西安市大气PM_(10)中水溶性有机碳的季节变化及来源分析

为了探讨西安市大气可吸入颗粒物(PM10,空气动力学当量直径≤10μm的悬浮颗粒物)中水溶性有机碳(WSOC)的浓度水平与季节变化,从2006年12月至2007年11月,分季节(每个季节选取1个月)采集了西安市大气PM10样品,并采用燃烧氧化-非分散红外吸收法测定了PM10中的水溶性有机碳,采用热-光碳分析仪测定了样品中的有机碳(OC)和元素碳(EC).结果显示,WSOC在春、夏、秋、冬季节的平均质量浓度分别为17.2、14.9、28.3、32.5μg/m3,具有明显的季节变化特征.WSOC占OC的质量比在夏季最高(83.7%)、冬季最低(53.3%).WSOC与OC和EC的相关性分析结果显示:WSOC与EC的相关性微弱,相关系数为0.22;WSOC与OC的相关性很强,相关系数高达0.86.进一步分析显示出WSOC与二次有机碳的相关性达到了0.87,表明西安市大气颗粒物中的WSOC主要是在大气中气-固二次转化形成的.     

山西省四城市空气颗粒物中碳的组成特征

通过比较空气颗粒物与其排放源中总碳同位素组成及有机碳、元素碳浓度特征,并分析其相关性,探讨了山西省太原、晋城、长治和潞城等4个城市空气颗粒物中碳的来源.采集4个城市采暖季与非采暖季煤烟尘、机动车尾气尘、土壤风沙尘、城市扬尘样品与不同功能区环境空气颗粒物样品,将采集的样品经过前处理,通过热光碳分析仪测定总碳与有机碳的质量...     

上海市淀山湖区域灰霾天大气颗粒物中碳组分的污染特征

采集了上海市淀山湖区域2015年3月至2016年2月灰霾天大气颗粒物中PM_(2.5)样品,重点分析了其中碳组分的污染特征。结果表明,PM_(2.5)年均质量浓度为(69.01±37.05)μg/m~3,数值与有机碳(OC)、元素碳(EC)和水溶性有机碳(WSOC)显著相关,相关性大小与灰霾程度有关。OC、EC的年均质量浓度分别为(4.46±3.41)μg/m~3和(2.15±1.31)μg/m~3,呈现冬季高、夏季低的趋势,两者显著相关,相关性大小同样与灰霾程度有关。WSOC的年均质量浓度为(2.07±1.40)μg/m~3,春季高于冬季,且灰霾天质量浓度大于非灰霾天相应值。碳组分对大气能见度的影响较大,需得到控制。     

西安冬季大气亚微米颗粒物的化学特征及来源解析

为了探讨西安市冬季大气亚微米颗粒物的污染水平及化学组成,2006年12月每天收集西安大气亚微米颗粒物（PM1.0）样品,并对PM1.0的质量浓度及其其中的11种水溶性离子、元素碳（EC）和有机碳（OC）及8个碳组分进行了分析．结果显示：西安市冬季大气PM1.0的平均质量浓度为149．7μg·m^-3分析的11种阴、阳离子（Na^＋、NH4^＋、K^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、F^-、Cl^-、Br^-、NO2^-、NO3^-和SO4^2-）的质量浓度占到PM1.0的46％,表明水溶性组分是大气亚微米颗粒物的主要组成之一;OC的质量浓度（ρ（OC）=（23．7±10．27）μg·m^-3）明显高于EC的（（ρ（EC）=（4．6±1．8）μg·m^-3）,碳气溶胶的平均质量浓度为42．5μg·m^-3,占到PM1.0质量浓度的28．4％;对8个碳组分的因子分析结果显示,燃煤及汽油车排放、柴油车排放和生物质燃烧对碳颗粒的贡献分别为45．3％、24．2％和23．5%．     

