李海侠[1]2003年在《武汉市东湖周边道路尘埃的磁性结构特征及其环境意义》文中指出本文选择武汉市东湖主湖区郭郑湖周边道路为研究靶区，以道路尘埃作为研究的载体。旨在探讨东湖周边道路尘埃的磁性结构特征以及通过磁性特征与化学成分的对比分析，探讨应用岩石的磁性参数评价环境污染的程度，追踪污染物来源的可能性。为了对比研究，将东湖周边的道路按其地理位置与周边环境状况的差异分为四个采样段，它们分别为：东段（武汉市东湖医院－磨山）；北段（磨山公园－梨园）；西段（梨园－武大中南医院）；南段（武大中南医院－东湖医院）。尘埃磁性参数测量主要包括天然剩磁NRM、低频磁化率Klf、高频磁化率Khf、非磁滞剩磁ARM、等温剩磁IRM以及饱和等温剩磁SIRM等参数，磁化率随温度变化曲线和磁滞回线等。此外，计算了由这些参量相互组合的某些与环境相关的参量：ARM/χLF、SIRM/χLF、、SIRM /ARM比值以及软剩磁Soft和硬剩磁Hard、Soft％、Hard％、F300％。利用X荧光分析法测定了代表性样品中11种化学元素含量：铁（Fe）、锌（Zn）、钒（V）、钛（Ti）、铅（Pb）、镍（Ni）、锰（Mn）、铬（Cr）、铜（Cu）、钴（Co）和钡（Ba），并且计算了Tomlinson污染指数PLI。样品磁性分析的结果表明，（东湖周边道路）尘埃中的磁性载体主要由单畴与伪单畴状态的磁铁矿组成，大部分样品中可能含有一定量的铁的硫化物与少量的反铁磁性矿物（主要为赤铁矿）。四段样品中，西段比其它叁段赤铁矿的含量稍高；北段样品中磁性矿物的含量在四段中最高，其次为西段，东段和南段。样品重金属含量分析结果显示，除了Zn、Cu和Ba以外，其它重金属的含量北段均高于其它各段。Zn元素的含量各段相差不大，而Ba元素的含量以西段最高南段次之，东段和北段相当。Cu的含量西段偏高，南段偏低，其它两段相当。Tomlinson污染指数结果表明，北段污染最重，东段次之，西段与南段相当。并且北段的污染分布在各段中波动最大，而西段波动最小，东段和南段介于中间。各金属元素之间的相关分析、因子分析和聚类分析结果表明，尘埃样品中重金属主要来自燃煤烟尘、土壤和交通尾气，其中燃煤烟尘占有最重要地位。Fe、Cu、V、Ni、Cr、Mn、Co重金属主要来自燃煤烟尘；Zn和Ti与有两种来源，即燃煤和土壤；Ba来自交通和土壤两种来源。磁性与重金属含量相关分析结果表明，Fe、Cu、V、Ni、Cr、Mn、Co和指示磁性矿物含量的参数χLF 、ARM和 SIRM之间具有很强的相关性，Zn和Ti与所有的磁性参数不相关，Ba与χLF 、ARM和 SIRM负相关。因此推断尘埃样品中的磁性矿物主要来自燃煤烟尘。磁性参数与大多数金属（来自燃煤）以及污染指数PLI具有强相关性，为应用磁性测量<WP=6>分析方法研究道路尘埃污染分布状况提供了依据。道路尘埃与其它载体（如沉积物）相比记录的环境信息的空间尺度相对较大，而时间尺度则相对较小。因此，如能周期性地采集分析道路尘埃的环境磁学信息，其结果能较灵敏地反映城市污染环境的变化特征。为应用高精度、快速、非破坏和低廉的环境评价方法技术奠定基础。
