A field comparison of dust deposit gauge performance at two sites in Yorkshire, 1987–1989

General dissatisfaction with the efficiency of the standard dust deposits gauges currently in use has led recently to the development of alternative designs. One such gauge based on an inverted Frisbee, and developed by Warren Spring Laboratory, Stevenage, showed promise in wind tunnel studies. This paper describes field trials of two types of inverted Frisbee gauge (the wet Frisbee and the dry Frisbee) which were operated alongside the British Standard and the proposed ISO standard dust deposit gauges. Continuous monitoring was carried out at two sites in North Yorkshire for 2 years. Undissolved particulate matter from each gauge was weighed and a sub-sample characterized by microscopic examination of individual particles ⩾50 μm in diameter, in order to identify possible sources of the dust. Wet Frisbee gauges collected and/or retained significantly more dust than either the British Standard gauges or the ISO gauges. The dry Frisbee gauge also proved to be efficient and, having practical advantages over the wet Frisbee, is recommended as a possible alternative to both the British Standard and the proposed ISO standard dust deposit gauges.     

Overall efficiency of tubular inlets sampling at 0–90 degrees from horizontal aerosol flows

We have developed a unified and comprehensive model for the overall efficiency of tubular inlets sampling from horizontal aerosol flows at 0–90° relative to the wind direction. In our model, derived from experimental data obtained in our wind tunnel, the transmission efficiency is separated into two components: one due to gravitational settling in the boundary layer and the other due to impaction. The gravitational settling component is determined by extending our previously developed isoaxial sampling model to nonisoaxial sampling. The impaction component is determined by a new model that quantifies the particle losses caused by direct wall impaction. The model also quantifies the additional particle losses resulting from the turbulent motion in the vena contracta which is formed in the inlet when the inlet velocity is higher than the wind velocity.The equation for the gravitational settling component considers the inertial behaviour of the particles by including the Stokes number, the flow development in the boundary layer by including the Reynolds number and the gravitational settling in the boundary layer by including a modified gravitational settling parameter. The equation for the impaction component considers direct wall impaction and the losses due to vena contracta formation through the Stokes number, velocity ration and sampling angle. Direct wall impaction is further differentiated by the gravity effect on the impaction process which distinguishes upward from downward sampling. Our equations for transmission efficiency in combination with aspiration efficiency equations determine the overall efficiency of tubular, sharp-edged inlets at all orientations of the inlet relative to horizontal aerosol flows.     

静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM10去除效果的研究

静电纺丝纳米纤维膜是一种新型空气净化过滤材料.为了解该材料对PM₁₀的去除效果,以滑石粉粉尘和香烟烟雾为代表研究了静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM₁₀的去除率.结果表明:供试的2类静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对粉尘的平均去除率分别为93.2%和97.8%,明显高于同类非静电纺丝纤维过滤材料的去除效果;对香烟烟雾有一定的去除效果,4 h的去除率为82.4%.静电纺丝过氯乙烯纳米纤维膜对PM₁₀的过滤作用主要发生在表层,过滤机理以拦截和惯性碰撞为主.      

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.     

运城市道路扬尘化学组成特征及来源分析

采集运城市区道路扬尘及5类单一尘源类样品(盐湖尘、土壤风沙尘、机动车尾气尘、建筑水泥尘和煤烟尘),测定元素、离子和碳质组分含量并与其他城市比较,在此基础上通过富集因子法和潜在生态风险评价法揭示道路扬尘的化学组成特征,同时运用化学质量平衡模型解析道路扬尘的来源.结果表明,与其他城市相比,Na和SO_4~(2-)含量高,Si含量相对较低是运城市道路扬尘化学组成的主要特征,Na、SO_4~(2-)和Si质量分数分别为12.197 0%、8.597 1%和9.112 3%;富集因子计算结果表明道路扬尘中Pb、Cu、Cr、V、As、Ni、Na、Zn等元素的来源明显受到人为活动影响;道路扬尘重金属潜在生态风险为强,工业生产、化石燃料燃烧、机动车排放等人为源是影响道路扬尘生态风险等级的重要因素;煤烟尘、建筑水泥尘和机动车尾气尘的化学成分谱与其他城市相似,土壤风沙尘中Na和SO2-4含量相对较高,运城市特有的盐湖尘的主要化学组分是Na、SO_4~(2-),含量分别为30.3%、22.7%;化学质量平衡模型解析结果表明,盐湖尘对道路扬尘贡献最大(53%),其次是土壤风沙尘(21%),机动车尾气尘(8%)、建筑水泥尘(7%)和煤烟尘(5%)的贡献几乎相当.     

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.     