2003年秋冬季西安大气中有机碳和元素碳的理化特征及其来源解析

2003年9月至2004年2月在西安站点开展了大气PM2.5和PM10中碳气溶胶的连续观测,并采集了三类主要污染来源样品(燃煤,机动车尾气和生物质燃烧)进行对比分析,采用IMPROVE-TOR方法准确地测量了样品的有机碳(OC),元素碳(EC)及其中的8个碳组分含量.西安秋季和冬季大气PM2.5中OC的平均含量ρOC分别为(34.1±18.0),(61.9±33.2)μg·m-3,EC的平均含量ρEC为(11.3±6.9),(12.3±5.3)μg·m-3.OC和EC均主要赋存于PM2.5粒级中.秋季OC和EC的相关性好(R2＞0.90),冬季一般(R2=0.66).总碳气溶胶在秋季PM2.5中占(48.8±10.1)%,在冬季也达到了(45.9±7.5)%.所有观测日的ρOC/ρEC比值均大于2.0,秋季PM2.5中ρOC/ρEC平均为3.3,冬季为5.1,这可能主要与直接排放来源有关.由碳气溶胶的8个碳组分数据,采用绝对主分量分析获得了主要排放来源对总碳的贡献份额,即秋季汽油车尾气占73%,柴油车尾气占23%,生物质燃烧占4%,而冬季燃煤占了44%,汽油车尾气占44%,生物质燃烧占9%,柴油车占3%.     

淮北淤土不同利用方式下土壤有机碳组分的变异

分析了安徽省淮北地区不同利用方式(农地、林地、荒地)下土壤总有机碳、可 溶性有机碳和微生物量碳的含量及其剖面分布.结果表明:土壤剖面上,总有机碳、可溶性 有机碳和微生物碳含量在表层土壤中最高,均呈随着土层深度加深而递减的趋势;可溶性有 机碳、微生物量碳占总有机碳的比率分别在5.23%-13.45%和3.09%-8.82%之间波动.不同 利用方式对土壤有机碳及其活性组分的含量影响很大,林地土壤总有机碳、可溶性有机碳, 微生物碳含量最高,其次为农地,荒地含量最低;可溶性有机碳占总有机碳比率为林地＜农 地＜荒地,微生物量碳占总有机碳的比率为农地＜林地＜荒地.腐殖酸含量变化与总有机碳具有一致性.     

海洋溶解有机碳循环简介

海洋在全球碳循环中扮演着重要的角色,人类每年向大气排放的CO2约有30%都被海洋所吸收。海洋中溶解有机碳的储量巨大,与大气中的无机碳储量相当,可能对大气CO2浓度产生重要影响。本文主要简介了海洋溶解有机碳的研究进展。     

盐碱芦苇湿地土壤活性有机碳组分垂直分布及相关性分析

湿地是地球生态环境的重要组成部分,也是碳循环和转化的重要场所,湿地土壤活性碳库与气候变化有着密切联系。盐碱湿地具有独特的土壤性质,以吉林西部松嫩平原盐碱湿地为例,以土壤类型图和土地利用类型图为基础,选取吉林松原查干湖天然盐碱芦苇湿地为研究对象。明晰盐碱湿地土壤活性有机碳组分垂直分布及影响因素分析,为盐碱区脆弱湿地生态环境管理与保护、区域碳库源汇研究及客观评价其在区域气候变化中的作用,以及退化湿地生态恢复提供科学依据。在研究区丰水期进行采样,在地上植被为芦苇的湿地土壤地块设置9个采样区,每个区域设置4个采样点,按照0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm分层采集土壤样品。分析测定土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、易氧化有机碳(readily oxidized organic carbon,ROOC)、水溶性有机碳(water soluble organic carbon,WSOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量及土壤pH、含水率、容重、孔隙度等,以阐明盐碱芦苇湿地土壤有机碳及其活性组分分布特征及影响因素。结果表明:查干湖盐碱湿地土壤有机碳及活性组分垂直分布规律明显,呈现伴随土层加深而逐渐减少的趋势,且在土壤的各个剖面层土壤有机碳含量与易氧化有机碳、水溶性有机碳、微生物量碳含量间呈显著相关;研究中各土壤活性有机碳占土壤有机碳比例不一,呈现ROOC明显高于WSOC和MBC,[w(ROOC)/w(SOC)]%为87.01±10.63 g/kg、[w(WSOC)/w(SOC)]%为0.58±0.06 g/kg、[w(MBC)/w(SOC)]%为8.19±0.72 g/kg;查干湖盐碱湿地土壤有机碳及活性组分垂直分布受土壤pH、容重、孔隙度影响明显,呈显著相关,土壤含水量相对影响较小。     

