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棕碳气溶胶的生消机制研究进展

环境化学 2020年第10期39卷 2812-2822页

作者：关东杰沈振兴陈庆彩陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021 西安交通大学环境科学与工程学院西安710049

在大气气溶胶中,黑碳(BC)是对光辐射有强烈吸收的物质.但近年的研究发现一部分有机碳(OC)在可见光区域也有光吸收,并且吸收强度随波长的减小而骤增,宏观呈现棕黄色,这类有机碳被定义为棕色碳—BrC(brown carbon).鉴于其特殊的吸光特性... 详细信息

在大气气溶胶中,黑碳(BC)是对光辐射有强烈吸收的物质.但近年的研究发现一部分有机碳(OC)在可见光区域也有光吸收,并且吸收强度随波长的减小而骤增,宏观呈现棕黄色,这类有机碳被定义为棕色碳—BrC(brown carbon).鉴于其特殊的吸光特性和光化学反应性,认为它可能对全球气候和大气环境质量具有潜在影响,因此近年来棕碳成为了环境领域一大研究热点.基于过去近三十年的研究,特别是近十年间,棕碳的光学特性、化学组成以及来源已有基本认知,但同时也存在基础研究薄弱、不全面的问题.文章特别指出的是相比于一次排放,目前对棕碳二次生成过程所涉及的前体物、反应机制尚未形成完整和确切的体系,其老化消去过程也亟待明晰.本文总结了目前主要的二次棕碳生成和消去的反应类型和机制,旨在指出棕碳二次生成和消去的最新进展以及存在的主要问题,为将来的研究方向提供借鉴和依据.

关键词：棕色碳二次生成吸光性物质消去来源

西安市PM2.5中水溶性离子的季节变化特征

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环境科学 2020年第6期41卷 2528-2535页

作者：黄含含王羽琴李升苹陈庆彩陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021

为探究西安市大气PM2.5中水溶性离子的污染特征及来源,本研究采集2017~2018年的PM2.5样品,利用离子色谱仪测定9种水溶性离子(SO4^2-、NO3^-、Cl^-、F^-、Na^+、Mg^2+、NH4^+、K^+和Ca^2+)的浓度水平,并对NH4^+的存在形式分析、氮氧化率(... 详细信息

为探究西安市大气PM2.5中水溶性离子的污染特征及来源,本研究采集2017~2018年的PM2.5样品,利用离子色谱仪测定9种水溶性离子(SO4^2-、NO3^-、Cl^-、F^-、Na^+、Mg^2+、NH4^+、K^+和Ca^2+)的浓度水平,并对NH4^+的存在形式分析、氮氧化率(NOR)、硫氧化率(SOR)以及[NO3^-]/[SO4^2-]等进行探究.结果表明,西安市PM2.5中水溶性离子主要来自扬尘、燃煤、生物质燃烧和二次生成.Ca^2+、SO4^2-、NH4^+和NO3^-是西安市大气PM2.5中主要的水溶性离子.相关性分析结果表明,西安市春季NH4^+不能完全中和SO4^2-,未中和的SO4^2-主要与K+和Ca^2+结合;夏季NH4^+主要以NH4HSO4和(NH4)2SO4的形式存在于大气中;秋季的NH4^+主要以NH4HSO4和NH4NO3的形式存在;冬季大气中NH4^+多以(NH4)2SO4和NH4NO3的形式存在.硫氧化率和氮氧化率的年均值分别为0.35和0.16,说明研究期间SO4^2-、NO3^-的二次生成率较大.[NO3^-]/[SO4^2-]比值说明西安市春夏季主要受固定源影响,秋冬季主要受移动源影响.

