兰州市冬季气溶胶吸光特性研究——黑碳与棕色碳的区分及特征分析

为研究兰州市冬季亚微米气溶胶的吸光特性,利用2014年1月10日至2月4日黑碳仪（AE31）和高分辨率飞行时间质谱仪（HR-ToF-AMS）观测资料,对气溶胶的吸光特性进行了分析。首先根据黑碳气溶胶（BC）和棕色碳气溶胶（BrC）的光学特性差异对二者进行区分,然后分析两者的吸光特性。结果表明：观测期间亚微米气溶胶中黑碳和有机物的平均浓度分别为3.7 μg·m^-3和29.3 μg·m^-3。随着亚微米气溶胶浓度的增加,黑碳和棕色碳吸收系数均增加,但棕色碳吸收系数增加得更快。黑碳和棕色碳在550 nm处的平均吸收系数分别为（9.9±5.9）Mm^-1和（51.0±28.1）Mm^-1。棕色碳的Angstrom指数为4.4。另外,采用正定矩阵因子解析模型（PMF）将棕色碳的来源划分为六种（碳氢类有机气溶胶（HOA）、烹饪类有机气溶胶（COA）、生物质燃烧（BBOA）、燃煤排放（CCOA）、半挥发低氧化程度有机气溶胶（SV-OOA）和低挥发高氧化程度有机气溶胶（LV-OOA））,并通过多元线性回归方法计算了各来源的吸光贡献,其中BBOA和CCOA对棕色碳吸光系数的贡献为41.5%,其次是SV-OOA（32.8%）、LV-OOA（14.2%）、HOA（7.8%）和COA（3.8%）,说明一次和二次有机气溶胶均为兰州地区棕色碳的重要来源。     

北京市大气可吸入颗粒物的化学成分和来源

2007年3月至2008年5月,在北京市成府路东口设立采样点,共采集监测周期为一周的PM2.5(直径小于2.5μm的大气可吸入颗粒物)样品56个,用HR-ICP-MS方法测量了15种元素的含量,并在此基础上应用主因子分析法对PM2.5中这些元素的来源进行探讨。同时,在2008年奥运会和残奥会期间开展了24h时间间隔的密集采样,特别分析了机动车限行期间细颗粒污染物的浓度特征。结果表明,2007年春季至2008年春季期间北京市大气PM2.5平均浓度为72.9μg/m3,超过美国环保局（USEPA）制定的PM2.5年平均浓度限值15μg/m3的近5倍。机动车限行期间北京成府路东口采样点大气PM2.5的平均浓度为40.7μg/m3。通过因子分析方法确定北京PM2.5的3种可能来源：①交通排放、工业排放和燃煤,特征元素为Cu、Zn、As、Sn、Sb、Cd、Pb;②本地扬尘和远源沙尘细颗粒;③可能与成土母岩风化有关的土壤颗粒的再悬浮和/或迁移,其方差贡献率分别为41.2%、31.4%和12.2%。     

北京市大气可吸入颗粒物的化学成分和来源

2007年3月至2008年5月,在北京市成府路东口设立采样点,共采集监测周期为一周的PM2.5(直径小于2.5μm的大气可吸入颗粒物)样品56个,用HR-ICP-MS方法测量了15种元素的含量,并在此基础上应用主因子分析法对PM2.5中这些元素的来源进行探讨。同时,在2008年奥运会和残奥会期间开展了24h时间间隔的密集采样,特别分析了机动车限行期间细颗粒污染物的浓度特征。结果表明,2007年春季至2008年春季期间北京市大气PM2.5平均浓度为72.9μg/m3,超过美国环保局（USEPA）制定的PM2.5年平均浓度限值15μg/m3的近5倍。机动车限行期间北京成府路东口采样点大气PM2.5的平均浓度为40.7μg/m3。通过因子分析方法确定北京PM2.5的3种可能来源：①交通排放、工业排放和燃煤,特征元素为Cu、Zn、As、Sn、Sb、Cd、Pb;②本地扬尘和远源沙尘细颗粒;③可能与成土母岩风化有关的土壤颗粒的再悬浮和/或迁移,其方差贡献率分别为41.2%、31.4%和12.2%。     

