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  • 李卫军:大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统全样分析方法包括离子色谱(IC)、气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)和电感耦合等离子质谱(ICP-MS)是气溶胶性质研究的最常用方法。然而,全样分析方法的局限性在于无法获得气溶胶颗粒的混合状态和表面等性质。气溶胶颗粒的混合状态对于理解颗粒的吸湿性、光学特性以及在大气中的老化过程等方面具有重要意义。为了弥补全样分析的这些局限性,以电子显微镜为代表的单颗粒分析方法在气溶胶性质研究中的应用越来越广泛。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)以及它们配备的X射线能谱仪(EDS)是单颗粒分析方法的主要仪器。SEM/TEM-EDS可用于获得颗粒的形貌、成分、粒径、混合状态和表面特征。基于这些信息我们可以分析颗粒的来源和老化过程,进而讨论颗粒对人体健康和气候变化的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒物的大量排放是造成空气污染的直接因素之一。了解颗粒物的来源、组成及老化过程,对有效改善空气质量具有重要意义。本文主要介绍各类排放源(工业源、汽车尾气、生物质燃烧、家用燃煤和矿物颗粒等)排放的气溶胶颗粒在电子显微镜方面的研究进展。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 364px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/eb3f9ff3-cbb9-4bee-87d2-abd84618bba9.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 5.jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 5.jpg" width=" 500" height=" 364" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 1.工业源 span style=" color: rgb(0, 0, 0) " /span /strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 。 /span /span 工业排放源主要包括燃煤电厂、钢铁厂、金属冶炼和炼油厂。飞灰(flyash,图1a)和金属颗粒(metal,图1b和c)是工业源排放的两种典型颗粒。飞灰颗粒由硅、铝及少量铁和锰等元素组成的球形颗粒,粒径小于200& nbsp nm。已有研究利用透射电镜在华北灰霾中发现大量飞灰颗粒。金属颗粒主要包括富铁、富锌、富铅和富锰颗粒,灰霾事件中观测到的金属颗粒的粒径小于500& nbsp nm。透射电镜观测发现污染大气中的飞灰和金属颗粒大多与二次气溶胶(例如硫酸盐、硝酸盐和有机物)内混。这些在传输过程中形成的酸性二次气溶胶促进飞灰和金属颗粒释放可溶性金属离子,危害人体健康和生态环境。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 298px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/27bed8be-d6c7-4599-93b0-61109d072cf6.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 (21).jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 (21).jpg" width=" 500" height=" 298" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 2.汽车尾气 span style=" color: rgb(0, 0, 0) " /span /span /strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 。 /span /span 汽车尾气是造成空气污染的重要来源,汽车尾气中近一半的一次颗粒中含有黑碳颗粒(soot或black carbon,图1d)。黑碳颗粒为含碳小球的链状聚合物。黑碳颗粒的混合状态可显著影响其光学吸收,进而影响地球辐射强迫。透射电镜可根据黑碳颗粒的特殊形貌区分黑碳颗粒的混合状态,对评估其对气候变化的影响有重要意义。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 334px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/66123eed-c584-4937-a4dd-07b36d48f876.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究8.jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究8.jpg" width=" 500" height=" 334" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 3.生物质燃烧 /strong /span 。生物质燃烧是对流层气态和颗粒态污染物的重要来源。木柴和秸秆是世界各地取暖和烹饪的重要能源。同时,露天焚烧是处理农作物残留秸秆的普遍方式。自然的生物质燃烧(比如森林大火和草原大火)也会导致大量污染物排放。生物质燃烧的主要污染物包括:钾盐、一次有机物和黑碳。透射电镜研究发现,生物质明火燃烧排放的富钾颗粒主要成分为KCl,且与有机物和黑碳内混(图1e);在闷烧阶段,产生胶状有机物与富钾颗粒混合的内混颗粒(图1f)。在大气传输过程中,KCl可逐渐转化为K2SO4和KNO3,透射电镜可根据形貌、结构和成分确定其老化过程,进而反映其来源和吸湿性。焦油球(tar& nbsp balls)是生物质燃烧排放的一类特殊有机物,具有较强的吸光能力。透射电镜表明焦油球是粒径为30至500& nbsp nm的无定形碳质球形颗粒。X射线能谱显示焦油球的主要成分为碳,并含有少量氧。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 270px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/80fb205b-b987-4d0a-8b69-7afe6f65f24e.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究7.jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究7.jpg" width=" 500" height=" 270" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 4.家用燃煤 /span /strong 。燃煤取暖和烹饪是发展中国家空气污染的又一重要来源。由于燃烧效率较低且缺乏排放控制措施,家用炉灶的排放因子是工业锅炉的一百倍。家用燃煤可排放大量气态污染物(二氧化硫和挥发性有机物)和一次颗粒物(有机物和黑碳)。家用燃煤排放是造成华北严重灰霾事件的重要原因。利用透射电镜可获得不同成熟度煤炭排放的一次颗粒的形貌、成分和混合状态。低成熟度煤明烧状态下主要排放有机物和黑碳内混颗粒(图1g),中等成熟度煤排放大量有机物颗粒(图1h),高成熟度煤排放有机物和硫酸盐混合颗粒(图1i)。另外,透射电镜还发现煤炭燃烧也可排放大量与焦油球相似的球形有机物。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 333px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/e178791a-ff3c-4d6b-b90d-f48a9054eee4.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究9.jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究9.jpg" width=" 500" height=" 333" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 5.矿物颗粒 /span /strong 。矿物颗粒主要来自沙漠、建筑和路边扬尘。扫描电镜和透射电镜均可直观观测到矿物颗粒的不规则形貌(图1j),且大多矿物颗粒的粒径大于2 μm。矿物颗粒的吸湿性对气候和大气环境有重要影响。大气传输过程中,矿物颗粒表面发生非均相反应,改变颗粒成分和形貌,进而改变混合状态和影响云凝结核活性。透射电镜研究发现,矿物颗粒内的碱性成分(例如方解石和白云石)可与污染大气中的酸性气体(例如二氧化硫和氮氧化物)反应,在表面生成CaSO4以及Ca(NO3)2和Mg(NO3)2的亲水包裹层,增强矿物颗粒的吸湿性。长距离传输过程中的老化作用还会降低颗粒pH增加铁的可溶性和生物可利用性。可溶性铁沉降到海洋表面可促进海洋浮游生物的生长,进而影响海洋对碳的吸收,间接影响气候。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 282px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/6e145833-188d-45d4-af38-3ffdcd288d57.jpg" title=" timg.jpg" alt=" timg.jpg" width=" 500" height=" 282" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 6.生物气溶胶 /span /strong 。自然源的生物气溶胶(图1k)普遍存在于地球大气中,其在森林、农村及海洋环境中所占比例较高。扫描电镜和透射电镜可获得各类生物气溶胶的形貌和粒径。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 375px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/9ce845fb-6a49-4565-bb45-0426f24adecf.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 6.jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 6.jpg" width=" 500" height=" 375" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 7.海盐气溶胶 /span /strong 。海盐气溶胶来自于海浪中的气泡破裂。利用透射电镜可发现海盐的主要成分为镁盐和钙盐包裹的NaCl(图1l)。SEM-EDS发现海盐颗粒是由NaCl核与C、O和Mg元素包裹层构成。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前,扫描电镜和透射电镜现已被广泛应用于各类大气环境中的气溶胶单颗粒研究,例如:城区-北京、济南、吉林、香港、仁川、墨西哥等,背景点-长岛、青藏高原、日本冲绳,高山站点-庐山、泰山,海洋大气-北大西洋、黄海、北冰洋。未来,单颗粒分析方法将应用于更多区域。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/02700f9c-eaba-4981-8ab9-12e040344aff.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 (3).jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究 (3).jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图1. 不同来源颗粒的TEM图。工业生产排放的飞灰(a)、富铁(b)和富锌(c)颗粒;(d)柴油机尾气中的黑碳-有机物内混颗粒;(e)玉米秸秆明烧产生的黑碳-有机物-KCl内混颗粒;(f)玉米秸秆闷烧产生的胶状有机物和KCl的内混颗粒;(g)低成熟度煤明烧产生的有机物-黑碳内混颗粒;(h)中等成熟度煤明烧产生的球状有机物颗粒;(i)高成熟度煤明烧产生的有机物-硫酸盐内混颗粒;(j)不规则矿物颗粒;(k)森林区域采集的生物颗粒;(l)海盐颗粒。图表结果来自于参考文献。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 参考文献: /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp Zhang, J., Liu, L., Xu, L., Lin, Q., Zhao, H., Wang, Z., Guo, S., Hu, M., Liu, D., Shi, Z., Huang, D., and Li, W.: Exploring wintertime regional haze in northeast China: role of coal and biomass burning, Atmos. Chem. Phys., 20, 5355-5372, 10.5194/acp-20-5355-2020, 2020. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp Li, W., Liu, L., Xu, L., Zhang, J., Yuan, Q., Ding, X., Hu, W., Fu, P., and Zhang, D.: Overview of primary biological aerosol particles from a Chinese boreal forest: Insight into morphology, size, and mixing state at microscopic scale, Science of The Total Environment, 719, 137520, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137520, 2020. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp Yuan, Q., Xu, J., Wang, Y., Zhang, X., Pang, Y., Liu, L., Bi, L., Kang, S., and Li, W.: Mixing State and Fractal Dimension of Soot Particles at a Remote Site in the Southeastern Tibetan Plateau, Environmental Science & amp Technology, 53, 8227-8234, 10.1021/acs.est.9b01917, 2019. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4.& nbsp Zhang, Y., Yuan, Q., Huang, D., Kong, S., Zhang, J., Wang, X., Lu, C., Shi, Z., Zhang, X., Sun, Y., Wang, Z., Shao, L., Zhu, J., and Li, W.: Direct Observations of Fine Primary Particles From Residential Coal Burning: Insights Into Their Morphology, Composition, and Hygroscopicity, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123, 12,964-912,979, doi:10.1029/2018JD028988, 2018. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5.& nbsp Liu, L., Kong, S., Zhang, Y., Wang, Y., Xu, L., Yan, Q., Lingaswamy, A. P., Shi, Z., Lv, S., Niu, H., Shao, L., Hu, M., Zhang, D., Chen, J., Zhang, X., and Li, W.: Morphology, composition, and mixing state of primary particles from combustion sources — crop residue, wood, and solid waste, Scientific Reports, 7, 5047, 10.1038/s41598-017-05357-2, 2017. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 6.& nbsp Li, W., Xu, L., Liu, X., Zhang, J., Lin, Y., Yao, X., Gao, H., Zhang, D., Chen, J., Wang, W., Harrison, R. M., Zhang, X., Shao, L., Fu, P., Nenes, A., and Shi, Z.: Air pollution–aerosol interactions produce more bioavailable iron for ocean ecosystems, Sci. Adv., 3, e1601749, 2017. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 7.& nbsp Li, W., Shao, L., Zhang, D., Ro, C.-U., Hu, M., Bi, X., Geng, H., Matsuki, A., Niu, H., and Chen, J.: A review of single aerosol particle studies in the atmosphere of East Asia: morphology, mixing state, source, and heterogeneous reactions, J. Clean. Prod., 112, Part 2, 1330-1349, 2016. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 8.& nbsp Chi, J. W., Li, W. J., Zhang, D. Z., Zhang, J. C., Lin, Y. T., Shen, X. J., Sun, J. Y., Chen, J. M., Zhang, X. Y., Zhang, Y. M., and Wang, W. X.: Sea salt aerosols as a reactive surface for inorganic and organic acidic gases in the Arctic troposphere, Atmos. Chem. Phys., 15, 11341-11353, 2015. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 作者简介: /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% float: left " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/5ef00299-b5e7-46ff-ab5f-212e9a8e68f6.jpg" title=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究.jpg" alt=" 大气灰霾中不同来源气溶胶单颗粒的电子显微镜研究.jpg" / 李卫军,浙江大学地球科学学院大气科学系研究员,国家优秀青年基金、中国化学学会环境化学青年科学奖和山东省杰青获得者。他主要应用透射电镜、扫描电镜和纳米二次离子质谱等手段研究我国大气雾-霾及沙尘暴期间大气气溶胶颗粒物,从微观角度揭示颗粒物表面及内部的物理化学特性。近年来促进了大气环境化学和地球科学的研究融合,已获仪器发明专利共5项,其中1项产业化。以第一作者或通讯发表成果在Science Advances, ES& amp T, JGR, ACP等大气相关领域的杂志上共40余篇,出版专著1部。 /p
  • 海洋、土壤微塑料专场今日顺利召开!大气微塑料监测专场明早继续
    新兴污染物微塑料广泛分布于水体、陆地和大气环境中。4月27日上午9:00,仪器信息网、上海市海洋湖沼学会、华东师范大学塑料循环与创新研究院联合主办的“ 微塑料检测与分析网络研讨会”于线上顺利开幕!共计700余名听众参会,现场互动氛围热烈。上午的海洋微塑料监测方法的标准化及风险评估专场,南京大学张彦旭教授分享报告题为《全球海洋微塑料的源与汇:三维传输模型视角》;生态环境部国家海洋环境监测中心张微微副研究员分享报告题为《海洋微塑料标准化监测技术方法研究进展》;安捷伦科技(中国)有限公司张晓丹工程师分享报告题为《安捷伦 8700 LDIR 激光红外成像水中微塑料测试分析整体解决方案》;珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司查珊珊工程师分享报告题为《Perkinelmer微塑料检测分析方案》;中国科学院烟台海岸带研究所王清研究员分享报告题为《黄渤海微塑料污染及其生态效应》;中科院南海海洋研究所徐向荣研究员分享报告题为《海洋微塑料的生态效应研究进展及展望》。在下午的陆地土壤环境微-纳塑料的分析方法及有害添加物的检测专场,华东师范大学何德富教授分享报告题为《农田土壤微塑料污染及其环境风险研究进展》;浙江工业大学潘响亮教授分享报告题为《微纳塑料检测分析中的那些“坑”》;QUANTUM量子科学仪器贸易(北京)有限公司赵经鹏经理分享报告题为《亚微米分辨红外-拉曼同步测量系统在微塑料中的应用研究》;中国科学院南京土壤研究所涂晨副研究员分享报告题为《微塑料表面生物膜的结构与功能研究方法》;复旦大学张立武教授分享报告题为《基于表面增强拉曼光谱的纳米塑料检测》。微塑料在淡水、海洋和土壤介质中的迁移转化研究等备受科研界关注,各项优秀成果层出不穷,与之相对的是,对大气中微塑料的研究相对较少。大气中的微塑料研究起步较晚,但其潜在生态环境影响的范围更广,鉴于空气对人类生存的重要性,今后该领域的研究必然会逐渐增多。有研究表明,大气微塑料已分布于全球大气中,其分布特征与室内外环境、下垫面类型和污染扩散等环境因素相关。大气环境中微塑料主要来源于塑料制品的生产、使用和回收过程,少量来源于陆地和海洋中积累的微塑料。值得关注的是,新冠疫情中口罩的使用可能加重了大气中的微塑料污染。微塑料在大气环境中可发生悬浮、沉降和扩散等迁移,这种迁移同时受到微塑料形态、风力、风向和降水等因素的影响。2023年4月28日上午9:30,由仪器信息网、上海市海洋湖沼学会、华东师范大学塑料循环与创新研究院联合主办的微塑料检测与分析网络研讨会大气微塑料的监测及健康风险专场将于线上召开!报名速戳》》》https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/microplastic230427/专家阵容如下:李道季 华东师范大学 教授《海洋大气微塑料入海通量:问题与挑战》李道季,博士,华东师范大学二级教授,博士生导师,华东师范大学塑料循环与创新研究院院长(海洋塑料研究中心主任),享受国务院特殊津贴专家。他目前还担任上海市海洋湖沼学会理事长、教育部科学技术委员会委员、联合国教科文组织海洋科学委员会(UNESCO-IOC)海洋塑料垃圾和微塑料区域培训和研究中心主任、联合国环境署(UNEP)海洋垃圾和微塑料科学咨询委员会委员、联合国海洋环境科学问题联合专家组(GESAMP)WG38和WG40成员等职务。龙鑫 中科院重庆绿色智能技术研究院 副研究员《东亚陆地-海洋微塑料大气传输的数值模拟研究》龙鑫,中国科学院大学环境科学理学博士,现任中国科学院重庆绿色智能研究院作副研究员。主要从事大气环境数值模拟研究,发表研究论文30余篇,先后主持国家自然科学基金青年基金、深圳市科创委面上项目、全球变化与中国绿色发展协同中心青年人才交叉项目等竞争性项目。2019年被认定为深圳市高层次专业人才(后备级)。胡辉 应用工程师 岛津企业管理(中国)有限公司《PY-TD-GCMS技术应用于微塑料中典型污染物分析》胡辉,应用工程师,从事色谱质谱工作10余年,擅长于环境、食品安全和电子电气等领域。刘凯 华东师范大学 博士后《城市冠层及海气边界层大气微塑料赋存观测》刘凯,华东师范大学河口海岸国家重点实验室在站博士后/助理研究员,主要从事微塑料陆海传输过程机制及其生态环境效应方面研究。近年来,在国家自然科学基金青年基金、上海市科技创新行动计划启明星培育“扬帆专项”、博士后面上项目和上海市博士后日常经费资助下,开展了陆海界面及海气边界层大气微塑料观测及大洋微塑料沉降模式方面的研究。报名速戳》》》https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/microplastic230427/
  • 看,风云气象卫星正俯瞰全球大气氨气污染
    “燃烧、畜禽养殖等人类的生产生活会造成氨气的排放。别看氨气在大气中含量很少,却是大气中最重要的碱性气体,在地球生物氮循环中扮演着重要角色。研究表明,由氨气生成的PM2.5对全球公共健康损失估值在每年百亿美元。”中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心副研究员、硕士研究生导师周敏强说。周敏强和中国气象局张兴赢研究员的团队一起紧密合作,基于最优估计理论研发了一套氨气浓度的反演算法,成功应用于风云三号气象卫星(FY—3D)的观测光谱,获得了风云气象卫星首幅大气中氨气浓度的全球分布图,并与搭载在欧洲METOP—A 卫星上红外大气探测干涉仪(IASI)的氨气观测结果进行了比较,论证了风云卫星氨气观测资料的可靠性。这项研究对于未来利用国产卫星发展实现对全球微量大气化学成分的高精度定量遥感监测具有指导意义。 这个成果近期发表于中国科学院主办的SCI Q1学术期刊《Advances in Atmospheric Sciences》上。周敏强告诉记者,氨气(NH3)是地球大气中一种化学性质活泼的微量气体,它可与酸性气体快速反应,生成硫酸铵和硝酸铵等二次气溶胶,是雾霾期间大气细颗粒物PM2.5的主要污染成分。同时,铵盐气溶胶还会通过散射影响太阳辐射,从而破坏地球辐射收支平衡,引起地球气候变化,因此亟须实现对其的全球监测。“然而以往的地基观测难以满足,尤其是极地、沙漠、海洋、森林等地的数据长期属于空白状态。”“利用氨气红外波段的特征吸收光谱,可以通过遥感的手段进行氨气浓度全球探测。”周敏强说,随着红外高光谱探测技术的发展,欧美相继发射了多颗搭载有高光谱红外观测仪器(如IASI,CrIS)的卫星。我国的风云三号系列气象卫星(FY3)从其第四颗卫星开始(D、E、F)也搭载了红外高光谱大气探测仪(HIRAS),为国产卫星实现氨气全球探测提供了可能。《大气科学进展》Adv.Atmos.Sci.2024年第3期封面风云3DHIRAS周敏强介绍说:“我们基于最优估计理论研发了一套NH3柱浓度的全物理反演算法。这套理论结合HIRAS载荷的仪器响应函数和观测光谱,通过分析氨气的红外吸收特性,选择960—970cm-1作为反演窗口。采用哥白尼大气化学模式结果作为初始值,在反演氨气时进行臭氧、二氧化碳、水汽、地表温度等干扰参数的同步反演。”“基于开发的反演算法获得了风云3D卫星HIRAS仪器的首幅大气NH3柱全球分布图。”张兴赢告诉记者,结果表明,HIRAS探测仪可以很好地捕捉全球NH3高值区,例如印度、西非、中国东部等存在大量NH3排放的地区。HIRAS与欧洲卫星上搭载的IASI的NH3反演结果具有较好的一致性(R:0.28—0.73),两者相差在其反演误差范围内。该研究证明了我国自主研制的风云气象卫星已经具备了定量探测全球氨气浓度的能力。2020年1月FY—3D/HIRAS卫星观测的全球白天NH3柱总量浓度分布图张兴赢指出,当前HIRAS/FY3D在海洋上和高纬度地区还存在反演精度低的问题,这主要是由于在海洋上NH3的浓度低,传感器捕捉到的NH3信号弱;在高纬度地区地表温度低,热对比度小,导致光谱噪声大。未来研究者将进一步改进反演算法,引入神经网络算法弥补现有最优估计算法的不足,提升反演精度并提高海洋和高纬度地区的有效观测数据。升级后的算法还将拓展应用于FY—3E、3F等卫星。
  • 全国首个化学纤维大气污染物排放地方标准发布!
