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。     

沙尘的红外衰减特性研究

应用Mie理论分析了沙尘粒子的散射特性,研究了具有一定粒径分布的沙尘粒子的红外衰减特性。研究结果表明,指数分布和对数正态分布下沙尘的衰减预测结果比较接近且随能见度的增大衰减减小。不同沙尘天气衰减计算结果表明,波长为11μm时,沙尘暴引起的衰减最大、自然沙尘引起的衰减最小。     

沙尘的红外衰减特性研究

应用Mie理论分析了沙尘粒子的散射特性,研究了具有一定粒径分布的沙尘粒子的红外衰减特-洼。研究结果表明,指数分布和对数正态分布下沙尘的衰减预测结果比较接近且随能见度的增大衰减减小。不同沙尘天气衰减计算结果表明,波长为11μm时,沙尘暴引起的衰减最大、自然沙尘引起的衰减最小。     

沙尘尺寸分布对微波传输特性的影响

应用沙尘粒子的尺寸分布和沙粒的等效介电常数模型,给出了微波在沙尘暴中的传输模型,表明沙尘的衰减和相移与沙粒的等效半径成正比关系,并对不同能见度、不同频率和不同高度下沙尘暴引起的衰减和相移进行了仿真计算。结果表明,对数正态分布和指数分布对微波的传输特性影响最大,瑞利分布和正态分布的预测结果比较接近且影响最小。     

2018年济南市PM2.5叠加沙尘重污染过程分析

为揭示重污染过程中多因素的综合作用,选取济南市2018年11月25日-12月4日一次长时间、高强度PM_2.5污染和沙尘混合的重污染过程,利用气象资料、空气质量监测结果、激光雷达探测资料及水溶性离子在线数据,开展污染特性以及潜在污染源综合分析.结果表明:①研究期间,首要污染物为颗粒物,ρ（PM₁₀）、ρ（PM_2.5）平均值分别为294、141 μg/m3,污染较严重.②根据ρ（PM_2.5）/ρ（PM₁₀）将此次重污染过程分为4个阶段,阶段Ⅰ~Ⅳ总水溶性离子浓度分别为（107.3±35.9）（95.2±34.5）（99.0±18.2）（29.3±9.3）μg/m3,分别占ρ（PM_2.5）的73.8%、56.9%、64.2%和43.2%.SOR（硫氧转化率）分别为0.47、0.42、0.55、0.25,NOR（氮氧转化率）分别为0.42、0.26、0.28、0.13,表明济南市大气中出现了显著的二次转化过程,SOR均大于NOR表明SO₄2-转化程度高于NO₃-.NO₃-/SO₄2-（质量浓度比）分别为2.97、1.75、1.69、1.45,表明此次污染各阶段中氮和硫的来源以移动源为主.③此次重污染过程济南市ρ（PM_2.5）受本地及周边城市传输和两次沙尘过境的综合影响,主要潜在污染源有山东省本地以及江苏省北部、安徽省北部、内蒙古自治区中部和京津冀地区等区域.④近地面均压场、高湿、小风等不利气象因素是导致此次重污染过程的重要因素.研究显示,济南市此次污染过程是不利气象条件、污染物一次积累和二次转化、区域污染传输、沙尘天气等多因素综合作用的结果.      

沙尘天气对兰州市PM10中主要水溶性离子的影响

利用在线监测仪器MARGA在兰州大学盘旋路校区对兰州市大气PM10中水溶性离子进行监测,监测期间(2011-04-01~2011-06-30)有15 d出现沙尘天气.兰州市PM10中主要水溶性离子物种为Ca2+、SO2-4和NO-3.扬沙天气期间NO-3和NH+4的浓度比非沙尘期间低,说明沙尘天气对当地人为源所排放污染物具有清除作用.沙尘天气期间,作为土壤污染源标识物的Mg2+、Na+和Ca2+离子都有明显增加,Na+和Mg2+相关系数为0.520,Na+和Ca2+相关系数为0.659,Mg2+和Ca2+相关系数为0.671,而非沙尘天气期间三者的相关系数并不高,Na+和Mg2+相关系数为0.065,Na+和Ca2+相关系数为0.131,Mg2+和Ca2+相关系数为0.163,说明沙尘天气期间三者之间具有相同的污染源,主要来自于土壤风沙尘,而非沙尘天气期间三者来源不同.Cl-的浓度在扬沙天气明显高于浮尘和非沙尘天气期间,说明外来的土壤风沙尘是Cl-的主要来源.     

2000—2002年沙尘现象对北京大气中PM10质量浓度的影响评估

北京地区大气中污染物粒子PM₁₀主要有3个来源:本地区排放的PM₁₀;北京周边地区排放的PM₁₀经过输送扩散进入北京大气中;沙尘现象污染北京大气,尤其在强沙尘时造成北京大气中主要污染物粒子皆为沙尘粒子。而北京部分地区受沙尘影响时,大气中污染物粒子既包含沙尘粒子也包含排放的污染物粒子。利用北京及周边地区气象台站资料、卫星遥感资料以及环境监测资料,采用月积分浓度和年积分浓度方法,对沙尘粒子与污染物粒子进行了统计对比分析,发现沙尘粒子约占北京PM₁₀的7%～19%。      

微波无极灯光解模拟CS2废气

利用自行研制的微波无极灯对模拟二硫化碳废气进行光解.结果表明,微波无极灯光解CS₂的效率随其初始浓度的增加而降低;停留时间是影响CS₂转化率的重要因素;体系中水汽的增加有利于光解效率的提高.当管道气体流速为0.2 m/s,初始浓度约100 mg/m³,湿度约40％时,微波无极汞灯光解CS₂的效率可达75%以上;微波无极碘灯对CS₂的光解效率亦达到50%以上.同时探讨了CS₂光解的反应机理,主要是紫外光直接光解和·OH自由基氧化的共同作用.     