砣矶岛国家大气背景站PM_(2.5)化学组成及季节变化特征

首次在位于渤海海峡中部的砣矶岛国家大气背景监测站连续采集大流量PM2.5样品,对2011年12月至2012年12月期间的65个样品进行了分析,包括质量浓度、有机碳、元素碳、水溶性离子、无机元素等。结果表明,砣矶岛PM2.5的年均质量浓度为54.6μg/m3(17.3~143.8μg/m3),超过国家空气质量标准(35μg/m3)。在季节变化上表现为春季与夏季高(平均浓度分别为73.6μg/m3与60.7μg/m3),分别受沙尘和山东半岛生物质燃烧的影响,而冬季最低(39.0μg/m3),与渤海地区冬季频降暴雪有关。PM2.5中24SO?、OM、3NO?、MMO是最主要的成分,分别占PM2.5质量的18.8%、16.5%、10.8%和9.4%,其次为4NH?(3.5%)和EC(3.3%)。砣矶岛PM2.5的组成较好地反映了颗粒物的主要来源及其季节变化特征,如:春季样品中Fe、Ca与Mg含量最高,与春季北方地区普遍受沙尘影响有关;夏季较高的K+浓度与OC/EC比值反映夏季风影响下山东半岛生物质燃烧对砣矶岛PM2.5的重要贡献;夏季24SO?与3NO?的异常浓度反映了二次气溶胶形成的普遍特征。此外,较高的Na+浓度与V/Ni比值表明海盐和船舶废气对砣矶岛PM2.5有一定影响。     

南海东部次海盆海山链多金属结核(壳)地球化学特征及成因

为了进一步解释南海不同区域内多金属结核（壳）的地球化学特征与成因,对东部次海盆黄岩?珍贝海山链上新获取的多金属结核（壳）样品进行了X光衍射、X荧光光谱测试、SEM-EDS分析和X Series2 ICP-MS测试,详细分析了样品的矿物组成、地球化学成分特征. 结果表明,矿物组成为水羟锰矿、石英、斜长石等;主要造岩元素中Si、Al含量较高,与陆缘碎屑物影响较大有关;富含Mn、Fe、Co、Ti、Ni、Pb、Sr等多种金属元素,相比南海其他区域,具有中等的Fe、Mn含量特征,地化元素特征与南海西北陆坡发现的铁锰结核（壳）相似;稀土元素具有总量高（平均2 070.01×10-6）的特点,高于南海北部其他样品,与西太平洋结壳稀土含量接近（接近工业品位）,指示了重要的稀土资源前景. 结核Be同位素结果指示该区铁锰结核生长时代为1.17~8.51 Ma,形成于晚中新世大量火山喷发之后,因此水成作用是南海东部次海盆海山链结核（壳）的主要控制作用,而陆源物质的输入、火山作用和高压富氢离子海水的浸取作用都为结核（壳）的形成提供了有利的沉积环境.      

Chemical characteristics of fine particles during spring dust storm dominant period in two Chinese cities, Baotou and Wuwei

Mineral dust, including dust storm, fugitive and floating dust are the most important components of ambient aerosol in northern China during spring. Meanwhile, it goes through heating period when fossil fuel combustion acts as a dominant source. In order to understand the chemical characteristics of fine particles in North China, two sampling sites was established in Baotou City in the west of Inner Mongolia Autonomous Region and Wuwei City near the edge of Gobi to collect fine particles （PM 2.5） samples in the spring of 2004 and 2005, and analyze mass concentrations, ionic species and some element components of PM 2.5. The results indicated that dust events elevated the mass concentrations of particulate matter significantly, not only for coarse particles, but also for fine particles. Crustal components, organic matter and sulfates are three major compositions in fine particles, their mass concentrations and relative abundances are closely related with the frequency of dust events and coal combustion. The characteristics of fine particles are obviously diverse under different atmospheric conditions. （1） When the dust storms take place, the wind speeds are often higher than 10 m/s. A plenty of mineral aerosol is input from long distance, and also local soil dust is blown up to suspend in the air as particles. Therefore, the concentrations of PM 2.5 are enhanced dramatically. Mass concentrations and relative percentages of crustal components in PM 2.5 increased significantly during dust events. The mineral dust may help gas to particle conversation by heterogeneous reactions. Increases in mass concentrations of SO4^2-, NO3^- and NH4^＋ and organic matter in PM 2.5 were observed evidently. But their fractions in PM 2.5 do not increase simultaneously due to dilution of storing wind. （2） When wind velocity is lower （〈3 m/s）, air pollutants are accumulated, both mass concentrations of SO4^2-, NO3^- and NH4^＋ and organic matter, and their fractions in PM 2.5 increase, indicating severe anthropogenic pollution. The chemical characteristics of PM 2.5 in Baotou and Wuwei are also influenced by their industrial structure, topography and meteorological conditions.     

