不同天气类型广东大气超级站细粒子污染特征初步研究

2012年5月至7月期间,以广东大气超级监测站为观测平台,利用单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)和其他多种环境监测仪器对大气污染现象进行高时间分辨的长期连续观测。以能见度和相对湿度为参考,将天气类型划分为2次灰霾、1次暴雨和多次晴朗天气过程。观测结果表明,SPAMS捕获的颗粒物数浓度与PM2.5和PM1的相关性(R2)分别达到0.538和0.448,呈现出一定的相关性。大气颗粒物浓度在不同天气条件下,浓度变化较大,其中,灰霾天气下,PM2.5和PM1浓度最大小时均值分别达到0.132 ng/m3和0.094 ng/m3。观测结果表明,粒径处于600~800 nm的细颗粒物对该区域的灰霾形成过程起了最为关键的作用。该地区的大气颗粒物类型主要可分为7种:元素碳(EC)、有机碳(OC)、元素-有机碳混合(ECOC)、大分子有机碳(HMOC)、海盐(Na-K)、富钾颗粒(K-rich)和富铅颗粒(Pb-rich)。灰霾天气,各类型颗粒物数量浓度均有一定程度的增加,其中以EC和K-rich的增加最为明显。分析表明,第一次灰霾主要是由于大气光化学反应起到主导作用,而生物质燃烧又增大了灰霾程度;第二次灰霾过程,生物质燃烧产生的影响更大。     

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。     

大气干湿沉降: 地下河多环芳烃的重要来源——以广西清水泉地下河为例

为证实大气干湿沉降物是岩溶地下河中多环芳烃(PAHs)的来源,研究选择了某城市典型的岩溶地下河水源地作为研究地点,采用大气干湿采样器、聚氨酯泡沫(PUF)大气被动采样器分别采集大气及其干湿沉降物样品,同时采集地下河水样和分层采集流域土壤,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定了16种PAHs优先控制污染物。结果表明,地下河流域大气干湿沉降中PAHs的干湿沉降通量为147.26 ng·(m2·d)-1,流域PAHs沉降量为1943.8 g;大气中的PAHs浓度为45.33 ng·m-3;地下河水中PAHs浓度平均值为220.98 ng·L-1;土壤中PAHs浓度为38.72 ng·g-1;大气、降雨和土壤中PAHs组成以2~3环的萘、芴、菲、荧蒽、芘5种为主,地下河水中以芴、菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、苯并[a]芘6种为主。利用地下河多介质中的16种PAHs成分谱、特征比值结合它们的物理化学性质进行PAHs的源解析,研究显示大气干湿沉降是岩溶地下河水中多环芳烃的主要污染源之一,这归因于岩溶地区防污性能的脆弱性。     

表层岩溶带土壤中多环芳烃分布特征及来源解析

利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对表层岩溶泉域土壤中的16种优控的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)含量进行了分析,并对其组成、污染水平和来源进行了探讨。结果表明,16种优控PAHs在表层岩溶泉域土壤中的检出率为100%,其含量介于439.19~3329.72ng/g之间,平均值为1392.44ng/g,7种致癌性PAHs占总量的26%。PAHs的组成特征受地形的控制,随着海拔升高,低环PAHs所占比例升高,高环PAHs比例降低。同分异构体比值分析表明,研究区土壤中的PAHs主要来自于煤、生物质和石油的燃烧排放。研究区土壤中16种PAHs的TEQcarc值介于18.65~501.13ng/g,平均值为140.57ng/g。7种致癌性PAHs占总TEQcarc的比例达到96.8%。研究区表土中,后沟泉域的污染程度最大,次之是兰花沟泉域和柏树湾泉域,水房泉泉域的污染程度最小,但由于柏树湾泉域松针落叶中BaP、PAHs含量较高,松针落叶中PAHs含量分别高达36.36ng/g和2370.1ng/g,土壤生态风险评价中应考虑松针落叶层的潜在影响。      

