全二维气相色谱-质谱法在新污染物筛查中的应用

随着化学工业的发展,新化学物质在人类日常活动中不断涌现.新化学物质会在生产、加工、使用以及含新化学品废物处理等过程中向环境中释放,形成新污染物,而目前识别的新污染物种类是非常有限的,其对人体造成的健康效应还缺少全面评估.因此,精准识别环境中的新污染物,评估其环境与健康风险是环境保护领域的一项具有挑战性的工作.全二维色谱-高分辨质谱法是筛查并鉴别环境中新污染物的有力工具,近年来在环境分析领域得到广泛应用.以“全二维气相色谱”为关键词在Web of Science核心合集数据库中检索相关文献得到约3000条结果.基于全二维气相色谱(GC×GC)的优异分离能力,其主要用于挥发性、半挥发性新污染物筛查.本文综述了基于全二维气相色谱-质谱法的新污染物筛查方法(疑似筛查和非靶向筛查)及流程,包括样品制备、仪器分析、数据处理、化合物结构鉴定和风险评估5个步骤.同时,总结了近10年来全二维气相色谱-质谱法在筛查不同环境基质中(包括水、空气、土壤、沉积物和生物等)新污染物取得的进展.最后,本文提出了全二维气相色谱-质谱法在筛查环境中的新污染物中面临的挑战以及未来的发展趋势.     

大气污染物甲醛光解离动力学的研究进展

污染物的光化学解离是当前国际上的研究热点. 本文全面介绍了大气中重要的污染物甲醛在紫外光范围内的光解离, 包括生成稳定的分子H₂ + CO以及生成活泼自由基H + HCO两个解离通道的研究, 着重从反应机理上解释自由基反应通道的不同解离途径. 最后对甲醛光解离研究的发展方向以及研究趋势进行了展望.     

青藏高原内陆大气污染物科学研究——以纳木错站为例

青藏高原位于中国西南部,平均海拔4 000 m以上,其地理位置特殊。青藏高原自身大气污染物排放少,空气相对洁净,是大气污染研究的天然实验室。纳木错站位于青藏高原内陆,该站多种大气污染物浓度整体平均水平较低,是典型的全球大陆大气背景监测站。尽管喜马拉雅山高耸于青藏高原南部,但由南亚释放的大气污染物仍然能够在大气环流的传输下,向北跨越喜马拉雅山进入青藏高原内陆,引起纳木错站大气污染物事件级污染。西风环流和印度季风在大气污染物长距离传输过程中起着重要作用,对不同大气污染物的影响机制存在差异。研究人员在青藏高原内陆纳木错站开展了多种大气污染物研究,获得一系列研究成果,极大地推动了高原大气污染物科学研究,为中国国际环境谈判提供了科学基础。     

大气污染物跨境传输及其对青藏高原环境影响

青藏高原拥有独特的多圈层环境系统与生态类型,对我国乃至亚洲具有重要的生态安全屏障作用.在青藏高原开展污染物跨境传输的科学考察研究,既是地表多圈层相互作用研究的重要组成部分,也是支撑国家生态环境安全的战略需求.针对第二次青藏高原综合科学考察研究的"南亚通道"关键区,结合长期站点监测和短期强化观测,本文全面综述了青藏高原大气污染物时空分布、传输过程和机理,以及污染物对气候和生态系统影响方面的新认识.从历史趋势上看,青藏高原黑碳和汞等记录,自20世纪50年代以来呈现快速上升,反映了亚洲区域大气污染物排放的快速增多.从传输过程上看,跨越喜马拉雅山的高空环流以及局地的山谷风是大气污染物跨境传输的重要途径.大气气溶胶-雪冰辐射反馈效应对青藏高原的气候变化带来一定的影响,外源污染物对青藏高原生态系统的负面影响业已凸显.未来研究中,亟待精确量化跨境污染物的输送量和影响范围,预测未来情景下污染物排放与环境健康风险的变化趋势.     

筛查持久性、生物蓄积性有毒化学品的环境计算毒理学:进展与展望

筛查有害化学物质,有助于源头防控化学品的风险,防范化学品成为新污染物.具有环境持久性(P)、生物蓄积性(B)的有毒(T)化学品,是典型的有害化学物质.高的环境持久性,容易导致化学品在环境中积累,导致其高环境暴露浓度.高生物蓄积性的化学品,容易在生物体内具有高的内暴露浓度.毒性则直接决定化学品的环境风险.本文综述了化学品P, B, T属性值的环境计算毒理学预测方法和模型,以及基于机器学习的PBT化学品的集成筛查技术,展望了机器学习算法在化学品P, B, T属性值预测、PBT化学品的集成筛查方面的应用前景.融合机器学习等技术,环境计算毒理学有望从化学品P, B, T属性值预测、有害化学品筛查、替代化学品设计的角度,助力化学品风险管理和新污染物治理.     

