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...     

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.     

腾格里沙漠东南部近地层沙尘水平通量和降尘

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.      

降尘收集方法对降尘效率的影响

大气降尘收集方法较多,但目前还没有通用的野外观测方法,由于降尘收集方法的多样性以及降尘缸收集效率的不同,所观测的结果很难进行对比.目前对各类降尘缸收集降尘效率的研究较少.在腾格里沙漠地区,利用国家标准规定降尘缸,对干法、湿法、过滤网法、过滤网+玻璃球法和减速沿法这5种降尘收集方法进行对比研究,旨在探讨不同降尘收集方法的收集效率,为准确评价区域降尘量提供依据.干法收集的降尘量仅占湿法的5%～62%;减速法仅占湿法的50%～95%;过滤网法仅占湿法的43%～89%;玻璃球+过滤网法仅占湿法的40%～80%.不同的降尘收集方法,风速明显影响降尘效率,平均风速<2.5m·s-1时,降尘效率随平均风速增加而降低;但在平均风速>2.5 m·s-1时,降尘效率与平均风速之间无明显规律.湿法收集的降尘粒度最细,依次为减速法、玻璃球+过滤网法、过滤网法和干法.平均风速,>5 m·s-1的平均风速与湿法,减速法收集的降尘量之间可以用指数函数表示.不同降尘方法观测的数据可以相互转化,干法、过滤网、过滤网+玻璃球法、减速沿法与湿法收集的降尘量之间为线性相关.在干旱及半干旱地区,减速法能够作为一种替代湿法进行收集降尘的有效方法.     

北京城区道路灰尘季节性粒度分布及分形特征

对采集的北京城区道路灰尘样品用扫描电镜及X射线能谱进行形貌特征分析,用激光粒度仪进行粒度测定.结果表明:北京城区四季道路灰尘包含矿物颗粒,轮胎磨损颗粒及球型燃烧颗粒,四季道路灰尘粒度分布频率曲线均呈双峰态分布,第一峰值粒径介于256~303μm,第二峰值粒径介于74~88μm.四季道路灰尘粒度分布分形维数为1.7533~2.3137,平均粒径为188.08~200.20μm,分选性差,呈极不对称的极正偏宽峰态到很窄峰态,属砂土.四季道路灰尘均主要是局地灰尘跃移搬运形成,直接通过大气运移沉降的远源灰尘相对较少.平均粒径春季>秋季>夏季≈冬季,分选系数夏季≈秋季>冬季>春季,峰度冬季>秋季>夏季≈春季,偏度无较大区别.春季灰尘可吸入颗粒物最高,并含有可入肺颗粒物,对人体健康和大气环境的危害潜力不容忽视.     

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。     

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.     

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.      

风蚀性粒子降尘浓度的动力学预报模式

为探求开放源露天煤尘在自然风力作用下的扩散情况,本研究采用空气动力学的数值计算方法,以离散相拉格朗日随机轨道为计算模型,预测了原煤、大矿、水洗和精煤4类煤种料堆的降尘浓度分布,并采用风洞试验对结果进行了对比验证.结果表明:动力学模式对风蚀粒子的预报误差在±25%,其中原煤种的预报度最高,误差10%.动力学模式与高斯沉降模式相比,高斯模式对尘源处的降尘浓度预报误差过大,动力学预报模式是基于颗粒群的运动轨迹的行为预报,能准确地描述粗大颗粒的跃移运动状态,对于满足Rosin-Rammler粒径分布的固体粒子降尘浓度的预报良好.     

南京市近十年降尘趋势分析

基于南京市积累的近十年降尘监测数据,按年度、季度和月度分析降尘的时间趋势变化,结果为全市降尘总体呈显著下降趋势,城区降尘污染明显高于郊区县;全市降尘量季度分布是春季〉夏季〉秋季〉冬季,且存在显著性差异;在春季的4月降尘量达到最高。按行政区、功能区分析降尘的空间分布变化,结果为各降尘功能区以交通区污染最重,道路尘、建筑尘和机动车尾气尘是城市环境管理的重点。     

水平表面上多机理作用下气溶胶沉积特性数值分析

采用离散随机模型模拟了水平表面上气溶胶粒子沉积的微观过程.基于随机游走方法,求解了微粒在布朗扩散和外场迁移两种输运机制耦合作用下的运动轨迹,分析了沉积物形结构特征与微粒输运机制间的作用关系,并讨论了不同沉积机制和粒径分布下的表面沉积水平.结果表明,低Pe数下沉积物形态呈现疏松的粉尘絮团结构,而在高Pe数下沉积物则表现出较为紧密的堆积结构.不同沉积机制下粒子沉积形态结构的差异取决于微粒运动轨迹的随机强度;水平表面最大沉积微粒数存在一上限值,且与微粒输运机制和粒径分布均有关.     

石家庄一次沙尘气溶胶污染过程及光学特性

为掌握沙尘气溶胶远距离输送特征及其规律,对2015年4月15日影响石家庄空气质量的沙尘天气背景、污染特征进行了分析,利用HYSPLIT-4模式分析了沙尘气溶胶的后向轨迹,并利用微脉冲激光雷达和太阳光度计CE318监测资料分析了沙尘气溶胶的垂直分布和光学特性演变,与大风无沙尘沉降另一过程进行了对比,探讨了沙尘沉降对消光系数的影响,估算了沙尘沉降对地面PM₁₀浓度的贡献.结果表明:来自蒙古国的沙尘气溶胶以西北路径远距离输送沉降是导致石家庄PM₁₀浓度骤升的主要因素;沙尘沉降对消光系数和地面PM₁₀浓度具有重要贡献;气溶胶快速沉降时间与冷锋过境、冷空气下沉相一致;微脉冲激光雷达监测到整个沙尘气溶胶输送沉降过程,沉降之前沙尘气溶胶主要分布在1500~3000m高空,气溶胶消光系数随高度上升而增大,输送飘浮空中到沉降持续时间较长,为沙尘污染预警提供了"强信号"特征;气溶胶光学厚度随沙尘到达明显上升,浑浊度较高,粒径偏大,地面能见度随气溶胶光学厚度呈幂指数递减.     