生物质燃烧颗粒物有机示踪化合物的测定和应用

使用气相色谱-质谱法对2002年7月-2003年7月的北京市大气粗、细颗粒物样品中的左旋葡聚糖等糖类化合物进行了测定。结果表明，左旋葡聚糖主要存在于细颗粒中，可以作为示踪化合物来研究生物质燃烧现象。生物质燃烧对北京市大气颗粒物有较重要的贡献。对应于12％-40％的PM2.5有机碳和10％-33％的PM10有机碳。北京市在2002年10月和11月受到明显的生物质燃烧的影响，可能由于农田秸杆焚烧和秋季落叶焚烧。2003年5月7日颗粒物样品受到直线距离约为1000km以外的内蒙古自治区呼伦贝尔市大兴安岭林区森林大火烟雾的影响。生物质燃烧事件具有突发性，可以长距离传输；生物质作为农村生物燃料的使用其燃烧排放具有经常性和持久性的特征。     

北京市有机氯农药填图与风险评价

采用1个样/km2的密度、1个分析组合样/16km2的方法,对北京市784km2范围内的土壤、大气干湿沉降物、大气颗粒物中HCH、DDT的含量和空间分布特征进行有机氯农药填图.查明2000年北京市地表土壤HCH和DDT的平均含量分别为8.80±11.83ng/g、108.99±301.90ng/g.2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT平均含量分别为10.09±9.60ng/g、12.99±13.51ng/g,HCH和DDT的年沉降通量分别为996.57±939.96g/a·km2、1291.53±1342.28g/a·km2.2006年大气颗粒物PM10和PM2.5中的HCH含量分别为0.294±0.205ng/m3和0.217±0.137ng/m3,DDT的平均含量分别为1.037±1.301ng/m3和0.522±0.773ng/m3,显著高于2002-2003年度大气颗粒物中HCH(PM100.01786ng/m3,PM250.01731ng/m3)和DDT(PM100.01672ng/m3,PM2.50.02353ng/m3)的含量,表明北京市或周边地区仍在使用含HCH和DDT化学成分的农药.以2000年北京地表土壤和2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT的含量为基础,对2020年土壤中HCH和DDT的时空演变的预测显示,即使干湿沉降物中HCH和DDT的沉降通量每年以5%的速率递减,到2020年土壤中HCH和DDT的环境质量仍不能显著改善,而控制和削减北京及周边地区含HCH和DDT成分农药的使用将是改善北京地表土壤环境质量的关键措施.     

渤海水体中多环芳烃时空分布及来源北大核心CSCD

以渤海水体中多环芳烃(PAHs)为研究对象,分别于2019年6月(春夏季)、8月(夏季)和11月(秋季)采集渤海海域的表、底层海水样品,利用气相色谱–质谱联用仪分析了水体中15种优控PAHs,并对其污染水平、单体组成、时空分布及来源特征进行了分析。结果表明,6月、8月和11月渤海表层海水15种PAHs的总浓度(∑_(15)PAHs)范围分别为10.1~67.0、3.20~24.2和6.14~21.5 ng/L,均值浓度分别为34.2±16.8、9.75±4.94和16.0±3.96 ng/L,季节性特征表现为6月>11月>8月。从存在形式看,海水溶解相中PAHs主要以低环为主,高环PAHs更易赋存在海水颗粒相中。水平分布上总体表现出近岸高、中部低的分布特征,河流输入是渤海水体中PAHs的主要来源,渤海南部海域受黄河流域河流输入影响污染尤其严重;垂直分布上春秋季节渤海表、底层没有明显的浓度差异,说明在强烈季风影响下水体垂直混合能力增强,而夏季则在中部海域形成PAHs表层浓度高、底层浓度低的现象,推测与夏季渤海中部冷水团和温跃层的出现有关。特征比值和主成分分析结果表明,多环芳烃的污染源没有明显的季节差异,化石燃料和生物质燃烧是渤海水体中PAHs的主要来源。     