全球大气化学研究的回顾及展望

建立大气化学学科至今有40年左右的历史。回顾大气化学研究史,应该以1950年为准。现简要介绍如下: 一、1950年以前由于人类活动及工业的发展,人们逐渐开始对大气化学有所重视,但仍未作为一个学科开展研究,仅对某些问题有所阐述: 1.英国城市污染,如伦敦的烟雾事件,主要是二氧化硫与大雾造成的烟雾污染。 2.由矿物燃料的燃烧所产生的二氧化碳已引起关注,但从事该研究的科学家不多,因对二氧化碳的定量方法尚未解决。 3.关于平流层中的臭氧已引起关注。二、1950年以后     

大气氧化性及其对二次污染物形成的贡献

大气氧化性（atmospheric oxidation capacity,AOC）是指大气化学过程对一次污染物的氧化能力,一般用氧化剂的浓度或者总反应速率来表征.AOC对二次污染的形成起重要的作用,是研究二次污染物的重要指标.本研究利用三维空气质量模式（Community Multi-scale Air Quality model,CMAQ）模拟了2013和2020年我国主要大气氧化剂（HO₂、OH和NO₃自由基）与二次污染物（臭氧和二次颗粒物）及其前体物,并结合观测数据,综合讨论了AOC对二次污染物生成的作用.结果表明,从2013～2020年,颗粒物浓度显著下降,而AOC水平并未明显降低,甚至在华北平原（NCP）和珠江三角洲（PRD）地区还略有上升.主要氧化剂浓度呈现一定的区域特征,HO_x（OH+HO₂）在四川盆地浓度水平较高,而NO₃自由基在华北平原的浓度水平较高.O₃光解过程是生成AOC最主要的来源,而OH自由基和二氧化氮生成硝酸的过程是AOC最主要...     

华北大气污染物沉降量已成为全球最高区域之一

[本刊讯]中国科学院大气物理研究所大气分中心研究员王跃思课题组的潘月鹏、唐贵谦和吴丹全面评估了华北区域硫、氮和重金属等污染物的干湿沉降通量,并对它们的生态风险进行了评价,一系列的研究显示:我国华北区域大气硫、氮和重金属沉降量已成为全球最高区域之一。首批数据集成结果在Atmospheric Chemistry and Physics等国际刊物陆续发表。干湿沉降是大气自然净化的重要途径,如果这一过程将大量人为     

环境新污染物治理与化学品环境风险防控的系统工程

重视新污染物治理,是我国进入新发展阶段生态文明建设的必然要求.本文介绍了新污染物的概念、来源和特性,指出化学品管理不当及其环境释放是新污染物的主要来源.治理新污染物,需要分析化学品在人类社会子系统、新污染物在自然环境子系统中的源.流.汇;揭示化学品和新污染物对人类社会、生态系统、无机环境系统及各层次子系统造成的影响.以...     

大气 海洋 地学研究中数值模拟的进展

1.引言数值模拟研究在大气和海洋科学中已比较成熟,形成了完整的理论系统,并在实际业务中得到了广泛和有效的应用。数值模拟,或称大规模科学计算,在环境问题、河湖治理、古气候古环境复原、宏观生态问题,以至在某些地质和成矿过程等的研究中,亦已显示出或预示着必将有长足的发展,在推动各有关学科的发展上作出重要贡献。我国地学的数值模拟研究开展得比较晚,但近年来取得了较大的进展,在上述各领域中都取得了成果。由于在大气和海洋学方面比较成熟,下面将仅就此作些介绍。     

2008年奥运期间北京及周边地区大气污染物消减变化

2008年中国科学院京津冀大气环境监测网圆满完成奥运会前后北京及周边地区大气环境监测预警任务.监测结果表明,夏季京津冀大气复合污染呈现高浓度臭氧与高浓度细粒子叠加的高氧化性区域污染,SO2,PM2.5,NO2,O3_8hmax(8h滑动平均最大值)与Ox夏季浓度均值分别为(22±11),(90±40),(25±5),(136±35)与(112±21)μg/m3.奥运会时段北京及周边地区SO2,PM2.5,NO2,O3_8hmax与Ox京津冀区域平均值分别为(13±4),(56±28),(23±4),(114±29)与(95±17)μg/m3,大气污染物浓度显著下降;对比奥运会前夏季均值,分别下降了51.0%,43.7%,12.5%,20.2%,18.9%,实现了\"绿色奥运\"的大气质量控制目标.奥运会后,随着临时大气污染管控措施的取消,北京及周边地区SO2,PM2.5及NOx浓度均显著反弹上升。     

