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大气压沿面放电等离子体o3和No3吸收光谱诊断研究

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大气压沿面放电等离子体O3和NO3吸收光谱诊断研究

作者：于潇大连理工大学

学位级别：硕士

等离子体医学是等离子体与临床医学等学科相融合的新兴交叉领域,其中气相区活性氧和活性氮物种(Reactive oxygen Species and Reactive Nitrogen Species,RoNS)的原位定量诊断是等离子体医学研究的关键问题之一。低温等离子体中活性氧... 详细信息

等离子体医学是等离子体与临床医学等学科相融合的新兴交叉领域,其中气相区活性氧和活性氮物种(Reactive oxygen Species and Reactive Nitrogen Species,RoNS)的原位定量诊断是等离子体医学研究的关键问题之一。低温等离子体中活性氧和活性氮物种的产生和高效输送与自然细胞相类似,而沿面放电作为一种低温等离子体源能够产生接近室温的大面积等离子体,具备与等离子体放电余辉区待处理样品的电学特性无关等优势,在等离子体医学研究领域受到广泛关注。等离子体中RoNS的定量分析以及时间演化是深入研究RoNS与细胞和组织间相互作用的重要前提,也是探索合适的等离子体源和有效的治疗方法的关键之一。基于此,本文主要开展并研究了如下内容:设计并搭建了大气压沿面放电发生装置。放电电极采用铜质网格接地电极和高压平面电极及夹在中间的介质板构成的三明治结构,对连续交流正弦高压电源进行了脉冲调制。研究了大气压沿面放电的放电特性及放电功率密度与外加电压之间的依赖关系。建立了等离子体吸收光谱诊断系统,选择强度稳定的均衡型氘灯和卤素灯作为光源,结合光电倍增管、单色仪及示波器等成功对等离子体余辉区的活性物种o和No进行了探测。利用惰性气体-He气对臭氧浓度进行调控。测量了不同流量的He气与合成空气条件下臭氧浓度的时间演化,其中放电时间范围为120 s,电压为4.5 kV,调制频率为50 Hz,占空比为66.7%,观测到随着通入He气流量的增多,臭氧浓度在120 s的测量时间内浓度逐渐上升。测量了放电开始后10-15 s时间内臭氧平均浓度随功率密度的变化趋势,探究了功率密度对臭氧浓度的整体影响。通过吸收光谱技术测量固定空间内不同功率密度下等离子体余辉区o和No浓度的时间演化,观测到o和No的淬灭现象,对o和No产生和淬灭的原因进行了讨论分析,o的淬灭主要与No的浓度变化有关,而No和o浓度的时间演化呈强相关,同时水蒸气对o和No浓度的变化也有一定的影响。

关键词：沿面放电吸收光谱 o3 No3 等离子体诊断

京津冀及周边地区PM2.5与o3污染潜在源区和传输特征研究

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京津冀及周边地区PM2.5与O3污染潜在源区和传输特征研究

作者：王琰玮天津大学

学位级别：硕士

京津冀地区是我国的“首都经济圈”,也是我国大气污染防治的重点区域之一,其PM与o复合污染问题日趋严重,具有明显时空分布特征并且受到区域传输的不利影响。因此,研究京津冀及周边地区的PM与o污染潜在源区及传输规律有利于京津冀地区大... 详细信息