    为防治环境污染,改善生态环境质量,保障人体健康,加强浙江省化学纤维工业大气污染物的排放控制,促进企业生产工艺、污染治理技术的进步和可持续发展,浙江省人民政府近日正式印发实施《化学纤维工业大气污染物排放标准》(DB33/2563—2022)(以下简称《标准》)。《标准》规定了化学纤维工业大气污染物排放控制要求、监测和监督管理要求等,据了解,这是全国首个化学纤维工业大气污染物排放地方标准。该《标准》涵盖以下污染物:化学纤维(用天然或合成高分子化合物经化学加工制得的纤维,涵盖GB/T 4754—2017中化学纤维制造业(C28),包括纤维素纤维原料及纤维制造(C 281)、合成纤维制造(C 282)和生物基材料制造(C 283));再生纤维(以天然产物(纤维素、蛋白质等)为原料,经纺丝过程制成的化学纤维);合成纤维(以石油、天然气及煤等产品为原料,用有机合成的方式制成单体,聚合后经纺丝加工制成的纤维。主要产品有聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚丙烯纤维(丙纶)、聚乙烯醇纤维(维纶)、聚氨酯弹性纤维(氨纶)以及其他芳香族聚酰胺纤维等);生物基化学纤维(以生物质为原料或含有生物质来源单体的聚合物所制成的纤维);循环再利用化学纤维(采用回收的废旧聚合物材料和废旧纺织材料加工制成的纤维);挥发性有机物 VOCs(参与大气光化学反应的有机化合物,或根据有关规定确定的有机化合物。在表征VOCs总体排放情况时,根据行业特征和环境管理要求,采用总挥发性有机物(以TVOC表示)、非甲烷总烃(以NMHC表示)作为污染物控制项目);总挥发性有机物TVOC(采用规定的监测方法,对废气中的单项VOCs物质进行测量,加和得到VOCs物质的总量,以单项VOCs物质的质量浓度之和计。实际过程中,应按预期分析结果,对占总量90%以上的单项VOCs物质进行测量,加和得出);非甲烷总烃NMHC(采用规定的监测方法,氢火焰离子化检测器有响应的除甲烷外的气态有机化合物的总和,以碳的质量浓度计);VOCs 物料(VOCs质量占比大于等于10 %的原辅材料、产品和废料(渣、液),以及有机聚合物原辅材料和废料(渣、液));油雾(工业生产过程中挥发产生的油剂(矿物油、植物油、动物油、合成油等)及其加(受)热分解或裂解产物);工艺废气(生产过程及其辅助配套设施排放的废气。包括浆粕生产、原液制备、酸站、精炼、溶剂回收、聚合、纺丝、后处理、组件等清洗等生产工序)。作为对大气污染物监控的要求,《标准》指出,企业应按照有关法律法规、《环境监测管理办法》和 HJ 1139 等规定,建立企业监测制度,制订监测方案,对大气污染物排放状况开展自行监测,保存原始监测记录。并且,企业安装污染物排放自动监控设备的要求,按有关法律法规和《污染源自动监控管理办法》等规定执行。 大气污染物的分析测定采用表7中所列的方法标准:
  • 北大成立研究院开展监测及研发工作 为治理大气提供数据支撑
    北京大学环境科学与工程学院&mdash &mdash 中创宏远环境科技应用研究院(以下简称&ldquo 应用研究院&rdquo )日前在北京大学成立,应用研究院是北京大学环境科学与工程学院和中创宏远(北京)环保科技有限公司科研成果的&ldquo 孵化器&rdquo 。   据应用研究院院长邵敏介绍,应用研究院前期将打造大气中心,建立两个大气环境监测站。   其中,建立环境大气监测站,与位于北京市西北四环的北京大学环境大气监测站点形成互补,为了解北京市环境大气污染情况、大气污染物来源、变化过程及机理提供数据支撑。   研究院还将在北京市南郊建立大气监测站,进一步帮助了解大气污染物区域传输问题和复合污染形成问题。同时,应用研究院还将逐步开展离线分析检测,为今后编制VOCs综合解决方案提供基础数据。   邵敏说,应用研究院计划建设微生物实验室,承担包括有机固体废弃物降解及资源化、水体修复、土壤修复等多项技术中功能菌的筛选及相应菌剂的开发工作。
  • 葛利云教授团队:用餐/饮水是人类摄入大气沉积微塑料的途径之一
    微塑料(MPs)带来的人类健康风险已经引起了广泛关注,但对人类接触途径和强度知之甚少。此前,人们发现这些塑料微颗粒只会积聚在废水、河流和海洋中。2020年6月12日美国犹他州立大学的首席研究员、环境科学家贾尼斯布拉尼(Janice Brahney)发表在美国《科学》杂志上的一篇研究报道中表明,这些塑料污染物遍布美国西部11个国家公园和野生保护地区,其中包括著名的科罗拉多大峡谷和落基山国家公园,而尤以落基山国家公园的数量最多,预计这种塑料微颗粒会在世界各地发现。这样表明塑料已经无处不在,它能进入大气循环、伴随降雨,遍布人迹罕至之地。大气中无处不在的微塑料以及随后在遥远的陆地和水生环境中的沉积,应当引起广泛的生态和社会关注。由Journal of Hazardous Materials最近发表的来自温州医科大学葛利云教授团队的研究发现,在用餐/饮水活动中会摄入大气沉积的MPs,并且饮食中大气沉积的MPs的摄取量大于直接来自食物来源的MPs。“有几项研究试图量化全球塑性循环,但没有意识到大气层的边缘。我们的数据显示,塑料循环最先发现在全球水循环,但也有着大气、海洋和陆地的生命周期。”葛利云说。该项研究主要成果为:吸入大气中的MPs(微塑料)是人类主要的MPs接触途径,而另一重要暴露途径是日常饮食的沉积物中吸入MPs 餐饮场所中MPs多达105种,其中90%小于100µm的碎片是非晶态碎片的大气沉积MPs 典型的工作生活场所每年约有1.9 ×105至1.3 ×106个微塑料,通过大气沉积在饮食上被摄入,沉积在饮食中的大气层MPs的接触强度在室内高于室外 饮食中摄入大气MPs比从食物来源摄入高2-3个数量级 覆盖和清洗餐具可减少饮食中大气沉积MPs的暴露。葛利云教授团队一直从事新型污染物在自然界中的迁移转化及环境污染治理技术研发。在国际权威期刊Journal of Hazardous Materials、Photochemical & Photobiological Sciences、Journal of Chemical Technolog and Biotechnolog等发表多项成果,为新污染物的降解处理技术、环境分布特征及迁移转化行为方面提供了理论依据。“微塑料是尺寸为5~100 mm的塑料颗粒,其体积较小、毒性大,随着食物链的传递,影响生物体营养膳食、生长发育、繁殖生存。为了保护和修复水体环境,对水体中微塑料进行收集、检测和去除尤为重要。从水体样品中收集微塑料和准确鉴别种类,是分析和去除微塑料的基础。”葛利云说。2022 年8月,葛利云团队授权一项实用新型专利:一种海洋微塑料检测取样装置(ZL2022 2 2262030.2)。该专利涉及环境监测技术领域,解决了微塑料样品测试结果准确性不足的问题,海洋微塑料检测取样装置包括外壳体和控制室,外壳体设有进水道,控制室内设有发电装置、锂电池、电机和控制器,控制器与发电装置、电机和锂电池电性连接。这种海洋微塑料检测取样装置可以获取多组样品,提高样品的准确性,还可以利用水流作用进行充电,提高在待测水域的使用时间,满足不同条件下的海水取样工作。吃进去的微塑料对健康有害吗?面对处处存在的微塑料污染,很多人会困惑,吃进去的微塑料对健康有多少危害。作为温州市第十一届、十二届政协委员,葛利云教授在今年温州市两会中汇报道,“微塑料是否会产生危害,主要考虑两点,一是微塑料本身没有毒性,但它会携带环境毒素 二是微塑料的环境累积不可逆,它可能在某些局部产生超高浓度,并经由食物链富集,对人体产生(潜在的)危害。”同时也建议大家:“从风险规避的角度出发,建少吃大型食肉类海鱼,用岩盐替代海盐,不要重复使用纯度较低的塑料瓶(如饮料瓶)装油性食物,少吃塑料盒装的地沟油概率高的外卖。
  • 中国环境科学学会发布大气环境领域权威进展报告
    p   2016年5月7日,中国环境科学学会《2014-2015环境科学技术学科发展报告(大气环境)》图书发布仪式在京举行,中国环境科学学会副理事长兼秘书长任官平先生与报告首席科学家浙江大学高翔教授共同启动仪式。 /p p   这本报告是一本为大气领域科技工作者和社会各界提供系统性参考的权威工具书,全面综述和分析评述了“十二五”期间我国大气环境领域的科学研究、技术研发及管理实践进展,前后历时两年,在梳理和回顾大量科研文献和统计数据基础上凝练而成,内容包括一个综合报告作为总论,以及五个重点子领域的专题报告,即 “大气环境基础研究”、“大气环境监测技术”、“大气环境与健康”、“大气污染治理技术”和“大气环境质量管理技术与实践”. /p p   报告执笔人均为大气环境领域资深科学家,编写团队由高翔教授领衔,主要成员包括北京大学邵敏教授、中科院合肥物质科学研究院刘建国研究员、复旦大学阚海东教授和清华大学王书肖教授。 /p p   近年来,我国的大气环境污染问题成为国内国际关注的热点和焦点,大气环境治理深刻关系到国计民生,国内学者取得了许多重要进展和成果,学科得到长足的发展。 /p p   任官平先生指出,学科发展研究及报告编写作为中国环境科学学会一项长期和基础性工作,对引领学科发展具有重要意义,本次报告编写聚焦于大气环境这一焦点领域,充分结合我国目前严峻的大气环境污染问题、社会各界对大气环境学科知识体系不了解等具体需求,深入浅出地描绘了学科发展现状和发展趋势。 /p p   高翔教授表示,“大气环境科学技术学科发展研究及本书出版,让我们对当前的学科研究范围、研究重点、研究手段、学科进展及发展趋势等有了更深的认识。当前,大气环境学科研究范围正从自然科学、工程与技术科学不断向与社会学融合的跨学科领域拓展 研究重点从支撑污染物总量控制逐步向全面支撑环境质量改善转变 研究手段从传统技术方法向大力发展交叉学科促进技术创新转变,现代信息技术、生物技术、新能源技术、新材料和先进制造技术等的融合发展为大气环境科学技术创新创造了新的机遇。” /p p   “通过我们的研究,归纳起来,大气环境学科进展主要体现在五个方面”,高翔教授总结说,“一是大气污染的来源成因和传输规律研究成果在一定程度上揭示了我国区域性污染的特征和成因,为有效管控提供了科学依据。二是大气污染健康评估结果为我国促进政府环境健康管理和加强公众环保意识提供了数据支持。三是初步形成了满足常规监测业务需求的大气环境监测技术体系,支撑了我国“十二五”空气质量新标准的实施。四是多项大气污染治理关键共性技术实现了突破,支持了各重点行业大气污染物排放标准的制修订和实施,减少了主要大气污染物的排放。五是提高了空气质量管理决策支撑技术水平,为解决 PM2.5、O3等多个大气环境问题提供科学控制规划。” /p p   另外,高翔教授强调,“在总结学科各方向进展及存在不足的基础上,结合我国大气污染防治要求和形势,报告提出了今后5-10年具有前瞻性的技术研究方向。即通过深化大气污染的成因机制及其健康影响等基础研究,突破大气污染精细化监测预警、重点污染源全过程控制、空气质量改善管理支持等核心技术,加快构建我国国情的大气污染防治技术体系。” /p p   高翔教授对报告研究成果做了概括总结,作为导读为读者呈现: /p p   在大气环境基础研究方面,我国研究者通过外场观测、实验室模拟和数值模型等方法对大气环境的物理过程、化学过程等进行了多角度多层次的研究,其中较为关注的问题主要包括:大气复合污染的来源研究、大气环境的氧化过程和污染成因以及大气污染的传输输送等。通过研究,初步认清了我国京津冀、长三角和珠三角等三大城市群区域大气细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)污染的状况和特征,解析了大气PM2.5和O3的来源,定量分析了PM2.5及化学组成对大气能见度的影响,初步量化了二次细颗粒物和O3与前体物的非线性关系。这些研究成果支撑了当前对我国严重雾霾形成的基本认识,认清了京津冀及其他地区雾霾的主要成因是不利气象条件下的大气复合污染,气象和污染的共同作用导致区域性雾霾快速地恶化和蔓延。 /p p   在大气环境监测技术方面,PM2.5、O3、VOCs等污染物监测技术和设备取得了显著进展,如恶臭自动在线监测预警仪器、大气细颗粒物化学成分在线监测设备、大气细粒子与臭氧时空探测激光雷达系统、环境大气中细粒子监测设备等实现了产业化,部分高端科研仪器如气溶胶雷达、单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪等也开始得到应用,初步形成了满足常规监测业务需求的技术体系,支撑了我国“十二五”空气质量新标准的实施。 /p p   在大气污染与健康方面,我国的研究起步较晚,近年来正在逐步加强大气污染对人体健康影响的研究,在大气污染毒理学和流行病学研究方法、理论和成果上均有显著的进步。针对不同的健康效应(急性健康效应、慢性健康效应和干预效应),已初步获得了一批有价值的结果。大气PM2.5对心肺系统、免疫系统、代谢系统甚至皮肤和中枢神经系统等的毒性研究得到了较大发展 大气污染流行病学研究从生态学研究发展到回顾性队列研究,对大气污染与健康危害之间因果关系的论证力度也越来越强,对大气污染的人体致病机制认识越来越深入。 /p p   在大气污染治理技术方面,针对工业源、移动源、面源等主要大气污染源,我国正经历从末端污染控制为主向全过程污染治理转变,从单一污染物排放控制向多种污染物系统协同控制转变,从污染物达标排放向深度治理实现超低排放转变,正逐步构建源头削减-过程控制-末端治理的全过程大气污染治理技术体系。如燃煤电站污染治理已实现多种烟气污染物的超低排放,甚至优于我国燃气发电机组排放限值要求,扭转了传统“燃煤=污染”的观念,推动了煤炭集中清洁高效利用技术的发展 机动车污染治理方面已形成满足国四排放标准的成套后处理技术与装备,并在国产柴油车上实现了规模化应用,有效支撑了全国范围内柴油车国四标准实施。整体上,初步构建了具备国际竞争力的大气环保技术装备供应体系,部分关键共性技术达到国际先进水平,为我国实施大气环保装备“走出去”战略提供了支持。 /p p   在大气环境质量管理技术与实践方面,在多尺度高分辨率动态排放清单、天地空相结合的立体观测、大气污染预报预警与过程分析、大气污染多维效应综合评估、大气污染控制成本效益分析和决策支持等多项技术都取得了较大进步,建立了我国主要大气污染物总量减排管理体系,并正在逐步由总量减排向空气质量达标管理及风险防控的模式发展。在珠三角建成了我国第一个联防联控技术示范区和支撑技术平台 同时SO2和NOX总量减排管理技术体系研究,以及主要污染物环境基准和健康风险的预研究,支撑了《环境空气质量标准(GB3095-2012)》修订和国家相关总量减排计划等的实施。此外,我国自主开发的大气污染源排放清单技术及大气化学模式等广泛应用于国家和重点区域大气污染防治工作,为多项国家政策、技术文件颁布实施和业务平台运行提供了关键科技支撑。典型大气污染防治技术应用案例已形成《大气污染防治先进技术汇编》、《工业烟气(脱硫、脱硝、除尘)污染防治可行技术案例汇编》等,推动了一批先进适用的技术和产品的示范应用及产业化。 /p p   与欧美发达国家相比,研究发现“十二五”期间我国在过去5年间发表的SCI论文数呈逐年上升趋势,进一步对比发现国内各主要研究机构的SCI论文篇均影响因子与国外先进水平仍存在一定差距。可以说,与欧美发达国家相比,近年来我国大气环境学科研究已实现显著进步,但总体上仍处于落后阶段,仅有部分研究领域已达到或接近国际先进水平。 /p p   当前我国大气环境整体恶化趋势尚未得到根本遏制,大气环境质量总体上进入了以多污染物共存、多污染源叠加、多尺度关联、多过程耦合、多介质影响为特征的复合型大气污染阶段。以PM2.5和O3为代表的大气复合污染仍呈现恶化的趋势,特别是在气象条件不利时大气重污染已成新常态,对人民群众生产生活和身心健康造成了较大影响 已经完成或正在进行的相关研究尚不足以全面支撑新形势下我国环境空气质量持续改善和生态文明建设的需求,亟需构建适合国情的大气复合污染防治新理论、新方法和新技术,以基础研究的重大突破引领防治技术研发的方向,以坚实的科技体系支撑大气污染综合治理和大气环境管理决策能力的提升。因此,在未来相当长一段时期内,我国大气环境科学技术发展面临的主要难点和挑战包括: /p p   (1)如何在经济发展的新常态下,实现大气污染排放量的最小化和控制途径的最优化,特别是实现季节性散煤污染的有效治理 /p p   (2)如何加快扭转污染恶化趋势、消除重污染天气,并实现重点区域及全国空气质量的长效改善 /p p   (3)如何实施有效环境监控,提升大气污染防控措施的有效性及公众健康保障能力 /p p   (4)如何构建中国特色的大气污染综合防控技术体系,支撑我国大气污染问题的根本解决。 /p
  • 大气环境监测卫星成功发射 减污降碳协同增效再添利器
