N掺杂石墨炔/Bi_(2)GeO_(5)复合材料的合成及光催化性能

以N掺杂石墨炔、硝酸铋和二氧化锗为原料,在180℃的水和二乙醇胺混合溶剂中保温18 h,原位合成了N掺杂石墨炔/锗酸铋(N-GY_(x)/Bi_(2)GeO_(5))复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计、光致发光光谱仪等多种表征技术对样品的晶相、形貌、元素组成和光学性能进行了分析。光催化测试表明,60 min光照下,N-GY_(3)/Bi_(2)GeO_(5)光催化降解亚甲基蓝的效率为82.93%,约是Bi_(2)GeO_(5)(64.52%)的1.29倍。三次循环光催化实验后,复合材料的光催化活性保持86.08%,晶相组成也没有明显的变化,表明样品具有较好的光催化稳定性。活性物种捕获实验证实h+在光催化降解亚甲基蓝的过程中起主要作用。由(光)电化学测试可知,与Bi_(2)GeO_(5)相比,N-GY_(3)/Bi_(2)GeO_(5)具有较大的光电流、较小的界面电荷转移电阻和更负的平带电位。氮掺杂石墨炔的引入,提高了Bi_(2)GeO_(5)的光吸收能力和光生载流子的分离效率,从而增强了光催化降解亚甲基蓝的效率。

青岛环境空气PM10和PM2.5污染特征与来源比较

2011—2012年分别在青岛设6个和2个采样点采集PM10和PM2.5样品,分析二者质量浓度及颗粒物中多种无机元素、水溶性离子和碳等组分的质量浓度,以研究PM10及PM2.5的污染特征.采用CMB-iteration模型估算法,确定一次源类及二次源类对PM10和PM2.5的贡献,利用统计学方法比较PM10和PM2.5的污染源.结果表明:青岛大气颗粒物质量浓度季节变化显著,表现为春、冬季高,夏、秋季低;Na、Mg、Al、Si、Ca和Fe元素主要富集在PM10中,SO42-、NO3-、EC和OC主要富集在PM2.5中;城市扬尘、煤烟尘、建筑水泥尘及海盐粒子等粗粒子在PM10中的分担率较PM2.5中的高,分担率分别为28.7%、17.2%、7.16%及4.47%;二次硫酸盐、二次硝酸盐、机动车尾气尘及SOC(二次有机碳)等在PM2.5中的分担率较PM10中的高,分担率分别为19.3%、8.97%、13.7%及6.07%;由PM10与PM2.5化学组分的分歧系数可见,春、秋季PM10和PM2.5化学构成存在一定差异,而冬、夏季二者的化学构成相似.

天津市某社区老年人PM2.5暴露痕量元素健康风险评估

为研究PM2.5暴露特征,对天津市某社区101名老年人(平均年龄67岁)夏季(2011年6月13日—7月2日)和冬季(2011年11月30日—12月12日)的PM2.5暴露水平进行了监测,并分析了PM2.5载带痕量元素的含量及其健康风险.结果表明,研究对象夏、冬两季PM2.5个体暴露浓度分别为(124.2±75.2)、(170.8±126.6)μgm3,室内暴露浓度分别为(120.0±48.9)、(164.9±125.7)μgm3,环境暴露浓度分别为(98.6±33.3)、(140.0±87.7)μgm3.10种痕量元素中,ρ(Zn)最高,夏季为324.18～345.65ngm3,占痕量元素总质量浓度的37%以上;冬季为148.36～362.00 ngm3,占痕量元素总质量浓度的35%以上.V、Cr、Mn、Cu、Zn和Pb的非致癌风险值均小于1,理论风险较小;但其中Cr和Mn风险值均超过0.1〔HQ(风险系数)分别为0.882和0.306〕,对于属于易感人群的老年人群体,仍有可能对其身体健康产生危害,需引起重视;As、Cd和总体致癌风险均超过10-6,对人体健康的危害不容忽视.