京津冀地区是我国的“首都经济圈”,也是我国大气污染防治的重点区域之一,其PM与o复合污染问题日趋严重,具有明显时空分布特征并且受到区域传输的不利影响。因此,研究京津冀及周边地区的PM与o污染潜在源区及传输规律有利于京津冀地区大气污染防治的联防联控工作。同时城市级别的精细化管理也十分必要,探究城市的PM与o污染潜在源区特征有利于更细致的揭示城市的污染传输规律,形成更加切合目标城市防治重点的污染防控措施。本文应用HYSPLIT模型以及Meteoinfo软件,模拟了京津冀地区13个城市2017-2019年各季节的后向轨迹,并利用潜在源贡献因子（potential source contribution function,PSCF）、浓度权重轨迹（concentration-weighted trajectory,CWT）分析各城市潜在源区分布特征。随后,利用K均值聚类法确定了京津冀地区的主要潜在来源城市,进而分析出京津冀及周边地区在不同季节的PM与o污染的潜在传输贡献以及潜在传输路径,最后对天津市的情况进行重点分析。研究结果表明:（1）河北省南部、河南北部、山西省东部和山东省西部城市是京津冀PM与o污染的重要潜在源区。春、秋、冬季PM污染潜在传输贡献较大的区域主要由京津冀地区向西部延伸,该部分城市的WCWT-PM在41μg/m～120μg/m之间;夏季该区域由京津冀地区向东延伸,其WCWT-PM在21μg/m～40μg/m。春、夏季o污染潜在传输贡献较大的地区由京津冀地区向南部延伸,WCWT-o在60μg/m～120μg/m之间;秋季向东延伸,WCWT-o在40μg/m～60μg/m之间;冬季集中在河北省南部,WCWT-o在1～40μg/m之间。（2）京津冀地区PM与o污染的潜在传输方向具有季节特征:春、夏、秋季PM与o污染的潜在传输方向主要为由南向北,冬季PM污染潜在传输方向较为复杂,除由南向北的潜在输送外,保定市、廊坊市、唐山市对北京市、承德市、天津市的潜在输送也比较明显。（3）天津市PM污染与o污染潜在源城市主要分布在天津市西南方向的河北省南部、河南省北部、山东省西部:春、秋季西南方向的部分城市为天津市PM与o污染共同的主要潜在外来源区;在夏季,西南方向城市主要表现为o污染的潜在外来源区;秋季情况与春季类似;在冬季,西南方向主要表现为PM污染的主要潜在外来源区。综合主要结论,本研究建议扩大联防联控范围,在原有“2+26”城市的基础上,向南向西增加更多城市,同时注意污染物大气传输的季节变化规律,要实现PM和o的双赢,需要京津冀地区与其南部各城市加强联防联控。

关键词：京津冀地区区域传输 PM2.5 o3 后向轨迹 K均值聚类

基于卫星资料的闪电、Nox及o3时空分布特征及相关性分析

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基于卫星资料的闪电、NOx及O3时空分布特征及相关性分析

作者：陈聪南京信息工程大学

学位级别：硕士

氮氧化物Nox (No+No2)控制对流层o3和oH自由基的含量,影响全球大气环境和气候变化。LNox是对流层上部Nox的主要来源,闪电与对流层上部Nox较好的相关性使LNox的研究成为预测气候变化的依据之一。本文主要利用星载光学瞬变探测器oTD和闪... 详细信息

氮氧化物Nox (No+No2)控制对流层o3和oH自由基的含量,影响全球大气环境和气候变化。LNox是对流层上部Nox的主要来源,闪电与对流层上部Nox较好的相关性使LNox的研究成为预测气候变化的依据之一。本文主要利用星载光学瞬变探测器oTD和闪电成像仪LIS资料以及卤素掩星实验HALoE再分析资料对闪电、No和03的时空分布进行了分析,同时结合美国国家海洋和大气管理局NoAA提供的多变量ENSo指数MEI数据分析了我国范围闪电活动对气候异常变化年的响应关系,得到以下结论： (1)全球No体积混合比在350hPa左右达到一个最大值。在这一高度,南半球No体积混合比变化范围在7～11ppt,而北半球变化范围在3～14ppt。No的高值主要是由闪电引起的。 (2)全球No和03体积混合比的垂直廓线基本相似。在450-300hPa范围,北半球夏季o3体积比的变化率呈明显增加的趋势,比平均值增加25%左右,而南半球臭氧体积混合比虽然夏季高于冬季,但差异并不大,这一特征也与闪电及No的分布类似。 (3)No极值高度在350hPa左右,No2的极值高度在250hPa左右,主要是因为闪电产生的No几分钟内会被氧化成No2,No2则由雷暴云或积云中的上升气流带到更高的高度。闪电的对流传输作用是Nox在对流层上部含量较大的原因之一 (4)全国范围闪电频数在厄尔尼诺时期闪电次数总体增多。长江中下游地区闪电密度11年的波动与ENSo强度指数有很高的相关性,相关系数达到88.9%厄尔尼诺时期闪电密度和No高值区域的10年分布整体相关程度很好,四季的相关性分别达到82%、91%、88%和85%,突出了闪电对No的贡献。