典型浅层孔隙水和岩溶水中多环芳烃分布特征

近几年多环芳烃(PAHs)在地下水中的检出报道逐渐增多,但关于我国主要水文地质单元地下水中PAHs的研究匮乏。为研究不同水文地质条件地下水中PAHs分布特征,本文在华北平原、珠江三角洲平原及西南岩溶区采集浅层孔隙地下水和岩溶地下水样品共82组,使用气相色谱-质谱仪进行测试,采取统计学方法对比分析各区PAHs的检出率、浓度和组成。结果表明:检测的16种PAHs,每种PAH至少在一个样品中被检出,检出率最高的是(6.10%),检出浓度最大的是萘(5.41μg/L),仅苯并(a)芘超过《地下水水质标准》Ⅲ类水限值,超标率为2.44%。地下水中PAHs以2～4环为主,但三个研究区存在差异,北方孔隙水4环PAHs的相对比例(52.48%)较高;南方孔隙水与西南岩溶水分别是3环(56.60%)、2环(95.66%)PAHs占优。北方孔隙水PAHs主要是燃烧源,南方孔隙水PAHs来源与珠江三角洲产业布局相关,西南岩溶水PAHs则主要受大气降水影响。PAHs在各区检出差异与其理化性质、区域水文地质条件、污染源和气象水文等因素有关。研究结果可为我国地下水PAHs污染监测和地下水相关标准制定提供基础支撑。"     

上海PM_(2.5)中水溶性有机氮的污染特征

使用大流量采样器于2013年5月至2014年4月期间采集了上海宝山的PM2.5样品,分析了其中水溶性离子(Cl–、2NO?、3NO?、4SO??、Na+、4NH?、K+、Ca2+、Mg2+)和水溶性总氮(WSTN)的浓度,探讨了水溶性有机氮(WSON)的浓度水平、季节分布及其来源特征。结果表明,上海大气PM2.5中WSON的平均浓度为1.29μg/m3,占WSTN的18%。WSON的浓度冬、春季较高,夏、秋季浓度较低,而WSON对WSTN的贡献夏季最大,秋季次之,冬季最小。主成分分析结果表明,上海PM2.5中的WSON主要来源于人为来源污染物的二次转化。潜在源分析(PSCF)的计算结果表明,夏季和冬季时上海PM2.5中的WSON主要来自浙江、安徽等地陆源污染物的输送以及上海本地的污染排放;春季和秋季时华北地区陆源污染物经由黄海的污染输送对上海PM2.5中的WSON有显著影响。     

奥运会及残奥会期间北京市区大气颗粒物污染特征及微观形貌类型

2008年8月和9月,北京市成功举办了第29届奥运会和第13届残奥会,对这段时间在北京市区(中国矿业大学校园综合楼五层,距奥运村3 km)采集的大气颗粒物的质量浓度和微观形貌类型进行了研究。结果表明:奥运会期间,北京市区大气PM10和PM2.5的日均质量浓度分别小于国家PM10二级标准(150μg/m3)和美国EPA的PM2.5二级标准(65μg/m3),12 h的质量浓度范围分别为7.64~81.63μg/m3和1.91~54.59μg/m3;残奥会期间,12 h的PM10质量浓度范围为33.83~106.36μg/m3,没有超标,PM2.5质量浓度变化范围为15.29~88.30μg/m3,其中出现了3 d超标天,分别为9月6日、7日和14日;从奥运期间PM2.5/PM10的比值(0.26~0.86,大部分值大于0.5)可以看出,奥运期间北京大气颗粒物以细粒子为主。与往年相比,颗粒物质量浓度出现大幅下降趋势。场发射扫描电镜观察显示,奥运会和残奥会期间样品的微观形貌类型主要有球形颗粒、烟尘集合体、不规则矿物和未知颗粒,其数量-粒径分布主要呈单峰分布,峰值均在0.1~0.2μm范围,其中球形颗粒明显占多数。各种分析数据均显示,残奥会期间样品比奥运会期间样品污染要严重。     

Influences of the unsaturated,saturated, and riparian zones on the transport of nitrate near the Merced River,California, USA

Transport and transformation of nitrate was evaluated along a 1-km groundwater transect from an almond orchard to the Merced River, California, USA, within an irrigated agricultural setting. As indicated by measurements of pore-water nitrate and modeling using the root zone water quality model, about 63% of the applied nitrogen was transported through a 6.5-m unsaturated zone. Transport times from recharge locations to the edge of a riparian zone ranged from approximately 6 months to greater than 100 years. This allowed for partial denitrification in horizons having mildly reducing conditions, and essentially no denitrification in horizons with oxidizing conditions. Transport times across a 50–100-m-wide riparian zone of less than a year to over 6 years and more strongly reducing conditions resulted in greater rates of denitrification. Isotopic measurements and concentrations of excess N₂ in water were indicative of denitrification with the highest rates below the Merced River. Discharge of water and nitrate into the river was dependent on gradients driven by irrigation or river stage. The results suggest that the assimilative capacity for nitrate of the groundwater system, and particularly the riverbed, is limiting the nitrate load to the Merced River in the study area.     