    4月16日2时16分,我国在太原卫星发射中心成功将大气环境监测卫星发射升空。大气环境监测卫星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》中的一颗科研卫星,生态环境部为该卫星牵头用户,卫星和运载火箭系统均由中国航天科技集团有限公司第八研究院抓总研制。   该卫星将在国际上实现CO2的主动激光探测和大气细颗粒物的主被动结合探测,能够对气态污染物、云和气溶胶以及水生态、自然生态等环境要素进行大范围、全天时综合监测,同时可支撑开展气象、农业农村等行业的遥感监测应用工作。   大气环境监测卫星运行于705km的太阳同步轨道,星上搭载了大气探测激光雷达、高精度偏振扫描仪、多角度偏振成像仪、紫外高光谱大气成分探测仪及宽幅成像光谱仪等5台有效载荷,整星重量约2.8吨,设计寿命8年。其中,大气探测激光雷达在国际上采用双体制激光技术探测气溶胶和CO2,通过主动方式对大气CO2柱总量进行精细化探测,获取大范围、高精度的CO2浓度变化信息和气溶胶散射系数廓线、消光系数廓线、光学厚度、边界层高度等垂直分布信息,弥补以往被动观测的不足。高精度偏振扫描仪与多角度偏振成像仪联合观测可获取云和气溶胶多个角度的偏振信息,用于反演全球大气气溶胶和云的时空分布信息,观测幅宽大于1800km,此外,还可通过与大气探测激光雷达载荷的协同观测与应用,实现近地表细颗粒物的定量探测。紫外高光谱大气成分探测仪可获取O3、NO2和SO2等气态污染物浓度信息,幅宽大于2300km,具备每天一次的全球覆盖能力。宽幅成像光谱仪可获取光谱范围从可见光至长波红外(0.415-12μm)的陆表和大气多光谱信息,观测幅宽大于2300km,空间分辨率最高可达75m。   大气环境监测卫星的成功发射,将进一步提升我国的CO2和大气污染物遥感监测能力。在应对全球气候变化方面,实现全球范围CO2的主动激光高精度、全天时探测,探测精度达到优异水平,可为CO2分布和应对气候变化提供精准的遥感数据支撑;在大气环境遥感监测方面,具备对全球细颗粒物(PM2.5)、气态污染物、云和气溶胶的定量化遥感监测以及对工业排放、生物质燃烧等大气污染源的大范围、高动态遥感监测能力,可为我国大气污染防治和空气质量预报提供数据和技术支撑;在水环境遥感监测方面,可实现内陆大型水体水华、水质、水生植被以及近海海域赤潮、溢油、水质等的定量化遥感监测;在自然生态遥感监测方面,可实现生态系统关键参数的定量化遥感反演,为全国和区域生态环境状况调查与评估等业务提供重要数据支撑。   大气环境监测卫星的成功发射,将为落实“精准治污、科学治污、依法治污”、支撑深入打好污染防治攻坚战、实现减污降碳协同增效提供重要数据支撑。“十四五”期间,生态环境部还将牵头组织研制发射高精度温室气体综合探测卫星,与大气环境监测卫星组网观测,进一步提升全球主要温室气体和大气污染物遥感监测能力,为支撑国家“双碳”战略、应对全球气候变化提供遥感监测数据支撑。
  • 35800公里外为地球大气做“CT”:静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术|上海市科学技术奖
    项目名称:静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术完成单位:中国科学院上海技术物理研究所完 成 人:丁 雷 等奖励等级:技术发明奖一等奖天气变化影响着人们穿衣、出行,乃至生活的方方面面,对气象开展准确监测是世界科学家们孜孜以求的目标。地球静止轨道气象卫星,相对地球静止不动,可以全天候获取我国所在区域的连续动态观测数据,犹如坚守岗位的“哨兵”。因此,发展静止轨道先进大气探测载荷技术是世界各国科技竞争制高点之一。由中国科学院上海技术物理研究所历经20年研究的静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术在国际上率先取得突破,该所研制的干涉式大气垂直探测仪(GIIRS)装载于我国第二代地球静止轨道气象卫星——风云四号卫星上,在国际上首次实现了静止轨道大气温度、湿度垂直三维探测,有效提高了长期数值预报精度,对我国和“一带一路”沿线国家和地区的天气预报和灾害预警具有重要意义。在35800公里外为地球大气做“CT”,是我国气象预报当之无愧的“独门秘笈”之一。2018年台风玛利亚内部温湿度信息探测01群雄逐鹿 拔得头筹大气在空间分布上是三维的,其温度、湿度和压强会随时间而变化,大气的运动和变化便是天气现象的本质。摸清大气垂直运动的“脉搏”,就能及时预报天气的发生与发展。如果能获取一幅动态大气三维“全息”影像,就能表征天气现象动态演变过程,为数值预报提供强有力的“诊断”依据,及时出具应急响应的“处方”。然而,在35800公里的地球静止轨道监测如同针尖大小地面上空大气层的变化,谈何容易,可谓差之毫厘、谬以千里!在国际上,静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术的研究起源于20世纪90年代,美国、欧洲和中国先后开展了本项技术研究。由于技术难度大、不成熟等问题,原计划在美国GOES系列、欧洲MTG-S项目上实施的载荷至今尚未在轨实现。而本获奖项目科研团队研制出的两台GIIRS仪器已经在2016年和2021年先后进入静止轨道工作,连续为全球提供高时效大气三维探测数据超过5年,我国已成为全球的唯一数据源。“GIIRS实现了好几个‘世界首次’,在预报服务中发挥了很好的作用!”中国气象局数值预报中心模式研发室副主任、风云四号卫星数值预报应用攻关团队首席专家韩威,给出如上评价。02自主创新 攻坚克难静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术究竟包含了哪些“法宝”和“绝招”,解决了哪些关键核心技术难题呢?看得细——大气目标精细光谱探测。实现大气温度和湿度参数的三维垂直结构观测需解析不同高度大气的红外吸收光谱,要求光谱分辨率达到0.625波数,在35800千米距离上进行大气光谱探测,需要建立新的精细光谱测量技术体制。看得准——低能量的高探测灵敏度。由于对地观测距离超过35800公里,到达轨道上的地球辐射能量值仅为低轨道的数千分之一;同时探测大气要求的高光谱分辨率,使得目标的辐射能量减小1.5个数量级以上,研制出更加灵敏的“视网膜”,即高性能新型红外探测器来提高探测转换效率、降低测量噪声。看得远——载荷极高指向观测稳定性。针对远距离观测,提出了二维扫描镜扩大仪器的视场,离轴主望远光学系统收集大气能量、动镜式傅立叶干涉仪进行探测、通过机械制冷机冷却面阵探测器和辐射制冷器冷却后光路、高性能探测器进行光电转换的高光谱载荷总体技术方案,并研制了集成化的载荷系统,系统解决了地球静止轨道进行高光谱、高灵敏度、高稳定大气三维探测的三大技术难题。看得清——复杂空间环境下高稳定探测。由于地球自转与公转带来的载荷温度变化超过210℃与载荷光学系统温度稳定度要求小于0.2℃的矛盾,突破多温区的高稳定度控制技术,达到“身处水深火热,内心平静如水”的状态。03气象灾害 尽收眼底静止轨道红外干涉大气三维探测载荷技术在台风等灾害天气预报和建党100周年活动等重大气象服务中发挥了重要作用。据相关统计显示,预报台风登陆地点的路径误差每减少1公里可避免直接经济损失约1亿元人民币,仅在2019年,GIIRS对台风“利奇马”的24小时路径预报误差从75公里降到50公里,直接减损效益估计超20亿元。此外,GIIRS在GRAPES数值预报中的成功应用,促进了全球静止卫星高光谱观测系统发展。在2019年美国召开的联合卫星大会上,美国天气局(NWS)局长指出:静止轨道高光谱探测将是下一步最大的进步;美国国家环境卫星信息资料中心NESDIS主任评价该载荷技术:促进了全球静止轨道卫星大气高光谱探测系统发展和卫星观测同化应用。在学术贡献上,国际和国内气象应用专家还利用GIIRS高频次、高光谱数据,针对NH3、四维风场等探测要素开展研究。面向国家战略亟需,中国科学院上海技术物理研究所创建了静止轨道大气三维探测全新技术体制,发明了具有完全自主知识产权的高光谱载荷技术,国际上率先实现了高频次的地球静止轨道大气三维结构精细探测,推动了风云四号卫星处于国际领先地位,获得了重大的应用价值和社会效益,得到各方的高度评价。站在时代的潮头回望历史,我们的科研人员心中仍谨记着周恩来总理1969年1月29日的重要指示:应该搞我们自己的气象卫星。五十多年来,风云系列气象卫星走出了从无到有、从小到大、从弱到强的成功之路。回首风雨,展望未来,上海技术物理研究所科研团队将接续奋进,紧密围绕气象领域和我国大气探测的战略要求,瞄准国际竞争制高点,为我国大气探测技术实现升级换代和逐步超越国际水平作出更多新的贡献!
  • 便携传感器让大气中超细微粒无所遁形
    p   大气中超细颗粒物的检测首次有了低成本便携式利器。近日,北京大学物理学院肖云峰研究员和龚旗煌院士带领的课题组,成功制备了基于纳米光纤阵列的全光传感器,新传感器的单颗粒粒径分辨率首次达到10纳米。 /p p   颗粒物的高灵敏传感检测在环境监控、国家安全和生化研究等方面具有重要意义。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、易于操作且灵敏度高等优势,故而传统光纤传感器已在高灵敏检测领域“大显身手”。 /p p   肖云峰对科技日报记者解释:“国际学术界研究表明,当光纤直径减小至光波长量级时,光纤外部产生显著的倏逝场(尺度约在百纳米量级),其对周围环境的微弱变化极为敏感,因此,可利用颗粒物在倏逝场中的散射效应,实现对超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。” /p p   据肖云峰介绍,在新研究中,他们首先精确地计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系,预测了纳米光纤传感器的最优几何尺寸和探测极限 随后进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备,并通过优化光纤模式,实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量,粒径分辨率达10纳米。 /p p   课题组利用这一传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测,直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息及实时演化图,以此数据为基础计算得到的细颗粒物质量浓度数据与官方公布的数据趋势符合良好,展示了此成果具有较高的应用价值。 /p p   龚旗煌院士说:“与其他传感器相比,纳米光纤型传感不仅精度高,且成本低、操作简单、便于携带,可快速精准地检测出大气中的超细颗粒物,有望为环境保护和雾霾形成机理研究提供一种新的工具。” /p p   这项成果发表在重要光学期刊《光:科学与应用》上,研究得到了国家自然科学基金委、科技部等的支持。 /p
  • 防治污染,让微生物“吃掉”有害气体
    常用的生物大气治理技术主要有生物过滤、生物滴滤和生物洗涤3种。与其他有机废气处理技术相比,生物大气治理技术具有安全性好、无二次污染等优点,对处理低浓度或生物可降解性强的有机废气效果较好。随着我国工业的快速发展,为社会带来了巨大经济利益的同时,也产生了大量有害气体,不但污染了环境,同时影响人们的身体健康。据生态环境部公布的今年1—3月空气质量数据,全国339个地级及以上城市平均空气质量优良天数比例为80.1%,同比下降3.7个百分点,重度及以上污染天数比例同比上升1.5个百分点。生态环境部大气环境司司长刘炳江表示,一季度空气质量形势不容乐观的主要原因之一是工业生产污染物排放量的增加。工业生产排放是大气污染的重要源头。目前,对气态污染物的净化处理方法可分为物理法、化学法和生物法,其中生物法又称生物大气治理技术,是利用活性污泥等培养菌种,分解消化有害气体。那么,生物大气治理技术有何优缺点?应用情况如何?还有哪些难点有待突破?用微生物将气态污染物变为无害物质、二氧化碳和水河北科技大学环境科学与工程学院、挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心、河北省大气污染防治推广中心的研究人员在《微生物学通报》上联合发表的论文《微生物生物技术处理气态污染物的研究进展》指出,生物大气治理技术可处理的气态污染物种类广泛,治理工业生产中产生的挥发性有机物(VOCs),硫化物、甲硫醇等恶臭气体,氯苯、氯代烃等含卤素有机物,氮氧化物等气态污染物,具有净化效率高、易操作等特点。其净化过程是气态污染物作为微生物能源或营养物质被利用,降解为无害的小分子物质、二氧化碳、水。研究表明,生物大气治理技术的本质在于吸附和微生物降解。合肥工业大学教授徐从裕说,与其他有机废气处理技术相比,生物大气治理技术具有安全性好、无二次污染等优点,对处理低浓度或生物可降解性强的有机废气效果较好。常用的生物大气治理技术主要有生物过滤、生物滴滤和生物洗涤3种。生物过滤技术是废气先进入水槽去除颗粒物和部分可溶成分等,同时对气体调温增湿,随后适宜温度的湿润废气进入附着泥炭、秸秆等微生物填料的反应器,被吸附并降解。生物滴滤技术是在生物过滤技术基础上取消了前端水槽部分,增加了滴滤系统,并在其中投加营养液,通过营养液调控废气的pH值和湿度等以适合微生物生存,再将其放入生物反应器进行吸附、降解。以微生物悬浮生长为特点的生物洗涤技术包括接触吸收塔与生物反应单元两个部分。在接触吸收塔中,由塔底进入的废气与塔顶喷淋的洗涤液交汇,吸收了废气中污染物的洗涤液由塔底回流至生物反应器进行处理再生。目前,生物大气治理技术在德国、荷兰、美国和日本等国家已广泛应用,生物过滤、生物滴滤技术使用较为普遍,技术已经成熟。可应用于污水除臭和工业废气治理等多个领域近些年,由于绿色环保的特性,生物大气治理技术日益受到重视,在生活垃圾、污水除臭,以及工业废气治理等方面均发挥了一定作用。目前,已有不少企业采用生物大气治理技术进行工业废气治理。例如,佛山市三水金湖工程塑料有限公司从2016年开始投入运行生物过滤除臭工程。企业生产过程中产生的废气,通过鼓风机等收集后经管道进入箱式设施中,经水洗除尘降温、等离子除油处理后进入生物滤池,通过湿润、多孔和充满活性微生物的滤层,完成降解过程后,废气经净化后达标排放。该项目的污染防治效果和达标情况显示,企业排放的废气主要成分为苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯,其中二甲苯浓度最高,生物过滤装置对二甲苯的去除率超过98%,总VOCs去除率达78.6%。除了工业废气治理,在对作为公众投诉最强烈的环境问题之一的恶臭处理方面,生物大气治理技术也有广泛应用。生态环境部大气环境司印发的《2018—2020年全国恶臭/异味污染投诉情况分析》显示,2018年、2019年、2020年恶臭/异味投诉分别占全部环境问题投诉举报件数的21.5%、20.8%和22.1%,占比超过1/5;垃圾处理行业占全部恶臭/异味投诉的平均比例为11.3%,为投诉最多的行业。而上海市垃圾处理中心采用生物滴滤塔,针对甲烷、硫化氢、氨气3种含量较高的恶臭气体进行处理。当pH值保持在4.5—5.5,进气量为600毫克/立方米时,其处理效率可在80%以上。除此之外,生物大气治理技术还能解决污水处理厂的臭气问题。2006年8月,深圳滨河污水处理厂污泥工段除臭工程完工。作为项目建设和运营方,西原环保(上海)股份有限公司副总经理刘启凯说,该工程采用的就是生物大气治理技术,通过风机将封闭空间内的空气抽出,送入生物滤池,经生化作用将空气中的臭味物质分解,净化后的空气再排入大气。经检测,该除臭系统出口硫化氢浓度已低于0.06毫克/立方米,通过了深圳市环境监测站检测,各项指标达到国家一级排放要求,解决了臭气扰民问题。生物大气治理技术尚处于发展阶段随着生物大气治理技术在国内应用范围的不断扩大,其技术水平也在不断提升。刘启凯说,但总体来讲,我国生物大气治理技术尚处于发展阶段,市场也处于发展早期,很多客户对生物大气治理技术认识不足。此外,生物大气治理技术本身也存在诸多局限。根据废气成分不同有针对性地选择培育微生物菌群,是该技术的核心所在。生物大气治理技术虽有不同种类,但存在的共同问题是均只适宜处理低浓度易溶废气,高浓度难溶废气净化率普遍偏低;在不同工况环境下,同一种生物处理方法效率存在较大差异;微生物群落组成与分布、物种差异等,可对净化效率产生较大影响。徐从裕补充说,生物大气治理技术使用的设备主要包括壳体、填料、风机、洗涤泵、循环泵、计量泵、营养液投加系统等,设备占地面积较大,除设备成本外,其余成本主要为微生物培养驯化所需设施的投资,后期维护成本也不低。《微生物生物技术处理气态污染物的研究进展》指出,从发展趋势来看,生物大气治理技术的深入研究需注重与其他技术结合创新,优势互补,拓宽应用范围。人们可以利用分子生物学手段探究微生物对污染物的代谢机理与途径,明确污染物种间代谢过程,以优化微生物群落结构,提高污染物的降解效率,并形成筛选高效菌株、调制复配菌剂、精细调控群落结构等的稳定工艺。
  • 大气激光雷达观测与研究:追风掣电识大气