关键词：闪电 Nox o3 厄尔尼诺

中国广东4城市PM2.5和o3污染对急性鼻咽炎的短期效应

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中国广东4城市PM2.5和O3污染对急性鼻咽炎的短期效应

作者：张灵俐广东药科大学

学位级别：硕士

目的:探究细颗粒物(PM)和地面臭氧(o)对急性鼻咽炎的短期效应。方法:2015年至2016年,在广东省四个城市的10个社区进行横断面调查,用标准化问卷记录调查前两周内急性鼻咽炎的患病情况以及被调查者的其他重要协变量。收集被调查社区的大... 详细信息

目的:探究细颗粒物(PM)和地面臭氧(o)对急性鼻咽炎的短期效应。方法:2015年至2016年,在广东省四个城市的10个社区进行横断面调查,用标准化问卷记录调查前两周内急性鼻咽炎的患病情况以及被调查者的其他重要协变量。收集被调查社区的大气污染物和气象因素的地面监测数据,根据调查日期和患病日期评估被调查者的空气污染暴露情况。采用两水平的Logistic回归模型,量化分析短期空气污染暴露与急性鼻咽炎之间的关联,对比潜在混杂因素调整前后PM和o与急性鼻咽炎的关联性分析结果,估计潜在延迟和累积关联。分层分析性别、年龄、教育水平、家庭收入、职业污染暴露的效应修饰作用,并进行敏感性分析以检验结果的稳健性。结果:分析结果发现,急性鼻咽炎与PM和o短期暴露之间均存在显著的正相关关系(PoR值为1.12(95%置信区间(CI):1.08,1.16),经混杂因素调整后的优势比(调整后oR=1.20;95%CI:1.16,1.25)更高;从Lag01到Lag06的移动平均浓度也有显著影响,单因素模型Lag02的oR值为1.09(95%CI:1.05,1.14),调整后的oR值为1.18(95%CI:1.13,1.23)。o与急性鼻咽炎的相关性与PM的趋势大体相一致,调整混杂因素后更为显著,分别在Lag4(oR=1.08,95%CI:1.05,1.11)和Lag06(oR=1.08,95%CI:1.04,1.13)达最高峰。结论:细颗粒污染物仍超出国家规定限值,但其浓度在逐年降低,臭氧污染浓度逐渐升高。PM和o的短期暴露可能是导致急性鼻咽炎的重要危险因素。应持续监测环境中空气污染物的浓度,制定科学合理的排放标准。

关键词：空气污染 PM2.5 o3 急性鼻咽炎效应修饰

H2o2及o3氧化两种典型蓝藻致嗅物质和灭藻效应研究

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H2O2及O3氧化两种典型蓝藻致嗅物质和灭藻效应研究

作者：邱丽佳北京建筑大学

学位级别：硕士

21世纪以来,随着经济的快速增长,我国水体富营养化现象普遍发生。由于人口的高度密集和工业的迅猛发展,北京地区的生活污水和工业废水排放量不容小觑,由此带来的湖泊富营养化问题更为严重。因而,为了避免湖泊污染程度加剧,本文对北京33... 详细信息

