呼和浩特市大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法研究了呼和浩特市及其对照点大气降尘样品的环境磁学特征,同时与西北地区两大典型污染城市—乌鲁木齐、兰州进行对比,探讨了环境磁学在大气污染监测和来源解析方面的应用.结果表明,两地样品磁学特征均受磁铁矿控制,磁性矿物为假单畴和多畴颗粒;与对照点相比,呼和浩特样品磁性矿物的含量较高,颗粒较细.通过降尘污染的季节变化对比可知,呼和浩特大气污染受到自然因素和人类活动的共同影响.相对于磁化率(χlf)而言,饱和等温剩磁(SIRM)能更好地反映呼和浩特大气污染状况,可作为大气降尘磁性特征的有效指示器.与乌鲁木齐和兰州相比,呼和浩特逆温强度较大,但大气污染程度相对较低,暗示人类活动对大气污染起到主导作用.     

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.     

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.     

福建漳浦砖红壤磁学特征及其环境意义

福建南部漳浦零星分布有砖红壤,是中国砖红壤分布的北界.该地区属南亚热带,纬度地带性土壤为赤红壤,而砖红壤是热带地区的纬度地带性土壤.漳浦砖红壤形成时期气候条件如何?是否可以反映气候带的变迁?这是值得深入研究的问题.基于此,通过系统的环境磁学分析,结合漫反射光谱、色度和常量地球化学元素指标,类比漳浦砖红壤和热带地区的广东徐闻现代砖红壤磁学特征的异同,探讨其环境指示意义.结果表明:(1)漳浦砖红壤中的磁性矿物以磁赤铁矿和赤铁矿为主,赤铁矿含量高于磁赤铁矿,磁赤铁矿主导剖面的磁学性质.磁性矿物颗粒以细粒的超顺磁(SP)和单畴(SD)为主;(2)与徐闻现代砖红壤相比,漳浦砖红壤中的磁性矿物具有更高Fe3+?/?Fe2+比例、赤铁矿相对含量更高、磁性矿物颗粒更粗的特点,表明漳浦砖红壤形成时期气温更高;(3)漳浦砖红壤是古土壤,其形成时期的年均气温较现今高2.5℃以上;当时华南地区热带面积范围扩大,纬度北移4°以上.本研究为全球气候变化提供了土壤学的实证.     

北京及其北部地区大气降尘时空分布特征

文章研究了北京及其北部邻近地区降尘量的时空分布特征和变化规律.在该区的10个采样点开展了为期一年的大气降尘收集工作,结果表明,研究区内年均降尘量为58.4g/(m2·a),最高和最低年降尘量分别位于研究区西北部的张北和东南部的滦平,其年均降尘量分别为169g/(m2·a)和15.6g/(m2·a).整个研究区的降尘主要...     

河谷城市大气环境容量的研究

科学核算大气环境容量,对于合理确定污染物总量控制指标,进而实施大气污染管控措施、治理区域大气污染问题有重要意义.以河谷城市兰州市中心城区为研究区域,利用WRF模式模拟了研究区域的边界层高度及混合层平均风速,并根据地形条件,从污染气象角度给出了扩散单元面积,利用A值法（A为地理区域性总量控制系数）计算兰州市中心城区SO₂、NO_x及VOCs的大气环境容量;同时,将兰州市中心城区2016年SO₂和NO_x的排放总量与SO₂和NO_x的环境容量进行对比,结合区域环境质量监测资料说明大气环境容量设置的合理性.结果表明:①兰州市中心城区的A值具有季节性变化特征,其在春、夏两季较大,在秋、冬两季较小,春、夏两季A值较大的主要原因是边界层高度及边界层内的平均风速较大,而冬季则相反.②兰州市中心城区SO₂、NO_x和VOCs的大气环境容量分别为4.05×104、1.81×104和5.44×104 t/a.③2016年SO₂的实际年排放量（1.62×104 t）未超过大气环境容量限值（4.05×104 t）,尚有余量（2.43×104 t）,这与兰州市2016年4个环境空气质量监测点ρ（SO₂）年均值均达到GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准的现状一致;NO_x的实际年排放量（3.16×104 t）已超过大气环境容量限值（1.81×104 t）,无环境容量（-1.35×104 t）,这与兰州市2016年4个环境空气质量监测点ρ（NO_x）年均值均超过GB 3095-2012二级标准值的现状一致.研究显示,采用A值法计算的兰州市大气环境容量符合区域污染扩散特征.      