杨涛[2]2008年在《武汉市东湖地区城市化过程环境磁学响应研究》文中认为众所周知,城市环境状况和质量是制约国家和地区经济和社会发展的重要因素之一。随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的提高,许多城市生态环境的破坏和恶化日益严峻。为此,我国政府提出创建“资源节约型和环境友好型”两型社会号召,并严格制定了“十一五”政府节能减排的指标要求。高质量和高效率的环境修复和治理是建立在科学的环境质量评价基础之上,因此,如何快速和定量地评价和研究城市化过程对环境的影响,探索高效的环境质量评价体系和检测方法技术,一直是环境科学和工程研究人员的目标,环境地球物理学科正基于此而产生。环境磁学是环境地球物理学的主要组成部分之一。它应用岩石和矿物磁性测量技术,研究大气圈、水圈和岩石圈中由于环境作用与人类活动等导致的磁性颗粒的迁移、沉积或转化等情况,可对研究全球环境变化、气候作用和人类活动对环境的影响提供重要的信息。因其高精度、高分辨率、测量快速和非破坏性,且适合大范围环境扫描,可以简单地获取与污染环境相关的信息等优点,已经被逐渐地应用于城市环境调查和污染评价,成为环境磁学研究的热点问题之一。然而,由于城市环境中污染物质来源复杂,污染磁响应方式的不确定性及污染物质与磁性物质关系机理的复杂性,目前对于城市污染环境的磁学研究还处于探索阶段,仍以个案研究为主,尤其缺乏对环境载体磁学响应特征的系统地对比研究及城市化过程(即动态发展)的环境效应的环境磁学研究。武汉作为我国长江中游的特大城市,在我国实施中部崛起的经济发展战略中具有举足轻重的地位。然而,随着近年来武汉社会经济的快速发展和生产力的迅速提高,人口急剧膨胀,城市化进程加快,随之而来的环境问题也日益突出和尖锐。本研究选择武汉市东湖地区不同环境背景下的道路尘埃、近地表土壤和湖泊沉积物柱样叁种环境载体为研究对象,其中:道路尘埃分别采集自位于长江大桥引桥附近被交通流量极高的主干公路所包围的龟山公园和位于青山工业区下风方向东湖风景区的磨山公园;近地表土壤分别采集自青山工业区附近及其下风方向农田,连接青山区和洪山区的主干公路—青王公路及环绕东湖的东湖路沿线:湖泊沉积物采集自东湖的两个主湖区—郭郑湖和塘林湖。通过系统地多参量的磁性测量,代表性样品的重金属和总有机质分析,湖沉积物沉积速率测定及代表样品薄片的扫描电镜和能谱分析(SEM/EDX),全面系统地分析和研究了叁种环境载体的磁性特征及其对城市污染环境的响应,磁性变异特征与污染物质之间的相互关系及其对污染源的指示作用;根据湖泊沉积物磁性的垂向变化特征,结合东湖地区人类活动和工业历史资料,重建了武汉市东湖地区近50年来城市化过程引发的环境污染演化历史。研究表明:东湖及周边地区地表土壤和东湖表层沉积物磁性在城市化过程中由于人类活动和工业生产的影响而被显着增强。例如,地表土壤磁化率明显高于底层土壤,两者差值介于23.12～226.86×10~(-8)m~3kg~(-1),平均差值为102.63×10~(-8)m~3kg~(-1);东湖各沉积物柱样表层样品磁化率的平均值是深层沉积物的1.39～13.39倍。道路尘埃、地表土壤和表层沉积物的磁性特征受到伪单畴/多畴(PSD/MD)似磁铁矿颗粒的主导,而底层土壤和深层沉积物中亚铁磁性颗粒含量较低,主要受不完全反铁磁性的赤铁矿控制。