不同类型建筑垃圾堆场大气降尘中水溶性离子污染特征

为了解建筑垃圾长期堆放产生的扬尘对大气的影响,选择北京市两个拆迁建筑垃圾堆放场,于2019年夏季、秋季进行降尘连续采样.共收集拆迁原地堆放有效降尘样品11个,异地集中堆放有效降尘样品11个,利用离子色谱法对大气降尘中水溶性离子组分及质量浓度进行分析.结果表明：阳离子中质量浓度最高的是Ca²⁺,其次是K⁺,NH₄⁺浓度最低;阴离子中质量浓度最高的是SO₄^2-,其次是Cl^-,NO₃^-最低,降尘样品呈碱性.建筑垃圾拆迁原地堆放场地Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、Cl^-、Na⁺、NH₄⁺平均浓度高于异地集中堆放场地对应各离子浓度.拆迁原地堆放场地中Ca²⁺、SO₄^2-、Na⁺、Cl^-受局地风向影响较大,空间分布情况与风向扩散趋势大致相同;异地集中堆放场地各离子浓度高值区域分布较原地堆放远,Ca²⁺、K⁺、SO₄^2-、Cl^-、Mg²⁺这5种离子空间分布与次主导风向较为相符.同时,两个场地水溶性离子平均浓度与距建筑垃圾堆放地的距离有一定的关系,采样点在距堆放中心200 m范围之内离子平均浓度最大,总体来说,距离堆放中心近的采样点位离子浓度高于距离较远的采样点位离子浓度.     

天津不同气团来向PM2.5中组分和污染源贡献的季节变化

利用基于新型多点位三维受体模型和后轨迹所构建的来向解析技术（SDA）,探讨了天津市内陆和近海点位的不同季节不同来向气团载带的颗粒物浓度、组分和源分担率特征,并定量计算了不同来向污染源对受体点位的贡献大小.整体上,渤海来向的气团相对清洁（97.1μg/m³）,气团占比较大（23.7%）;内蒙-河北-北京-天津来向气团载带的PM_2.5浓度高（197μg/m³）,但气团占比小（内陆点位春冬季分别为12.5%,11.9%,近海点位春冬季分别为8.6%,10.7%）,对PM_2.5的综合影响较小.近海点位春夏秋冬季对PM_2.5分担率最大的污染源分别为：SSW来向地壳源（12.8%）、SE来向硫酸盐+SOC（二次有机碳）（9.8%）、WSW来向燃煤源（10.3%）、WNW来向硫酸盐+SOC（12.1%）.内陆点位分别为SSW来向地壳源（14.5%）、S来向硫酸盐+SOC（13.5%）、SSW来向机动车源（8.9%）、WNW来向硫酸盐+SOC（9.5%）.     

低Reynolds数雨滴表面流体滑移及重力效应对粒子清除的影响

采用拉格朗日法求解了低Reynolds数雨滴以终端下落速度时对大气气溶胶粒子的捕集效率,为考察雨滴表面流体滑移效应,采用Hadamard-Rybczynski流场描述低Reynolds数下雨滴的绕流特征,数值计算中考虑了粒子的惯性碰撞与拦截捕集机理,分析和讨论了雨滴表面流体滑移及粒子重力效应作用对粒子捕集效率的影响.结果表明,若忽略雨滴表面流体滑移及粒子的重力效应,则数值计算结果与已有分析结果一致.当考虑雨滴表面流体滑移效应,则粒子捕集效率有一定程度增加,增加幅度与雨滴尺寸、粒子尺度及粒子密度等参量均有关.粒子所受的重力对雨滴捕集粒子的能力起削弱作用,其削弱程度依赖于粒子拦截参数(R)和Stokes数(St)的大小,在0.2St0.3区间,重力作用对粒子捕集的削弱作用最为显著.     

颗粒床过滤中的惯性碰撞效应研究

在实验的基础上,得到了计算单个颗粒惯性碰撞收集效率的经验方程式。结果表明,气溶胶粒子的粒径越大,惯性碰撞越显著;气体流速的增加有利于粒子的惯性沉积;沙介质的粒径越小,气溶胶粒子的惯性碰撞效应越高,穿透率也就越低。     