福州市PM2．5、PM2．5/PM10分布特征及与气象条件关系的初步分析

利用福州市PM2.5、PM10和气象资料,分析PM2.5、PM2.5/PM10的分布特征及与气象条件的关系。结果表明:福州市细粒子污染程度较轻,春季PM2.5和PM2.5/PM10值均是四季中最高的,其次是冬季,夏季最低;影响PM2.5浓度出现高值的天气系统有:暖区辐合与高空槽前、大陆高压后部和暖区降水三种系统,其中暖区降水天气形势下的PM2.5平均浓度最高,超标率为25.5%;影响PM2.5浓度出现低值的天气系统有:冷高压脊、高压底部和高空槽后,副热带高压及边缘,台风(热带辐合带)及外围系统,在后两种天气系统影响下的PM2.5平均浓度最低,超标率为0;剔除因降水、雾等低能见度个例,PM2.5浓度与能见度的相关系数为-0.626,冬春季的相关系数是夏秋季的1.4倍;PM2.5浓度与单一气象要素(如温度、相对湿度、风速等)相关性不明显,但不同季节、不同气象要素变化的组合对PM2.5浓度有直接影响。

中国PM2.5中水溶性硫酸盐和硝酸盐的时空变化特征

结合十几年来国内外相关研究进展,分析梳理了我国环境空气PM2.5中SO2-4、NO-3和NH+4的浓度及百分含量的时空变化特征,发现PM2.5中不同二次组分的浓度及含量均呈现不同的地区性差异,其中SO2-4污染在西北地区较严重,其次是在气候湿润的华南和西南地区;NO-3的污染在西北地区较严重,在西南地区污染较轻;NH+4污染在华东地区较严重,而在西南地区污染较轻.不同组分均呈现出不同的季节变化特征,SO2-4在夏季较高,春季较低;NO-3在夏季较低,秋冬季较高;NH+4在春季较低,冬季较高.此外,近年来我国PM2.5中NO-3呈明显的上升趋势,而SO2-4在不同地区呈现出不同的变化特征.硫酸盐和硝酸盐组分的这些时空变化特征均与污染前体物的排放情况以及适宜产生二次反应的环境状况有密切关系.其中SO2-4的生成与环境条件有较大关系,而NO-3的生成与前体物的排放关系较大.根据我国经济发展与主要排放源的变化趋势,预测未来我国PM2.5中SO2-4含量有下降的可能,而NO-3含量会不断升高.

PM2.5特征及森林植被对其调控研究进展

随着工业化进程的加快,人类活动对自然环境的影响越来越大,大气中PM2.5对人类健康的威胁逐步加剧,如何减轻PM2.5对人类的危害已经成为一个迫切需要解决的问题。通过分析国内外学者对PM2.5的研究成果,总结PM2.5的时空分布特征、组成特性、来源分类,以及世界主要国家、地区对PM2.5的监测标准,并基于森林植被对PM2.5的调控作用,指出通过合理建设森林植被达到有效调控PM2.5、降低PM2.5对人类的危害的目的。

青岛海滨大气PM2．5与PM10观测

2007年5～10月在黄海海滨青岛的观测表明大气PM2.5和PM10质量浓度呈同步变化，且变化范围较大．海陆风转换对海滨空气质量有重要影响：海风输送时空气较洁净，而陆风输送通常导致空气质量变差．PM2.5、PM10质量浓度与相对湿度（RH％）呈显著反相关，可能与RH％较高时多为海风输送有关．海风输送条件下较高的RH％和细粒子吸湿增长可能导致了此时PM2.5对PM10质量载荷的贡献率（64．7％）小于在海风／陆风混合输送和陆风输送条件下的贡献率（70．9％和77．5％）．PM2．5占PM10质量载荷的72．3％，表明细粒子贡献显著．整个观测期PM10未“达标”（PM10 24h均值〈150μg m^-3，空气质量“良”）的观测日仅占14．7％；但PM2.5未达到美国EPA标准（PM2．5 24h均值〈35μg m^-3）的观测日约为68．6％，表明大气细颗粒物PM2.5的达标任务尚很艰巨．

环境空气中PM2.5自动监测方法比较及应用

在PM2.5监测受到日益重视的背景下,对β射线法和微振荡天平法(TEOM)这2种主要的PM2.5自动监测方法的工作原理和使用情况进行概述,给出了国内现有β射线法和TEOM法的比对测试结果,对今后开展全面系统的PM2.5自动监测和研究工作提供参考。

北京市PM2.5对DNA的氧化性损伤规律分析

运用质粒DNA损伤评价法,在北京市2010年6月至2011年6月全年的大气PM2.5样品中,选取每月的2个样品(包括正常和雾霾天气),共24个样品进行实验,分析其氧化性损伤能力的变化规律及其与采样条件的相互关系.结果表明,北京市大气颗粒物全样的氧化性损伤能力等于或略大于相应的水溶组分,说明颗粒物氧化性损伤能力多来自于水溶组分,大气颗粒物对DNA损伤率呈现在50,100,150,200 g/mL剂量水平下依次递增的规律,即随剂量的增加而增加;雾霾天气下DNA损伤率出现高值;4月和6月的DNA损伤率在全年中较高.其他月份正常天气条件下损伤率均较低,在200 g/mL剂量下损伤率基本低于50%;损伤率与环境平均温度和湿度呈正相关,与平均大气压强和日平均风速呈负相关,相关性大小顺序为:环境平均温度>平均大气压强>平均湿度>日平均风速.

