西北地区河谷城市大气降尘环境磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对西北地区重点污染城市兰州和清洁对照点黄花滩两地大气降尘的磁学特征进行对比研究,分析了大气降尘磁性矿物含量、类型和颗粒大小等磁学性质及其对城市大气污染的指示意义.结果表明,兰州市大气污染较为严重,大气降尘中磁性矿物含量明显高于黄花滩,且呈现冬季明显高于其他季节的变化趋势.两地降尘样品磁学特征均受磁铁矿控...     

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.     

新疆喀纳斯景区道路灰尘的磁学特征及环境意义

为了验证环境磁学方法监测旅游景区道路灰尘环境的可行性，以新疆喀纳斯5A级景区道路灰尘为研究对象，采用磁测和统计方法对其进行磁学特征、空间变异特征及环境意义研究。结果显示，道路灰尘样品磁性矿物含量偏高；载磁矿物以亚铁磁性矿物为主，同时含有一些不完全反铁磁性矿物；磁性矿物粒度主要是多畴和稳定单畴粗颗粒；考虑到研究区远离工业区、城市等污染源，景区道路灰尘样品磁性增强主要来自旅游交通活动输入的磁性污染物颗粒，其次来自路旁表土和自然大气降尘；从道路样品磁性参数的空间分布看，χ_LF、SIRM、SOFT的空间变化趋势类似，高值区位于景区换乘中心，中值区出现在湖口区域和通往新村和观鱼亭的主干道，低值区分布在新村和通往湖口别墅区的主干道。景区不同道路旅游交通流量和强度是形成磁性特征空间分布格局的主因。研究发现，环境磁学方法基本具备大范围监测景区道路环境质量、圈定潜在污染范围和判别污染物来源的潜力，可以为景区道路交通污染防治提供参考依据。     

兰州市街道尘埃磁学特征及其环境意义

兰州市是全球大气污染最为严重的城市之一,为城市颗粒物污染研究的理想场所.分析了兰州市街道尘埃样品的磁学参数(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)变化特征.结果表明,兰州市街道尘埃中磁性矿物含量较高,主要磁性矿物是铁磁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴（PSD）;市区污染春季较夏季严重,春季高频率的强沙尘暴可能带来了更多的磁性矿物;兰州市污染物的沉积和分布在很大程度上受到气象条件和地形地貌格局的影响,市区每个盆地东端高于其它地区;兰州市污染以人为活动产物为主,人为活动贡献约为81.9%,其中包含交通约22.6%的贡献,自然降尘贡献约为18.1%;特殊的地形和气象条件,使得兰州市区的大气环境容量比平原城市的环境容量小得多,进而导致严重的大气污染.     

西北干旱区黄河沿岸典型工业带表土磁性特征及其环境意义

对西北干旱区黄河沿岸典型工业带中两个工业城市乌海和石嘴山表土样品进行了系统的环境磁学参数的测量,分析了表土磁性矿物的含量、种类、颗粒大小,并对其环境指示意义进行研究.结果表明,表土的磁性矿物以假单畴-多畴磁铁矿为主.磁性矿物的浓度和颗粒大小在不同功能区表现出一定的差异,工业区表土磁性矿物的浓度最高,颗粒最粗,农业区次之,原煤区浓度最低,颗粒最细.环境磁学监测手段对于因化石燃料燃烧而造成的污染指示较为敏感,而对未经燃烧原料的污染指示作用并不显著.χlf、SIRM、SOFT是指示城市土壤污染状况的有效指标,环境磁学方法是监测和评价城市土壤污染状况的一种重要手段.     