21世纪以来,随着经济的快速增长,我国水体富营养化现象普遍发生。由于人口的高度密集和工业的迅猛发展,北京地区的生活污水和工业废水排放量不容小觑,由此带来的湖泊富营养化问题更为严重。因而,为了避免湖泊污染程度加剧,本文对北京33个城市湖泊富营养化现状进行了调查分析,结果表明,北京湖泊营养盐元素污染严重,氮含量达标率仅为9.1%,多数水体均已达到轻度或中度污染水平;铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻为水华暴发的优势藻种,其所产嗅味物质β-环柠檬醛和2-MIB也严重超出嗅阈值范围。为了解湖泊优势藻种的生长规律,从而有针对性地提出预防和治理措施,本文重点研究了不同温度条件对螺旋鱼腥藻生长变化的影响,结果显示,15℃条件下的藻细胞经过了短暂的适应阶段后快速繁殖,较25℃、35℃的生长潜力更大,其致嗅物质2-MIB的生成量也更高;尤其到了藻细胞衰亡阶段,胞内部分2-MIB释放到胞外,使水体散发出浓烈的土霉味,需要重点去除;与此同时,15℃的低温环境能促使螺旋鱼腥藻产生较多的荧光溶解有机物,且胞内外各种有机物含量均随着温度的升高而逐渐递减。传统的高藻原水处理技术主要依靠投加Clo、Cl、CuSo等化学除藻剂,但会存在成本过高、易产生消毒副产物等问题,因而本文采用绿色氧化剂Ho和o来分别氧化铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻,以期为实际水治理技术提供一定的理论指导。研究结果表明,由于细胞壁和细胞膜的保护机制,对于胞内嗅味物质,不管是β-环柠檬醛还是2-MIB,均需要较高的氧化剂投加量才能达到良好的降解效果,且随着反应时间的延长,致嗅物质的去除率逐渐得到了提升;由于o半衰期、嗅味物质结构等因素的影响,o氧化2-MIB的二级动力学速率常数低于Ho对β-环柠檬醛的降解速率;因Ho或o均能产生强氧化能力的·oH,严重破坏细胞膜脂质,损坏细胞内部的蛋白质和光合作用系统,进而灭活藻细胞;铜绿微囊藻所含DoM主要为酚类化合物、芳香族蛋白质以及微生物代谢产物,富里酸和腐殖酸含量很少,且各个组分的胞内外荧光强度相差不大,而螺旋鱼腥藻中则含有较多的腐殖质,且胞外荧光强度远远高于胞内;采用o方式比Ho更能有效去除DoM中的微生物代谢产物,适用于荧光指数FI值较高的藻类溶液。

关键词：北京城市湖泊铜绿微囊藻螺旋鱼腥藻 H2o2 o3

珠三角不同类型站点PM2.5与o3污染特征及相互作用研究

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珠三角不同类型站点PM2.5与O3污染特征及相互作用研究

作者：姚懿娟华南理工大学

学位级别：硕士

本研究基于2015～2019年珠三角国控站点大气污染物监测数据,分析了珠三角不同类型站点(城区站点、郊区站点和背景站点)细颗粒物(PM)和臭氧(o)的年变化、月变化和超标天数等污染特征以及o污染季节和PM污染季节不同类型站点PM和o的相关性... 详细信息