水体系中EDTA-Fe(Ⅱ)/Ｋ２Ｓ２Ｏ８降解敌草隆的研究

对水体系中EDTA-Fe(Ⅱ)/K2S2O8降解敌草隆的方法进行了研究.在综合考虑经济性和降解率的前提下,提出了反应的最佳条件:K2S2O8初始浓度为2.0 mmol·L-1, Fe(Ⅱ)初始浓度为1.0 mmol·L-1, EDTA初始浓度为0.5 mmol·L-1,反应时间为300 min, pH=7.0,最终0.1 mmol·L-1,敌草隆降解率可达67.6%.同时,采用分子探针竞争实验鉴定了体系中产生的硫酸根自由基和羟基自由基,并采用LC/MS法鉴定了敌草隆的主要降解产物,从而探讨了敌草隆在EDTA-Fe(Ⅱ)/K2S2O8体系中可能的降解途径.     

毫米波在带电沙粒的传播特性研究

沙粒带电是以表面部分区域带电的方式存在,应用沙粒的等效介电常数模型,对沙尘暴引起毫米波的衰减和相移进行了分析和仿真计算。结果表明,频率小于35GHz时,沙尘对电磁波的衰减影响较小;当水含量增大时,衰减会随之显著增加。沙粒带电量越大,沙尘引起的相移频率随之而增大。     

军用装备砂尘环境试验技术

介绍了进行砂尘环境试验的目的、适用范围及环境影响因素,并说明应根据产品使用环境、本身特点及其产品技术条件来选择试验程序和确定各试验参数.同时指出了确定试验持续时间的方法,最后对砂尘试验箱(室)提出6点设计要求,为我国自行研制军用砂尘环境试验设备提供了依据,从而提高了我国军用武器装备对环境的适应性及可靠性.     

沙尘天气对北京大气重污染影响特征分析

利用北京市具有代表性的大气污染物监测站资料,统计出2000─2005年各月重污染的天数,并对4和5级的重污染特征进行分析.结果表明,北京市大气重污染主要源于颗粒物. 分析了北京沙尘型重污染年、季节变化特征和表现形式等. 利用2000—2005年北京及周边地区环境监测、卫星遥感以及气象等数据,对沙尘天气影响北京城区大气中ρ(PM₁₀₎进行分析发现,ρ(沙尘粒子)约占ρ(PM₁₀₎的1%～13%;沙尘天气的影响区域逐渐加重的顺序为前门<古城<车公庄<农展馆<东四<天坛<奥体中心<定陵;沙尘天气下ρ(PM₁₀₎具有双峰型特征,细粒子(PM_2.5)质量浓度的增加对人体健康影响极为不利.      

砂尘试验箱原理分析改进及相关标准探讨

结合砂尘的产生和运动机理,对砂尘试验箱的设计原理和应用特点进行了说明,着重对吹砂程中空气的温度和湿度、砂尘颗粒直径比例进行了分析,对气固两相流中颗粒浓度的均匀性进行了探讨。基于砂尘的运动特性,国内应用较普遍采用的闭式循环吹砂试验设备,无法实现砂的有效分离,导致吹砂试验箱试验过程中颗粒直径比例不满足GJB 150.12A要求。在MIL-STD-810H中,已经取消了对吹砂试验相对湿度≤30%的要求。基于吹尘和吹砂引起的不同环境效应,结合吹尘和吹砂试验设备原理和国内已有设备的现状,对现有试验方法和校准规范的完善、砂尘试验箱的改进设计提出了建议和意见。同时文中也介绍了国外开式、闭式循环、可变循环等几种不同类型的砂尘试验箱作为参考,基于砂尘试验的破坏机理提出了砂尘试验箱的分类和选型建议。     

交流耦合法在砂尘试验设备浓度控制中的应用

采用了交流耦合技术中的浓度在线监测装置.简要介绍了砂尘浓度闭环控制的组成和结构,并对交流耦合法的特点和原理进行了分析和研究,指出了影响测量效果的环境因素.结合设备中应用的砂尘浓度测量闭环控制系统,说明了运用交流耦合法进行浓度测量的具体流程和操作方法.通过实际应用,验证了良好的控制效果,达到了预期的控制目的.     

和田降尘与浮尘、扬沙、沙尘暴关系的研究

通过野外调查、定位试验和室内分析,探索了新疆和田扬沙、沙尘暴、大风和浮尘产生的原因及发生规律与土壤降尘量的关系及其时空变化特点。结果表明,和田地区的降尘受浮尘、扬沙、沙尘暴日数和强度的影响,对土壤有重要作用。