城区叶面尘特性及其多环芳烃含量

用多步连续洗脱方法采集了干线道路路侧和远离道路校园内冬青卫矛叶面积尘,研究了叶面尘的采集方法.测定了2类叶面尘的粒径分布、有机碳含量和多环芳烃含量.结果表明,所测样品上的叶面尘可以在超声条件下4min一步洗脱.路边样品叶面尘积累量几乎是校园样品的2倍.2样品粒径分布基本形态非常相似,包括200μm以上和以下2个组分.后者占绝对优势.但校园内样品叶面尘粒径明显小于路边样品,两者粒径中位数分别为17.2μm和23.1μm.路边样中相对较粗部分显然来自机动车行驶扰动.由于颗粒较细,采自校园叶面尘中多环芳烃含量略高于路边样品.但不同多环芳烃分布谱非常相似.     

空气中沙尘粒子粒度监测方法研究

目的研究适用于空气中沙尘粒子粒度监测方法。方法对比研究迎风拦截采集和沉降采集两种采样方式的采集效果和样本差异,讨论湿法激光粒度分析法和扫描电镜粒度分析法两种方法的准确性和适用性。结果沉降采集获得的样品量要大于迎风拦截采集,两种采集方式获得样品的粒度分布也存在显著差异。在沙尘样本粒度分析上,湿法激光粒度分析较扫描电镜分析更为适用。结论可结合沉降采集与迎风拦截采集进行沙尘样本采集,利用湿法激光粒度分析掌握其粒度分布。     

不同粒径地表街尘中重金属在径流冲刷中的迁移转化

在我国快速城市化进程中,街尘及其径流冲刷引起的重金属污染日显突出.通过对北京市城乡道路街尘及其人工降雨模拟径流冲刷过程中不同粒径街尘中重金属的分析,探讨街尘与径流冲刷过程中的粒径效应及不同重金属赋存形态的动态变化规律.结果表明,同一粒径颗粒物从"静态"街尘到"动态"径流中的颗粒物,重金属浓度呈下降趋势.街尘中重金属在径流冲刷过程中,存在溶解与解析现象,颗粒物粒径越小,减少比率越大,5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的减少比率分别为24.3%、56.8%、34.3%、22.8%、27.3%.街尘中的弱酸可提取态比例要略大于径流颗粒物中弱酸可提取态比例,部分以水溶态进入水体中.在径流冲刷过程中,水相溶解态重金属变化不大,水相颗粒态重金属含量随降雨时间径流过程迅速降低.固相颗粒物的重金属浓度随降雨时间总体上呈下降趋势.粒径越小,冲刷率越大,最大为62.1%,最小为4.6%.地表街尘在径流冲刷过程中,小粒径颗粒物具有较强的迁移能力,较容易进入水体造成污染.     

各类除尘设施的收尘效率分析

探查各类除尘设施对烟气中不同粒径尘的捕集效率 ,证明了除尘前烟气中尘粒约有 70 %集中在大于 1 0μm的粒径范围 ,除尘后尘粒约 64%集中在小于 1 0 μm范围。尘粒的 d50 值由除尘前的 2 6.71 μm降至除尘后的 7.0 7μm。重力式除尘器对烟尘的大颗粒捕集效果较好 ,湿式除尘对 1～ 3 μm的尘粒捕集效率已达 5 5 %以上 ,静电式除尘对各种尘粒的捕集效率都较高。     

伊犁盆地黄土分布、年代及粉尘来源分析

本文根据最新的研究资料,结合野外考察对处于西风区的伊犁黄土的分布、年代和粉尘来源进行了分析总结,并探讨了伊犁盆地黄土堆积的空间差异性。研究结果表明,伊犁黄土主要分布在山前丘陵和高阶地上,这些地貌部位堆积厚度最大,黄土沉积受地形和气候影响明显;已有的剖面年代学研究表明伊犁黄土主要形成于末次冰期,与新疆其它地区黄土开始大范围堆积的时间大体一致,但还可能有比中更新世更老的黄土存在;粒度分布和矿物表面形态特征表明伊犁黄土可能是近源物质与远源粉尘沉积作用叠加的结果,不同地区黄土在堆积过程所受到动力条件可能存在明显的差异;伊犁黄土中粘土组分可能主要来自中亚荒漠和伊犁河中、下游地区,西风带来的粉尘对伊犁盆地不同地区黄土的贡献率不同。     

基于Mie理论的带电沙尘媒质微波衰减特性研究

目的研究带电沙尘媒质中微波衰减特性。方法根据带电球形粒子Mie散射理论,分析带电沙尘粒子的散射特性及带电沙尘媒质的微波衰减。结果在同一频率下,消光系数随着沙粒半径增大而增大,带电沙粒的消光系数要大于不带电沙粒的消光系数。对于同一频率和能见度,带电沙的衰减要比不带电沙的衰减要大,且衰减随能见度的增大而减小。结论带电沙尘粒子对微波传播影响比中性沙尘粒子明显。