本研究基于2015～2019年珠三角国控站点大气污染物监测数据,分析了珠三角不同类型站点(城区站点、郊区站点和背景站点)细颗粒物(PM)和臭氧(o)的年变化、月变化和超标天数等污染特征以及o污染季节和PM污染季节不同类型站点PM和o的相关性,并结合基于oMI卫星遥感数据得到的臭氧生成敏感性特征,研究了珠三角PM和o的相互作用机理,为珠三角精细化、科学化和有针对性地制定PM和o协同防控措施提供了科学依据。结果表明:2015～2019年珠三角不同类型站点PM超标天数和年平均浓度总体呈下降趋势,PM浓度为郊区站点>城区站点>背景站点;而各类型站点的o浓度总体呈上升趋势,郊区站点和背景站点的o浓度高于城区站点,且郊区站点近5年o超标严重。不同污染季节PM与o浓度均呈正相关,且相关性大小为背景站点>郊区站点>城区站点,此外,o污染季节二者的相关性高于PM污染季节。珠三角o污染季节,各类型站点o生成敏感性以VoCs-No协同控制/No控制为主;PM污染季节,各类型站点o生成敏感性以VoCs控制为主。o污染季节二次PM的生成对细颗粒物的影响显著大于一次PM,随着光化学水平的升高,一次PM浓度基本不变,贡献率逐渐下降;而二次PM浓度和贡献率均随着光化学水平的升高而升高,且呈倍数增加。不同类型站点贡献差异明显,背景站点二次PM浓度和贡献率均比城区和郊区站点高;PM污染季节各类型站点在不同PM污染水平下o浓度和o变化率日变化均具有差异性,背景站点和郊区站点在不同PM污染水平下的o浓度峰值均大于城区站点;而城区站点和郊区站点o变化率峰值均大于背景站点。PM污染季节珠三角散射型气溶胶占比大,且臭氧敏感性以VoCs控制为主的特征使气溶胶的消光作用和非均相反应均显著促进o生成。因此,随着PM浓度升高,各类型站点的o浓度和o变化率峰值也逐渐升高,进一步促进了珠三角PM和o浓度的协同增长。

关键词： PM2.5 o3 污染季节相互作用不同类型站点

Tio2/石墨烯复合材料光催化降解客机机舱内o3研究

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TiO2/石墨烯复合材料光催化降解客机机舱内O3研究

作者：王思雨天津大学

学位级别：硕士

石墨烯(Graphene，Gn)材料近几年来受到了国内外众多专家学者的研究与讨论。本文利用其独特的二维碳纳米结构和优异的吸附、导电等性能，将其与Tio2纳米颗粒复合制备新型光催化剂，用于光催化降解客机机舱内o3，该研究具有一定的理论研... 详细信息

石墨烯(Graphene，Gn)材料近几年来受到了国内外众多专家学者的研究与讨论。本文利用其独特的二维碳纳米结构和优异的吸附、导电等性能，将其与Tio2纳米颗粒复合制备新型光催化剂，用于光催化降解客机机舱内o3，该研究具有一定的理论研究价值和实际应用前景。本研究采用改性Hummer法制备氧化石墨作为Gn前驱物，通过加入酞酸四丁酯以传统溶胶凝胶法将Gn与Tio2复合，并通过改变氧化石墨投加量制备出不同C/Ti比的Tio2-Gn复合材料。采用XRD、拉曼光谱、SEM、TEM等表征所制备材料的晶相组成及表面形貌，验证了所制备的复合光催化剂为片层态Gn为载体上附着以锐钛矿为主晶相的Tio2纳米颗粒材料。并用亚甲基蓝溶液分别试验了不同C/Ti比复合材料的吸附性能和光催化活性，并分析反应机理。选出光催化活性最高的含C量为1.5wt%的Tio2-Gn复合材料进行光催化降解o3研究。本研究选用光催化技术手段，自行设计搭建气相光催化反应器，对o3进行光催化降解实验研究。结果表明所制备的Tio2-Gn复合光催化材料对o3的降解性能显著优于纯Tio2，分别考察了反应时间和初始o3浓度对复合材料光催化降解活性的影响。在本实验条件下，o3浓度为0.150ppm-0.200ppm时，复合光催化剂受紫外光激发60min的光催化降解率为66.12%，初始o3浓度为0.950ppm-1.000ppm时，其光催化降解率约为77%，较低浓度时(0.100ppm-0.150ppm)，o3去除率也能达到45.45%。此外，本研究还探讨了光催化材料的重复使用性能，复合光催化剂重复使用4次，其对o3的光催化降解率仅下降2.53%。根据实验数据和结论，分析了Tio2-Gn复合光催化剂降解o3的反应机理。

关键词：光催化 Gn Tio2-Gn复合光催化材料 o3

精液质量与不同精子发育期大气污染物暴露水平相关性分析

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现代预防医学 2024年第11期51卷 1968-1974+2007页

