腾格里沙漠东南部近地层沙尘水平通量和降尘量随高度的变化特征

沙漠是近地层沙尘物质的重要来源之一,沙漠地区近地层水平输送的沙尘物质随高度的变化特征和不同高度处的沉降量直接影响着沙尘的输送过程.选择腾格里沙漠东南缘流动沙丘区的风沙科学观测场为研究区,利用沙尘水平通量采集器和降尘测量器对近地层约50 m的不同高度水平运动的沙尘和降尘进行了近2年的观测,对沙漠地区近地层水平运动的沙尘随高度变化特征及不同高度的降尘量进行了讨论.结果表明:沙尘的水平通量和降尘量均随高度的增加而减小,二者与高度均可表示为指数函数的关系;同时,沙尘水平通量与降尘量之间存在正相关关系,二者可用线性函数相互转换.     

腾格里沙漠东南缘春季降尘量和粒度特征

根据腾格里沙漠东南缘风沙科学观测场实测的降尘资料,对该地区春季(3~5月)降尘量和降尘粒度特征进行了研究.结果表明:该地区5月的降尘量最大,其次为4月和3月.春季降尘量的平均值为1053.3kg/hm2.研究区降尘平均粒径较粗,以沙物质为主.分选性较差至很好.偏度近对称至极正偏.峰度中等至很窄.受风速、地表粗糙度和沙源的影响,降尘粒级分布既有单峰,又有双峰和三峰,主要以双峰为主,同时,所有粒径中跃移颗粒约占90%,近距离输送的悬移颗粒占7%左右,而远距离输送的悬移颗粒仅占不到4%.因此可以认为,该地区跃移颗粒的跳跃高度高于前人的研究结果.同时,在腾格里沙漠东南缘的沙漠地区,大气降尘主要以局地的沙粒为主,远源沙尘贡献并不多.     

基于精细化观测的沙尘通量分布特征

研究沙尘随高度的变化特征对揭示沙尘物质在近地层分布特征具有重要意义。为揭示0—80 m沙尘通量的垂直分布规律,在野外实测的基础上,选取2008年7月20日、8月7日、8月19日、8月29日4次沙尘天气,对贴地层（0—0.05 m）、中间层（0.05—2 m）、近地层（2—80 m）的沙尘通量进行对比分析。结果表明：贴地层（0—0.05 m）,沙尘通量随着高度的增高呈增加趋势,最大值为1604.29 g?mm^?2。中间层（0.05—2 m）,沙尘通量随高度分布的关系为幂函数关系,且随着高度的升高沙尘通量减小,决定系数R²值均在0.9以上。近地层（2—80 m）,沙尘通量随高度增加呈分段函数分布,32 m、48 m处为沙尘通量的拐点高度。由此看出,研究沙尘通量对阐明沙尘输送机制非常重要,不仅可加强对沙尘输送的定量研究,还可为沙尘输送的数值模拟提供重要参数。     

民勤沙尘源区近地面降尘特征研究

借助近地面沙尘暴监测系统进行沙尘暴监测,分析民勤沙尘源区近地面降尘分布特征.结果表明:民勤降尘量与沙尘天气发生频率密切相关,春季3,4月沙尘高发期月降尘量分别为9.0和9.5 mg/cm2.降尘随距地面高度的增加而减小,最大降尘出现在近地面1 m处,月降尘量为9.7 mg/cm2;降尘受下垫面条件影响较大,从荒漠区到绿洲边缘,风速减弱4.11%,总降尘量由25.0 mg/cm2减少到20.6 mg/cm2;绿洲内部受防护林作用,风速减弱30.45%,总降尘量增到24.6 mg/cm2,最大降尘量提高到近地面9 m处,与绿洲防护林冠层平均高度相吻合.风速对近地面20m内的降尘影响明显,平均降尘量2.5 mg/cm2.距地面9 m的高度范围内,降尘随持续时间变化迅速增加,降尘增量可达3.1 mg/cm2.      

北京及其北部地区大气降尘中的黑碳含量特征

在北京及其北部地区的10个采样点开展了为期一年的大气降尘样品采集,并测定了降尘样品中的黑碳含量.结果表明:该地区大气降尘中黑碳含量的时空差异明显,变化范围在1.21 ～50.10 mg·g-1之间.研究区总体平均月降尘黑碳含量最低、最高值分别为5月份的3.32mg·g-1和9月份的10.40 mg·g-1.总体而言,整个研究区夏秋季节降尘中黑碳含量普遍高于春冬季节.这主要是由于冬春季节,沙尘天气频发,降尘中表土来源比例增多,对降尘的黑碳浓度起到“稀释”作用.研究区各点降尘中黑碳的年通量在1659 mg·m-2·a-1(北京城区)和761mg·m-2,a-1(丰宁)之间.主要黑碳排放源强度的常年持续性,决定了城市地区的降尘中黑碳通量季节间差异较小.而在一些受沙尘天气影响大的地区,沙尘暴主导的月份里降尘量较多,也产生了相对高的黑碳通量.     