北京市典型道路扬尘化学组分特征及年际变化

选择北京市具有代表性道路,于2004年9月和2013年5月进行采样,利用再悬浮设备制备道路扬尘PM₁₀与PM_2.5样品,并进行化学组分分析,建立了2004年和2013年北京市道路扬尘PM₁₀与PM_2.5源成分谱,以分析和探讨北京市道路扬尘化学组分特征及其组分年际变化.结果表明,北京市道路扬尘PM₁₀与PM_2.5源成分谱中的化学组分特征均为Ca、Si、有机碳（organic carbon,OC）、Al、Fe、K、Mg、SO₄^2-和元素碳（element carbon,EC）,其在道路扬尘中的含量之和分别为：2004年PM₁₀为46.7303%、PM_2.5为56.9198%和2013年PM_2.5为38.7478%;占全部被测组分的比例分别为95.9%、94.3%和94.7%.2004年道路扬尘中,环路Si、Al的含量显著低于其他道路类型,受到的土壤风沙尘影响最小;建筑水泥尘特征元素Ca主干道含量最高,高速五环进京口含量最低;EC在高速五环进京口的含量显著高于其他道路类型.而2013年PM_2.5中被测组分总含量及Si、Al、Ca的含量次干道均显著低于其他道路类型.2013年与2004年相比,北京市道路扬尘PM_2.5中除SO₄^2-含量略上升了2.0%外,其余组分含量下降显著,Ca、Si、OC、Al、Fe、K、EC和NO₃^-下降幅度分别为45.1%、31.5%、17.5%、20.3%、55.6%、33.3%、30.0%和50.3%.结果表明,［NO₃^-］/［SO₄^2-］比值不能准确反映固定源和移动源相对贡献大小的变化.［OC］/［EC］比值,2004年PM₁₀为9.77±3.88,PM_2.5为9.36±3.25,2013年PM_2.5为14.41±10.41,北京市道路扬尘存在二次有机碳（secondary organic carbon,SOC）,且SOC是道路扬尘PM₁₀与PM_2.5的重要组成部分.不同城市道路扬尘及同一城市不同粒径的道路扬尘成分谱相似度不高,应建立相应的成分谱并适时更新.     

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.     

惯性器件加速试验环境谱编制与数据处理方法研究

目的研究模拟惯性器件贮存环境温度变化的加速环境谱与加速试验方法。方法监测样品贮存环境温度应力变化的同时,检测样品性能的变化,通过雨流计数法将温度变化曲线转化为温度环境谱后再转换为加速环境谱,依照加速环境谱开展试验,通过试验结果与自然贮存样品性能比对,开展试验样品性能评价。结果以2012年某试验库房的温度数据为例,通过转换得到了模拟惯性器件贮存环境的环境谱和加速环境谱,并得到了用于指导惯性器件加速试验的方法。结论将雨流计数法用于处理惯性器件经历的温度曲线,转化得到的加速试验方法,可以较好地模拟惯性器件贮存实际经历的温度变化过程,指导对惯性器件的性能变化趋势进行预测和评价。     

青海共和盆地降尘观测与137Cs测定的初步结果

通过对1998～1999年共和盆地的降尘观测和尘样的¹³⁷Cs分析,测定了降尘速率及其月分配;对尘源进行了¹³⁷Cs示踪,并从理论上估算出降尘产生的¹³⁷Cs再分配,对沉积速率的计算模型进行了讨论.作为采用¹³⁷Cs法研究沙尘暴降尘的一次尝试,这些初步结果对沙尘暴测定及其强度评估等方面研究有一定的借鉴作用.     

Basic properties of sintering dust from iron and steel plant and potassium recovery

With the production of crude steel, China produces several million tons of sintering dusts which contain a great deal of valuable metals such as, K, Na, Zn, Pb. If discharged directly without adequate treatment, these elements can lead to adverse effects on the environment. Therefore, it is very necessary to determine how to separate these elements from the dust before discharge. Several physical and chemical detection methods were used to study the basic properties of sintering dust. At the same time, preliminary experiments on the recovery of the potassium resources from the sintering dust were carried out. The mean particle size of the electrostatic precipitator (ESP) dust determined by a laser granulometer was 41.468 μm. Multi-point BET and single-point BET analysis showed that the surface area of the ESP dust was 2.697 m²/g. XRD measurements detected the following phases in the ESP dust: Fe₂O₃, Fe₃O₄, KCl and NaCl, and Fe₂O₃, Fe₃O₄ and SiO₂ in the water-washed dust. SEM-EDS results proved that in the ESP dust, K mostly existed in the form of KCl particles without being coated. Leaching experiments showed that the KCl in the ESP dust could be separated and recovered by water leaching and fractional crystallization. Through the recovery experiments, the yield of K-Na vaporized crystalline salt was 18.56%, in which the mass fractions of KCl, NaCl, CaSO₄ and K₂SO₄ were about 61.03%, 13.58%, 14.03% and 9.97%, respectively. This process is technically viable and considerable in economic benefit. There was almost no secondary pollution produced in the whole recovery process.     