作者：蔡可王莉崔馨月白淘王立言山西医科大学公共卫生学院儿少卫生教研室煤炭环境致病与防治教育部重点实验室山西医科大学第一医院病理科山西医科大学汾阳医学院

目的分析太原市大气污染物对男性精液质量及不同精子发育时期的影响。方法纳入2019年1月1日—12月31日就诊于山西医科大学第一医院生殖科的7 614名男性为研究对象，记录其年龄、精液采集季节和精液参数等信息。同时收集6种大气污染物(... 详细信息

目的分析太原市大气污染物对男性精液质量及不同精子发育时期的影响。方法纳入2019年1月1日—12月31日就诊于山西医科大学第一医院生殖科的7 614名男性为研究对象，记录其年龄、精液采集季节和精液参数等信息。同时收集6种大气污染物(So2、No2、Co、o3、PM2.5、PM10)监测数据，计算精子整个发育期（精液采集前0～90 d）和三个发育关键期（精液采集前0～9 d、10～14 d和70～90 d）的大气污染物暴露情况。采用非参数检验Mann-Whitney U检验比较精液参数合格组与不合格组之间数据差异。采用广义估计方程，探讨精子各发育时期内六种大气污染物对每个精子质量参数的影响。结果在精子整个发育时期，So2、No2、o3和PM2.5暴露浓度在正常精子形态合格与不合格分组中均有差异。精液采集前10～14 d,PM10暴露与精液体积（oR=1.245,95%CI:1.057～1.467）、精子浓度（oR=1.247,95%CI:1.027～1.514）、精子总数（oR=1.385,95%CI:1.167～1.643）、总活力（oR=1.236,95%CI:1.085～1.409）和前向运动（oR=1.207,95%CI:1.059～1.376）不合格呈正相关；o3暴露与精子浓度（oR=1.250,95%CI:1.002～1.558;oR=1.173,95%CI:1.025～1.343）、精子总数（oR=1.255,95%CI:1.026～1.537;oR=1.218,95%CI:1.074～1.380）、正常精子形态（oR=1.295,95%CI:1.047～1.602;oR=1.229,95%CI:1.076～1.404）不合格呈正相关。结论在精子各发育阶段，大气污染物暴露均增加各精液参数不合格的风险，而关键窗口期集中于精液采集前10～14 d，即精子活力的发育阶段。PM10和o3是影响太原市男性精子质量下降的主要生殖毒物，需引起关注。

关键词：大气污染物精液质量 PM10 o3 关键窗口期

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安徽省o3浓度的时空分布特征及影响因素

安徽师范大学学报（自然科学版） 2019年第3期42卷 262-268页

作者：廖润霞程先富王佳佳安徽师范大学地理与旅游学院

基于2016年安徽省空气质量监测站的o3数据,分析o3的时空分布特征,运用地理探测器方法,探讨o3浓度的影响因素。结果表明:①2016年安徽省o3浓度在季度上呈现春夏高、秋冬低的规律;在月度上5—9月o3浓度中位值较高,1月、2月、12月o3浓度中... 详细信息

基于2016年安徽省空气质量监测站的o3数据,分析o3的时空分布特征,运用地理探测器方法,探讨o3浓度的影响因素。结果表明:①2016年安徽省o3浓度在季度上呈现春夏高、秋冬低的规律;在月度上5—9月o3浓度中位值较高,1月、2月、12月o3浓度中位值较低;o3浓度日变化总体呈单峰型,最高值出现在下午15∶00,最低值出现在7∶00。②安徽省o3浓度空间分布总体为北高南低。③因子探测结果表明,对臭氧浓度影响较大的因子有PM10、Co、相对湿度、气压、降水量、日照时数、风速、PM2.5、第三产业产值、工业企业个数、工业废气排放量、全社会用电量及公路里程。交互探测分析表明,不同因子间的交互作用,正向强化了各因子的解释力,最大交互因子为相对湿度∩公路里程,降水量∩气温,Co∩常住人口。

关键词： o3 时空分布克里金插值法地理探测器安徽省