黄土高原黄土的成因:沙尘气溶胶源汇模拟与黄土堆积

黄土高原是重要的降尘区还是沙尘源区这一科学问题至今未有确切定论.本文利用北半球气溶胶区域气候模式NARCM,根据1995~2004年10a的模拟数据,分析了中国区域沙尘起沙量、沉降量以及沙尘的盈亏空间分布及风场,得到如下结论:1)沙漠及沙漠化地区是起沙量最大的区域、沉降量高值区集中在沙漠、沙漠化地区及其下风方向.黄土高原起沙量很小,而沉降量远大于起沙量.2)沙尘源区是沙漠及沙漠化地区,其余的地区则是沙尘汇区,降尘量由西北向东南递减.3)黄土高原因太行山和秦岭阻挡,处在最大的沙尘汇区.黄土高原的黄土是冰期和间冰期交替、经过漫长年代沙尘沉降的结果,模拟分析结论为黄土的风成学说提供了有力的证据.     

黄土高原东部大气降尘量的空间和季节变化

2012年,黄土高原东部未发生明显沙尘事件,降尘主要表现为常态化的非尘暴降尘.对2012年该区18个站点降尘量监测结果表明,研究区年均降尘量为89.27t/(km2×a),春季、夏季、秋季和冬季分别占全年的53.69%、22.45%、8.44%和15.42%;降尘量季节变化主要受风速影响,但高的降水量和NDVI指数也可以减少降尘量;在现代气候背景下,研究区各季节非尘暴降尘均主要为地方性粉尘,春、冬季降尘中远源粉尘含量相对较高,总体来说,黄土高原东部已很少接收西北干旱区的远源粉尘;与地质时期风尘通量相比,黄土高原现代降尘量表明现代气候可能处于间冰期较为暖湿的时期,并且倒数第2次冰期和末次冰期的整体气候环境可能类似于黄土高原西部现代3、4月份的气候,而倒数第2次间冰期和末次间冰期则类似于黄土高原东部现代5、6月份的气候.     

喀斯特城市和森林地区大气降尘量的时空差异

本研究对喀斯特城市贵阳和自然保护区荔波的大气降尘进行分时段采集,采样时间为2009年5月至2010年3月,并统计了各时段内的大气降尘量。结果表明:贵阳的日均大气降尘通量为104mg/(m2·d),远高于荔波11.5mg/(m2·d)的日均降尘通量。受人为活动的影响,贵阳降尘量的季节性差异比荔波地区显著,冬春季节的降尘量高于夏秋季节。大气降尘量与同期的降水量和降水天数之间存在负相关关系,表明除了人为活动外,降水是影响贵阳地区大气降尘的关键因子。     

沙尘气溶胶的跨亚欧大陆传输对东亚地区大气环境的影响

基于全球大气环流模式CAM3.1对2002—2003年模拟的全球沙尘气溶胶分布及其变化的评估,通过去除东亚沙漠(局地源)的敏感性模拟试验来分析北非、阿拉伯和中亚地区沙漠区(外部源)的沙尘气溶胶跨亚欧大陆传输对东亚地区大气沙尘气溶胶的贡献.结果表明,受到大气沙尘气溶胶的跨亚欧大陆传输的影响,东亚以外沙尘源对青藏高原大气贡献率最大,对我国北方干旱半干旱地区大气贡献率最小,对中国南方地区和日韩及邻近的西北太平洋地区大气贡献率基本相当.东亚地区秋(冬)季大气受到东亚以外沙尘源的影响最弱(强).我国北方干旱半干旱地区近地层大气沙尘气溶胶的外源贡献率秋季最小(约5%),冬季最大(约30%).青藏高原冬季60%~80%的近地面大气沙尘气溶胶来自东亚以外的沙漠区,而在秋季则只有约20%~60%.外源对东亚大气沙尘气溶胶柱浓度和对近地面大气沙尘气溶胶的影响具有基本一致的季节特征,但对柱浓度的贡献率一般偏大10%~40%.沙尘气溶胶跨亚欧大陆传输对东亚地区的影响主要集中在2~6 km的自由对流层.随对流层高度的增加东亚各地区外源贡献率均增加.青藏高原地区以年平均对流层沙尘气溶胶外源贡献率62%~81%成为东亚地区最大的影响区域.     