蒸汽凝结促进PM2.5长大的研究现状

蒸汽凝结促进PM2.5长大是一项非常有前景的除尘预处理技术。对蒸汽在颗粒物表面凝结过程中晶胚的形成机理和影响因素、影响液滴的长大因素、蒸汽凝结技术的应用进行了总结分析,指出了该项技术目前的发展现状,并提出了今后的发展方向。

城市不同绿地PM2.5质量浓度日变化规律

以北京林业大学校园(绿地率42.2%)、奥林匹克森林公园(绿地率70.3%)和鹫峰国家森林公园(绿地率96.2%)为研究对象,以周边主要交通干道为对照,采用多功能精准型激光粉尘仪观测PM2.5质量浓度,研究城市不同绿地PM2.5质量浓度日变化规律。结果表明:1)绿地率对PM2.5质量浓度变化有较大影响,研究区内PM2.5质量浓度随绿地率增加而递减,北京林业大学校园、奥林匹克森林公园和鹫峰国家森林公园PM2.5质量浓度最高值分别为140、62和48μg/m3,均高于国家PM2.5质量浓度年平均标准(35μg/m3);2)研究区内城市绿地PM2.5质量浓度与其周边主要交通干道没有明显差异;3)气象条件对PM2.5质量浓度的变化有较大影响,阴天PM2.5质量浓度较高,长时间保持在80～110μg/m3之间,降雨天则使PM2.5质量浓度明显降低,降幅约达80%。

基于特征向量的最小二乘支持向量机PM2.5浓度预测模型

针对大气中细颗粒物(PM2.5)浓度预测的问题,提出一种预测模型。首先,通过引入综合气象指数综合考虑风力、湿度、温度等因素;然后,结合实际二氧化硫(SO2)浓度、二氧化氮(NO2)浓度、一氧化碳(CO)浓度和PM10浓度等,构成特征向量;最后,利用特征向量和PM2.5浓度数据来建立最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测模型。经2013年城市A和城市B环境监测中心的数据预测分析表明,引入综合气象指数后预测的准确性提高,误差降低近30%。说明该模型能够较为准确地预测PM2.5浓度,并具有较高的泛化能力。此外还分析了PM2.5浓度与住院率、医院门诊量的关系,发现了它们的高度相关性。

中国的PM2.5和对流层臭氧及污染物排放控制对策的综合分析

本文首先对中国PM2.5和近地面臭氧浓度的观测进行了简要的综述;并利用2010—2013年全球对流层臭氧的卫星观测数据给出了对流层臭氧浓度在全球和中国地区的分布特征,其平均值分别为29.78DU和33.97DU。然后,利用一个气溶胶大气化学-全球气候双向耦合模式模拟了中国地区PM2.5的浓度分布和季节变化,其年平均值为0.51×10^(-8)kg/m^3。在此基础上又分析了5种典型气溶胶对PM2.5总浓度在不同季节的贡献。结合IPCC第五次评估报告(AR5),讨论了气溶胶和温室气体及其前体物的排放与辐射强迫的联系,以及减排大气臭氧前体物和气溶胶颗粒物质(PM)对气候变化的可能影响。指出减排臭氧前体物对气候的影响还不完全清楚,对短寿命的温室气体和黑碳气溶胶的减排是一种短期(未来50年)的辅助措施;为了保证全球平均温度增长不超过2℃,减少二氧化碳的排放仍是我们需要坚持的长期战略。短期和长期的减排战略对于保护环境和减缓气候变化都是至关重要的。

北京PM2.5与冬季采暖热源的关系及治理措施

为了治理严重灰霾天气,北京市政府采取了热电联产"煤改气"(使用大型燃气热电联产全面替代大型燃煤热电联产)措施。这个措施对减少灰霾、改善空气质量有多大的作用呢?针对此问题,本文首先研究了PM2.5的形成机制与造成严重灰霾的关键因素,再比较冬季采暖各种热源所造成的污染物排放量,通过定量的计算比较使用燃气热电联产供热和燃煤热电联产两种方式供热对PM2.5形成的贡献。研究表明:减少NOx排放量是治理PM2.5的关键,而热电联产"煤改气"措施并不能显著降低NOx排放量,反而会大幅增加天然气用量,造成用气矛盾,因此不宜作为治理大气污染的有效措施来大范围推广。