夏季青藏高原大气热源与东亚大气热源及环流的关系

利用1971~2000年NCEP/NCAR versionⅠ逐日再分析资料, 通过倒算法计算出大气热源资料集, 并采用相关分析和综合对比分析相结合的方法研究了夏季青藏高原大气热源(Q₁TP)对大范围大气热源及相应大气环流的影响, 结果表明: 夏季青藏高原大气热源(Q₁TP)可以在东亚大陆和西太平洋间激发出一支沿海岸向东北方向传播到达白令海峡-北极的热源波列, 这支波列可能会影响到北美地区. 另外, 当夏季高原东部热源偏强(弱)时, 南亚高压偏东(西)偏南(北), 西太平洋副热带高压偏西(东)偏南(北), 年际变化上南亚高压和西太平洋副热带高压在东西方向上存在“相向而行, 背向而去”的关系, 而高原东部的热源强迫似乎是其一种热力解释.     

大气边界层内挥发性有机物的垂直观测方法及应用进展

总结分析了大气边界层内挥发性有机物(VOCs)的主要垂直观测方法与应用进展,着重对高层建筑物、系留气球、载人飞机、无人机和激光雷达等不同平台的VOCs垂直观测技术进行介绍,并对不同VOCs垂直观测平台的优缺点和主要应用场景进行归纳总结.同时,较为系统地总结了大气边界层内VOCs垂直观测的主要应用进展,着重对VOCs垂直...     

论道路交通排放的污染物及防治措施

文章论述了公路交通排放的各种污染物的成分及其危害性、污染物的运动与扩散,提出了控制汽车排放污染物的几个措施。我国道路和车辆正处于发展的初期,抓住这一关键问题,控制好交通排放污染物,使道路交通发展要合乎生态环境的要求,与环境相协调。     

论道路交通排放的污染物及防治措施

文章论述了公路交通排放的各种污染物的成分及其危害性、污染物的运动与扩散,提出了控制汽车排放污染物的几个措施.我国道路和车辆正处于发展的初期,抓住这一关键问题,控制好交通排放污染物,使道路交通发展要合乎生态环境的要求,与环境相协调.     

南极大气中磷化氢的首次监测

普遍认为远离人类活动区的地球大气中, 夜间磷化氢(PH₃)浓度小于几个ng/m³, 白天日照下更低(pg/m3级). 南极米洛半岛地区大气中PH3的浓度进行了检测, 2006年1~2月晴天上午10︰00大气中未检测到PH₃; 而在多云与小雪的天气条件下, 大气中几乎都检测到PH₃, 平均浓度约为(75.3±28.8) ng/m³ (n = 5); 光强较弱的夜间22︰00, 几乎所有气体样品也都检测到了PH₃, 平均浓度约为(87.2±70.9) ng/m³ (n = 11). 1月份夜间22︰00大气中PH3浓度普遍高于上午10︰00, 2月份二者浓度较接近; 且夜间22︰00大气中PH₃的浓度随气温的下降呈明显下降趋势, 表明大气中PH3浓度受光照强度与气温的影响. 在极昼、强紫外辐射的南极夏季, 测定结果比当前认为洁净的地球大气中存在极低浓度的PH₃要高1~2个数量级, 这是一个非常奇异的现象. 探讨性分析结果表明: 高洁净度的、干燥的、低温的南极环境可能延长了PH₃的寿命, 并造成大气中PH₃的累积; 在这种极端环境下可能存在产生PH3的新途径和大气化学过程; 另外, 还可能与局地源的排放有关.     

珠江正干钻孔中烃类污染物的高分辨沉积记录

报道了珠江正干钻孔现代沉积剖面中烃类污染物的含量、组成和分子标志物指标的研究结果,使用烃类污染物的沉积纪录,结合²¹⁰Pb定年,恢复了该区近百年来水体环境中烃类的污染历史．     

水生环境中微塑料自身及负载有机污染物的生物富集效应

微塑料广泛存在于水体环境中,由于其具有较高的疏水性而能够负载有机污染物,同时影响它们在生物体内的累积与毒性.目前在微塑料对污染物生物富集过程的作用方面尚有分歧,其根源在于大部分的室内暴露研究往往缺乏对复杂环境介质的考量,而野外场景的模型分析又少了验证环节.生物富集和生物放大效应通常是对于传统污染物而言的,对于微塑料来说...     

日环食期间海平面大气中100—830keV能区γ射线的实验观测

海平面大气放射性与太阳活动和大气条件的相关性,很早就引起人们的兴趣。 1987年9月23日我国发生了一次日环食。我们选择这个时机,在位于日环食带南缘的安徽省天长县,即东经119°01′,北纬30—41′,海拔高度20.8m,对海平面大气中100—830keV能区γ射线进行了实验观测。当地日环食发生时间为:初亏8点33分,食甚10点01分,