DOC对柴油机排放特性影响的研究

在柴油发动机台架上,通过HT350动态测功机、AM4000等仪器测量了柴油机氧化催化转换器(DOC)前后2个固定转速5个工况点的排放特性,分析了DOC对HC,CO,NOx,PM等影响,并用DRI碳分析仪分析了PM的碳质组分.结果表明,DOC能大幅降低HC,CO的排放,DOC前后NOx总量变化不大;DOC对颗粒物数量浓度降幅为25%～40%,其中核膜态降幅为16%～36%;随负荷增加DOC对颗粒物总数量浓度、核模态数量浓度降幅逐渐减小,积聚模态降幅逐渐增加;DOC通过降低HC促进SOF氧化从而达到催化氧化有机碳OC,OC对占PM总降幅贡献率在67%以上,EC最高仅为9%.     

天津武清冬季PM2.5含碳组分的逐时观测及分析

为了解京津冀地区冬季气溶胶含碳组分浓度及变化特征, 2011年12月至2012年1月在天津市武清区针对PM_2.5中元素碳(EC)、有机碳(OC)、水溶性有机碳(WSOC)及水溶性离子组分进行实时半在线的逐时浓度综合观测。观测期间EC和OC的平均浓度分别为6.0±4.8和21.5±19.2 μg C/m³, 分别占PM_2.5观测组分总浓度平均值的8%和30%。WSOC平均浓度为14.3±11.8 μg C/m³, 占平均OC浓度的67%。观测期间, 污染物浓度的大幅变化主要受气象条件控制, OC, EC和WSOC日变化特征相对不显著。观测期间大部分时间OC/EC比值稳定, OC/EC平均值为3.9。通过含碳组分与其他示踪组分的相关性分析, 初步判定武清冬季的气溶胶含碳组分主要来自生物质燃烧的一次性排放, 且影响当地的气团经过明显老化过程。约一半的OC来自一次生物质燃烧排放, 另一半来自二次生成。     

基于颜色复杂度和结构张量的恰可察觉失真模型

图像的恰可察觉失真(just noticeable distortion, JND)阈值是指人眼能够察觉的最小失真, 通常被用于去除图像/视频压缩中的视觉冗余. 针对 JND 模型对颜色和结构特征利用不充分的问题, 提出了一种基于颜色复杂度和结构张量的 JND 模型. 首先, 计算图像的颜色复杂度, 将其转换为与视觉敏感度相关的权值, 和对比掩蔽模型结合以提升模型的准确性; 然后, 利用结构张量对局部特征进行表示, 建立基于局部结构特征的调制因子, 估计结构不规则区域的视觉冗余程度; 最后, 将基于颜色复杂度的 JND 模型和基于结构张量的调制因子结合, 建立基于颜色复杂度和结构张量的 JND(complexity structure tensor based JND, CSJND)模型. 实验结果表明, 相比于已有的模型, 该模型在主观感知质量相同的前提下, 能使 PSNR 值明显降低; 该模型更加符合人眼的视觉特性, 能更准确地估计出 JND 阈值.     