城市空间结构对PM2.5的影响--美国夏洛特汽车排放评估项目的借鉴和启示

汽车污染物排放量是影响PM2.5指标的重要因素,本文提出合理的城市空间结构可以有效降低汽车通行里程数,从而减少汽车排放以达到治理城市PM2.5的目的。文章通过梳理美国夏洛特汽车排放评估项目的案例,介绍了构建城市土地利用与汽车排放关系模型的4个步骤,即构建情景方案、应用TRANUS软件构建土地和交通出行的互动模型、应用MOBILE6软件估算汽车排放量、评估不同情景城市土地利用方案的汽车排放量。夏洛特汽车排放评估项目的推广将为我国城市增长方式提供实证模拟以及方案效果评估的方法引导。

基于ZigBee技术的大气PM2.5监测系统设计

目前国内外PM2.5监测设备由于其价格昂贵,检测设备体积庞大,网络扩展能力差,系统运行、维护费用高等缺点,无法得到广泛应用。为改善这些不足,以无线通信协议ZigBee为基础,采用TI公司的Z-Stack协议栈,以CC2530芯片为核心,实现了一个自组织、低成本的PM2.5无线监测系统网络。通过现场测试并与国外同等设备DustTrakⅡ进行比较,证明该系统测量准确,应用前景广。

微纳米木丝粉组构PM2.5过滤器的机制

针对目前空气中悬浮颗粒过滤困难的问题,提出采用微米木丝和微纳米木粉组构PM2.5过滤器的目标,利用木材天然环保的过滤材料及其炭化后天然结构中的孔穴吸附功能,过滤汽车尾气、燃煤微粒等大气悬浮颗粒。文章对国内外目前过滤器进行分析,提出木基生态级负离子PM2.5过滤器的过滤机制和技术路线,通过可行性论证,将为我国采用木基材料作为空气过滤器的应用前景提出一个研究方向。

燃煤锅炉PM2.5控制现状及改进建议

燃煤锅炉消耗大量煤炭,对大气环境中PM 2.5含量影响很大。对燃煤锅炉PM 2.5的治理是一个综合治理的过程,即包含一次可过滤颗粒物和一次可凝结颗粒物的治理,也包含对二次颗粒物前驱物SO2、NOx等的治理。本文从一次颗粒物和二次颗粒物治理角度,论述了燃煤锅炉PM 2.5的产生、控制现状,提出了PM 2.5控制技术的改进建议。

甘肃白银市大气颗粒物PM2.5的地球化学特征研究

2011年8月,横跨白银市区东西向布设12个采样点,间距约1km,采集1.5m高大气颗粒物PM2.5样品,获得了白银市区大气中PM2.5浓度,并测定了大气颗粒物PM2.5中Ag、As、B、Ba、Be、Bi等几十种元素含量。结果发现12个采样点大气颗粒物PM2.5浓度范围为91～277μg/m3,均超过中国环境空气质量二级标准(GB 3095-2012),达二级标准限值(24小时平均值)的1.21～3.69倍。受尾矿堆放及选矿、冶炼企业集中分布的影响,东城区大气颗粒物PM2.5浓度高于工矿企业较少的西城区,污染较为严重。大气颗粒物PM2.5中微量元素浓度与污染源间具有良好的空间对应关系。采用富集系数法和主因子分析法研究大气颗粒物PM2.5元素组成特征,结果表明,白银市大气中PM2.5主要来源为工业废气、矿山与尾矿扬尘及土壤扬尘,三者的贡献率分别为31.2%、28.6%、26.4%。

基于β射线吸收法的PM2.5测量技术的研究

针对空气中粒径小于或等于2.5μm的可入肺颗粒物对人体的严重危害,设计了基于β射线吸收法实时监测PM2.5浓度值的监测仪器。利用粉尘粒子吸收β射线的量与粉尘粒子的质量成正比关系的原理,通过测量β射线通过干净滤纸和含有粉尘滤纸前后强度的变化,测量出PM2.5的浓度值。通过与标准过滤称重法的对比校准,验证了测量仪器的准确性。