太原市灰霾期间黑碳气溶胶形貌与成分分析

为掌握太原市冬季灰霾发生期间黑碳气溶胶形貌特征和化学成分变化特点,分别于2011-12-30T08:00至2012-01-01 T 04:00和2018-11-25 T 08:00至2018-11-27 T 04:00灰霾发生期间在山西大学环境与资源学院楼顶使用MAY七级冲击式颗粒采样器每隔4h采集空气动力学直径分别为0.25～0.5μm、0.5～1.0μm以及1～2μm的大气单颗粒分析样品,运用带超薄窗口能谱仪的扫描电镜(JEOL JSM-6390)测定了样品中4330个颗粒的二次电子像及X射线能谱,通过基于蒙特卡罗模拟程序的定量电子探针微区分析技术对每个颗粒的元素原子浓度进行了计算,并对颗粒进行了分类与计数。共检测到6类颗粒,分别是矿物尘、碳质颗粒、钠盐颗粒、二次颗粒、富铁颗粒和其他,其中黑碳气溶胶数量相对丰度在2011和2018年样品中平均为26.8%和34.2%。按照伸长率(E)、纵横比(R)、是否与其他物质结合等将其分为伸展型、支链型、嵌入或粘附型和团聚型4种,反映了黑碳颗粒不同的老化过程。2011年样品中团聚型和支链型数量较多,而2018年样品中伸展型和嵌入型多于团聚型和支...     

泰山大气棕色碳的光吸收特性、吸光贡献及影响因素

棕色碳是大气气溶胶中重要的吸光性物质,会影响大气光化学过程、改变区域气候。本次研究于2017年冬季和2018年春季在泰山顶采集了大气细颗粒物(PM_2.5)样品,在实验室测定了样品中棕色碳和黑碳的光吸收系数,并测定了棕色碳成分硝基苯酚类化合物的含量。测定结果表明,泰山冬、春两季PM_2.5样品中棕色碳的平均吸收系数Abs₃₆₅分别为(4.61±2.42)Mm^-1和(2.38±0.98)Mm^-1,质量吸收效率MAE₃₆₅分别为(0.72±0.12)m²/g和(0.52±0.24)m²/g,棕色碳在365 nm处的吸收系数分别占碳质气溶胶总吸收系数的(32±7)%和(20±9)%。通过对比与相关性分析,发现泰山周边地区人为活动对泰山顶上棕色碳的光学特性有重要影响,泰山冬季受邻近区域煤炭燃烧活动影响很大,排放的大量一次有机物增强了棕色碳的吸光能力和吸收系数,导致泰山冬季棕色碳的吸收系数与吸光贡献显著高于春季。根据测定结果,...     

Physical and optical characteristics of atmospheric aerosols during ICARB at Manora Peak,Nainital: A sparsely inhabited,high-altitude location in the Himalayas

Collocated measurements of the optical and physical properties of columnar and near-surface aerosols were carried out from Manora Peak, Nainital (a sparsely inhabited, high altitude location, ～2 km above mean sea level, in the Himalayas), during the Integrated Campaign for Aerosols, gases and Radiation Budget (ICARB) under the Geosphere Biosphere Programme of the Indian Space Research Organization (ISRO-GBP). Under this, observational data of spectral aerosol optical depths (AOD), mass concentration of aerosol black carbon (M _B ), mass concentration (M _T ) and number concentration (N _t ) of composite (total) aerosols near the surface and meteorological parameters were collected during the period February 15 to April 30, 2006. Though very low (<0.1 at 500 nm) AODs were observed during clear days, as much as a four-fold increase was seen on hazy days. The Ångström exponent (α), deduced from the spectral AODs, revealed high values during clear days, while on hazy days α was low; with an overall mean value of 0.69 ± 0.06 for the campaign period. BC mass concentration varied between 0.36 and 2.87 μg m^?3 and contributed in the range 0.7 to 1.8% to the total aerosol mass. Total aerosol number concentration and BC mass concentration showed diurnal variation with a midnight and early morning minimum and a late afternoon maximum; a pattern quite opposite to that seen in low altitude stations. These are attributed to the dynamics of the atmospheric boundary layer.     