不同环境背景下的道路尘埃、地表土壤中磁性颗粒含量存在明显差异:据饱和磁化强度估计,磨山公园道路尘埃磁铁矿的平均含量为1.27%,而龟山公园道路尘埃磁铁矿含量为0.23～1.34%,平均值为0.81%;位于武汉钢铁公司工业区附近的地表土壤磁化率平均值高达539.92×10~(-8)m~3kg~(-1),分别是位于其下风方向农田、青王公路沿线和东湖路沿线地表土壤磁化率平均值的2.64、5.10和6.53倍:塘林湖沉积物的磁性普遍高于郭郑湖,如塘林湖表层沉积物磁化率的平均值为217.21×10~(-8)m~3kg~(-1),是郭郑湖表层沉积物磁化率平均值的1.37倍。各种环境载体中磁性颗粒的粒度同样存在明显差异,如对于相距约16 km的龟山公园与磨山公园,前者道路尘埃中亚铁磁性颗粒粒度普遍小于后者:青山工业区附近地表土壤中的亚铁磁性颗粒明显大于公路沿线地表土壤中的磁性颗粒,前者主要以1μm左右为主,而后者的磁性颗粒通常小于0.5μm。道路尘埃、地表土壤和湖泊沉积物中污染物(以重金属和沉积物总有机质为代表)含量与样品磁性强弱空间分布具有明显的相似性。通常污染物的含量与反映磁性矿物含量的磁性参数呈现显着的正相关,但在局部环境中,两者的关系较为复杂。如道路尘埃磁化率、饱和磁化强度和饱和等温剩磁在磨山公园与大多数重金属(如Co、Cu、Cr、Fe、Pb、Zn、Mn和Ni等)含量的皮尔逊(Pearson)相关系数普遍高于0.800(显着水平α=0.01),而在龟山公园相关性较差。近地表土壤和湖泊沉积物磁化率、非磁滞剩磁和饱和等温剩磁与Cu、Pb和Zn含量显着正相关,如地表土壤磁化率与Cu、Pb和Zn的Pearson相关系数分别为0.736、0.675和0.678(α=0.01);东湖沉积物饱和等温剩磁与Cu、Fe、Pb和Zn含量及反映总有机质含量的烧失量(LOI)的Pearson相关系数分别为0.665、0.421、0.794、0.581和0.845(α=0.01)。环境载体磁性参数与污染物含量的显着相关性,为污染物的含量和空间分布提供了磁性代用指标,为利用磁性测量进行环境污染调查和评价奠定了基础。通过对近地表土壤和湖泊沉积物代表样品薄片的SEM/EDX分析发现,在地表土壤和表层沉积物中存在大量粗颗粒的富含Fe的氧化物球形颗粒,直径分别介于3～12.5μm和5.5～90μm,颗粒中Fe的含量分别介于11.49～84.42wt%和17.11～73.72wt%,有些颗粒含有少量的Al和Si等元素,以铁氧化物相、含铝硅的铁氧化物相和含铁的铝硅酸盐相为主,系典型的煤燃烧和钢铁冶炼等高温产物;底层土壤和深层沉积物中含Fe颗粒相对较少,形状不规则,以碎屑状为主,成分以似赤铁矿(或磁赤铁矿)主。此外,地表土壤中含有少量的磁赤铁矿,反映了磁铁矿的低温氧化作用;沉积物中含有少量的Fe的硫化物,且含量随着深度的增加而增加,反映了水体中的还原环境随着深度的增加而增强。道路尘埃、近地表土壤与湖泊沉积物磁性变异特征对污染环境变化具有非常灵敏的响应。如对于龟山公园和磨山公园,道路尘埃的主要磁性载体均为磁铁矿,但是磨山公园道路尘埃磁性普遍高于龟山公园,磁化率、饱和磁化强度和饱和等温剩磁强度平均值分别是龟山公园的1.31、1.57和1.36倍,而且磨山公园尘埃磁性颗粒粒度大于龟山公园,反映了它们环境背景的差异:龟山公园被交通流量极高的主干公路所包围,主要为交通污染,而磨山公园位于东湖风景区,尘埃磁性颗粒主要来自上风方向工业区工业生产排放的燃煤飞灰和工业粉尘;青山工业区附近和公路沿线地表土壤中高含量的亚铁磁性颗粒及磁性参数与重金属(如Cu、Pb和Zn)的显着相关性,分别反映了工业生产(如钢铁冶炼、燃煤发电和水泥生产等)和交通活动(如汽车尾气和车体磨损等)对近地表土壤造成的重金属污染;东湖表层沉积物磁性的明显增强及在其中所发现大量球形(似)磁铁矿颗粒,磁性参数与重金属和总有机质含量的显着相关性,揭示了位于东湖上风方向的青山工业区工业生产活动对东湖的长期污染。