Isotopic systematics of He,Ar, S,Cu, Ni,Re, Os,Pb, U,Sm, Nd,Rb, Sr,Lu, and Hf in the rocks and ores of the Norilsk deposits

This paper reports the first results of a study of 11 isotope systems (³He/⁴He, ⁴⁰Ar/³⁶Ar, ³⁴S/³²S, ⁶⁵Cu/⁶³Cu, ⁶²Ni/⁶⁰Ni, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, ^206–208Pb/²⁰⁴Pb, Hf–Nd, U–Pb, and Re–Os) in the rocks and ores of the Cu–Ni–PGE deposits of the Norilsk ore district. Almost all the results were obtained at the Center of Isotopic Research of the Karpinskii All-Russia Research Institute of Geology. The use of a number of independent genetic isotopic signatures and comprehensive isotopic knowledge provided a methodic basis for the interpretation of approximately 5000 isotopic analyses of various elements. The presence of materials from two sources, crust and mantle, was detected in the composition of the rocks and ores. The contribution of the crustal source is especially significant in the paleofluids (gas–liquid microinclusions) of the ore-forming medium. Crustal solutions were probably a transport medium during ore formation. Air argon is dominant in the ores, which indicates a connection between the paleofluids and the atmosphere. This suggests intense groundwater circulation during the crystallization of ore minerals. The age of the rocks and ores of the Norilsk deposits was determined. The stage of orebody formation is restricted to a narrow age interval of 250 ± 10 Ma. An isotopic criterion was proposed for the ore-bearing potential of mafic intrusions in the Norilsk–Taimyr region. It includes several interrelated isotopic ratios of various elements: He, Ar, S, and others.     

山西五台山区滹沱群变质玄武岩岩石学、地球化学特征及其成因意义

在野外地质调查的基础上,选取滹沱群豆村亚群底部四集庄组玄武岩、顶部青石村组玄武岩和东冶亚群中下部河边村组玄武岩,进行岩石学和地球化学研究。分析结果表明：玄武岩主量元素高TiO2、TFeO,低MgO,具有演化的基性岩浆的特征。稀土元素含量相对较高,具有弱—中等程度的轻稀土元素富集,中等程度的轻重稀土元素分异,轻微的Eu异常;玄武岩中Cr、Ni含量变化较大,但与Mg#具有很好的正相关性。微量元素配分图解中具有明显的Sr负异常,部分样品具有Nb、Ta和Ti负异常,无Zr、Hf负异常,与岛弧火山岩不同;同时Nb、Ta无分异,Zr/Hf值较高,具有板内玄武岩浆的特征。综合分析认为,滹沱群玄武岩可能形成于板内裂谷环境。在岩浆上升过程中发生橄榄石与尖晶石的分离结晶作用,同时不同程度地受到地壳的混染。     