    地球大气为人类生存和发展提供了非常重要的保障,研究该区域中的大气环境与物理和化学过程,对于航天、国防、人类生活以及地球生物圈的安全至关重要。   武汉大学研制的拉曼激光和钠荧光激光雷达的发射单元     中国科学技术大学研制的车载多普勒测风激光雷达系统   识风须追风   中高层大气研究关注的主要参数包括中性大气的密度、温度和风场、电离成分、微流星体、辐射场等。   “研究中高层大气的结构和变化特征对于理解发生在这个区域中的基本物理过程,保障航天器和航天活动的安全具有重要意义。”武汉大学教授易帆对《科学时报》记者说,“这些航天器在高层大气环境中能否正常工作,将直接影响通信中继、电视转播、导航定位等。近年来,平流层飞艇由于多用途和低能耗被称为‘多功能绿色航空器’,要保证其在节能条件下稳定运行,该高度上大气风场信息极为关键。因此,这一研究与人类生活密切相关。”   中高层大气的主要热源来自太阳的极紫外辐射和X射线对氧分子的加热以及高能粒子在大气层中的沉降。太阳活动剧烈时,高能粒子在大气层中沉降事件增加,这会加热高层大气并使之密度上升,从而增加低轨道飞行器的阻力并降低其轨道。此时如果飞行器不能及时变轨,将大大影响飞行器的使用寿命。对于低轨道飞行器来说,中高层大气的密度、成分温度和压力会影响到飞行器的轨道定位、轨道衰减速率和在轨寿命。   另外中高层大气也会影响到飞行器表面的温度和姿态控制,其化学组分——例如原子氧等——也有可能对飞行器造成化学损伤,另外,飞行器表面的辉光现象也与大气成分有关。所以,设计飞行器时,必须根据其飞行高度和飞行时间研究中高层大气对飞行器的影响,确定携带轨道修正推助器的质量,以及合适选用的表面材料和必要的防护措施。   仪器是利器   因为中高层大气离人类住居的地表较远,通常需采用无线电和光学遥感探测技术才能实现对其参数的测量。由于起步较晚,我国中高层大气激光雷达探测技术曾经十分薄弱。   “探测是中高层大气研究的基础和出发点,而我国缺乏大型探测设备和自主观测资料等因素,极大地限制了该学科的发展。”易帆说,“80km至100km高度范围的金属成分是流星消融的产物,其行为(结构和变化)反映了大气和太空的过渡区域中的物理特征。当前人们对金属成分的认识还很肤浅,许多问题都无法解释。”   由于中高层大气研究对大型仪器的依赖,我国中高层大气观测相对其他领域显得薄弱一些。   “对中高层大气重要参数,其中包括动力学参数(风速、温度、密度)、化学成分分布和大气辐射的研究都依赖观测仪器。国际上也存在同样的问题。这一领域很多一手资料都是近些年才积累起来的。” 中科院空间科学与应用研究中心研究员徐寄遥对《科学时报》记者说,“观测技术本身就是一个很大的研究课题。因此仪器研制也成为中高层大气研究的重要部分。”   近年来,在基金委、教育部和科技部的支持下,我国科技工作者自主研发出多种不同功能的大型激光雷达,将我国的中高层大气遥感探测和研究推向国际前沿。   以武汉大学为主的研究团队经过十多年的艰苦努力,研制出7台大型激光雷达系统,形成了当今亚洲功能最强大的中高层大气激光雷达综合探测平台。他们研制的世界第二台铁波尔兹曼中层顶测温激光雷达系统,在我国首次实现了80km~100 km中层顶大气温度的激光雷达测量。   该团队完全采用激光雷达技术,实现了对3km~100km高度范围大气温度的同步遥感探测。这是国际上第二次完全采用激光雷达技术,实现从近地面到100km大气温度剖面的测量。这种激光雷达综合探测技术可广泛应用于大气科学研究,对环境变化研究具有重要意义。他们研制出的偏振激光雷达与国际上的星载激光雷达进行了细致的比对,获得了定量的一致,表明他们完全掌握了偏振激光雷达技术。最近,我国继韩国之后,研制出世界上第二台全水谱拉曼激光雷达,能测量云中水的相态(液态或气态),在天气预报中具有重要意义。   中国科学技术大学研究团队先后建立了米/瑞利/钠荧光双波长激光雷达系统和车载多普勒测风激光雷达系统。该雷达所达到的技术指标与国际上唯一报道的一台车载平流层多普勒测风雷达技术指标相当。   2010年2月, 中国科学技术大学车载多普勒测风激光雷达系统通过专家鉴定,专家组一致认为:该仪器首次在国内实现了多普勒测风激光雷达对40km高度平流层大气风场的探测,且具有可重复部署性。   由这些激光雷达构成的探测平台使我国的中高层大气探测能力进入国际前沿。激光雷达观测导致了一些新现象的发现,也给我国的国防、航天和大气空间环境研究提供了数据基础。   有术更有效   我国学者在过去十年里自主研制出多台不同功能的大型激光雷达系统,这些雷达系统能观测该区域多种大气参数和金属原子层,建立了在国际上有影响的中高层大气观测站。   “近十年我国在中高层大气研究方面进步很快,发现了一些新现象,在中高层大气观测和模拟研究上也取得了有国际影响力的研究成果,总体上正逐渐逼近国际先进水平。”徐寄遥说,“这得益于我国仪器研制的成果和子午工程等的带动。目前我国在主动光学探测仪器,例如测风测温激光雷达,以及光学干涉仪和全天空气辉成像仪等被动光学仪器的研制方面初步形成规模。”   在观测研究方面,我国学者利用地球卫星、激光雷达和车载多普勒测风激光雷达等加深了对中高层大气动力学过程的理解。在中层顶金属层激光雷达观测研究,在0km~100 km 高度范围大气温度的激光雷达测量,在车载多普勒测风激光雷达研究,在激光雷达和其他仪器的联合观测方面都取得了较有影响力的成果。   在模式研究方面,我国学者揭示了大气波动非线性传播行为的有效方法,建立了高精度的全非线性动力学模式,对重力波的非线性传播研究取得一系列成果,已走在国际前列。我国自主建立了完全基于大气探测数据的第一代临近空间大气动力学模式。该模式与国际上公开发表的大气温度和密度经验模式(NRLMSISE-00)以及大气水平风场经验模式(HWM)相比,某些区域的精度有明显提高。
  • 陕科大陈庆彩团队: 三维荧光光谱法(EEM)鉴定大气颗粒物中发色团物质的种类和来源 |前沿用户报道
    大气发色团是气溶胶中可以吸收太阳光的一类有机物质,可能对全球气候产生影响。大气发色团也可能通过形成三线态进而催化产生活性氧物质,因此对大气气溶胶的老化过程也具有重要潜在贡献。充分的了解大气发色团的理化性质和来源是掌握它们对环境的影响的本质要求。三维荧光光谱法(EEM)是鉴定环境中发色团物质的重要仪器分析方法,近年来已被频频的应用到大气气溶胶研究领域中。然而,当前EEM方法应用于大气领域进入了瓶颈时期。随着EEM方法广泛应用和深入研究,研究者们开始怀疑EEM方法是否具有区别气溶胶来源和物质种类的能力,因为多数情况下发现样品的EEM谱图具有非常相似的形貌。这样就限制了EEM方法更加广泛的应用于研究大气发色团来源、形成和消去过程。可喜的是,近日陕西科技大学陈庆彩研究团队,利用三维荧光光谱(EEM)研究,对大气颗粒物化学结构和来源进行了分析。在该项工作中,陈庆彩等人演示了EEM方法是有能力分辨大气颗粒物中不同类型发色团以及来源的,并构建了大气发色团与其来源、化学种类的对应关系。这项工作突破了一定的方法瓶颈,对于EEM方法在气溶胶研究领域的应用起到了关键推动的作用,或将促进大气发色团来源和大气化学过程的研究。研究过程1. EMM助力大气颗粒物来源和组成的初步分析研究团队分别采集了城市、一次燃烧源和二次气溶胶样品,利用EMM方法和 PARAFAC模型调查了不同发色团在不同种类气溶胶样品中的含量,讨论了EEM方法在分辨发色团类型以及样品来源的能力。通过对实际大气颗粒物样品进行分析,从整体轮廓分析,确实发现实际样品具有相似的EEM光谱外貌特征。这个结果也是当前研究者们担心的事情:到底EEM方法是否可以区分不同来源和组成的大气颗粒物样品?图1(a)为大气颗粒物萃取样品WSM和MSM的平均EEM光谱图以及它们的差光谱 (b)和(c)表示样品EEM光谱之间相关系数的四分位图和频率分布图针对这个值得怀疑的问题,团队人员研究了不同来源大气颗粒物样品,包括各种燃烧源样品(生物质燃烧、煤炭燃烧、汽车排放和做饭排放样品)和二次气溶胶样品。研究发现,不同种类样品的荧光性能是不同的,其中:生物质燃烧和煤炭燃烧样品的荧光效率是大的而汽车尾气样品和二次气溶胶样品相对较小另外发现,鉴定出的不同种类发色团,在不同来源样品中的相对含量也是不同的这些结果直接解答了上述疑问,确认:EEM方法可以用来区别不同气溶胶来源。图2 依据不同发色团(C1-C8)在不同污染物上的相对载荷鉴定出发色团来源,以及不同来源发色团在WSM和MSM样品中的相对含量2. PARAFAC 模型:一种系统的来源和成份分析图谱进一步,研究人员基于改进的PARAFAC 模型对大气气溶胶中发色团的来源和化合物的种类归属进行了研究。在这一步骤,该团队开创性的将大气颗粒物化学组分融合进EEM图谱的PARAFAC分析,进而对各种大气发色团的来源进行了鉴定。结果显示有一半左右的发色团来源被鉴定出来了,并发现了几个有意思的结果,比如:发现发色团的沙尘暴一次来源和光化学形成的二次来源,分析了季节变化中沙尘暴发生、光强度变化对发色团类型和含量的影响。该工作还利用优化的PARAFAC分析方法,把几种典型的有机化合物的EEM谱图耦合进了模型解析,进而对发色团的可能化学物质属性进行了归属。结果显示了苯酚类发色团是重要的水溶性发色团,而PAHs是水不溶性发色团的重要类型。图3 EEM区域和对应的大气发色团可能化学结构和来源图中不同彩色区域表示本研究鉴定的大气发色团来源对应区域,不同彩色数字球表示本研究鉴定的大气发色团对应化合物种类区域后研究人员总结了当前人们的认知和该项工作的主要结论,形成了一个可用于发色团化学物种和来源的依据图谱(图3),这个图谱对于今后EEM方法应用与于大气气溶胶的来源和化学转化研究提供了重要参考和研究途径。小结由上述研究可知,本研究工作提供了不同种类大气发色团对应来源以及化合物类别鉴定依据。这其中重点在于演示了不同发色团在不同气溶胶样品中的含量是不同的,从而说明EEM方法是有能力分辨不同类型发色团以及样品类型的。这项研究也构建了大气发色团与其来源、化学种类的对应关系。他们鉴定出了样品中大约一半的荧光物质所对应的来源和化合物种类,结果提供了大气发色团来源以及化合物类别鉴定依据,这将大大促进了EEM方法应用于研究大气发色团来源和大气化学过程,对于EEM方法在气溶胶研究领域应用起到了推动的作用。本研究中的三维荧光光谱法和大量光谱采集采用的是HORIBA Aqualog光谱仪完成,该仪器在EEM图谱快速获取、数据校正等方面的优势,为研究的顺利进行提供了不少便利。tips: 想了解更多荧光光谱仪的解决方案,点击阅读原文提交需求,HORIBA工程师会尽快联系您~论文原文&作者该研究以 Identification of species and sources of atmospheric chromophores by fluorescence excitation-emission matrix with parallel factor analysis 为题,发表在《Science of The Total Environment》上作者:陈庆彩通讯作者:陈庆彩、杜林通讯单位:陕西科技大学环境科学与工程学院、山东大学环境研究院Doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.137322文章链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137322 课题组介绍:陈庆彩,男,山东人,博士,副教授,博士生导师。毕业于日本名古屋大学,取得理学博士学位。陕西省“百人计划”,陕西科技大学大气污染控制团队负责人,名古屋大学特邀教员,日本大气化学学会会员。主要研究方向为气溶胶化学,包括有机气溶胶、大气棕碳(BrC)、长寿命自由基(EPFRs)等。参与和主持中国国家自然科学基金等十余项科研项目;已在ES&T等权威期刊一作/通讯发表20余篇学术论文;获得国家和软件注册权10余项。ORCID:http://orcid.org/0000-0001-7450-0073个人主页:https://hj.sust.edu.cn/info/1015/1394.htm 免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们取得联系,我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确,如有任何失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案,如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术,旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年,距今已有200年历史。如今,HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择,之后我们也将持续专注科研领域,致力于为全球用户提供更好的服务。
  • 清华研究组:北京雾霾藏1300种微生物
    近日,清华大学生命学院朱听研究员课题组在环境学杂志《环境科学与技术》上发表了题为《严重雾霾天气中北京PM2.5与PM10污染物中的可吸入微生物》的研究论文,报道了北京市雾霾天气中大气悬浮颗粒物的微生物组分。朱听研究组利用一套新的研究方法,首次鉴别出大气悬浮颗粒物中的微生物组分,其中包含1300多种微生物,绝大部分为非致病性的,但也含有极少量可能致病或致过敏微生物的DNA序列。   据悉,朱听研究组在北京雾霾天的大气样本中,鉴定出1300多种微生物。在这些微生物中,细菌占八成以上,另外还有少量的古细菌和病毒。   研究人员确认,这1300多种微生物绝大多数是不致病的,但也含有极少量可能致病或致过敏微生物的DNA序列。如一种名为肺炎链球菌的细菌,其DNA序列相对丰度为0.02%到0.08%,它对健康人群的危害很小,但可能让易感人群感染肺炎。
  • 禾信愿为全球大气化学科学提供帮助
    &ldquo 2012年第十二届国际全球大气化学科学大会(The 12th International Global Atmospheric Chemistry Science Conference)&rdquo 于2012年9月17日至21日在北京国家会议中心盛大召开,这次由北京大学主办的大会主题是&ldquo 人类纪元的大气化学&rdquo 。 两年一度的国际全球大气化学科学会议是大气化学领域交流和传递科技信息的首要途径,与会代表就在大气成分和化学性质被我们人类改变的情况下,对大气和人类活动之间的相互作用进行了讨论。 总经理周振博士带领广州禾信分析仪器有限公司的研发、市场、技术等一行队伍,携在线单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)、在线挥发性气体质谱仪(SPIMS)、激光光腔衰荡气溶胶消光仪(XG-1000)等参展产品参加了此次会议。 位于国家会议中心一层宴会厅C厅外侧大厅的禾信展台及展品受到了参会人员的极大关注,尤其是在线单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS)更吸引了众多中外科研人员的驻足,无论在外观还是在产品的功能上,中外科研人员都表现出了极大的兴趣,某国外专业人士还热心提了一些关于产品性能和应用方面的意见和建议,更有很多长期支持和信赖禾信公司产品的老客户前来咨询新产品。禾信的应用工程师也现场为感兴趣的客户讲解和介绍了相关仪器的原理和使用情况。我们相信,禾信的质谱仪器能够在中国市场上创领行业先锋,为全球大气化学科学提供有力的帮助。
  • 守卫蓝天计划,大气监测护航
    近日,生态环境部针对重点区域秋冬季节的大气污染综合治理,制定了针对性的行动方案(秋冬季指自2019年10月1日至2020年3月31日)。方案覆盖三大重点区域,分别为《京津冀及周边地区2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》、《长三角地区2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》、《汾渭平原2019-2020年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》。方案中,明确了重点加强国家级新区、高新区、重点工业园区及港口、机场环境空气质量监测站点建设;强调建立污染源自动监控体系等任务,要求大力推进智能化、自动化的大气监测并实现数据联网传输。除此之外,长三角地区和汾渭平原区域还需要加快光化学监测网建设。空气质量中首当其冲要监控的就是VOC。当空气中的VOC浓度达到一定程度时,我们会感觉到头痛、恶心、四肢乏力甚至呕吐等不适。VOC中还包括许多致癌物,长期接触会对人体造成持久的影响。除了本身的危害之外,VOC是PM2.5的重要前体物,它还可与氮氧化物通过一系列光化学反应产生臭氧,进一步影响环境。珀金埃尔默根据国情,提供户外固定站以及移动监测的全套空气在线监测解决方案,提出连续自动监测、无人值守、远程监控的分析采样系统,满足VOCs、臭氧前体、硫化物等典型大气污染物的在线监测需求:专为大气在线监测设计的热脱附采样系统,采用电子制冷,无需液氮或者干冰,适宜于户外监测;采用Nafion干燥除水,有效去除水分对分析的干扰;分段式专利复合冷阱,更高效地吸附高、低沸点物质;为解决高碳数和低碳数组分的分离问题,采用Swafer中心切割、双柱双FID检测的双通道方式,既达到了分离要求,又提高了分析效率。了解更多详情,扫描下方二维码下载《PERKINELMER空气在线监测解决方案》
  • 打赢蓝天保卫战 中科光电在行动——支撑江苏省淮安市大气污染防治
    导语  2月20日,江苏省淮安市政府召开大气污染防治工作推进会,聚焦重点问题,研判当前形式,安排部署下一步大气污染防治工作。淮安市副市长肖进方出席会议并讲话,江苏省生态环境厅第三专员办主任成杰、市生态环境局局长崔泉参加会议。淮安市为打赢蓝天保卫战三年行动计划,持续推进全市空气质量持续改善, 于2018年11月引入聚光科技(杭州)股份有限公司下属子公司无锡中科光电技术有限公司(以下简称“中科光电”)专家组以第三方驻场的方式指导淮安市大气污染防治工作。构建立体监测网络  中科光电专家技术团队入驻后,迅速走访调研,绘制出污染分布地图,科学选址,安装3套激光雷达站和30套微站,同时将现有的空气自动站接入监测网中,辅以走航车和无人机,为淮安市构建了大气环境立体监测网络。中科光电专家技术团队开展工作建立健全工作机制  建立并完善了监测排查—现场溯源—汇总交办—跟踪整改—效果评估的工作模式,打通“监测”和“管治”环节。监测界面  首先通过激光雷达和微站实时监测数据迅速排查出污染点位;其次现场溯源人员根据雷达和微站偏高数据进行现场溯源、拍照回传核实;定期将溯源发现的问题汇总上报主管部门;主管部门交办后,专家团队协助相关部门排查;定期进行整改回头看,并对管控效果进行评估。提出整改建议  专家技术团队强化了重点点位的立体监测,并加密日常巡查力度,统计汇总入驻以来发现的问题,分析研判认为,影响淮安市空气质量的原因主要有生活污染源(含生物质燃烧、餐饮油烟)、扬尘污染源(工地扬尘、道路积尘和扬尘、货场堆场扬尘)及工业污染源三大类。大气污染防治工作模式  对此,专家技术团队针对性提出改善建议,通过采取系列专项行动、开展重点行业综合治理、持续抓好落实推进、加强专家会商保障等措施提升管控效果。管治成效初步显现  专家技术团队发扬“5+2”、“白+黑”的工作精神,发现异常及时核实、汇报,针对餐饮油烟问题经常夜间巡查。驻场3个月,走航3000余公里,出动无人机100多次,发现影响空气质量的行为600多例。  在多方努力之下,该市PM2.5浓度累积下降14.7%,全省排名上升了一位,这说明科学治污取得了较好的结果。  江苏省生态环境厅第三专员办主任成杰在推进会上对淮安市2018年大气污染防治工作所取得的成绩给予充分肯定,他指出,淮安市大气污染防治工作有进展、有特点,环境空气质量明显改善。坚持不懈推进 淮安市副市长肖进方强调,大气污染防治既是攻坚战,更是持久战,各地各有关部门务必要对照当前全市空气环境质量总体情况,正视不足,找准差距,凝聚共识、采取措施,坚决打赢大气污染防治攻坚战。中科光电专家技术团队将再接再厉,以时保日,以日保月,继续为淮安市的大气污染防治和空气质量改善提供科技支撑和优质服务。
  • 【技术交流】系列报道一:下半年大气污染防治怎么办?安徽省环委会在阜阳现场交流成功经验!