关键词： PM2.5 水溶性阴阳离子二次转化率存在形式污染特征

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细胞自动机模拟活性污泥法污水处理过程

环境科学学报 2011年第9期31卷 1908-1918页

作者：陈庆彩史江红吴唯水环境模拟国家重点实验室北京师范大学环境学院北京100875

从活性污泥法污水处理过程的微观机理出发,建立了污水处理过程的二维细胞自动机模型,并进行仿真实验.结果表明:建立的细胞自动机模型能够实现污水处理过程的动态可视化,复现出了污水中有机物被吸附、降解及微生物生长、繁殖和衰亡的过程... 详细信息

从活性污泥法污水处理过程的微观机理出发,建立了污水处理过程的二维细胞自动机模型,并进行仿真实验.结果表明:建立的细胞自动机模型能够实现污水处理过程的动态可视化,复现出了污水中有机物被吸附、降解及微生物生长、繁殖和衰亡的过程;仿真中还讨论了污泥颗粒粒径、有机物分子半径、温度和污泥浓度等因素对模拟结果的影响,因素灵敏度分析结果表明,污泥颗粒粒径是影响初期吸附阶段的最重要因素,而温度是影响微生物代谢速率的主要因素,和实际科学理论相符.活性污泥法污水处理过程的细胞自动机模型研究有助于理解污水处理过程,可为污水处理提供理论依据和科学指导.

关键词：活性污泥法细胞自动机仿真因素灵敏度

西安市大气PM_(2.5)的化学组分及其来源

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环境化学 2021年第5期40卷 1431-1441页

作者：王羽琴李升苹陈庆彩李艳广陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021 中国地质勘探局西安地质调查中心西安710054

西安市是中国北方大气污染最为严重的城市之一,且大气PM_(2.5)会对人类健康造成不利影响,为研究西安市大气PM_(2.5)污染水平,本文采集2017年四季共121个大气PM_(2.5)样品,分析其水溶性离子、有机碳(OC)、元素碳(EC)、18种元素含量并解... 详细信息

西安市是中国北方大气污染最为严重的城市之一,且大气PM_(2.5)会对人类健康造成不利影响,为研究西安市大气PM_(2.5)污染水平,本文采集2017年四季共121个大气PM_(2.5)样品,分析其水溶性离子、有机碳(OC)、元素碳(EC)、18种元素含量并解析其来源。结果表明,2017年PM_(2.5)年均质量浓度为(64±45)μg·m^(−3),冬季浓度最高,其次为秋季、春季和夏季。NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2−)、NH_(4)^(+)和Ca^(2+)是水溶性离子的主要成分,占总离子浓度的89%,并占PM_(2.5)年均浓度的46%,主要来自二次反应及沙尘。总元素年均浓度为(13.95±8.17)μg·m^(−3),占PM_(2.5)的22%,其中Pb、Zn、Cu、As和Ni等元素受到严重的人为污染,主要源自金属冶炼、工业排放、机动车排放及煤燃烧。OC与EC的年均质量浓度分别为(13.02±6.69)μg·m^(−3)和(3.35±1.17)μg·m^(−3),年均OC/EC比值为(4.05±1.49),说明主要受燃料燃烧和机动车排放的影响,二次有机污染的影响不容忽视。正矩阵因子分解(PMF 5.0)模型结果表明,西安市大气PM_(2.5)的主要污染源来自煤燃烧、机动车排放、二次硝酸盐、二次硫酸盐,同时受到扬尘、工业和金属过程等的影响。结合气象因素发现,不良的气象条件严重影响污染物的扩散、传输与积累。

关键词： PM_(2.5) 化学组分来源解析气象因素西安市

沉积物中雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A的测定

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环境科学 2013年第2期34卷 724-731页

作者：吴唯史江红陈庆彩张晖刘晓薇北京师范大学环境学院水环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100875

近些年来雌激素及烷基酚类化合物由于其对水生生物的内分泌干扰作用越来越受到广泛关注.沉积物作为环境中有机污染物的重要储存库,研究目标物在其中的浓度分布对于探明此类物质在环境中的迁移转化具有重要意义.但沉积物中基质组成复杂... 详细信息

近些年来雌激素及烷基酚类化合物由于其对水生生物的内分泌干扰作用越来越受到广泛关注.沉积物作为环境中有机污染物的重要储存库,研究目标物在其中的浓度分布对于探明此类物质在环境中的迁移转化具有重要意义.但沉积物中基质组成复杂而雌激素又痕量存在,这增加了前处理的难度.本研究从雌激素及烷基酚类化合物的理化性质入手,采用碱液提取、液液萃取和LC-MS/MS分析测定沉积物样品中的雌激素及壬基酚、辛基酚、双酚A.结果表明,经过优化的方法对7种目标物的回收率介于61.9%～93.7%之间.该方法能有效去除沉积物中那些不溶于强碱和既溶于酸又溶于碱的有机污染物,同时操作简单、成本低,但回收率高、检出限低,可广泛适用于河流沉积物样品及土壤样品的前处理.