工业区户外儿童游乐场地表灰尘重金属污染的磁学响应

以南京一个工业区为例,采集户外儿童游乐场地表灰尘样品,并对其进行环境磁学测量以及重金属总量和酸可提取态测定,以探究磁学参数对工业区该类环境介质重金属污染的指示作用.结果表明,地表灰尘样品中磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,主要以假单畴-多畴颗粒存在;样品低频磁化率和饱和等温剩磁的平均值分别为939.31×10~(-8)m~3·kg~(-1)和16 618.74×10~(-5)A·m~2·kg~(-1),与城市非工业区相比磁性矿物含量较高.地表灰尘样品平均受到中度到高度的重金属污染,部分磁学参数与重金属总量和酸可提取态占比均显著相关,且与总量的相关性较强,其中,Mn、Ni、Cr总量以及污染负荷指数与非磁滞磁化率和饱和等温剩磁的相关性较高(0.69≤r≤0.86,P0.01),并具有一致的空间变化特征,且主成分分析结果表明重金属和磁性矿物均主要来自工业活动.因此,部分磁学参数可作为指示工业区户外儿童游乐场地表灰尘重金属污染状况的有效指标.     

福州河道表层沉积物磁学特征及其环境意义

利用沉积物的磁学特征提取环境信息,进行污染评价是环境磁学的研究领域之一,本文对福州河道表层沉积物50个样品进行环境磁学和重金属元素分析,探讨福州河道沉积物磁学特征及其环境意义。结果表明:福州河道表层沉积物以亚铁磁性矿物为主,也含有一定的反铁磁性矿物,磁性矿物颗粒较粗,以多畴和假单畴颗粒为主;重金属与磁学参数相关性分析发现污染轻的沉积物重金属与χ、SIRM相关性较差,与χ_(ARM)、χ_(ARM)/χ、SIRM/χ相关性较好,污染重的沉积物重金属与χ、SIRM相关性较好,与χ_(ARM)、χ_(ARM)/χ、SIRM/χ相关性较差,表明沉积物在清洁状态下重金属易于与细颗粒磁性矿物共存,在重金属含量达到一定阈值时与磁化率相关性较好,与磁畴参数相关性则出现紊乱。因而,磁化率能够明确指示接近中度以及中度以上的重金属污染状况,而对相对较轻的污染状况指示不灵敏。     

西北干旱区农田土壤磁性特征及其环境意义

为探究环境磁学方法在西北干旱区农田土壤污染监测中的可行性,以典型绿洲农业区张掖市(临泽县、甘州区、民乐县和山丹县)为研究区域,采集农田土壤样品102份并对其进行系统的环境磁学分析.结果表明,张掖市农田土壤磁性特征以亚铁磁性的磁铁矿为主导,磁晶颗粒主要为粗粒假单畴(PSD)和多畴(MD),颗粒等效粒径介于0.2~1μm之间;样品磁化率(χlf)变化范围为22.27×10~(-8)~188.36×10~(-8)m~3·kg~(-1),平均值为63.85×10~(-8)m~3·kg~(-1),磁性矿物含量总体较少但空间变化较大;磁参数空间分布表明,磁性矿物含量在甘州区、民乐县和山丹县高于临泽县,并在甘州区的中部、民乐县的西南边和山丹县的西边呈现相对高值;甘州区中部的磁性高值主要受控于工业生产等人类活动,民乐县西南边和山丹县西边的磁性高值主要与较强的自然成土作用有关.综合多种磁学参数的系统分析能够有效区分和划定农田土壤人为污染范围,为农田土壤污染防治工作提供依据.     

启东潮滩沉积物中磁性矿物的重金属污染磁诊断初探

为完善沉积物中重金属污染的环境磁学监测方法,研究沉积物磁性参数与磁性矿物吸附的重金属之间的关系,在启东潮滩设置样点,提取沉积物磁性矿物,测试磁性矿物中的重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量、环境磁学参数及粒度,并做了相应的污染评价。结果表明:启东沉积物中的重金属与磁性矿物中的重金属含量具有一致的行为;根据污染负荷指数法,启东潮滩沉积物重金属总体污染较为严重;启东的磁性矿物以假单畴——较粗的多畴晶粒为主,亚铁磁性矿物主导了样品的磁性特征,其中的超顺磁物质含量较少;χ_(ARM)、χ_(ARM)/χ和χ_(ARM)/SIRM与部分重金属表现出显著相关性,可以作为沉积物重金属含量快速检测的代用指标。     