北京市门头沟区大气降尘污染特征及其化学组分特征与质量重构

为研究北京市门头沟区大气降尘污染特征,收集了2018～2022年门头沟区2个国控环境空气站57个大气降尘量月平均监测结果,分析了门头沟区大气降尘污染状况及其时间变化特征.为探究大气降尘化学组分特征与质量重构结果及其来源,在三家店国控环境空气站,使用主动抽滤法模拟采集降尘样品57个,测定了降尘的质量浓度及其化学组分的质量浓度,研究了大气降尘中的化学组分特征,并利用颗粒物质量重构技术对大气降尘主要组分进行质量重构,探讨了质量重构的结果可靠性及其未确定成分的原因.结果表明,2018～2022年,北京市门头沟区月降尘量呈周期性变化,最大值在春季4、 5月,最小值在秋季10、 11月,且最大月降尘量是最小月降尘量的3.2～8.4倍.季度平均月降尘量大小表现为：春季>夏季>秋季>冬季,且降尘主要来自于春季和夏季,其降尘量分别占全年总降尘量的40.1%～43.0%和23.8%～37.5%.北京市门头沟区大气降尘年平均月降尘量下降趋势明显,2022年较2018年降尘量下降了52.8%,年均下降了13.2%,与近年来北京市城市环境保护精细化管理水平的提高有关;2021年沙尘对门头沟区降...     

贵州典型酸雨城市降尘中有毒重金属时空分布及来源分析

对2012年贵阳、遵义、安顺市区和背景点降尘样品进行逐月采集,并利用微波消解、ICP-MS对降尘中Cr、As、Cd、Hg、Pb的含量进行测定,分析其来源与贡献。结果表明,降尘五种重金属元素中,Pb含量最高,Hg含量最低。与土壤背景值相比,除Cr外,其它四种重金属元素含量总体明显升高;As、Cd、Hg含量季节性变化明显,Cr、Pb不明显。从降尘中五种重金属元素总量看,安顺夏季最高,市区点降尘总量均高于背景点,遵义和贵阳冬季最高,且在秋冬季背景点含量高于市区点。相关系数和主成分分析表明,贵阳、安顺、遵义降尘中重金属污染均受燃煤影响,其贡献率分别为61%、35%、75%。此外,安顺市交通尘贡献率为50%,遵义市风沙扬尘贡献率为21%。与其他城市相比,研究区城市降尘重金属元素除Cr外,As、Cd、Hg、Pb含量均较高。     

兰州市室内大气降尘环境磁学特征及其随高度变化研究

对兰州大学齐云楼不同高度的室内大气降尘样品进行的系统环境磁学研究表明,兰州市室内大气降尘中磁性矿物含量较高,并且以多畴和假单畴的亚铁磁性矿物为主,降尘中的磁性矿物主要来自大气污染.兰州市近地表约24 m高度内,室内大气降尘中磁性矿物浓度具有随高度升高而降低、粒径随高度增加而变细的分布特点,称为低污染源决定的近地面吹扬模式.距离建筑物顶部约10 m范围的建筑物内部,随着高度的增加,降尘中磁性矿物浓度增大、粒径变粗,称为高污染源决定的建筑物阻尼模式.兰州市室内降尘的磁性矿物浓度可以有效反映大气颗粒污染状况,研究表明,兰州市距地表20~30 m的适当高度大气颗粒污染最小.研究结果可为了解兰州市大气颗粒污染状况以及开展大气污染治理提供科学依据.     

施工扬尘空间扩散规律研究

通过检测建筑工地边界附近同一平面坐标1.5～4.1 m范围内不同高度处的降尘浓度变化,研究了建筑工地边界施工扬尘垂直扩散规律;通过监测建筑工地外同方向0～210 m范围内不同距离、相同高度(3 m)处的降尘浓度变化,研究了建筑工地施工扬尘水平扩散规律,通过数据回归分别得出了施工扬尘垂直、水平的扩散模型.结果表明,建筑工地边界同一平面坐标上方的施工降尘浓度与高度的2次方成反比关系,边界外部同一高度、同一方向的施工降尘浓度与监测点距工地中心距离的2次方成反比关系,施工活动和自然条件等因素主要影响垂直和水平扩散常数的大小.     

艾比湖干涸湖底化学组成及盐尘的风运堆积

选择亚洲中部典型干涸尾闾湖——艾比湖干涸湖底及其下风向约200km的范围为研究区,并把研究区分为干涸湖底风蚀区和盐尘扩散堆积区两个子区.通过对两子区连续多年野外实地观测、采样分析、定点试验等手段,研究了干涸湖底表层沉积物的化学组成、湖底风蚀动态和盐尘的扩散堆积规律.结果表明,艾比湖干涸湖底不同地表形态(结晶盐壳、盐-淤泥-黏土壳、风蚀堆积壳)间可溶性盐含量差异显著,盐类混合物中以硫酸盐和氯化物为主,二者基本占全部可溶性盐的90%,碳酸盐含量甚微.春秋两季是湖底风蚀和盐碱尘暴的高发期,盐分堆积动态与风期变化一致,春、秋两季大风期,降尘中盐通量最高;冬、夏两季降尘中盐通量较低.干涸湖底下风向盐尘的堆积强度以精河为中心分别向西北和东北方向递减,盐尘在风运过程中表现出显著的分异规律,硫酸盐比氯化物具有更远距离的迁移能力.     