    8月17日上午,省环委会办公室在阜阳市召开全省大气污染防治工作现场会。会议内容 贯彻落实李锦斌书记在阜阳考察指导时的讲话精神,推广阜阳市大气污染防治“一管(精细化精准管控)、四全(行政区域和监管范围上全覆盖、时空和时间上全覆盖、行政管理和职责上全覆盖、问题排查和治理全覆盖)”工作经验。 省环委会办公室主任、省环保厅党组书记、厅长徐恒秋出席会议并讲话,各市政府分管负责同志以及环保局主要负责同志参加了现场会。阜阳市政府介绍了大气污染防治工作有关情况。与会人员现场观摩了“阜城大气污染防治网格化精准监控和决策支持系统”,实地查看了阜阳市图书馆在建工地扬尘污染管控项目、国祯美洁生物质热电联产项目和道路保洁示范现场。 徐恒秋指出,今年以来,阜阳市委、市政府围绕管控到位、建设到位、监管到位、问责到位“四个到位”,大力实施“五控”措施,进一步统一思想认识,压实工作责任,实施网格化监管、精细化管理,取得了明显成效,在皖北6市中空气质量排名第一,改善幅度全省第二。各地要提高政治站位、扛起政治责任,坚持以习近平生态文明思想为指导,坚决贯彻党的十九大和省委、省政府关于生态文明建设的各项部署,认真落实李锦斌书记在阜阳调研时的讲话精神,坚决打赢蓝天保卫战。 徐恒秋要求,要盯紧目标,切实增强工作的紧迫感和责任感,充分认清当前形势,进一步将思想和行动统一到党中央和省委、省政府工作部署上来,切实增强“四个意识”,以踏石留印、抓铁有痕的力度,大力推进大气污染防治工作。要突出重点,强力推进大气污染防治工作任务。今年是全面贯彻全国、全省生态环境保护会议、打赢蓝天保卫战的开局之年,围绕 “控煤、控气、控车、控尘、控烧”,加强督查、指导、调度,确保各项工作措施落到实处,确保年度重点工作任务落实,全面开展“散乱污”企业综合整治。要以秋冬季攻坚行动为契机,聚焦重点领域,加大督查力度,确保各项措施落实到位。要坚决打好柴油货车污染治理攻坚战,同时,要修订完善重污染天气应急预案,提高应急减排比例,有效应对重污染天气。要持续开展大气污染防治强化督查,加大执法监管力度,强化排污者责任。 徐恒秋强调,要严格落实责任,细化工作措施,强化目标调度,广泛宣传引导,持续加大工作力度。要扛起责任,紧盯目标,狠抓落实,确保实现全年大气污染防治目标,为改善环境空气质量、建设现代化五大发展美好安徽负起应尽的责任、做出应尽的努力! 省环保厅副厅长贺泽群主持会议,阜阳市委副书记、市长孙正东出席了会议。
  • 两会代表委员聚焦大气污染治理
    今年的两会上,“美丽中国”、“环境保护”“尾气治理”成为焦点中的焦点。据统计全国多次严重雾霾受影响人口达6亿……不少代表委员对此忧心忡忡:“这样发展下去,最终挣来的钱全在为医药‘买单’!”   雾霾不仅备受环保行业专业人士关注,就连全国政协委员姚明,3日也感慨,“我现在不仅不敢看天,连地都不敢看。我个人对北京的印象是奥运会之后空气质量急转直下,我们要思考得更远一些,在没有看见的时候就想到这些问题,不是看到黄沙满天飞才想到去治理。”   《关于加强我国大气污染治理的提案》则由民建中央提交。提案指出,大气污染的深层次原因,就是我国30年来快速工业化和城镇化过程中,积累的高耗能高排放行业产能过剩和布局不合理、能源消费量过大和以煤为主的能源结构持续强化、城市机动车保有量快速增长、油品质量不高、建筑工地遍地开花、污染控制力度不够、生态环境持续恶化等问题。导致主要大气污染物排放总量超过环境容量。   提案建议,尽快修订并颁布实施《大气污染防治法》,同时逐步将PM2.5排放总量,纳入到国家约束性指标,采取有效措施减少交通污染,加大信息公开和公众参与监督力度以及加快淘汰落后产能,完善落后产能退出机制。   冯骥才委员:雾霾问题跟政绩观有很大关系   全国政协委员、著名作家冯骥才3月1日晚6点到达文化艺术界别驻地报到。在谈及近期雾霾污染问题时,冯骥才表示,如今出现的雾霾污染等问题,跟政府官员的政绩观有很大关系。要解决雾霾污染问题,政府部门的责任重大。   冯骥才表示,不把雾霾问题解决了谈什么美丽,不能光虚幻地谈,还得有一个办法,有一些具体的实际的办法,政府的责任重大。   对于多城市出现的雾霾问题,冯骥才指出,恐怕跟政府现在官员的政绩观有很大的关系。凡是能跟他政绩挂上钩的他关心,跟政绩无关的事情往往他不关心,或者放在一边,这可能是很大的问题。   王宇委员:雾霾污染前10城市拟作健康影响评估   3月3日,全国政协委员、中国疾控中心主任王宇透露,中国疾控中心计划在全国PM2.5污染最严重的10个城市开展健康评价研究,计划3年时间投入五六千万元。   据王宇介绍,PM2.5虽然已进入人们的视野,但PM2.5对身体健康的影响我国长期以来从来没有研究。   王宇介绍,中国疾控中心计划在全国PM2.5污染最严重的10个城市开展健康评价研究,计划3年时间投入五六千万元。工作人员将深入10个城市展开对病人的调查,同时大量收集资料,包括环保、气象的相关数据,进行一段时间的监测。经过科学研究和分析,完成基础研究。   研究将主要包括室内PM2.5污染研究、人群PM2.5暴露水平研究,从而得出PM2.5对人体健康影响的科学数据。以此数据为基础建立的PM2.5健康预警平台,可用数据说话,详细告诉人们何种污染程度,要如何计算暴露时间,避免健康受影响。   李书福委员:做好“一进一出”为空气污染减负   来自汽车行业的李书福委员提出,治理大气污染,是转型期的中国必须要长期面对的全局性问题,有必要在全国层面出台“大气污染防治法”,明确政府、企业、个人等各方在大气治污中的责任。他表示,应尽快推动我国大气污染防治立法,将相应法条规则细化、刚化,严格明晰法律责任,使其成为各种经济活动准入的“防火墙” 推进碳排放交易,提高大气不良地区的碳排放成本 提高所有以含碳化石燃料为能源的机器设备、设施的排放标准。   李书福表示,作为汽车人,第一要做的就是车子的本身不要产生污染空气的污染源,并且使汽车的尾气排放降低,不要给已经压力很大的空气环境增加这种排放。第二让车子外面的空气进到车子里面来的时候,要有一个净化系统,使PM2.5不要进来,来保证进到车子里面的空气是干净的。他说,“我们一定要下决心,所以我们能做的就是一进一出,控制车内空气质量和控制尾气排放,这是我们能做得到的。”   朱之鑫委员:尾气排放欧V推行正在研究   “能源价格形成机制的改革,是下一步,甚至是很长一段时间理顺价格关系非常重要的一方面。”全国政协委员、国家发改委副主任朱之鑫说,改革时间表要根据实际情况来设定。   “新能源是战略性的新兴产业,在一开始发展过程中,肯定有成本和利润的关系问题。但是,新能源作为一种发展的行业,在政策上肯定首先要给予支持,这一点我觉得毋庸置疑。”他说。   针对雾霾与能源问题,他表示,雾霾天气有多方面成因,尾气欧V排放标准正在研究。   “中国高耗能产业和高污染产业较多,如水泥、制造业、钢铁等行业,在华北地区分布较多 再者中国在大规模建设中,工地上未覆盖苫布造成扬尘 加之汽车尾气也增加了细微颗粒物排放。”朱之鑫说,“原因是多方面的,因此治理也应该是综合治理。”
  • 大气监测气球坠落 未伤及人员
    p style=" text-align: center "    img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/noimg/b3a46ef2-29ca-4307-ace9-53c43ab861da.jpg" title=" 大气监测气球.png" / /p p   有消息称,昨天上午10点半左右,奉贤公安分局星火派出所接到辖区群众报警称:在奉贤海湾镇星火农场的农田里掉下一“不明飞行物”,压在电线杆上,请民警到现场查明处置。差不多同时,奉贤公安又接到气象环保部门报警称,一只监测空气的气球缆绳断了,飘走后将要掉下来。 /p p   市环保局新闻联系人表示,这好像是某个科研项目,但具体情况还不清楚。 /p p    strong 警方接到环保部门报警 /strong /p p   据相关媒体报道,接到报警后,奉贤星火派出所民警立即赶往现场,只见掉落的物体体积巨大,足有两三层楼高。 /p p   经过初步查看,民警感觉“不明飞行物”类似热气球,但因民警从未遇到过此类事件,第一时间也不能确认该掉落的物体究竟为何物,遂与奉贤分局指挥中心联系反馈。 /p p   差不多在同一时间,奉贤公安接到气象环保部门报警称,一只监测气球的缆绳断了,飘走后将要掉下来,大概掉在金山、奉贤方向。接到出警民警反馈,结合气象环保部门的报警求助,分局指挥中心判断,该“不明飞行物”应该就是飘走的大气监测气球,遂与气象环保部门取得联系。气象环保部门已派员赶赴现场进行处置。所幸,该气球掉落未造成人员伤亡。 /p p    strong 气球或与科研项目有关 /strong /p p   就此事,记者联系到市环保局媒体联系人,他表示,气球可能与该局联合华东理工大学等高校和有关机构开展的科研项目有关,但具体情况暂时不清楚。 /p p   记者在华东理工大学网站检索到一篇新闻,发表于2017年11月30日。该新闻介绍了环保部领导前往华东理工大学奉贤校区参观指导系留气球垂直观测试验。市环保局下属市环境监测中心有关负责人介绍了系留气球垂直观测的部分结果。通过这篇新闻可知道,上海市环境监测中心联合华东理工大学长期开展系留气球垂直观测。 /p p   市环境监测中心曾经也向记者介绍过他们在奉贤放飞系留气球用于大气环境监测。 /p p   [延伸阅读] /p p   什么是系留气球 /p p   相关资料显示,系留气球是使用缆绳将其拴在地面绞车上并可控制其在大气中飘浮高度的气球。升空高度2公里以下,主要应用于大气边界层探测。 /p p   系留气球是一种依靠气囊内的浮升气体获得浮力,并用缆索拴系固定的浮空器。借助于系留缆索、气动升力和剩余浮力,可以在空中特定范围内实现定高度、长时间驻留。 /p p   为使气球有良好的稳定性,有时做成流线形,横放在空中。球内充氢或氦气。气球可携带自记仪器、无线电遥测仪器 或可通过缆绳传送信息的仪器 也可吊挂仪器在几个预定高度进行梯度观测。观测项目除温、湿、压、风等气象要素外,还用来观测臭氧以及大气污染监测。  系留气球的工作高度取决于气球体积、载荷重量和系缆重量等因素,一般从几百米至3000米。系留气球的抗风能力与球体的气动特性、布局、净浮力和体积大小有关。 /p p   与其他高低空飞行器相比,系留气球具有滞空时间长、耐候性强、部署简单灵活、造价和维护费用低廉等特点。 /p
  • 登陆火星第一步:大气探测
    火星距离地球较近,是人类有望率先登陆的地外行星,因此一直是国际行星探测的重点目标,是除月球外人类探索最多的地外天体。火星大气数据测量能够建立和完善火星大气模型,而所有的火星航空器,例如气球、直升机、扑翼机和固定翼飞机等,必须参考火星大气测量数据进行开发和研制,才能确保其工作性能。这对未来开展火星探测研究、载人登陆和开发火星资源具有重要的意义。“天问一号着巡合影”  1.火星大气数据测量是火星探测的首要任务  在太阳系中,火星环境与地球最为相似,可能保存着太阳系生命起源和行星演化中,灾难性变化的最好记录,对研究地球起源与演化具有非常重要的比较意义,是探寻地外生命、探索生命起源与演化等重大科学问题最有价值的目标之一。火星距离地球较近,也是人类有望率先登陆的地外行星,因此一直是国际行星探测的重点目标,是除月球外人类探索最多的地外天体。  火星大气数据测量是火星探测的首要任务,对了解探测器来流参数、大气环境和探索火星尘暴具有重要的意义。这种测量可以获取火星大气静压、密度和风速等参数,建立和完善火星大气模型,为下一步火星表面常规航空飞行器,如气球、直升机、扑翼机和固定翼飞机等开展探测提供技术支撑。  这是因为,所有的火星航空器必须参考火星大气测量数据进行开发和研制才能确保其工作性能。因此,火星大气数据测量对未来探测火星、载人登陆和资源开发具有重要的意义。  “天问一号”是我国首次探测火星的飞行任务,在国际上首次通过一次飞行任务实现火星“环绕、着陆、巡视”的三步跨越,是我国航天事业发展又一具有里程碑意义的进展。  此次“天问一号”任务实现了中国火星探测零的突破,也是国内首次搭载火星进入大气数据测量系统(MEADS),获取了一手火星探测大气科学数据。这使国内行星科学大气探测研究取得显著进步,成功开启了中国行星大气探测的新征程。“天问一号”任务的实施,构建了中国独立自主的行星大气探测基础工程体系。  目前,利用“天问一号”火星探测器搭载的大气数据测量系统,我国已成功获取了沿探测器飞行弹道海拔60千米以下的大气静压、密度、风速、总压、马赫数、攻角和侧滑角等珍贵数据,完善和修正了现有的火星大气数据模型,成为继美国之后,世界第二个近距离测量火星大气的国家。  2.火星大气受环境影响非常多变  我国此次“天问一号”的火星进入大气数据系统,其测量结果与欧洲航天局提供的火星大气模型偏差较大,特别是在20千米高度以下,静压偏差达到120Pa,相对误差接近100%。  这种情况此前也曾出现过——美国“机智”号火星直升机,多次出现由于静压降低,在地面无法正常起飞的现象。可以推断,火星大气静压受到环境影响变化很大。这是对火星大气探测的新进展。  此前,世界其他国家也多次开展了火星探测,在火星大气探测方面,也取得了很多进展。科学家们已经发现,火星大气非常稀薄,密度只有地球的1%左右,表面大气压500Pa~700Pa。  火星大气的主要成分为二氧化碳和氮气等,而且经常有沙尘暴。火星大气层与地球大气层都有氮气、二氧化碳存在,这是火星与地球最大的相似之处。火星表面温度白天最高可达28℃,夜晚降低到-132℃,平均-57℃。虽然二氧化碳含量是地球的几倍,但因缺乏水汽,所以温室效应只有10℃,比地球的33℃低得多。火星大气的这些特征决定了深空探测器在火星进入阶段必须要经历比地球大气更稀薄、声速更低的大气环境,大气介质在飞行器高超声速进入中更易电离,电离后的高温气体将使探测器温度升高。  二氧化碳是火星大气的主要成分。冬天时,火星的极区进入永夜,低温使大气中多达25%的二氧化碳在极冠沉淀成干冰,到了夏季则再度升华至火星大气中。这个过程使得极区周围的气压与大气组成在一年之中变化很大。  和太阳系其他星球相比,火星大气有着较高比例的氩气。不像二氧化碳会沉淀,氩气的总含量是固定的,但因为大气中二氧化碳的浓度会在冬夏季发生变化,氩气在不同地点的相对含量也会随季节而改变。根据近期的卫星资料,南极区在秋季时氩气含量提高,到了春季则会降低。  火星大气变化很大。当夏季二氧化碳升华回大气时,留下微量的水汽。季节性、时速接近400公里的风吹过极区,带着大量的沙尘与水汽,其中水汽造就了霜与大片卷云。2008年,美国国家航空航天局“凤凰”号发现火星地下冰——当地大气中的水分在晚上时会消失,同时土壤的水分则会增加。  火星大气中含有十亿分之一级的微量甲烷,这由美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的团队于2003年首次发现。甲烷的存在十分吸引人,它是不稳定的气体,必有某种来源。据估计,火星每年产生约270吨的甲烷,但由小行星带来的只占0.8%。虽然地质活动也可提供,但火星近期缺乏火山活动,甲烷来自热液活动、热点等的可能性较低。微生物(如甲烷古菌)也可能是其来源之一,但尚未证实。火星甲烷的分布不是全球性的,这表示它在充分分布均匀之前就已被破坏,不过这也指出它是被不时释放至大气中的。目前火星探测计划希望寻找可能的伴随气体,借以推测其甲烷的来源。因为,在地球海洋中,生物产的甲烷常伴随着乙烯,而火山作用产生的甲烷则伴随着二氧化硫。  2005年,有研究发现橄榄石与水、二氧化碳于高温高压下蛇纹岩化后可产生甲烷,过程与生物无关。在地表下几公里深即可满足反应的温压条件,且要维持目前甲烷浓度几十亿年,所需的橄榄石量并不多,增加了甲烷无机来源的可能。不过,如果要证实,就得发现此反应的另一产物蛇纹岩。  欧洲航天局发现甲烷的分布不均匀,但却和水汽的分布相当一致。在上层大气这两种气体分布均匀,但在地表却集中在三处:阿拉伯地、埃律西昂平原和阿卡迪亚平原。有科学家认为这种一致性增加了生物来源的可能。如果要证明甲烷的分布与生物有关,探测船或登陆艇需要携带质谱仪,分析火星上碳12与碳14的比例(即放射性碳定年法),便可辨别出是生物还是非生物源。  2013年,根据“好奇”号得到的进一步测量数据,美国国家航空航天局科学家报告,并没有侦测到大气甲烷存在迹象,测量值为0.18±0.67ppbv,对应于1.3ppbv上限(95%置信限),因此总结甲烷微生物活性概率很低,可能火星不存在生命。但是,很多微生物不会排出任何甲烷,仍旧可能在火星发现这些不会排出任何甲烷的微生物。  3.火星航天器都携带大气探测传感器  火星是太阳系中与地球最相似的行星,是最有可能存在生命和实现人类移民的星球。早在人类开始利用地基望远镜观测深空的时候,对火星的观测就开始了。随着航天科技的发展,人类开始使用航天探测卫星对火星进行详细探测,使系统性火星研究得以开展。  2012年,美国国家航空航天局的火星科学实验室进入舱成功进入火星大气层,并在火星表面盖尔环形山位置安全着陆,实现了人类首次对火星大气数据的近距离测量研究,其上就携带了嵌入式大气数据传感系统,即火星进入大气数据系统。  目前,火星研究使用的卫星探测数据主要来自美国和欧洲航天局的火星轨道探测器。火星大气和气候的研究是火星航天探测的主要目标之一,迄今发射的每一个火星航天探测器都携带有大气探测传感器用来研究火星大气的状态,分析火星气候乃至研究火星大气远古时候的状态,进而分析火星大气和气候长期演变的原因。  