道路尘埃、地表土壤和城市湖泊沉积物叁种环境载体对城市污染环境磁响应在空间和时间尺度上具有显着的差异。道路尘埃污染源相对单一,主要受到交通活动的影响,但易受到人类活动的干扰,其磁性特征所反映的环境污染变化信息时间尺度较短、空间尺度较小。地表土壤主要受到其附近工业生产活动和交通排放的输入,受到与污染源距离和风向方位的影响,其磁性特征具有地域差异,但携带的环境污染信息时间尺度较道路尘埃要长,空间尺度也相对较大。湖泊大面积水域除了接收大气降尘以外,受到地表径流从其汇水区带来的各种物质的输入,反映环境变化的空间尺度较大,在未受大范围的人为活动干扰(如清淤)的情况下,它会持续稳定地接收外界输入,沉积物磁性记录了汇水区范围内较长时间尺度的环境演化历史。但由于湖沉积物来源复杂,磁性矿物受到水体氧化—还原环境的改造和影响,使得其磁性信息变得复杂。通常,通过对沉积物的综合分析可以排除这些沉积后作用的干扰,获取可靠的反映湖区环境变迁的相关磁性信息,是区域长期环境演化历史的理想记录载体。根据沉积物磁性垂向变化特征,以沉积速率作为时间标尺,结合东湖周边地区相关工业历史资料,初步建立了东湖周边地区城市化过程导致的污染环境演化历史的“磁”记录。结果表明,20世纪50年代以前,东湖周边环境及东湖水体环境质量较好,此时沉积物的磁性相对较弱,沉积物主要以湖泊汇水区地表土壤和岩石风化碎屑物等自然源输入为主。然而,自1957年武汉钢铁公司和青山热电厂建成投产,东湖被人为地与长江完全隔绝之后,沉积物磁性的开始增强,且随着20世纪80年代武汉市城市化进程的加快及东湖周边工业生产的迅速发展(如武汉钢铁公司和青山热电厂生产规模的扩大),沉积物磁性显着增强,并在20世纪90年代达到最高,然后一直保持高水平。这一结果表明,连续的城市湖泊沉积序列的磁性变异特征可以记录其汇水区城市化过程中环境污染演变历史。
王冠[3]2008年在《兰州市街道尘埃磁性特征研究》文中研究说明城市街道尘埃是污染物质在城市环境中传播的重要介质,是室内灰尘污染物和城市大气颗粒物的主要来源,对城市土壤、水环境等生态系统和人体健康造成各种潜在的、直接的危害,是城市环境污染研究中的重要对象。兰州市是我国建国后首批重点建设的工业城市之一,工业污染源、生活污染源排放量大,加上特殊地理位置、地形条件和气象条件及不尽合理的工业布局、城市化、交通等多元化人类活动的综合影响,使兰州市大气污染问题尤为严重,成为国内外空气污染最严重的城市之一。本文选择兰州市城区为研究靶区,以街道尘埃作为研究载体,开展了大范围野外调查,采集了不同季节、不同功能区域内的178个街道尘埃样品,进行高分辨率的磁学、地球化学研究;对上述样品进行磁学、粒度、元素含量、有机质含量等一系列实验分析,利用地学统计软件(ArcGIS)对兰州市地区街道尘埃颗粒物的磁学特征、地球化学元素特征、粒度及有机质含量的时空分布特征进行了探讨,分析了城市街道尘埃的污染来源、主要污染物、污染特征等,同时结合数学统计软件(SPSS)分析了有机质含量及重金属污染的磁学响应特点,认识了解环境磁学参数与有机质含量、重金属含量之间的内在联系。