西安市大气降尘污染时空分异特征

在西安市位于工业区、商业区、居民文教区和旅游区的4处国家环境空气质量控制点设置大气降尘采样器,用湿法逐月收集2014年度大气降尘样品并测试降尘量,采用ICP-MS法测试4点位各季大气降尘混合样品重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Cd的含量,研究大气降尘量及大气降尘重金属污染水平及时空分异特征。结果表明,西安市大气降尘污染严重,工业区、商业区、居民文教区、旅游区降尘量年均值分别为17.84、15.99、15.46和11.76 t/(km~2·(30 d)),远超国外相关标准;大气降尘量季节变化显著,表现为冬季春季夏季秋季,各功能区降尘量除秋季差异不显著外,其余各季差异明显,且表现出工业区最大,商业区、居民文教区次之,旅游区最小的趋势;大气降尘重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Cd质量浓度均值分别为438.1、454.9、61.1、149.5、41.4和7.8 mg/kg,分别是陕西省土壤背景值的20.5、6.6、2.9、2.4、1.4和83.0倍,Pb、Cr、Cd污染严重,富集显著;除Pb、Zn季节变化不显著外,Cu、Cd、Ni显著呈现冬季最高、春季次之、夏秋季最小的季节变化特征,Cr表现为冬季最高、其余季节较小;受城市功能区区分不明显及高空大气环流作用影响,西安市大气降尘重金属空间差异不显著。     

福州市公园灰尘磁学特征及其环境意义

以福州市公园灰尘为研究对象,对其进行了磁学参数特征研究,结果表明,福州市公园灰尘χ、χfd%、SIRM、S-ratio、SIRM/χ平均值分别为269.80×10-8m3/kg、0.73、6175.07×10-5(A?m2)/kg、0.91、30.82A/m.综合分析发现,福州市公园灰尘磁性矿物含量较高,部分样品的主要磁性矿物为铁磁性矿物,部分样品为反铁磁性矿物,且Day图反映了其磁性矿物粒径主要以单畴(SD)和假单畴(PSD)为主,这些均受控于交通、城市建设等人类活动的干扰、由西向东倾斜的地形条件和夏季台风的滞留效应的影响;福州市二环内外受不同的城市化过程中人类活动、土地利用格局、季风等影响,其磁学参数特征所表征的环境意义不同;福州市公园灰尘磁学特征(χ、χfd%、IRM及其组合参数、磁滞回线)可以作为福州市城市污染物监测的一种重要的替代指标.     

陕西西部某工业园区采暖期大气降尘重金属特征

为了解陕西省某工业园区采暖期大气降尘重金属元素特征,于2012年11月20日至2013年3月20日,通过被动采样的方式,采集该区域采暖期的大气降尘样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定其中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr和Fe的含量,并分别计算各元素采暖期的日沉降通量和富集因子.结果表明:研究区采暖期大气降尘量普遍较高,并且受园区人为污染源和道路扬尘影响明显;大气降尘中重金属含量分布不均,位于园区内部点位的重金属含量明显大于上风向点位和对照点;各元素之间也有很大的差异,其中,Fe的含量远高于其他6种元素,Pb、Zn含量次之,Cu、Cd、Ni、Cr的含量较小;从采暖期日沉降通量来看,Fe、Zn、Pb的沉降通量较大,Cu、Cr、Ni、Cd的沉降通量较小.而根据富集因子分析结果可知,Zn、Pb、Cu、Cd主要来自人为源,Fe、Cr、Ni与当地的自然地质背景有关.     

南京市不同功能区大气降尘的沉降通量及污染特征

选择南京市的钢铁工业区、工业与居民混合区、交通干道、居民生活区、风景区、城市郊区6种典型城市功能区,按月定期收集降尘,计算沉降通量.应用ICP-AES分析降尘中元素的含量,比较其化学组成和污染物特征.结果表明,研究期间南京市降尘沉降通量为3.39～65.95g/(m²·月),工业区降尘通量显著高于其他区域,说明其局部来源的贡献超过了区域背景;不同功能区降尘中地壳元素绝对含量均较高,为主要的成分,而一些污染元素(Cu、Zn、Pb、Ni、As)的含量在工业混合区和钢铁工业区则相对较高.降尘中Ca、Cu、Zn、Pb的富集系数均>10.北方远程来源的降尘对南京地区的影响很大,特别是对该地区的土壤“复钙”作用有很大的影响.     