关键词：雌激素沉积物液液萃取碱液提取 LC-MS MS

渤海湾湾口表层沉积物中的核心细菌群落结构及其对环境因子的响应

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微生物学通报 2018年第9期45卷 1940-1955页

作者：刘鹏远陈庆彩胡晓珂中国科学院烟台海岸带研究所海岸带生物学与生物资源利用重点实验室山东烟台264003 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049

【背景】近年来渤海湾环境恶化加重,影响了近海生态系统的可持续发展。微生物对环境的高度灵敏性使其能够迅速对环境的变更做出反应,在海洋能量流动与物质循环过程中发挥了无可替代的作用。【目的】为探讨渤海湾湾口沉积物中细菌群落分... 详细信息

【背景】近年来渤海湾环境恶化加重,影响了近海生态系统的可持续发展。微生物对环境的高度灵敏性使其能够迅速对环境的变更做出反应,在海洋能量流动与物质循环过程中发挥了无可替代的作用。【目的】为探讨渤海湾湾口沉积物中细菌群落分布特征及其对环境因子的响应,选取渤海湾湾口21个站位的表层沉积物样品进行探究。【方法】利用高通量测序技术(IlluminaHiSeq2500)对细菌16SrRNA基因V3-V4高变区进行测序,并结合相关环境因子分析沉积物中细菌群落组成和空间分布特征,试图探究起驱动作用的主要环境因子。【结果】研究区域广泛存在的细菌类群包括:变形菌门(Proteobacteria)占56.8%,酸杆菌门(Acidobacteria)占8.9%,绿弯菌门(Chloroflexi)占8.1%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占6.2%,其中γ-变形菌纲(Gamma-proteobacteria)和δ-变形菌纲(Delta-proteobacteria)为变形菌门中的优势类群。陆源有机物的输入使入海口及近岸处总有机碳(Total organic carbon,TOC)、总有机氮(Total organic nitrogen,TON)含量偏高,并向周围呈辐射状降低,低值位于渤海湾中部深水区域。通过冗余性分析(Redundancy analysis,RDA)发现在研究区域中环境因素对物种组成和群落结构具有显著影响,其中粒径(<4μm)和有机氮的影响较大(P<0.05)。【结论】渤海湾微生物物种丰富,与环境因素关系显著,人为因素对微生物多样性和群落结构组成具有重要的影响作用。

关键词：渤海湾沉积物微生物群落 16S rRNA基因多样性

基于高活菌数的瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌混合发酵工艺优化

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中国乳品工业 2016年第6期44卷 12-15,19页

作者：陈庆彩李敬龙胡晓珂齐鲁工业大学生物工程学院济南250353 中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264000

以瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌混合发酵培养,利用两菌株细胞代谢的差异,以静置发酵24 h后得到的活菌数目为指标,通过单因素实验和正交实验,研究了瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌高活菌数混合发酵的最适发酵条件。结果表明,瑞士乳杆菌和鼠李糖... 详细信息

以瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌混合发酵培养,利用两菌株细胞代谢的差异,以静置发酵24 h后得到的活菌数目为指标,通过单因素实验和正交实验,研究了瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌高活菌数混合发酵的最适发酵条件。结果表明,瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌高活菌数混合发酵的最优条件为:发酵温度37℃,初始pH=6.8,接种量6%,瑞士乳杆菌:鼠李糖乳杆菌=1∶2,瑞士乳杆菌优先接种3 h。最终得到乳酸菌总活菌数为7.2×10~9m L^(-1)。与在相同条件下单独发酵的瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌活菌数相比,分别提高了1∶8倍和10.2倍。为乳酸菌的高活菌数发酵奠定了基础。