主要获得如下认识:对研究区街道尘埃的粒度分析揭示了粒度的基本特征,发现兰州城市街道尘埃主要为粉砂和粉砂级以下(＜63μm)的颗粒,粒径分布主要表现为双峰和多峰非正态分布。风动力较大的区域平均粒径较粗,分选性较差;反之,在风动能小的区域,则主要以细颗粒物为主。空间分布特征表现为,东西部地区街道尘埃样品粒径较粗,中间地段相对较细。元素含量分析结果表明兰州市街道尘埃中主要含有Si、Al、Ca、Fe、Na、Mg、K、S、Ti、Cl、P、Mn和Ba等元素,前七种元素的平均含量占总含量的79.22%;其余元素含量相对较低。元素含量季节差异显着;冬季采暖期间燃煤量增加、兰州市特殊的地理特征以及冬季强逆温现象是造成污染元素含量升高的主要原因。街道尘埃中土壤来源的元素含量增加与春季的大风及沙尘暴天气有着密不可分的关系。空间分析结果表明,市区街道尘埃元素含量的空间分布差异较大,局部污染严重:城关区和西固区为燃煤污染严重区域,安宁区内污染相对较轻;在人口密集,车流量较大的城关区内交通污染相对严重;大型货运车辆造成的汽车尾气污染更为严重。西固区为未知来源元素Bi和Cs的高值区,初步推断它们主要来自工业污染。通过对研究区街道尘埃的有机质含量分析,揭示出兰州市街道尘埃有机质平均含量较高,季节和空间分布差异较大,冬季最高,春季次之,秋季最低;城关区、西固区、七里河区及安宁区内街道尘埃中有机质含量由高到低。上述结果表明,兰州市街道尘埃中的有机质组分除来自于土壤颗粒的贡献外,可能还来源于工业污染,汽车尾气以及人类日常生活所排放的各种污染物的贡献。环境磁学分析表明兰州市区内街道尘埃磁性矿物含量总体较高,主要磁性矿物是磁铁矿,并伴有少量的赤铁矿和顺磁性矿物;样品磁学性质主要受到亚铁磁性矿物和少量不完全反铁磁性矿物的控制;亚铁磁性矿物多为准单畴颗粒和多畴颗粒。与磁性矿物含量有关的磁参数(X_(1f)、SIRM、X_(ARM)、HIRM,SOFT及SOFT%)变化趋势相同,同时存在较大的季节差异,表现为冬春季磁性矿物含量明显高于秋季:而X_(fd)%、S-ratio、X_(ARM)/SIRM、SIRM/X_(1f)及X_(ARM)/X_(1f)等反映磁性矿物晶粒特征和类型的参数变化较小。空间分布上,工业区、密集街区以及交通要道等受到人为因素影响的区域,磁性矿物含量较高。一方面是由于兰州市特殊的地理位置、地形条件、气象条件使其区域内不同季节、不同样点街道尘埃中磁性矿物含量和粒度不同;另一方面,不尽合理的工业布局,人类活动对城市环境产生不同的影响,导致街道尘埃中的磁性矿物发生不同形式的迁移、转化、溶解,从而也影响了其磁性特征的变化。对磁参数的单元素方差(ANOVA)分析显示:众多磁学参数中,x_(1f)和SOFT%能够更有效的指示尘埃污染物磁性矿物含量的季节差异。通过磁参数与有机质含量的相关分析表明,六个主要反映磁性矿物浓度的磁性参数X_(1f)、SIRM、HIRM、SOFT、XARM和S_(-20)与有机质含量之间存在十分显着的正相关关系;而与其他磁性参数之间并不具有相关关系。与XARM的正相关性指示了单畴磁性颗粒对有机物质的贡献;同时与SIRM,HIRM及SOFT的显着相关表明了亚铁磁性颗粒物对街道尘埃中有机质的贡献。说明磁性参数可用作街道尘埃中有机质含量的代用指标。