由于火星大气非常稀薄,密度只有地球的百分之一左右,其大气的主要成分为二氧化碳和氮气等,而且经常有沙尘暴。这种恶劣的气候条件,对大气数据测量系统的软件和硬件设计产生很大影响。由于探测器在进入火星大气层的飞行弹道马赫数高达30,而到达近地面时马赫数接近2。飞行速域宽,出现马赫数无关性和化学非平衡反应效应等物理现象对火星大气数据测量算法建模造成很大困难。  在此次“天问一号”的火星大气测量任务中,我们的科研团队针对火星探测器进入飞行弹道的高马赫数、化学非平衡效应和低动压等特点,提出了大气数据测量方法,并利用自主研发的航天计算流体力学软件平台(CACFD)的化学非平衡模型/完全气体模型计算,获得火星探测器宽速域飞行流场的表面压力点数据,建立了基于神经网络的火星进入大气数据系统(MEADS)算法模型。  4.大气逸散和水汽变化是未来研究重点  火星大气初期探测阶段主要目的是了解火星大气和气候的属性信息,确定火星大气是否适合生命的存在。二十世纪九十年代后多个火星探测器相继升空,获取了连续的火星航天观测数据,这一阶段火星大气探测的主要目的除了初期的目的之外,理解火星大气和气候的分布和变化规律,研究其演变历程也是主要目的。两个阶段中水汽都作为主要探测目标之一。  火星就像一个低温、干燥的荒漠式地球,具有明显的季节变化和年际重复性,但南北半球具有不对称性。火星数十亿年前曾经拥有大气层和液态水,曾经适合生命繁衍。但如今的火星却是一个冰冷的不毛之地,曾经浓厚的大气层现在却变得十分稀薄。科学家推测,火星可能经历过重大变化。  火星大气现状研究能为了解火星发展历程提供基础信息,这对解答火星上是否有生命存在和人类能否移民火星等问题非常重要。此外,研究火星大气和气候的演变过程可以更好地理解地球大气与气候变化,有助于预见地球气候变化带来的灾难性影响。  火星的大气层从几十亿年前就已经开始流失,逐渐从一个湿润、温暖的宜居星球变成了寒冷干燥的沙漠。迄今为止,科学家们已经知道了火星磁层,但还没弄清磁层如何影响着火星大气层,以及太阳风到底输送了多少能量从而导致大气逸散,这也是未来开展研究的重要方向。  大气温度是对大气状态的最基本的描述,也是热红外波谱反演大气参数和隔离行星地表热发射的起点。火星大气中常年悬浮着气溶胶,以沙尘和冷凝物两种形式出现,气溶胶会影响大气热结构和影响大气成分的时空分布,水汽含量在火星大气中虽然很少,但水汽是变化最显著的大气成分,水汽循环是火星气候研究的关键因素。  因此火星大气研究最初多集中在大气温度、气溶胶和水汽的空间分布和时空变化以及三者之间存在的相互影响关系上。随着火星航天探测数据的增多,针对火星大气中的痕量气体(甲烷、水汽和臭氧等)成分的含量与分布研究开始增加。水汽是火星上变化最大的痕量气体,它的分布尤其是垂直分布,通过光化学反应和它产生的云的辐射效应影响其他大气过程。因而火星大气中的水汽是火星大气研究中最惹人注目的存在,而且水汽本身是变化剧烈的微量气体,对于火星气候循环有重要作用,也是火星上是否存在生命的佐证。  尽管对火星水汽的观测已经进行了数十年,但对于火星水汽循环机制仍然知之甚少,来源具体在哪儿、空间分布的形成原因、水汽与气溶胶的耦合等也需要科学家们开展更多研究。  (刘周、李国良、刘晓文、杨云军、周伟江为共同作者,作者单位为:中国航天空气动力技术研究院)
  • 浪声仪器发布浪声 微型大气重金属在线分析仪 GaOA新品
    GaOA微型大气重金属在线分析仪是苏州浪声科学仪器有限公司融合X荧光无损检测技术、空气颗粒物自动富集技术,自主研发的微型化监测仪器,具有体积小巧,检出限低,出数准确,时间分辨率高等特点,可实现空气颗粒物中铅、镉、铬、砷等重金属的连续监测,适合网格化、密集化布点,被广泛应用于城市大气环境监测、工厂厂区无组织排放、交通尾气排放污染气体监测、应急监测等领域。产品原理用X射线轰击样品,样品受激发后产生X射线荧光,X射线通常把元素原子层K层和L层的内层电子打出原子,产生的空穴被高能量的外层电子填补,补充到低能量轨道上的高能量电子把多余的能量以X射线荧光辐射出来,这些辐射出来的谱线中含有各种元素的特征,像指纹一样,并且独立于原子的化学价态。辐射的强度与样品中该元素的浓度成正比。应用范围:辐射监测站的核辐射在线监测固废或垃圾焚烧后在线重金属检测汽车尾气中重金属快速检测环境评价、许可污染源定位、溯源污染预测预警其他现场实验检测执法紧急突发事件监测相关标准:《重金属污染综合防治“十二五”规划》《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)《固定汚染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157-1996)《固定源废气监测技术规范》(HJ/T397-2007)《大气污染物无组织排放监测技术导则》(HJ/T55-2000)《环境空气采样器技术要求及监测方法》(HJ/T375-2007)《环境空气质量自动监测技术规范》(HJ/T193-2005)《污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准》(HJ/T212-2005)《关于加强“十三五”环保规划编制工作的通知》(环发〔2014〕191号)《大气污染防治行动计划》(国发〔2013〕37号)《环境空气质量标准》(GB3095-2012)《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(国函〔2012〕146号)《国务院办公厅关于加强环境监管执法的通知》(国办发〔2014〕56号)《国家重点监控企业自行监测及信息公开方法(试行)》(环发〔2013〕81号)《大气颗粒物来源解析技术指南(试行)》(环发[2013]92号)《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》创新点:GaOA系统采用5G物联网环境监测和云数据分析技术,通过组合建设网格化、密集化监测设备系统,形成大范围、高时空分辨率的环境监控网络,并实时监控空气质量指标,进一步提高环境监测质量控制水平。 浪声 微型大气重金属在线分析仪 GaOA
  • 韦布望远镜在一地球大小系外行星上未探测到大气
    国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇天文学论文称,根据韦布空间望远镜(JWST)的观测结果,地球大小的系外行星TRAPPIST-1b上未发现大气的迹象。该论文介绍,研究人员利用哈勃望远镜和斯皮策空间望远镜,通过投射光谱技术观测了TRAPPIST-1系统内的所有行星,但并未探测到任何大气特征。TRAPPIST-1b是距离该系统的M型矮星最近的行星,接收的辐射是地球从太阳接收辐射的4倍。这种相对较大幅度的恒星加热表明,TRAPPIST-1b的热发射也许是可测量的,而这或能用来了解该行星的大气。论文通讯作者和第一作者、美国国家航空航天局(NASA)艾姆斯研究中心托马斯格林(Thomas Greene)和同事与合作者一起,利用韦布望远镜上可观测中长波辐射的中红外设备(MIRI),评估了TRAPPIST-1b的热发射。他们探测到了该行星的次食(当TRAPPIST-1b运行到M型矮星背后时),并测量了该行星白昼侧的温度及其大气特性。论文作者指出,对他们研究发现的最直接解释是:几乎没有或只有很少的行星大气能让来自宿主星的辐射再分布,而且几乎没有可探测到的来自二氧化碳或其他物种的大气吸收。这或许是因为TRAPPIST-1b吸收了来自M型矮星的几乎所有辐射,而且没有高压大气。该地球大小系外行星上缺乏充足大气的研究结果,与建模预测结果也是一致的。论文作者表示,今后的观测有望使人们进一步理解TRAPPIST-1b上热的再分布,以及M型矮星类地行星的性质和它们与太阳系同类行星的差异。
  • 危险讯号!大气层已发现这类污染物!
    5月26日,一篇发表在《科学》杂志上的论文引起业内关注。据悉,一个国际研究小组首次成功地在大气条件下检测到了氢三氧化物(ROOOH),并提出怀疑——ROOOH将可能渗透到空气气溶胶中,进而导致呼吸系统和心血管疾病。更重要的是,研究表明可用质谱仪直接观察氢三氧化物。过氧自由基的“关键角色”《环境化学》作为大学环境专业的必修课之一,早早为我们讲明了过氧化物与光化学反应的关系。过氧化物中的过氧自由基是大气化学反应重要的中间体,在大气复合污染形成过程中扮演着关键角色,体现在其与大气中的NOx(NO和NO2)和HOx(HO2和OH)等之间的种种反应,这与大气氧化性、光化学臭氧和二次有机气溶胶的形成等密切相关。过氧自由基的种类繁多、结构复杂,且随着质量数的增加,过氧自由基往往呈现出具有不同结构和化学特性的同分异构体/转动构象体。然而,受限于检测技术,过氧自由基的同分异构体的分析一直是科学界一大难点。中科院专利技术,破解检测“瓶颈” 在大气复合污染检测方面,中科院合肥研究院安光所有着诸多成果。2021年,中科院合肥研究院安光所张为俊课题组在乙基过氧自由基光电离质谱研究方面取得新进展,相关成果以“乙基过氧自由基转动构象体的真空紫外光化学研究”为题在线发表于英国皇家化学会期刊Physical Chemistry Chemical Physics。课题组唐小锋研究员与国家同步辐射实验室合作,以光子能量可调谐的同步辐射光作为电离源,结合自行研制的真空紫外光电离自由基质谱仪,开展了乙基过氧自由基(C2H5O2)的光电离质谱实验研究。点击右侧:查看原论文想听更多大咖专业报告吗?机会来了!往下看~云参会:第三届大气监测技术网络会议2022年是个特殊的年份!"十四五"期间,我国生态环境质量改善进入由量变到质变的关键时期。为此,第三届大气检测技术网络大会,特别设立三大专场:(每个专场限800名听众,招满即停哦): 专场1:温室气体监测,聚焦主流科研单位温室气体监测进展、技术解析专场2:新技术与智慧监测,聚焦大气检测与监测新技术;工业园区VOC智慧监测平台介绍专场3:复合大气污染监测,聚焦颗粒物、重金属、有机物检测;臭氧与VOC协同控制与监测免费参会,请点击右侧链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/dqjc2022/快速报名,联系助教:13260310733(微信同号)适合参会人群:各级生态环境监测管理部门,主要为大气环境监测、大气污染应急监测人员;科研院所、企事业单位的从业人员;大气污染治理与防控相关各类业主单位、环境监测检测公司及其他从事大气污染调查工作相关人员;大气污染研究相关的高等院校/科研院所教师、学生;环境实验室分析人员、主任、主管等。部分会议日程表,持续更新中:专场一:温室气体专场嘉宾致辞我国气候变化、大气污染防治有关政策与措施特邀嘉宾致辞报告1傅里叶变换红外技术在温室气体监测方面的应用中科院安徽光学精密机械研究所报告4固定污染源二氧化碳排放连续监测技术中国环境监测总站专场二:新技术与智慧监测报告1LIBS技术原位在线探测大气环境研究进展南京信息工程大学报告4大气监控预警技术(激光雷达技术)山东省青岛生态环境监测中心专场三:大气复合污染监测报告1:先进光谱探测技术分析大气复合污染过程及机理中科院安徽光学精密机械研究所报告8超高效液相色谱-串联质谱法测定大气细颗粒物中全氟烷基酸及其替代物中国疾控中心环境所了解更多环境会议信息,添加仪器信息网唯一环境会议助教微信:13260310733,备注“大气”。
  • 开年新单,爱唯施月内签下2笔大气溯源合同
    2021开年首月,在我司市场及技术团队的努力下,我司与北京环科院就西城白纸坊街道污染源管理合同正式签约。此项目旨在通过爱唯施的服务和技术构建”白纸坊街道污染源管理系统”,服务方案包括对白纸坊街道辖区的污染源管理系统构建,污染溯源,突发污染事件管理等。为空气质量污染溯源、预报预警、重污染应急管理和空气质量达标规划等工作提供核心基础数据支撑。实时量化相关污染物扩散可能影响到的人、企业和地区,发出警报,以便相关部门提前采取管控措施。同时,北京雪迪龙信息科技有限公司 依托江西省金溪县工业园区项目,与我司就工业园区臭味污染溯源技术进行深入交流合作并签订了合作协议。根据协议,爱唯施将提供符合要求的臭味污染溯源技术以及相关的技术咨询服务,对园区布控全方位的点位监测软硬件,实现实时溯源,反向识别,污染预警等等功能。____此两个项目对我司今后打开区域或工业园区的大气环境管理具有开创性意义,下一步我司将与环科院和雪迪龙开展更深入、多方面、多层次的技术交流合作,挖掘更多的市场机会,使爱唯施的精细化,精准化大气管理系统和精尖技术能服务于更多地区和客户!__
  • 《重点区域2021-2022年秋冬季大气污染综合治理攻坚方案》印发 增加实施范围
    重点区域2021-2022年秋冬季大气污染综合治理  攻 坚 方 案  (征求意见稿)  《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》提出,深入打好污染防治攻坚战,强化多污染物协同控制和区域协同治理,基本消除重污染天气。近年来,通过实施秋冬季大气污染综合治理攻坚行动,重点区域空气质量持续改善,2020 年秋冬季,京津冀及周边地区、汾渭平原细颗粒物(PM2.5)浓度比 2016 年同期分别下降 37.5%、35.1%,重污染天数分别下降70%、65%,人民群众蓝天获得感、幸福感明显提高。秋冬季攻坚虽取得积极成效,但空气质量改善成果还不稳固,京津冀及周边地区、汾渭平原等重点区域秋冬季重污染天气仍高发、频发,既影响人民群众身体健康,也直接影响“十四五”空气质量改善目标任务的完成。2021 年是“十四五”规划开局之年,上半年“两高”行业产品产量、煤炭消费量等出现明显反弹,大气环境质量持续改善压力增大。要充分认识 2021-2022 年秋冬季大气污染综合治理工作的重要性和紧迫性,精准扎实推进各项任务措施,通过在重点区域持续开展秋冬季攻坚行动,着力打好重污染天气消除攻坚战,为“十四五”深入打好蓝天保卫战开好局、起好步。  一、总体要求基本思路:以习近平生态文明思想为指导,全面贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,落实减污降碳总要求,以减少重污染天气和降低 PM2.5 浓度为主要目标,突出精准治污、科学治污、依法治污,坚持方向不变、力度不减,抓住产业、能源、运输结构调整三个关键环节,坚决遏制“两高”项目盲目发展,有序推进北方地区清洁取暖,加快实施大宗货物运输“公转铁”,深入开展钢铁行业、柴油货车、锅炉炉窑、挥发性有机物(VOCs)、秸秆禁烧和扬尘专项治理。深化企业绩效分级分类管控,强化区域联防联控,积极应对重污染天气。坚持问题导向,加大监督和帮扶力度,强化考核和执纪问责,切实压实工作责任。  实施范围:考虑各地秋冬季大气环境状况和区域传输影响,重点区域秋冬季攻坚范围在京津冀及周边地区“2+26”城市和汾渭平原城市基础上,增加河北北部,山西北部,山东东、南部,河南南部部分城市。具体为:北京市,天津市,河北省石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、张家口、承德、沧州、廊坊、衡水市,雄安新区,定州、辛集市 山西省太原、阳泉、长治、晋城、大同、朔州、晋中、运城、忻州、临汾、吕梁市 山东省济南、淄博、枣庄、东营、潍坊、济宁、泰安、日照、临沂、德州、聊城、滨州、菏泽市 河南省郑州、开封、洛阳、平顶山、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、许昌、漯河、三门峡、南阳、商丘、信阳、周口、驻马店、济源市 陕西省西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南市(含韩城市)及杨凌示范区。  主要目标:秋冬季期间(2021 年 10 月 1 日至 2022 年 3 月 31日),各城市完成 PM2.5 平均浓度和重度及以上污染天数控制目标。  二、主要任务  (一)坚决遏制“两高”项目盲目发展  各地要深入贯彻落实党中央、国务院关于坚决遏制“两高”项目盲目发展相关决策部署,按照《关于加强高耗能、高排放建设项目生态环境源头防控的指导意见》等文件要求,以石化、化工、煤化工、焦化、钢铁、建材、有色、煤电等行业为重点,全面梳理排查拟建、在建和存量“两高”项目,对“两高”项目实行清单管理,进行分类处置、动态监控。严格落实能耗“双控”、产能置换、污染物区域削减、煤炭减量替代等要求,不符合要求的“两高”项目要坚决整改。认真开展自查自纠,严查违规上马、未批先建项目,严格依法查处违法违规企业。对标国内外产品能效、环保先进水平,推动在建和拟建“两高”项目能效、环保水平提升,推进存量“两高”项目改造升级。严厉打击“两高”企业无证排污、不按证排污等各类违法行为,及时曝光违反排污许可制度的典型案例。  (二)落实钢铁行业错峰生产相关要求  贯彻落实党中央、国务院关于钢铁行业化解过剩产能以及粗钢产量压减决策部署,做好钢铁去产能“回头看”工作,严防“地条钢”死灰复燃。严禁新增钢铁冶炼产能,严格环境准入,除搬迁、产能置换外,不得审批新增产能项目。新建钢铁项目投运前,用于置换的产能需同步退出。严格执行 2021 年粗钢产量压减工作有关要求,各省份要将压减量细化分解到企业,按照“可操作、可核查、可统计”原则制定工作方案,按月调度完成情况,强化事中事后监管。  