浅谈齐齐哈尔市大气环境污染特征及其防治对策

齐齐哈尔市城区大气环境污染物主要为降尘、可吸入颗粒物(PM10)、SO2、NO2。其中降尘、PM10为首要污染物,降尘、PM10污染源来自煤烟尘、城市扬尘、机动车尾气尘等方面,属于复合污染类型,同时,人为活动所形成的二次扬尘正成为城市颗粒物污染的主要来源。因此,控制城区大气污染必须采取综合措施。     

基于两种受体模型的太原市大气降尘来源解析及季节变化特征

于2019年11月至2020年12月期间在典型工业城市太原市开展了降尘采样和降尘化学组分分析.采样期间,太原市平均降尘量约为7.9t/(km²·30d),并呈现在4~6月较高.在选取的8个监测区域中,清徐和巨轮的平均降尘量较高,分别为10.7t/(km²·30d)和10.6t/(km²·30d).降尘化学组分质量中地壳元素(Ca、Si、Al)占比较高,巨轮和桃园监测区域的降尘中Fe元素的质量显著高于其他监测区域.将降尘量和化学组分分析结果分别纳入正定矩阵因子分解(PMF)和偏目标转换-正定矩阵分解(PTT-PMF)两种受体模型中对太原市降尘进行了定量来源解析.通过比较两种受体模型的拟合性能和解析的因子谱发现:PTT-PMF受体模型相较于PMF能够更好地区分出降尘中城市扬尘源和建筑尘源这两类相似的尘源.结果表明,太原市降尘主要有六种来源:城市扬尘源(PMF:35%,PTT-PMF:35%)、建筑尘源(PMF:29%,PTT-PMF:28%)、钢铁工业源(PMF:14%,PTT-PMF:14%)、燃煤源(PMF:13%,PTT-PMF:12%)、二次无机盐(PMF:5%,PTT-PMF:6%)、机动车尾气排放源(PMF:4%,PTT-PMF:5%).两种受体模型得到的平均来源贡献结果相似,而建筑尘源和钢铁工业源的季节变化趋势则有一定的差异.粗粒径源类(城市扬尘源和建筑尘源)是太原市降尘的主要来源,两者对降尘的贡献率超过了60%,并在春季贡献率(4~6月)较高.     

基于SEM-EDS的大气降尘特征及来源解析——以荒漠草原区井工开采煤炭基地为例

利用场发射扫描电子显微镜-配能谱分析系统（SEM-EDS）于2019年3~5月对荒漠草原区煤炭基地及其周边5个功能区（煤炭工业区、煤炭运输道路、电力工业区、商住区和沙区）共计23个大气降尘样品的粒径特征、微观形貌、单颗粒能谱图进行检测分析.结果表明,各功能区大气降尘中颗粒物总体形貌基本相似,均包括近球状、类椭球状、颗粒状、块状和柱状/片状颗粒物以及烟尘集合体.此外,煤炭运输道路、电力工业区和商住区还存在球状颗粒物.各功能区大气降尘以>10μm颗粒物为主,其中,电力工业区、商住区、沙区和煤炭工业区大气降尘平均粒径均>100μm,且总量超过65%,煤炭运输道路大气降尘平均粒径为67.59μm,粒径>50μm的颗粒物量占53%.大气降尘主要由细粉砂、粗粉砂和细砂组成.大气降尘中颗粒物的类型包括存在于各功能区中的硅酸盐矿物（石英、钾长石和斜长石）、碳酸盐矿物（方解石和白云石）、硫酸盐矿物（石膏）和高岭石,存在于煤炭运输道路、煤炭工业区和电力工业区中的富铁颗粒,存在于煤炭工业区中的铁镁颗粒,存在于煤炭运输道路、煤炭工业区、电力工业区和商住区中的烟尘集合体和燃煤飞灰.大气降尘来源主要为本地源,包括各功能区中均存在的地表扬尘、工业扬尘、建筑扬尘和大气中二次化学反应产物,煤炭运输道路、煤炭工业区和电力工业区中存在的机动车零件磨损产物,以及煤炭运输道路、煤炭工业区、电力工业区和商住区中存在的机动车尾气排放和燃煤产物.     

元江县城沙尘天气成因及输送过程

在全面分析了元江县城产生沙尘天气成因的基础上,建立相应输送模型模拟其输送过程,计算结果与监测值基本对应吻合,并给出了元江县沙尘输送沿线的TSP深度和降尘分布.