石家庄市开放源颗粒物化学组成特征分析

分析了石家庄市城市扬尘、道路尘、土壤尘、建筑尘四种开放源的粒径组成和无机元素含量,结果表明,四种开放源颗粒物样品中细颗粒物的累积效应更为明显。各种水溶性离子中,阴离子浓度最高的是SO42-,阳离子浓度较高的是Ca2+;存在二次有机碳污染,SOC是颗粒物的重要组成部分;各种元素的含量存在一定差异,Ca、Mg、Al、Si、Fe、K等元素含量较高,受人为污染严重。     

Evidence for non-selective preservation of organic matter in sinking marine particles

The sinking of particulate organic matter from ocean surface waters transports carbon to the ocean interior, where almost all is then recycled. The unrecycled fraction of this organic matter can become buried in ocean sediments, thus sequestering carbon and so influencing atmospheric carbon dioxide concentrations. The processes controlling the extensive biodegradation of sinking particles remain unclear, partly because of the difficulty in resolving the composition of the residual organic matter at depth with existing chromatographic techniques. Here, using solid-state 13C NMR spectroscopy, we characterize the chemical structure of organic carbon in both surface plankton and sinking particulate matter from the Pacific Ocean and the Arabian Sea. We found that minimal changes occur in bulk organic composition, despite extensive (>98%) biodegradation, and that amino-acid-like material predominates throughout the water column in both regions. The compositional similarity between phytoplankton biomass and the small remnant of organic matter reaching the ocean interior indicates that the formation of unusual biochemicals, either by chemical recombination or microbial biosynthesis, is not the main process controlling the preservation of particulate organic carbon within the water column at these two sites. We suggest instead that organic matter might be protected from degradation by the inorganic matrix of sinking particles.     

九龙江口水体碱性磷酸酶活性及其对磷循环的影响

为揭示富含磷酸盐（PO3-4）的河口碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,AP）与磷循环的关系,测定了九龙江口水体中溶解态碱性磷酸酶活性（dissolved alkaline phosphatase activity,DAPA）、颗粒态碱性磷酸酶活性（particulate alkaline phosphatase activity,PAPA）和总碱性磷酸酶活性（total alkaline phosphatase activity,TAPA）,分析了各碱性磷酸酶活性的时空分布特征及其与环境因子、磷营养水平的相关性。结果表明,九龙江口TAPA空间差异显著,河口上游显著高于河口下游,表层略高于底层;TAPA季节变化较为明显,秋季TAPA介于85.5~876.5 nmol/(L·h),冬季介于7.5~639.8 nmol/(L·h);秋季AP主要以颗粒态存在,PAPA对TAPA的平均贡献率为（84.9±9.5）%,而冬季PAPA和DAPA对TAPA的贡献率分别为（54.1±26.4）%和（45.9±26.4）%,差别不大。统计分析表明,DAPA与溶解态有机磷（dissolved organic phosphorus,DOP）浓度呈现极显著的正相关,与盐度呈现极显著的负相关,说明溶解态AP主要由DOP诱导而产生,并受河-海水混合影响;PAPA与悬浮颗粒物（suspended particulate matter,SPM）浓度呈现极显著正相关,与叶绿素a（Chl-a）相关不显著,说明附着在颗粒物上的细菌可能是颗粒态 AP的主要来源。上述结果说明,有机磷的微生物矿化作用可能是富磷河口溶解态无机磷（dissolved inorganic phosphorus,DIP）的重要来源。     

岩溶区钙与土壤有机碳关系的研究进展

土壤碳库在全球碳循环中占有重要的地位,土壤有机碳的稳定程度直接影响到其对大气CO2产生碳汇的潜力,土壤钙不仅是盐基离子,能影响土壤pH值,而且对土壤有机碳的稳定性和吸收大气CO2的能力产生影响。本文综述了土壤有机碳稳定机制研究方法,钙对土壤有机质稳定性影响研究进展,以及岩溶区富钙偏碱的地球化学背景下土壤大量钙存在对有机碳稳定性影响的研究进展。     