按照工业和信息化部、生态环境部要求,切实抓好钢铁行业采暖季期间错峰生产工作,指导相关城市制定钢铁错峰生产方案,统筹谋划、周密部署,对钢铁压产量和错峰生产措施逐一进行检查,督促落实。结合各企业能源消耗、环保绩效、安全生产、技术装备等因素,采取市场化、法治化办法实施差异化管控,避免“一刀切”。环保绩效评级 A 级企业、完成超低排放改造的全废钢短流程炼钢企业自主采取减排措施,但须确保秋冬季期间粗钢产量同比不增加 其他企业根据不同环保绩效评级和目标任务执行差异化错峰生产比例,环保绩效评级越低错峰生产比例越高 对2021 年以来中央生态环境保护督察、钢铁去产能“回头看”检查等发现存在违法违规行为、产能利用率超过 120%、未列入工业和信息化部钢铁行业规范公告的钢铁企业加大错峰生产比例。各城市错峰生产实施方案要按具体高炉设备停产为基础,不得以减负荷生产方式代替,落实到具体企业、生产线、生产设施和时间段,与高炉配套的焦炉、烧结、球团、石灰窑等生产设备错峰生产比例不得低于高炉错峰生产比例。钢铁企业要按照《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》要求,把超低排放贯穿于全工序、全流程、全生命周期,高质量推进超低排放改造工作,因厂制宜选择成熟适用的技术路线,力求企业领导真重视、资金真投入、实施真工程、管理水平真提升。各地要增强服务意识,协调解决企业改造过程中的困难和问题,指导完成超低排放改造的企业,按照《钢铁企业超低排放评估监测技术指南》及时开展评估监测。对未达到超低排放要求的企业,各地要按照环保绩效分级采取不同的应急减排措施,同时,严格落实差别化电价、水价政策,实行差异化环保管理措施。  (三)积极稳妥实施散煤治理  全面完成发展改革委等十部委《北方地区冬季清洁取暖规划(2017-2021 年)》任务目标。按照“以气定改、以供定需,先立后破、不立不破”的原则,在保证温暖过冬的前提下,集中资源以区县或乡镇为单元成片推进清洁取暖。因地制宜、科学规划清洁取暖技术路线,确保居民可承受、效果可持续。各城市要全面排查梳理散煤治理改造确村确户情况、高污染燃料禁燃区划定情况,对未完成散煤治理的要建立清单(具体落实到县、乡、村及户)。已纳入中央财政支持北方地区清洁取暖试点 3 年以上的城市,平原地区散煤基本清零(改造户数比例达到 98%以上)。有条件的地区要加大山区散煤治理力度。2021 年新改造尚未得到采暖季运行检验的,不得强制要求拆除原有燃煤取暖设施。河北、山西、山东、河南、陕西等地要加强种植业、养殖业、农副产品加工业等农业散煤清洁能源替代工作。根据各地上报情况,2021 年采暖季前,各地共完成散煤替代 367 万户。其中,北京、河北、山西、山东、河南、陕西分别完成 2 万户、79 万户、81万户、165 万户、5 万户、35 万户。全力做好气源电源等供应保障。加快推进天然气产供储销体系建设,天然气基础设施以及储气设施等重点工程确保按计划建成投产,提前做好冬季调峰保供资源储备,入冬前做到应储尽储。优化天然气使用方向,采暖期新增天然气向重点区域倾斜,优先保障居民取暖需求。2021 年采暖季前,上游供气企业与各地下游燃气企业完成供气合同签订,将本年度居民“煤改气”预计新增气量全部纳入居民生活用气范畴,并按照居民气价统一结算,实行“量价齐保”,对居民气量有争议的,由当地人民政府负责认定。各地要进一步完善调峰用户清单,夯实“压非保民”应急预案。地方政府对“煤改电”配套电网工程和天然气管网建设应给予支持,统筹协调项目建设用地等。油气、管网、电网、发电、铁路等国有企业要切实担负起社会责任,加大基础设施投入,确保气源电源稳定供应。  严防散煤复烧。依法将整体完成清洁取暖改造并稳定运行的地区划定为高污染燃料禁燃区,原则上清洁取暖稳定运行三年以上的地区全部纳入高污染燃料禁燃区范围,制定实施相关配套政策措施。加强监督检查,打击违法销售散煤行为,防止已完成清洁取暖改造的用户散煤复烧。对暂未实施清洁取暖的地区,要采用符合国家或地方标准要求的煤炭产品,严厉打击劣质煤销售,对散煤经销点进行监督检查。  (四)深入开展锅炉和炉窑综合整治加大燃煤锅炉(含茶水炉、经营性炉灶、储粮烘干设备等燃煤设施)、炉窑淘汰整治力度。在保证电力、热力供应前提下,加快推进热电联产机组供热半径 30 公里范围内燃煤锅炉及落后燃煤小热电关停整合。2021 年 12 月底前,每小时 35 蒸吨以下的燃煤锅炉基本淘汰,保留的燃煤锅炉,要逐一建立清单台账。全面淘汰炉膛直径 3 米以下的燃料类煤气发生炉及间歇式固定床煤气发生炉,取缔燃煤热风炉 以煤炭为燃料的加热炉、热处理炉、干燥炉等改用工业余热或电能,加快推进铸造(10 吨/小时及以下)、岩棉等行业冲天炉改为电炉。  实施锅炉、炉窑大气污染治理设施升级改造。各地要以采用低效治理设施的燃煤锅炉、生物质锅炉、煤气锅炉和工业炉窑为重点,开展锅炉、炉窑大气污染治理情况排查抽测,对不能稳定达标排放的督促整改。实施治污设施提效升级,采取脱硫除尘一体化、脱硫脱硝一体化等低效治理工艺的应进行升级治理,确保稳定达标排放。采用氧化镁、氨法、单碱法、双碱法等脱硫工艺的,在秋冬季前要完成一次检修,防止造成脱硫系统堵塞,确保脱硫设施稳定运行。推进燃气锅炉低氮燃烧改造,对低氮燃烧器、烟气再循环系统、分级燃烧系统、燃料及风量调配系统等关键部件要严把质量关,确保低氮燃烧系统稳定运行 燃气锅炉原则上不得设置烟气再循环系统开关阀,确有必要的,应设置电动阀或气动阀,保存相关参数历史数据。生物质锅炉应采用专用锅炉,配套旋风+布袋等高效除尘设施,禁止掺烧煤炭、垃圾、工业固体废物等其他物料,氮氧化物浓度超过排放标准限值的应配备脱硝设施 推进城市建成区生物质锅炉超低排放改造 采用 SCR 脱硝工艺的,秋冬季前要对催化剂使用状况开展检查,确保脱硝系统良好稳定运行。煤气锅炉应采用精脱硫煤气为燃料或配备高效脱硫设施,氮氧化物浓度超过排放标准限值的应配备脱硝设施。  (五)扎实推进VOCs治理突出问题排查整治  严格落实《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》有关要求,高质量完成排查治理工作。2021 年 10 月底前,以石化、化工、工业涂装、包装印刷以及油品储运销为重点,结合本地特色产业,组织企业针对挥发性有机液体储罐、装卸、敞开液面、泄漏检测与修复、废气收集、废气旁路、治理设施、加油站、非正常工况、产品 VOCs 含量等 10 个关键环节完成一轮排查工作。在企业自查基础上,各地生态环境部门开展一轮检查抽测,对排污许可重点管理企业全覆盖。2021 年 12 月底前,各地对检查抽测以及夏季臭氧污染防治监督帮扶工作中发现存在的突出问题,指导企业制定整改方案加快按照治理要求进行整治,提高 VOCs 治理工作的针对性和有效性,做到“夏病冬治”。加强国家和地方涂料、油墨、胶粘剂、清洗剂等产品 VOCs 含量限值标准执行情况的监督检查。培育树立一批 VOCs 治理的标杆企业,加大宣传力度,形成带动效应。  (六)加快推进柴油货车污染治理  全面完成京津冀及周边地区、汾渭平原国三及以下排放标准营运中重型柴油货车淘汰任务目标,已经淘汰的柴油货车,要按照要求进行集中拆解,确保真淘汰。加大检查力度,严禁已淘汰车辆在城市周边、农村等地区非法营运或进入工矿企业内部使用。各城市要组织开展国六排放标准重型燃气车专项检查,通过路检路查、入户检查等方式,检查核实环保信息公开、污染控制装置和排放等情况,重点核实三元催化器和后氧传感器是否异常,严厉查处制售假冒伪劣三元催化器及回收、私拆三元催化器行为,对查出异常的车辆,除按规定进行处罚外,还要倒查排放检验机构年检情况。  鼓励以港口、矿山和大型工业企业为重点,出台推进国一及以下排放标准(或使用 15 年以上)非道路移动机械、国三及以下排放标准场内作业车辆淘汰更新政策。积极推进港口、机场、物流园区、工矿企业场内作业车辆和机械新能源化,率先在钢铁等行业开展氢燃料电池车示范。按要求完成非道路移动机械环保标识登记,开展执法检查,严厉查处场内作业机械、车辆超标和冒黑烟问题,实现重点场所全覆盖,将超标排放突出的单位纳入失信企业名单。  各城市要建立打击非标油部门协作机制,按照成品油标准对内燃机燃料进行管理,坚决打击非标油品,对柴油进口、生产、仓储、销售、运输、使用等全环节加强监管,全面清理整顿无证无照的自建油罐、流动加油车(船)和黑加油站点 加大车船油箱实际使用柴油抽测力度,对发现的非标油问题线索进行追溯,严厉追究相关生产、销售、运输者主体责任。  (七)推进大宗货物“公转铁”  各地要加快推进铁路专用线和联运转运装卸衔接设施建设,提升现有专用线运输能力,推进重点区域铁路场站适货化改造。推进年货运量 150 万吨以上的工矿企业、物流园区基本实现铁路专用线连接,其他企业发展“铁路+新能源接驳或封闭式皮带管廊”的运输模式。加快推进沿海港口矿石疏港“公转铁”,沿海主要港口、唐山港公路集输港运量下降 10%。以港口和火电、钢铁、石化、化工、煤炭、焦炭、有色、建材(含砂石骨料)等行业和工业园区为重点,开展大宗货物运输摸底调查,逐一核实铁路、水路、管道等清洁运输情况,12 月底前完成港口和重点行业大宗货物运输结构调整“一企一策”方案。加快提高唐曹、迁曹铁路货运量,水曹铁路实现年底通车运行。重点区域直辖市、省会城市推进“内集外配”的城市物流公铁联运方式。  (八)强化秸秆禁烧管控  坚持疏堵结合,因地制宜大力推进秸秆综合利用。强化地方各级政府主体责任,充分发挥村组基层组织作用,完善网格化监管体系,实现全覆盖、无死角。推进“人防”“技防”结合,综合运用卫星遥感、高清视频监控、无人机等手段,提高秸秆焚烧火点监测精准度。自 2021 年 10 月起,开展秋收阶段秸秆禁烧专项巡查,重点紧盯极易焚烧秸秆的收工时、上半夜、下雨前和播种前 4 个时段,加强田间地头巡逻检查。严格落实地方禁烧监管目标责任考核和奖惩制度,对秸秆焚烧问题突出、大气污染严重的,严肃追责问责。相关部门指导东北地区做好秸秆禁烧工作,降低传输过程对本区域的环境影响。  (九)加强扬尘综合管控  强化扬尘管控,各城市平均降尘量不得高于 7 吨/月平方公里,鼓励各地细化降尘量控制要求,逐月实施区县降尘量监测排名。加强施工扬尘精细化管控,严格执行“六个百分之百”,道路、水利等线性工程实行分段施工。将施工、监理单位扬尘防治落实情况纳入信用评价管理。强化道路扬尘整治,推进吸尘式机械化湿式清扫作业,加大城市外环路、城市出入口、城乡结合部等重要路段冲洗保洁力度。对城市公共区域、长期未开发的建设裸地,以及废旧厂区、物流园、大型停车场等进行排查建档,采取绿化、硬化等措施及时整治扬尘。全面清理整治铁路两侧500 米范围内的防尘网,对原防尘网覆盖的渣土堆等,进行清除、固化处理或喷洒抑尘剂。2021 年底前,沿海及内河大型煤炭、矿石等干散货码头和主要交通干线、铁路物料堆场全面完成抑尘设施建设和物料输送系统封闭改造。  (十)有效应对重污染天气  持续优化绩效分级应急减排工作。各地应严格按照《重污染天气重点行业绩效分级及减排措施》及其补充说明的相关要求,持续推进重点行业绩效分级工作,并针对地方特色行业,结合实际污染排放水平自行制定统一的绩效分级标准,实施差异化减排措施。在此基础上,进一步完善应急减排清单,梳理保障民生、保障城市正常运转或涉及国家战略性产业等保障类企业名单,细化除小微涉气企业外的非保障类企业管控措施。做到减排清单涉气企业覆盖全、保障类企业名单真实有效、非保障类企业管控措施可落地、可核查。各地须进一步规范应急减排措施。对于单独发放排污许可证的企业,须作为独立企业制定应急减排措施,不得将多个独立排污许可证企业生产工序合并共同制定应急减排措施。应急减排措施应按生产线计,不得以降低生产负荷、缩短生产时长等难以核查的方式制定应急减排措施。各地在绩效分级过程中,应加强中控数据记录的管理,重点行业关键数据均应纳入中控数据记录。加强空气质量预测预报能力建设。各地应持续提升空气质量预测预报准确性,依法及时启动重污染天气预警,采取应急减排措施。同时,加大监督执法力度,确保减排措施落地有效。同时,当预测到区域将出现大范围重污染天气时,各省(市)及时发布相应级别预警,组织相关城市开展区域应急联动。  三、保障措施  (十一)加强组织领导。各地要切实加强组织领导,把秋冬季大气污染综合治理攻坚行动作为“十四五”深入打好蓝天保卫战、重污染天气消除攻坚战的关键举措,要借鉴以往秋冬季攻坚行动成功经验,避免出现不担当作为、放松监管要求、采取“一律关停”“先停再说”简单粗暴措施等问题。各城市要将秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案任务逐级细化,分解到各区县、各部门,明确时间表和责任人,并将主要任务纳入当地督查督办重要内容,建立重点任务完成情况定期调度机制。2021 年 10 月底前,各省(市)要将散煤治理确村确户清单、锅炉清单、高污染燃料禁燃区划定情况等报生态环境部,2022 年 4 月 15 日前报送秋冬季攻坚总结。  (十二)加大政策支持力度。加大价格政策支持力度。各省(市)要认真落实《关于北方地区清洁供暖价格政策的意见》,保障民生用气价格基本稳定,加强输配环节价格监管,减少供气层级,有效降低各环节费用。完善峰谷分时价格制度,完善采暖用电销售侧峰谷电价,进一步扩大采暖期谷段用电电价下浮比例。鼓励各地结合实际对限制类、淘汰类企业,以及满足超低排放要求的工业企业实施差别化电价政策。  加大财政政策支持力度。各地要切实采取措施,优化投入结构,控制支出成本,多渠道募集资金支持清洁取暖,中央财政结合各地实际情况在一定时期内适当给予运营支持。清洁取暖补贴要因地制宜,区别不同地区,不同人群差异化精准施策,重点向农村低收入人群倾斜,不搞“一刀切”,确保清洁取暖设施用得上、用得起、用得好。  加大信贷融资支持力度。支持符合条件的企业通过债券市场进行直接融资,募集资金用于大气污染治理等。全面开放铁路专用线投资建设、运营维护市场,鼓励金融机构加大对铁路和多式联运企业金融服务的支持力度,积极引导社会资本以多种形式参与投资建设铁路专用线。  (十三)完善监测监控体系。加强环境质量监测能力建设,各地要按照《“十四五”全国细颗粒物与臭氧协同控制监测网络能力建设方案》要求加强秋冬季颗粒物组分监测和 VOCs 监测,颗粒物组分监测结果要及时报送中国环境监测总站,并在区域内共享。  加强污染源监测监控,将涉 VOCs 和氮氧化物的重点企业纳入重点排污单位名录,覆盖率不低于工业源 VOCs、氮氧化物排放量的 65%,完成重点污染源大气主要排放口自动监控设施安装并与生态环境部门联网 对已安装自动监测设备运行情况开展检查,对自动监测设备不正常运行、监测数据造假等违法问题要及时严肃查处。鼓励企业安装治理设施工况监控、用电(用能)监控、视频监控等。加快提升移动源监测监管能力,建立以机动车排放为重点,涵盖非道路移动机械、船舶等的移动源监测体系,2021 年 12 月底前,各地在划定的低排放控制区开展非道路移动机械排放监测,完成交通空气质量监测站点规划,推进交通空气质量和流量监测。  加强对企业自行监测的监督管理,提高企业自行监测数据质量 联合有关部门对第三方检测机构实施“双随机、一公开”监督抽查,2022 年 3 月底前,公开一批监测数据质量差甚至篡改、伪造监测数据的机构和人员名单。  (十四)加大监督和帮扶力度。各地要围绕秋冬季大气污染攻坚主要任务,精准、有效开展环境监督执法,对排放稳定达标、运行管理规范、环境绩效水平高的企业,可按有关规定纳入监督执法正面清单 对监督执法中发现的问题,要督促有关企业切实履行生态环境保护责任,严格整改要求,确保整改到位,并举一反三加强监管 对违法情节及后果严重、屡查屡犯的,要依法严厉查处,典型案例公开曝光。加强联合执法,在油品质量、煤炭质量、涉 VOCs 产品质量、柴油车尾气排放抽查、扬尘管控等领域实施多部门联合执法,建立信息共享机制,形成执法合力。加强重污染天气应急响应期间执法监督力度,加密应急响应期间执法检查频次,督促企业落实重污染应急减排责任。  加大易发多发问题监管执法力度。对企业大气污染治理设施安装运行情况、废气旁路管理情况、排污口设置情况、运行记录台账等开展排查,加强执法监测联动。重点查处通过旁路、废弃烟道等偷排直排,未安装治污设施,不正常运行治污设施,超标排放,排污口与排污许可证不一致,未按规定设置采样平台、采样口,未建立环境管理台账、台账弄虚作假、台账记录不规范等行为。  生态环境部统筹全国生态环境系统力量,持续开展重点区域秋冬季监督帮扶工作。针对不同时段的环境空气质量形势,动态确定监督帮扶城市范围,按照不同城市的差异化特点,安排不同的监督帮扶任务。重点做好重污染天气应急响应监督检查、清洁取暖保障、锅炉炉窑综合治理等专项帮扶工作。对 2021 年以来监督帮扶中发现的问题实行“拉条挂账”式跟踪管理,督促各地建立问题台账,制定整改方案,并落实整改。对监督帮扶问题整改落实情况开展“回头看”,加强现场核实,督促整改到位,防止问题反弹。  (十五)强化考核督查和执纪问责。将秋冬季大气污染综合治理重点攻坚任务落实不力、环境问题突出,且环境空气质量明显恶化的地区纳入中央生态环境保护督察范畴。结合第二轮中央生态环境保护督察工作,重点督察地方党委、政府及有关部门大气污染综合治理不作为、慢作为以及“一刀切”等乱作为,甚至失职失责等问题,对问题严重的地区视情开展点穴式、机动式专项督察。  京津冀及周边地区大气污染防治领导小组办公室定期调度各地重点任务进展情况。秋冬季期间,生态环境部每月通报各地空气质量改善情况和降尘量监测结果 对每季度空气质量改善幅度达不到目标任务或重点任务进展缓慢或空气质量指数(AQI)持续“爆表”的城市,下发预警通知函 对未能完成终期空气质量改善目标任务或重点任务进展缓慢的城市,公开约谈政府主要负责人。发现篡改、伪造监测数据的,考核结果直接认定为不合格,并依法依纪追究责任。