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.     

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.     

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.      

西北典型工矿型城市街道尘埃重金属污染的环境磁学响应

以甘肃省白银市为研究区域,系统采集43个城区街道尘埃样品,并对其进行环境磁学和重金属元素特征分析.结果表明,白银市街道尘埃磁性特征以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主导,磁晶体粒径为较粗的假单畴(PSD)和多畴(MD)颗粒;样品低频磁化率(χlf)变化范围为(43.75~1 340.08)×10-8m3·kg-1,平均值为245.98×10-8m3·kg-1,与国内综合型大城市相比,白银市街道尘埃磁性矿物含量相对较低,但呈现明显的空间分布差异,表现为工业区高于带状交通区,带状交通区高于商业区,新城区磁性矿物含量较低;白银市各功能区污染源相对单一,工业污染对强磁性矿物的贡献占主导,污染程度空间分异显著.白银市街道尘埃样品中Cu、Pb、Zn整体含量较高,污染负荷指数(PLI)与低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、"软"剩磁(SOFT)相关性较高,且空间变化特征较为一致,表明反映磁性矿物含量的参数可以有效监测城市重金属污染,进而圈定重金属综合污染区域和范围,为进一步的城市污染治理工作提供快速有效的证据支持.     

漳州市城市绿地表土磁性特征及其环境意义

为揭示土壤磁性物质的来源和成因,对漳州市城区4个不同绿地功能区土壤进行了环境磁学测定,并探讨其环境意义. 结果表明,土壤样品的磁化率(χ)平均值为302.77×10-8 m3/kg,频率磁化率(χ_fd)平均值为1.45%,不同绿地功能区土壤磁化率变化趋势为居住区绿地＞道路绿地＞单位附属绿地＞公园绿地.分析4种绿地功能区的频率磁化率可以得知,公园绿地存在超顺磁颗粒. 对单个采样点进行分析发现,磁化率与频率磁化率呈负相关,饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(Soft IRM)呈极显著正相关,饱和等温剩磁和硬剩磁(Hard IRM)的相关性不强,表明土壤磁化率的变化主要受亚铁磁性矿物控制,但也存在不完整反铁磁性物质的贡献,土壤磁化率的增强与工业排放、机动车尾气等人类活动有关.      

西北地区物流网络搭建与环境保护关系研究

西北地区雾霾风沙较大,环境保护形势严峻,在搭建西北地区物流网络过程中,要尽量降低物流排放,缩短物流路径,提高环境保护效果.提出一种物流资源属性组合配置的西北地区物流网络搭建模型,分析物流网络搭建与环境保护的关系,从静态属性和动态属性两部分出发进行物流网络搭建和网络拓扑控制,采用前向树状拓扑控制协议进行物流资源属性优化组合配置,降低物流资源损耗和污染物质排放量,实现节能减排,促进环境保护机制的有效形成.研究表明,通过对西北地区物流网络优化搭建,物流链路中的碳排放得到有效降低,提高了环境保护的效能.     

厦门市大气降尘中重金属生态风险评价与源解析

用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对厦门市不同功能区大气降尘中12种重金属含量进行了分析,评价了重金属生态风险,并进行了源解析。结果表明,厦门市大气降尘中重金属Fe、Zn、Ti、Mn、Ba、Cu、Sr、Cr、Pb、Ni、V、Co的平均含量分别为47 843、4 515、2 797、800、780、448、199、179、151、41.39、27.85、11.22mg/kg。与土壤背景值相比,除Ti和V,其他元素存在不同程度的积累。富集因子结果显示,Cu和Zn在5个功能区都存在不同程度富集,其他元素为非富集状态。潜在生态风险评价结果显示,Cu的潜在生态危害程度很高,Zn较高,其他元素较低。所有功能区的重金属综合潜在生态风险程度都为极高:工业区最大、居住区最小。多元统计分析(因子分析和聚类分析)结果表明,厦门市大气降尘中重金属主要来源于工业污染和交通污染、土壤扬尘、燃烧活动,贡献率分别为42.5%、17.9%、14.2%。