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兰州市大气降尘磁学特征研究

丰华  
【摘要】:城市大气降尘作为大气污染物质尤其是城市颗粒物的良好载体及运输体,环境信息涵盖量大,对城市生态环境及居民日常生活造成潜在的威胁,甚至直接危害人类健康,影响国民经济的可持续发展。兰州市作为老工业城市,特殊的地理位置、地形气象环境及不尽合理的工业布局,使得兰州市环境问题较为严重,大气污染问题尤为突出,是我国大气污染最为严重的城市之一。为了解兰州市大气降尘对城市环境的影响,从2007年4月份开始在兰州市设立了固定的采样点,逐月对大气降尘进行采集,截至2011年5月份共采集34个样品。为了更好的研究降尘的污染信息设置了对比研究,在降尘采样点周边采集表土,共9个样品,以及2008年2月29日及5月1日当天在采样点附近收集了两个沙尘暴样品。 对所采集的45个样品进行系统测量与分析,其中以环境磁学方法研究为主体,结合地球化学元素、有机质的测量和气象要素分析以及环保相关数据加以佐证。结果表明,兰州市大气降尘中磁性矿物总体含量较高,以准单畴磁铁矿为主,并伴有少量铁的氢氧化物、赤铁矿及顺磁性矿物。兰州市大气降尘的χlf值整体较高,即使是兰州市大气降尘的最低值,也明显高于兰州市表土及沙尘暴样品,表明兰州市大气降尘主要受人为源影响,在冬季尤为明显。过去研究表明,磁性矿物含量年内变化特征显著,冬季污染强度主要受供暖期间燃煤污染物控制,但三月份虽然处于供暖期,它的污染值却明显低于其它供暖期,我们认为可能是兰州市特有的逆温现象:3月份贴地逆温强度低,利于污染物扩散所导致。因此,兰州市冬季污染强度并不是由供暖单一因子控制的,而是供暖及逆温强度双重作用的结果。4、5月份污染值全年最低,除了逆温层的作用以外,还与该月份频发的沙尘暴带来的低χlf值的稀释作用有关。表征磁性矿物含量变化的参数(如χlf)与燃煤标识元素在年内及年际变化上表现一致,而与以交通及工业污染为主的元素一致性较差,说明兰州市是燃煤污染型城市,主要以燃煤污染为主,交通及工业污染次之。地球化学元素研究表明元素污染物质易吸附于降尘细颗粒物上,元素、有机质及磁性矿物在年际变化的一致性表明这可能是由于细颗粒物质与有机物、污染元素及磁性矿物相互吸附作用的结果。近年来,随着污染防治工作的开展,兰州市大气污染状况有了较大改善,2010年)χlf值比2007年降低了38%,这与历年来的环保监测数据一致,证明环境磁学方法可以有效地监测城市污染。


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