关键词：瑞士乳杆菌鼠李糖乳杆菌高活菌数工艺优化

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道路扬尘中病原微生物研究进展

环境卫生学杂志 2022年第2期12卷 146-160,F0003页

作者：杨稀淇朱超陈庆彩李娟陕西科技大学西安710021 西安交通大学医学院附属广仁医院脑科病院

生物气溶胶与物质循环、生物传播、公众健康密切相关,特别是新冠肺炎(COVID-19)疫情背景下,生物气溶胶中丰富的致病组分在大气中的传播过程及致病机理再次成为研究热点。道路扬尘中病原微生物的定量研究和致病机制解释非常有限,但人类... 详细信息

生物气溶胶与物质循环、生物传播、公众健康密切相关,特别是新冠肺炎(COVID-19)疫情背景下,生物气溶胶中丰富的致病组分在大气中的传播过程及致病机理再次成为研究热点。道路扬尘中病原微生物的定量研究和致病机制解释非常有限,但人类在道路上和道路周围活动的频率、范围和时间都在增加,因道路扬尘中病原微生物带来的健康风险亟待解决。本文总结了道路扬尘中像细菌、真菌、病毒等病原微生物的传播途径和可能引发的流行性疾病种类及危害,分析了道路扬尘中病原微生物可能的天然来源和人为来源等释放源头,并对现有的病原微生物健康风险模型进行了评价。展望未来能够找出道路扬尘中病原微生物的来源、传播规律、分布特征和致病机理,建立道路扬尘中病原微生物的"指纹谱系图",评估道路扬尘中病原微生物与人体健康风险(划定阈值),攻克病原微生物感染概率预警模型难题,构建道路扬尘病原微生物防控体系。

关键词：生物气溶胶道路扬尘病原微生物风险模型公众健康

典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基的特征

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环境化学 2023年第8期42卷 2619-2629页

作者：高燕张翠荣朱礼李豪张立欣陈庆彩王羽琴陕西科技大学环境科学与工程学院西安710021 咸阳市环境监测站咸阳712000

为研究典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基(EPFRs)的污染特征,本文以小麦秸秆和煤粉为研究对象,利用自制的燃料燃烧和颗粒物样品收集装置获得小麦秸秆和煤粉在不同燃烧条件下排放的烟气颗粒样品,基于电子顺磁共振波谱技术(EPR)分别确... 详细信息

为研究典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基(EPFRs)的污染特征,本文以小麦秸秆和煤粉为研究对象,利用自制的燃料燃烧和颗粒物样品收集装置获得小麦秸秆和煤粉在不同燃烧条件下排放的烟气颗粒样品,基于电子顺磁共振波谱技术(EPR)分别确定EPFRs在第0、1、3、7天的自旋浓度、g因子、ΔH_(P-P),通过萃取实验确定EPFRs可被甲醇和二氯甲烷所萃取的量,以获得其污染、衰变特性.结果表明,低温低氧或无氧条件下,小麦秸秆和煤粉燃烧以阴燃或热解为主,排放的EPFRs主要为氧中心自由基,属于非衰变型,有机溶剂可萃取部分可达67%;随着温度和空气通入量的增加,小麦秸秆和煤粉逐渐燃烧,排放的EPFRs浓度增加,由氧中心自由基逐步转化为含氧官能团的碳中心自由基,衰变缓慢,溶剂可萃取的EPFRs占比仅有2.14%;当温度和空气量足够,小麦秸秆和煤粉完全燃烧,半衰期分别为56 d和43 d,为快速衰变型,溶剂不可萃取的EPFRs部分高达97.01%.温度和空气量对小麦秸秆和煤粉燃烧排放的EPFRs的种类、结构及衰减影响大,而样品含水率无显著影响.

关键词：小麦秸秆燃料燃烧环境持久性自由基自旋浓度衰变特性