天山天池景区道路灰尘磁学特性及其环境意义

为验证环境磁学方法监测和预测旅游景区道路灰尘环境的可行性,以新疆天山天池5A级旅游景区内道路灰尘为研究对象,共采集道路灰尘样品40个、道路旁表土样品35个,并对其进行环境磁学分析。结果表明,天山天池道路灰尘磁性主要由亚铁磁性的磁铁矿主导,含有少量不完全反铁磁性矿物,主要以多畴(MD)粗颗粒和稳定单畴(SSD)为主,伴有极少量的超顺磁性颗粒颗粒(SP);景区道路灰尘样品磁性增强与人为交通活动产生的磁性颗粒外源输入密切相关;从道路样品磁性参数的空间分布看,χLF、χARM、SIRM、SOFT的空间变化趋势类似,高值区位于民族文化村和纪念品商店,中值区出现在天山奇石馆,低值区分布在定海神针和秀水山庄。景区不同道路旅游交通的流量和强度是形成磁性特征空间分布格局的主因。研究发现,环境磁学方法基本具有大范围监测景区道路环境质量、圈定潜在污染范围和判别污染物来源的潜力,并能为景区道路交通污染防治提供了参考依据。     

兰州市排污沟污泥磁性物质来源特征及环境意义

文章通过对兰州市七里河沟、烂泥沟、大沙沟和排洪沟中污泥的低频磁化率、金属元素和粒度的测定,证明低频磁化率可以很好地评价排污沟污泥中重金属的来源特征。兰州市排污沟污泥中磁性矿物主要与还原性环境中的金属硫化物、外源道路和大气中人类活动产生的磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿及少量顺磁性矿物,以及黄土高原沙尘暴来源的贡献有关;磁性矿物具有多源性和多类型性特征。排污沟污泥中高有机质含量反映了强烈的人类活动,而人为活动输入的磁性物质是兰州市排污沟污泥中磁性矿物的主要来源。     

兰州市街道尘埃粒度空间变化特征

采用Mastersizer2000激光粒度仪对2006年3月采集的兰州市街道尘埃进行了粒度分析。结果表明,兰州市街道尘埃中颗粒物平均粒径范围在46．83μm-266．59μm,平均值为118．73μm;其中〉2μm的颗粒占总量的92％-99．5％,〈2μm的颗粒占10％以下。受地形因素影响,兰州市西部和东部地区粒径较粗,中间地段粒径相对较细;进一步分析发现在风动能大的区域,尘埃主要以较粗物质为主;在风动能相对较弱区域,细颗粒和粗颗粒含量差别不大,而在风动能小的区域,街道尘埃主要以细颗粒物为主。由此可见,兰州市街道尘埃中的颗粒物的主要来源是由于风力和人为活动产生的土壤尘和人为排放的污染物所共同贡献的;粒度分布特征受到风动力条件和物源（污染源）两方面因素的控制。     

沙尘暴降尘对甘肃大气环境背景值的影响研究

通过近15年来发生在我国西北地区的较大沙尘暴个例,就沙尘暴对甘肃境内大气环境背景值的影响等问题进行了调查、分析和研究.使用降尘背景观测点的大气降尘资料和样品,统计、分析和研究了沙尘暴降尘在各地区的沉降量、分布范围、化学组分和粒度分布特征等问题.研究认为:沙尘暴不只是一种特异的灾害性天气,同时它还是一种跨地区的大范围大气污染现象;在无湿沉降机会时,它会被输送到很远的地方,所影响和污染区域也会更大;沙尘暴还会向下游地区输送有害物质,对生态环境造成潜在和长期的影响;沙尘暴降尘量在甘肃的分布是以河西走廊东部为中心,向大气环流下游地域扩散,形成一个自西向东南迅速递减的梯度分布状态.受沙尘暴降尘的影响,近15年来甘肃省大气自然降尘背景值总体水平呈上升趋势.      

中国典型城市环境空气质量变化趋势分析研究

文章选取北京市、兰州市、乌鲁木齐市、青岛市、武汉市、深圳市这六个典型城市为研究对象,利用2003年-2013年六个城市的SO2、NO2和PM10浓度数据,计算出区域空气综合污染指数和污染负荷指数,并采用Daniel趋势检验法分析主要污染物的变化趋势.结果表明,六个典型城市环境空气质量状况从优至差排列依次为深圳、青岛、武汉、北京、兰州、乌鲁木齐;六个典型城市空气首要污染物为PM10,SO2的污染负荷呈下降趋势,NO2的污染负荷呈上升趋势;各城市的空气质量整体呈现好转趋势,表明大气治理初见成效.     