农安—德惠一带松花江西岸陶粒页岩矿床特征及开发前景

吉林省陶粒页岩的开发已有十余年的历史,主要矿石自然类型为白垩系下统嫩江组、青山口组泥岩、粉砂质泥岩,目前已开发利用的矿床主要分布于农安—德惠一带松花江西岸的切割台地,均以零星开采为主,矿石质量各有差异,本文通过对这一带典型矿床地质特征进行对比研究,展望该区陶粒页岩矿开发前景。     

天山北麓晚全新世环境演变及其人类活动的影响

在天山北麓(坡)不同海拔、不同植被带、不同沉积相选取剖面, 进行14C测年和沉积相、孢粉、粒度、磁化率及烧失量分析, 探讨晚全新世的环境演变. 通过对比艾比湖、大西沟、东道海子、桦树窝子和四厂湖等剖面反映的环境信息, 结果表明: 晚全新世以来, 气候有冷暖干湿波动, 但干旱的总面貌未发生根本变化. 反映在植被上, 山区森林、低山丘陵区草原-荒漠草原、平原区荒漠-荒漠草原的植被景观无根本变化, 但是在森林的上下界限、平原河谷林的发育程度、平原低地草甸的面积上, 随气候的变化而发生波动.平原湖泊受环境变化的影响十分明显. 晚全新世以来, 平原湖泊水面变化频繁, 3.1～2.4 ka BP, 1.7～1.3 ka BP和1.27～0.3 ka BP时期是高湖面阶段.1.7～0.6 ka BP的中世纪, 气候比较湿润, 温暖, 平原湖泊处于高水位期, 1.7～1.3 ka BP期间天山的云杉林带下限下移, 林带加宽, 自然环境处于最好阶段.人为活动只是在近代对环境产生较大影响, 主要表现在对平原地区水系和自然绿洲的影响上, 河流流量减少、流程缩短、尾闾湖消亡、扇缘溢出带北移、地下水位降低, 泉水流量减少等成为普遍现象.人工绿洲取代自然绿洲, 自然绿洲大面积减少, 尾闾湖滨绿洲大面积消亡, 平原河谷绿洲面积减少, 扇缘溢出带绿洲和大河三角洲绿洲为人工绿洲取代.     

安徽铜陵焦冲金-硫矿床S、Pb同位素组成 及其指示意义

安徽铜陵焦冲金硫矿床位于长江中下游铜陵矿集区内,矿（化）体主要赋存于二叠系下统栖霞组（P1q）中。在分析该矿床成矿地质条件的基础上,系统研究了矿石S、Pb同位素组成特征,探讨了矿床成矿物质来源。矿石硫化物的S同位素组成变化范围较窄,成矿热液δ34SΣS在4.0‰左右,反映其来源与岩浆硫密切相关。矿石Pb同位素组成变化范围较大,经同位素组成特征及特征参数法判断矿石Pb为异常Pb。通过Zartman铅构造坏境演化图解和Δγ-Δβ成因分类图解,确定矿床物质来源与岩浆作用密切相关,其源于上地壳物质与地幔的混合。通过成矿物质来源的研究,期望为铜陵地区寻找与花岗闪长斑岩有关的矿床提供帮助。     

唐山市曹妃甸地区大气降尘矿物学特征及环境意义——以华北理工大学校区为例

大气降尘矿物学特征研究具有重要的环境学意义。文章以华北理工大学校区采集样品为例,应用激光粒度分析仪、扫描电镜、X射线粉末衍射、电感耦合等离子体质谱等对河北省唐山市曹妃甸地区大气降尘矿物学特征进行了初步分析研究。结果表明,曹妃甸地区大气降尘粒径较粗,颗粒物包括块状、柱状、片状、球状及不规则粒状集合体,主要由石英、长石、石膏、云母、绿泥石、角闪石、白云石、方解石和赤铁矿等矿物组成;降尘样品中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Pb等重金属元素含量均较高。研究分析表明,降尘样品中硅酸盐矿物主要源自地面扬尘,而石膏、方解石等碳酸盐矿物可能为环境中的次生矿物,样品中重金属污染主要来源于燃煤、工矿企业生产排放和少部分汽车尾气排放。