粒子中,SO42-、NH4+和K+大部分分布在细颗粒物中,NO3-和Cl-在粗细颗粒段则各占一半.SO2气体发生了二次转化,NO2的转化率不及SO2;由于NO3-/SO42-质量比<1,长沙市的大气污染物来源以固定源为主.

浅谈遥感技术在水环境和大气环境监测中的应用研究进展

当前国家大力倡导生态文明建设,其中通过改善大气环境和水环境可以为人类打造舒适的生存空间,而做好监测工作是关键,借助遥感技术可以准确分析相关数据和实现动态监测,满足环境治理需要。本文从遥感技术及其发展现状入手,讨论遥感技术在水环境和大气监测的利用,希望进一步推进我国生态环境保护工作开展。

油轮装船过程中逸出挥发性碳氢化合物的危害及其估算方法

过去几十年中,有关环境保护工作者的主要精力放在溢油的防范措施、油轮压舱水处理等方面,却忽略了油类对大气环境的污染——油轮装油过程中逸出的挥发性碳氢化合物(VHCs)。美国科学家们在最近调研了全美油码头和油船后惊奇地发现,由这种途径排入大气中的VHCs的数量竟是汽车尾气排入大气中VHCs总数量的十分之一,而且也是造成局部地区臭氧烟雾的主要原因之一。

神秘的中微子

中微子[1]是近年来科学界的热门话题之一,2001年加拿大萨德伯里中微子天文台(SNO)的观测结果和2002年SNO与日本KamLAND实验的结果,均证实中微子可以发生振荡,即中微子质量不为零.

火花放电预电离对空气中介质阻挡放电的影响

实现大气压下空气中辉光放电的办法之一是降低空气的击穿场强,避免放电以流注的形式发生。为此,利用脉冲电路产生的火花放电为介质阻挡放电提供初始电子,以验证预电离对介质阻挡放电的作用。实验证明:1 火花放电预电离确有"点燃"放电,降低空气击穿场强的作用,在正常大气压下,采用预电离手段可使击穿场强降低25%左右;2 预电离的有效率随气压升高而逐渐减小;3 在有气体流动的条件下,预电离的作用显著增强;4 预电离并不是实现大气压下空气中的辉光放电的唯一条件。本文中的方法可以用于在较低场强下提供初始电子以建立均匀介质阻挡放电,但在目前的实验条件下,这种作用还远未达到获得大气压下辉光放电的程度。

大气压射流等离子体放电特性及其灭菌效果

介绍了一种同轴电极的射流等离子体发生装置,可以直接在大气中将生成的氦气辉光放电射流等离子体喷出进行杀菌消毒,无需反应容器和真空系统,并从电压、频率、流速等方面讨论了该同轴等离子体发生器的放电特性。在稳定的放电条件下,利用实验装置进行了大气压下的等离子体灭菌实验,验证了本装置在等离子体灭菌应用上的可行性和易操作性。灭菌结果表明:在最初的2 min内,细菌减小趋势明显,3 min后细菌几乎全部消亡。

敲开新物理大门的中微子——2015年诺贝尔物理学奖介绍

2015年的诺贝尔物理学奖颁给了Takaaki Kajita(梶田隆章)和Arthur B.McD onald,他们在分别领导的大气和太阳中微子实验中发现了中微子振荡。这种现象表明中微子具有质量,相关实验结果是超出粒子物理标准模型的重大发现。通过介绍这些实验以及相关的物理,以期读者对中微子研究有较为全面的了解,并对物理的知识体系和研究方法有比较清楚的认识。