扬子北缘马元铅锌矿床闪锌矿微量元素及S-Pb-He-Ar-C同位素地球化学研究

马元铅锌矿床是近年扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。矿体呈层状、似层状产于碑坝隆起翼部震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中,围岩蚀变很弱。矿石中硫化物以闪锌矿、方铅矿为主,中粗粒晶质结构,充填于白云岩角砾间。闪锌矿富集Cd、Ge、Ag,贫In、Tl、Se,Ga/In为6~132,Ge/In多1000,成矿温度以中-低温为主。金属硫化物ε~(34)S值相对集中,为12.9‰~19.4‰,平均为17.4‰,来自于海相硫酸盐的还原。铅同位素组成稳定,~(206)Pb/~(204)Pb为17.858~17.918:~(207)Pb/~(204)Pb为15.603~15.694;~(208)Pb/~(204)Pb为37.756~38.046,具有造山带和上地壳铅的特征,震旦系可能提供了金属成矿物质。闪锌矿中流体包裹体的~3He/~4He为0.03Ra~1.05Ra,~(40)Ar/~(36)Ar为326.1~765.1,~(38)Ar/~(36)Ar为0.183~0.204,表明成矿流体主要为地壳流体和饱和大气水(大气降水或海水)的混合。闪锌矿内流体包裹体挥发分δ~(13)C_(CH_4)值为-36.01‰~-28.80‰,δ~(13)C_(C_2H_6)值为-27.72‰~-22.44‰,δ~(13)C_(CO_2)值为-23.24‰~-9.68‰,表明有机流体参与了成矿作用。石英、方解石的H-O同位素结果表明具有海水和有机水混合的特征。可见,成矿流体具有两种流体混合的特征,一为蒸发海水与围岩反应所形成的盆地卤水,二为有机流体。推测矿区可能存在一个古油气藏,由于TSR生成一高硫气藏,为区内还原性有机流体的主要来源。当富含Pb、Zn等成矿物质的成矿流体运移至富含CH_4和H_2S的还原性流体的矿区角砾岩带时,两种流体混合,Pb、Zn等遇到H_2S发生反应而沉淀成矿,并伴生热液白云石等,形成了马元铅锌矿床。综上所述,我们认为马元矿床属MVT型铅锌矿床。     

贵州岑巩羊桥罗家塘杷榔动物群的发现及其后生动物早期演化的意义

岑巩县羊桥乡罗家塘杷榔组仅出露中-上部地层,岩性单一,均为青灰、灰绿色粉砂质泥、页岩.在其上部层位发现了俞氏贵州始海百合(Guizhoueocrinus yui Zhao,Parsley et Peng,2007),计有棘皮动物始海百合、腕足动物、软体动物-软舌螺、节肢动物-三叶虫等8属9种,包括了2个未定名的新种和1...     

深港西部通道填海区地下水铜、钒、铊、镉、钨迁移的实验研究

填海工程使滨海地区的地下水物理化学条件改变,导致该区域地下水中重金属浓度升高。本文以深港西部通道填海区为例,采用实验室模拟填海条件的办法,初步探讨了影响填海区地下水重金属迁移的关键因素。模拟实验结果表明,填海区地下水中钨元素含量升高与地下水淡化、淤泥氧化过程以及填料风化有关;铜元素含量升高则与淤泥氧化过程以及填料风化有关;钒元素含量升高与地下水淡化和淤泥氧化过程有关,而其他元素含量升高则主要与填料风化释放有关。     

Pressure Increases, the Formation of Chromite Seams, and the Development of the Ultramafic Series in the Stillwater Complex, Montana

This paper explores the hypothesis that chromite seams in theStillwater Complex formed in response to periodic increasesin total pressure in the chamber. Total pressure increased becauseof the positive V of nucleation of CO₂ bubbles in the melt andtheir subsequent rise through the magma chamber, during whichthe bubbles increased in volume by a factor of 4–6. Byanalogy with the pressure changes in the summit chambers ofKilauea and Krafla volcanoes, the maximum variation was 0•2–0•25kbar, or 5–10% of the total pressure in the Stillwaterchamber. An evaluation of the likelihood of fountaining andmixing of a new, primitive liquid that entered the chamber withthe somewhat more evolved liquid already in the chamber is basedupon calculations using observed and inferred velocities andflow rates of basaltic magmas moving through volcanic fissures.The calculations indicate that hot, dense magma would have oozed,rather than fountained into the chamber, and early mixing ofthe new and residual magmas that could have resulted in chromitecrystallizing alone did not take place. Mixing was an important process in the Stillwater magma chamber,however. After the new magma in the chamber underwent {smalltilde}5% fractional crystallization, its composition, temperature,and density approached those of the overlying liquid in thechamber and the liquids then mixed. If this process occurredmany times over the course of the development of the Ultramaficseries, a thick column of magma with orthopyroxene on its liquiduswould have been the result. Thus, the sequence of multiple injections,fractionation, and mixing with previously fractionated magmacould have been the mechanism that produced the thick bronzitecumulate layer (the Bronzitite zone) above the cyclic units.