筼筜湖悬浮物及颗粒有机碳、氮、磷的时空分布

2008年12月—2009年11月,在筼筜湖5个站位进行表层海水的采样,研究水体中悬浮物(TSM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)和颗粒磷(PP)的时空分布特征及其与叶绿素a(Chl a)之间的关系.结果显示,各站位TSM、POC、PN和PP浓度总体上沿着筼筜湖的水流方向逐渐降低,季节变化明显,大部分在夏季(6—8月)出现高峰;POC和PN之间相关性极显著(R=0.989,n=127),POC和PN与Chl a之间也具有较好的正相关关系,而PP与Chl a之间的相关性不显著,浮游植物碳(Cph)与POC的质量比在各站位有所差异.研究表明,筼筜湖POC和PN来源较为一致,在赤潮爆发期间浮游植物是其主要来源,而PP除浮游植物来源外,其他来源如外源碎屑输入、表层沉积物再悬浮以及浮游动物、细菌和碎屑可能对其含量都有较大影响.     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

<Emphasis Type="Italic">In situ</Emphasis> measurement of PM<Subscript>1</Subscript> organic aerosol in Beijing winter using a high-resolution aerosol mass spectrometer

Organic aerosol (OA) is a crucial component of atmospheric fine particles. To achieve a better understanding of the chemical characteristics and sources of OA in Beijing, the size-resolved chemical composition of submicron aerosols were measured in-situ using a High-Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer in the winter of 2010, with a high time resolution of 5 min. During this study, the mean OA mass concentration was 20.9±25.3 μg/m3, varying between 1.9 and 284.6 μg/m3. Elemental analysis showed that the average H/C, O/C and N/C (molar ratio) were 1.70, 0.17, and 0.005, respectively, corresponding to an OM/OC ratio (mass ratio of organic matter to organic carbon) of 1.37. The average mass-based size distributions of OA present a promi- nent accumulation mode peaking at approximately 450 nm. The prominent presence of ultrafine particles (Dva < 100 nm) was mainly from the fresh emissions of combustion sources. A Positive Matrix Factorisation (PMF) analysis of the organic mass spectral dataset differentiated the OA into three components, including hydrocarbon-like (HOA), cooking-related (COA), and oxygenated (OOA) organic aerosols, which, on average, accounted for 26.9%, 49.7% and 23.4%, respectively, of the total organic mass. The HOA and COA likely corresponded to primary organic aerosol (POA) associated with combustion-related and cooking emissions, respectively, and the OOA components corresponded to aged secondary organic aerosol (SOA).     

氮添加对杨树人工林土壤活性有机碳季节变化的影响

为研究大气氮沉降对森林生态系统碳循环的影响, 从2012年5月起,选择典型的苏北杨树(Populus deltoides cv. ‘I-35’)人工林为实验地, 采用随机区组设计不同氮添加处理, 进行野外氮添加定位试验,分析氮添加对不同林龄杨树人工林土壤活性有机碳的影响。结果表明:氮添加提高了土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的含量; 土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳含量有显著的季节变化,总体表现为夏秋季较高,冬春季较低。相关分析表明,微生物生物量碳含量与土壤温度呈极显著正相关(p<0.01),可溶性有机碳含量与土壤温度相关性不显著(p>0.05)。研究表明,苏北杨树人工林土壤活性有机碳含量的季节变化主要受到土壤温度影响,同时其对氮添加呈正响应。     

不同碳质气溶胶在线监测技术的实测比较研究

2009 年 10 月 31 日?11 月8 日, 用国际上应用较多的4 种气溶胶在线监测仪同步监测了深圳大气细粒子中元素碳( EC) 和有机物( OM) 的浓度。比对结果显示: 黑碳仪与单颗粒黑碳光度计测定 EC 有很高的相关度, R²=0. 97, 斜率为 1.00; 在线 EC/ OC 分析仪的EC 监测结果与前两者的相关度 R²均大于0. 95, 但是其浓度水平总体偏低 30%～40%; 在线 EC/ OC 分析仪测定的OC 与气溶胶质谱仪测得的 OM 也 比较吻合, 相关度 R²=0.83, 但是在OM 高浓度时在线 EC/ OC 分析仪的测量结果相对偏低。对造成不同在线仪器观测数据差异的因素进行了初步探讨, 为研究者掌握这些在线仪器获得的高时间分辨率观测数据的准确性和差异性提供支撑信息。