大气颗粒物化学质量平衡源解析方法研究

对基于化学质量平衡原理（CMB）的大气颗粒物来源解析方法中各步骤的研究情况进行综述。重点对土壤尘、煤烟尘、尾气尘、道路尘、城市扬尘、建筑水泥尘、海盐粒子等污染源样品采集方法,环境空气中颗粒物样品采集用滤膜及采样器,样品中各组分分析方法,以及采用cMB模型进行源解析拟合计算软件的发展情况进行了介绍,同时针对目前源解析中存在的问题提出了一些建议。     

偏振激光雷达在沙尘暴观测中的数据解析

阐述了日本国立环境研究所(NIES)研制的双波长偏振激光雷达的工作原理和主要工作参数,探讨了激光雷达方程在沙尘暴监测中的应用条件,并对激光雷达获取的各种信息进行直观图视化处理.分别用光学强度、后向散射强度、退偏振率、消光系数以及双波长信号比等对沙尘天气的污染特征进行了解析,并对垂直方向沙尘浓度的分布进行了计算.研究表明:退偏振率大于10%时,即可判断为沙尘天气;双波长信号比(P(1 064)/P(532))大于0.4,则表示该期间为沙尘天气;利用消光系数表示气溶胶浓度时,NIES激光雷达观测沙尘气溶胶消光系数超过0.3 km-1(ρ(TSP)约为500　μg/m3),且持续时间超过3　h的沙尘天气现象即可判断为一次沙尘事件.根据激光雷达特有物理量对沙尘气溶胶的不同判定标准,对沙尘事件的强度、持续时间、沙尘云厚度以及沙尘天气的污染特征进行了解析和探讨.      

城市灰尘PAHs累积与迁移过程的影响因素研究

以上海市为例,探讨了城市中心城区地表灰尘中多环芳烃(PAHs)累积与迁移过程的影响因素.结果表明,粒度只是影响城市灰尘吸附PAHs的一个次要因子,与PAHs含量之间没有明显的相关关系.城市灰尘TOC与PAHs含量显著正相关(冬季r=0.62,p＜0.000 1;夏季r=0.55,p=0.002),说明对于城市地表灰尘而言,有机质的含量越高,其吸收PAHs的能力就越强,这种结果与理论上PAHs的憎水亲脂性相一致.风向能够直接影响PAHs在空间上的分布趋势,污染源下风向的地区更容易累积较多的PAHs,且距离污染源越近,污染程度越重,相反,污染源上风向的地区则不利于PAHs的累积,污染程度较轻.夏季最高值出现在西北城区,含量为27 766 ng·g-1,冬季最高值出现在南部和东部城区,含量分别为30 741 ng·g-1和32 573 ng·g-1.大城市中心区存在PAHs污染的"空心效应".温度是影响城市灰尘PAHs累积与迁移的重要气象参数.     

大气盐雾分布影响因素与监(检)测及评价方法

阐述了大气盐雾的主要来源、影响盐雾含量和分布的主要因素、当前盐雾的主要监测技术以及与盐雾含量相对应的环境等级,有助于对沿海地区金属设备防腐蚀设计提供参数依据。其中大气盐雾的来源主要为海洋环境,而影响盐雾含量和分布的因素主要为离海岸距离、风速、风向等,当前盐雾含量的主要监测技术包括大气盐雾收集和盐雾含量检测两个步骤,盐雾的收集方式是大气盐雾含量精准度的重要指标,根据其结果表征方式(盐雾浓度和盐雾沉降率)主要分为采气收集和沉降收集。再利用检测手段分析盐雾含量,根据对设备腐蚀情况进行分等分级,但是现有方法具有一定的缺陷,如人为误差大,且无法实时监测环境中的盐雾变化情况,因此,在线检测技术是未来盐雾含量监测的主要研究方向。精准地检测环境中的盐雾含量,可为后期的腐蚀防护提出高效且经济的建议。     

淮北地区一次春季浮尘天气成因研究

利用激光气溶胶雷达和风廓线雷达,结合卫星遥感资料、地面气象要素资料、大气气溶胶浓度资料和HYSPLIT模型,研究了2017年5月5—8日淮北地区一次沙尘天气过程的特征.结果表明,2017年5月5—6日上午的浮尘(过程1)是由西北-华北地区的远距离输送所致,其中PM_(10)峰值浓度高达766μg·m~(-3),而6日下午—7日的浮尘(过程2)是冷空气回流所导致.外源输入、气象要素和垂直风场的变化为浮尘天气的发生和维持创造了有利条件,降水的出现使本次浮尘天气过程结束.激光气溶胶雷达可以有效监测此次浮尘天气的大气气溶胶消光系数的空间分布,能直观准确地反映出污染物的分布聚集情况以及时空变化,对大气污染监测具有重要意义.本研究还提出了适合江苏地区的浮尘客观判定方法,SO_2/PM_(10)、NO_2/PM_(10)以及PM_(2.5)/PM_(10)的比值可以有效判别浮尘天气.