基于多源数据和模式模拟的新疆黑风暴东移个例分析

综合利用卫星遥感、环境监测、气象观测等多源监测数据,结合后向轨迹模式对2015年4月新疆一次黑风暴污染过程进行生成源地、路径与发展过程分析.结果表明：此次黑风暴过程的不同高度污染物主要随气流来源于新疆本地及其以西的中亚地区,在西南气流的作用下几乎同时进入北疆,沿天山北坡东移并且在乌鲁木齐堆积,继而从南疆盆地东口灌入南疆;同时,选取受此次黑风暴污染物东输影响的4个典型城市（乌鲁木齐、呼和浩特、兰州和北京）,利用区域气候模式（RegCM4.6）模拟分析此次极端黑风暴东输过程中大量沙尘气溶胶对主要气象参数的影响,结果表明：受此次黑风暴东输过程（4月25~29日）影响的上述4个典型城市的AOD均有所增加,模拟所得污染程度与实际接近.对于沙尘在近地面2m的温度响应,北京市表现最为明显,最高达-1.68℃,乌鲁木齐表现不明显,沙尘过程中的近地面气温相较无沙尘时最高下降0.1℃,呼和浩特和兰州在AOD达到最大值时的温度响应分别为-0.4℃、-0.8℃.黑风暴期间,乌鲁木齐、呼和浩特、兰州的相对湿度响应最大值分别为-3.3%、-7.3%、-4.7%,而北京地区在29日AOD达最大值时,相对湿度相对于无沙尘时增加了10%左右.     

兰州城市土壤磁性特征及其对环境污染的指示

对兰州市城区117个表土样品和11个土壤剖面的磁学特征进行系统分析,结果表明:兰州市表土磁化率平均值为219.23×10-8m3/kg,低矫顽力的亚铁磁性矿物为主要载磁矿物.磁铁矿的高值主要集中在以下4个区域:(1)以兰州铝厂、西固火电厂为中心的工业区域;(2)以水上公园为中心的区域;(3)西北物资市场-西站-小西湖-西关-城关大桥沿线的狭长条带状区域;(4)以雁儿湾和兰东建材市场、皮革厂为中心的区域.对不同功能区而言,西固区和城关区磁性矿物浓度最高,安宁区磁性矿物浓度最低.土壤剖面结果显示,上部20cm,clf和SIRM显著升高;20cm以下,clf和SIRM稳定且较低,说明兰州市土壤污染的纵向迁移深度在20cm以内.兰州市表土、街道尘埃、大气降尘和河道沉积物相对无污染样品而言,都具有磁性矿物类型单一,以磁铁矿为主导的特征;并且都随着磁化率的升高,出现百分频率磁化率降低的趋势,显示出与无污染样品不同的特性.因此,运用环境磁学方法在城市环境下开展大规模、高分辨率的污染研究,可以快速、便捷、有效的提供污染分布信息.     

乌鲁木齐南部大气及降尘中微塑料的形貌特征

采用体视显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱（EDS）等对乌鲁木齐南部大气总悬浮颗粒物（TSP）及降尘样品中微塑料的颜色、成分及形貌等特征进行分析.结果表明，TSP和降尘中存在纤维、碎片和薄膜等多种形状的微塑料，且TSP和降尘中的微塑料分别以纤维状（81.8%和86.2%）和碎片状（56.3%~68.4%）为主；通过FTIR鉴定出TSP和降尘中的塑料成分主要是聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯；SEM发现纤维状微塑料表面较为光滑，有少量的裂痕，上面分布少量碎屑；碎片状微塑料边缘卷曲破碎，形状不规则，破损程度高，表面黏附大量的颗粒物；EDS分析表明微塑料中以C和O元素为主，还包含Si、Na、Zn等元素.结果可为进一步了解乌鲁木齐大气微塑料的污染情况提供基础数据支撑.