  • 世卫国际癌症研究机构首次认定“大气污染致癌”
    世界卫生组织下属国际癌症研究机构10月17日发布报告,首次指认大气污染&ldquo 对人类致癌&rdquo ,并视其为普遍和主要的环境致癌物。有专家认为,量化到每个人,大气污染的致癌几率不高,但危害在于几乎难以完全避免这种可能。   国际癌症研究机构专家说,在人口密集且工业化发展迅速的经济体,人们面临的大气污染威胁显著加大。这份报告向国际社会传递一个强烈信号,即迫切需要采取有效措施,减少影响人们工作和生活的大气污染。   首次归类   设在法国里昂的国际癌症研究机构在报告中说,有充足证据显示,暴露于户外空气污染中会致肺癌,而且患膀胱癌的风险会相应增加。   报告说,接触颗粒物和大气污染的程度越深,罹患肺癌的风险越大。尽管大气污染物成分以及人们与污染的接触程度因地点不同而差异明显,报告给出的结论仍适用于全球所有地区。   国际癌症研究机构对物质致癌性的评估分为4大类,由轻到重依次为第四类的&ldquo 不大可能对人类致癌&rdquo 、第三类的&ldquo 无法界定是否对人类致癌&rdquo 、第二类的&ldquo 可能或很可能对人类致癌&rdquo 以及第一类的&ldquo 对人类致癌&rdquo 。   这家机构先前已将大气污染中的一些成分界定为第一类致癌物,比如柴油尾气,但这是第一次将大气污染作为整体列为第一类致癌物。由此,大气污染在致癌方面的危险程度已经与烟草、紫外线和石棉等致癌物处于同一等级。   &ldquo 我们呼吸的空气已经被一些致癌物质所污染,&rdquo 国际癌症研究机构负责致癌评估的&ldquo 专著大纲&rdquo 主管库尔特· 斯特拉伊夫说,&ldquo 我们现在知道,户外空气污染不仅是公众健康的主要风险,还是导致癌症病死的最主要环境因素。&rdquo   &ldquo 难以避免&rdquo   国际癌症研究机构专家此前召开了为期一周的工作会议,就大气污染物致癌性审议了来自全球五大洲研究机构的1000多篇最新论著,最终做出上述认定。   作为世卫组织负责癌症研究的权威机构,国际癌症研究机构&ldquo 专著大纲&rdquo 的致癌评估被视作&ldquo 致癌物百科全书&rdquo 。   按照斯特拉伊夫的说法,大气污染是&ldquo 最重要的环境致癌物,甚于被动吸烟&rdquo 。不过,斯特拉伊夫强调,就个人而言,大气污染构成的风险&ldquo 低&rdquo 。但是,大气污染的主要成因普遍存在,难以避免,包括汽车尾气排放、发电站、工业和农业排放等。   &ldquo 这些东西人们难以避免,&rdquo 斯特拉伊夫说,&ldquo 当我走在柴油尾气排放严重的街头,我只能试着绕远一点,你能做的只有这些。&rdquo   哈佛大学公共卫生学院教授弗兰切丝卡· 多米尼奇认为,量化到每个人,大气污染的致癌几率不高,但危害在于几乎难以完全避免这种可能。   &ldquo 你可以选择不喝酒或者不抽烟,但无法控制你是否曝露于空气污染中,&rdquo 哈佛大学公共卫生学院教授弗兰切丝卡· 多米尼奇说,&ldquo 你不能就这么决定不呼吸。&rdquo   敲响警钟   根据这一机构现有的最新统计数据,全球2010年因肺癌死亡的患者中,22.3万人因大气污染患癌。报告还提及,人们面临的大气污染威胁近年来&ldquo 显著加大&rdquo ,这一问题在人口密集且工业化发展迅速的经济体尤其突出。   &ldquo 将大气污染列为&lsquo 对人类致癌&rsquo 是重要一步,&rdquo 国际癌症研究机构负责人克里斯托弗· 怀尔德说,&ldquo 有一些有效方法能减少大气污染。鉴于全球范围内人们普遍接触这种污染,这份报告向国际社会传递了一个强烈信号,应立即采取行动。&rdquo   &ldquo 专著大纲&rdquo 主管斯特拉伊夫说,世卫组织和欧盟委员会正在审议这一机构对遏制大气污染提出的建议。   &ldquo 这(大气污染)应该引起世界各国和环保机构的关注,&rdquo 主管库尔特· 斯特拉伊夫说,&ldquo 人们可以通过不驾驶大排量汽车(为改善环境)做出贡献,但这更需要国家和国际机构推行更广泛政策。&rdquo
  • 关乎人类未来——中科院微生物所所长等人谈微生物组研究
    p   当人类第一次认识到微生物的存在时,并不知道这种个头微小的生命体是地球生态系统的基石、关系人类健康的重要因素——它不仅将极大地帮助人类克服当今所面临的生存挑战,还能提供人类未来生存之道。如今,人类基因组的神秘面纱已渐渐揭开,微生物组又成为各国生命科学竞争的焦点,纷纷启动微生物组研究计划。科学家们呼吁,在人类基因组计划中作为后来者和参与者的中国,应在新一轮国际大科学计划的竞争中加快步伐,这样才能在未来的竞争中占有一席之地。 /p p    strong 微生物组与人体健康 /strong /p p   1928年7月,科学家亚历山大· 弗莱明揭开了发现微生物合成抗生素的伟大时代。青霉素就是一种微生物的代谢产物。它的发现,挽救了无数人的生命,并显著提高了人类普遍的寿命。 /p p   一种微生物拯救了成千上万的个体生命,一群微生物能够拯救未来人类的生存。 /p p   自微生物组概念提出以来,人们对微生物组的关注热度不断增加,分析梳理在各个领域取得的显著成果发现,人们对人体健康微生物组关注最大,特别是在消化道微生物组方面,已经发现肠道微生物组与糖尿病、肝病、肥胖症、精神疾病等具有相关性,对艰难梭菌引发痢疾的菌群移植治疗方案,不仅颠覆了传统治疗方案,还进一步提出了消化道微生物组菌群平衡对身体健康具有重要影响的新理念。目前研究发现,人肠道中栖居多达1000种微生物,每个人肠道中平均有160种微生物物种,其细胞数量更是人体自身细胞数量的10倍,这些微生物与人体衰老、中草药疗效等,有着密切的关系。 /p p   《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》指出,疾病防治重心前移,坚持预防为主、促进健康和防治疾病结合 加强中医药继承和创新,以中医药理论传承和发展为基础,通过技术创新与多学科融合,丰富和发展中医药理论。 /p p   越来越多的研究表明,人体健康与微生物组关系密切,包括消化微生物组、呼吸道微生物组、生殖道微生物组、口腔微生物组、表皮微生物组等,微生物组是人体不可分割的一部分。人体微生物组研究成果将在慢性病的预防和控制、亚健康的调理、医疗理念的革命和新技术发展等领域,产生重大影响。 /p p   中国幅员辽阔,不同民族和地域的健康人群可能具有特征性的微生物组 传统中医药是中华民族的宝藏,有研究表明传统中药有效组分需要肠道微生物的参与才能激活。解析健康微生物组与人体互生共利的机制、病原微生物与人体细胞和健康微生物组细胞互作的机理、中药药效与肠道微生物组的因果关系、发展基于微生物组的健康维护和疾病治疗与预防技术等,是人体微生物组的重要研究内容,必将促进中医药产业的健康发展。 /p p   strong  微生物组与食品安全 /strong /p p   粮食生产安全和农作物品质提升对我国农业发展提出了更高的科技需求,与农作物相依相生的微生物组是影响作物生长、产量和品质的重要因素,也是目前生命科学研究的前沿。 /p p   农作物微生物组重点关注四大口粮和七大经济作物的增产抗病和品质提升,服务“增效减施”。结合根际微生物组、作物表皮(叶面)微生物组、内共生微生物组等,研究微生物组对作物(水稻、棉花、小麦、大豆、土豆、蔬菜、中草药植物)重要农艺和药效性状,包括抗病性、抗逆性、产量、品质等生理活动的影响与调控机制,分析重要生物化合物(如激素、挥发性化合物等)在微生物组与作物相互作用之间的调控功能 研究微生物组对作物连作障碍的影响和克服手段 对影响作物产品采后品质的微生物组进行研究,分析复合感染和控制复合感染的分子机制。在上述研究的基础上,发展能够控制土壤重要性状参数、作物抗病、抗逆、生长和品质,以及克服连作障碍,改良土壤质量的微生物组应用技术,为我国在作物生产过程中减少化肥、农药等的使用,提高我国农产品的产量和品质做出重要贡献。 /p p   家养动物是我国农业生产的重要组成部分,建立适合开展家养动物胃肠道微生物组研究的技术体系,系统深入揭示家养动物(猪、奶牛、禽类等)品种(遗传型)、饲养管理对胃肠道微生物组成和代谢的影响及途径,研究胃肠道微生物与宿主的互作机制,研发能够提高饲料资源转化利用效率和生产性能、增强胃肠道功能与宿主健康、提升养殖环境质量、改善产品(肉、蛋等)品质的微生物学应用技术,显著降低或者消除抗生素使用量促进生态养殖,整体提升我国畜禽养殖科技水平,显著提高我国畜禽养殖效益、保障畜禽产品安全、改善生态环境、促进人类健康。 /p p    strong 微生物组与生态环境 /strong /p p   微生物之间能够互相协作,使得它们在生态系统中更加稳定、更加有效发挥作用,并赋予微生物组(群)具有超越单个微生物的更为强大的功能。多环芳香烃是环境中重要的一类污染物,目前已经发现了能够降解多环芳香烃类化合物的微生物,一种微生物单独培养,可以降解多环芳香烃,但如果多个微生物在一起,其污染物的降解效率和微生物系统的稳定和适应能力都大大提高。 /p p   《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》列举了综合治污与废弃物资源化、脆弱生态系统功能恢复重建、海洋生态与环境保护等发展主题。最近,国家公布了“水十条”“大气十条”“土十条”等一系列建设生态文明的举措。微生物是环境治理和修复的主力军,也是维护生态系统功能的基础。研究维持微生物组结构与功能的基础、微生物群体互作及对污染物降解和消除的影响机制、微生物组与环境因子互动的管控、环境微生物菌剂研制及应用等,服务黑臭水体治理、城市污水净化、污染土壤修复、废弃物综合利用等,是环境微生物组研究的重要内容。 /p p   基于微生物组的理念揭示海洋微生物的代谢过程、信号传导联通和代谢产物形成机制,发展海洋微生物合成生物学技术,释放典型海洋生态系统微生物组蕴藏的特殊代谢途径,指导发现代谢产物、酶、能源等活性物质,发现海洋微生物药物先导化合物。获得能有效去除重金属或塑料污染的海洋微生物,发现参与不同重金属和塑料去除或降解的重要基因(簇),构建能有效脱除各种常见重金属污染和塑料污染的工程菌,初步确立相应生物制品的工艺流程。 /p p   微生物作为地球上分布最为广泛、生物量最大、生物多样性最为丰富的生命形式,蕴藏着极为丰富的物种资源和基因资源,影响整个地球生态系统。全面系统地解析微生物组的结构和功能,搞清相关的调控机制,将为解决人类社会面临的健康、食品和环境等重大系统问题带来革命性的新思路,提供不同寻常的解决方案。 /p p style=" text-align: right " (作者:刘双江 纪海丽,刘双江系中国科学院微生物研究所所长) /p
  • 成果:大气常压磁约束微型直流辉光放电质谱离子源
    p style=" text-align: justify "   近日,中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室与四川大学开展联合研究,发现在大气常压环境中磁场有效约束离子传播特性,并基于此研发出一种大气常压高效痕量检测磁约束微型质谱离子源。相关研究工作以通讯的形式发表在国际期刊Chemical Communications上。 /p p style=" text-align: justify "   直流辉光放电微型等离子体源,凭借其放电的稳定性和等离子体的非平衡特性,在化学分析和环境监测等领域有着独特的技术优势和广阔的应用前景。具有高灵敏度、高选择性和快速响应等特点的质谱法,已成为分析化学领域的核心技术之一,在痕量物种定性和定量检测中发挥着巨大作用。长期以来人们一直致力于提高质谱仪的分析性能。常压离子源,作为质谱仪的核心部件,主要作用是将样品解吸和电离,产生气态样品离子。能否有效将样品离子化和把离子化的待测物传输到检测入口,在很大程度上决定了整个质谱仪分析的灵敏度。 /p p style=" text-align: justify "   在大气环境中,一般通过气流将离子化的待测物输运到质谱仪检测入口。该种传输方式使得很大一部分离子逃逸到环境大气中损失掉,导致传输效率低下。为提高离子传输效率,该研究团队基于常压磁约束离子传播特性,提出一种大气环境中纵向磁场约束离子传输的新方法,研发出一种用于痕量物种检测与分析的大气常压磁约束微型直流辉光放电质谱离子源。该方法关键在于:1)在弱电场中,气流和洛伦兹力共同作用离子,使之做螺旋运动,降低逃逸概率 2)利用离子与环境氮气和氧气等分子的集体碰撞效应,进一步减少约束半径,使得更多的离子传输到检测入口,增加离子传输效率。通过质谱分析,该方法成功地将样品质谱信号强度提高到原来的10倍,检测限可降低到原有的1/10,使得部分有机物待测样品的检测限达到几十PPt的水平。该项工作为化学分析和环境监测等领域提供了更为可靠的检测手段,为低温等离子体的应用拓展了新的研究方向。该工作受到科技部、国家自然科学基金委和中科院“西部青年学者”项目的资助。 /p p style=" text-align: justify "   近几年来,瞬态光学与光子技术国家重点实验室在等离子体基础研究领域实现了一次又一次原理上的创新和技术上的突破,取得了一系列原创科研成果。研究团队曾首次将“透镜扩束”概念引入低温等离子体领域,提出“电场透镜模型”,构建大气压均匀弥散放电新的基础理论,该项工作以封面和亮点文章发表于国际应用物理类学术期刊JAP (2017)。此外,在低温等离子体领域已连续8篇论文发表于国际学术期刊APL。上述成果为西安光机所等离子体学科的发展奠定了坚实的基础。 /p p style=" text-align: center " img title=" 大气常压质谱离子源.webp.jpg" alt=" 大气常压质谱离子源.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7631dd7f-9436-45d8-b144-ba3c9e5173cc.jpg" / /p p style=" text-align: center "   大气常压磁场约束离子运动轨迹及样品阿司匹林溶液质谱检测 /p p style=" text-align: justify "  文章链接: a href=" https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cc/c8cc05360j#!divAbstract" target=" _blank" https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/cc/c8cc05360j#!divAbstract /a /p p style=" text-align: justify " & nbsp /p
  • 紫外高光谱大气成分探测仪等随大气环境监测卫星进入预定轨道
    4月16日2时16分,大气环境监测卫星在太原卫星发射中心成功发射。卫星上装载了中科院合肥研究院安光所自主研发的三台载荷——紫外高光谱大气成分探测仪EMI、多角度偏振成像仪DPC、高精度偏振扫描仪POSP。图片来源:新华社(郑斌摄)大气环境监测卫星是国家民用空间基础设施首批启动的综合探测卫星,由国家生态环境部牵头、中国航天科技集团有限公司八院抓总研制,是国家民用空间基础设施中长期发展规划中的科研卫星,也是世界首颗具备二氧化碳激光探测能力的卫星。它装载了包括EMI、DPC、POSP在内的五台遥感仪器,国际上首次采用了主被动结合、多手段综合的探测体制,能够大幅提升全球碳监测和大气污染监测能力。卫星在轨应用后将显著提升生态环境、气象和农业等多领域定量遥感服务能力,助力我国实现碳中和与碳达峰、生态文明建设等国家战略,推动航天强国建设。EMI仪器具有2600千米观测幅宽,最小可探测光谱波长间隔0.6纳米,通过对多种气体吸收光谱“指纹”信息的准确识别,可实现单日覆盖全球,对二氧化氮、二氧化硫、臭氧和甲醛等污染气体开展监测。DPC仪器获取的全球大气气溶胶和云的时空分布信息和POSP仪器通过穿轨扫描获取的高精度大气气溶胶参数,在国际上首次实现了DPC和POSP 的“偏振交火”探测方案,可实现对PM2.5、灰霾等颗粒物污染的定量观测,以满足全球气候变化研究、大气环境监测、遥感数据高精度大气校正等应用需求。此次合肥研究院承担的大气环境监测卫星载荷于2021年3月完成正样交付,2022年2月大气环境监测卫星试验队进入发射场以来,不辱使命,奋力攻关,圆满完成了发射前各阶段测试任务。大气环境监测卫星的成功发射和在轨应用标志着我国在大气遥感领域达到国际领先水平。载荷开机运行后,将与2021年9月发射的“高光谱观测卫星”组网运行,增加我国大气环境卫星观测频次,提高重访能力和全球覆盖能力,为我国实现减污降碳协同增效、建设美丽中国的目标提供有力支撑。
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