街道尘埃中砷(As)、铋(Bi)、铬(Cr)、铜(Cu)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti),锌(Zn),铁(Fe)等10种重金属元素含量的分析结果显示,Bi和Cr两种重金属含量变化趋势相对一致,西部地区总体含量较高,东部地区逐渐降低,进一步证实其与工业活动关系密切;As、Cu、Pb及Zn四种重金属元素也表现出相同的变化趋势且变化波动较大,推断主要由道路交通环境的变化所引起;其余重金属元素(Mn、Ni、Ti、Fe)分别表现出不同的变化趋势。兰州市街道尘埃磁参数和重金属元素的相关分析结果显示,重金属元素(As、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Fe)含量与反映磁性颗粒含量的磁性参数(X_(1f))、SIRM、HIRM、SOFT、X_(ARM))之间存在显着的正相关关系;比值参数(XARM/X1f,XARM/SIRM)与重金属含量之间的负相关关系反映了沉积物粒度组成对重金属含量的影响。Xfd%与Cu、Ni、Zn及Pb元素之间呈负相关关系,与其余重金属之间的相关关系不明显。S-ratio与Cu、Pb、Zn和Fe四种重金属元素呈正相关关系,但与其他重金属元素之间的相关关系不明显。表明街道尘埃中磁性组分与一些重金属元素相互依存,磁学参数可作为这些重金属分布变化的代用指标进行污染调查,用来指示工业生产导致的环境污染和监测道路交通的污染状况,追踪重金属污染变化趋势及其污染分布状况。研究表明,在获得大量实验数据的基础上,借助多元统计方法、地统计学技术与适量的地球化学分析,磁学参数的综合分析应用能够揭示街道尘埃污染分布状况,判别其污染来源,分析不同人类活动对环境的响应程度,有效地提取污染信息。此外,街道尘埃与其它载体相比,所记录的环境信息具有空间尺度较大,时间尺度相对较小的特点。因此,周期性地采集分析街道尘埃的环境磁学信息,能够灵敏地反映城市环境污染的变化特征。总之,该项研究显示,对街道尘埃进行系统的磁学、地球化学等研究,是在城市环境下开展大规模、高分辨率的、以磁学为主污染研究的一种经济、快速、有效的新方法,可以快速便捷经济地提供污染分布信息。
赵明明[4]2012年在《上海街道尘埃的磁学性质研究》文中研究表明城市是人类社会政治、经济、文化、科学教育的中心，经济活动和人口高度密集，面临巨大的资源与环境压力。经济增长态势趋高，这带来污染物的高排放，城市赖以存在的城市生态环境面临着巨大的压力；城市化进程的加快，城市人口的增加，人民生活水平的和消费水平的迅速提高，都给城市资源、生态环境供给带来更大的压力。上海位于中国东部沿海，是中国最大的城市和经济中心，也是世界闻名的大都市之一。经济发达，人口众多，人类活动强度大，污染也比较严重。本论文拟通过对上海市徐汇区、宝山区、奉贤区按不同功能区进行布点采样，采集街道尘埃样本，通过粒度、环境磁学、地球化学元素等综合分析尘埃样品的磁性参数特征，结果表明：磁学研究表明：低频磁化率χlf (×10-8/m3?kg-1)平均值为824，变化范围在之间123.3-2014.2，变异系数为0.49，与其他地区相比较，尘土磁化率偏高，表明尘土磁性矿物含量较高，污染较为严重。样品中铁磁性矿物主要以亚铁磁性矿物为主，磁性颗粒粒径处于的PSD和MD范围。时空变化上，四个季节相比较而言，春季、冬季采集的样品的χlf值较高；春季＞冬季＞秋季＞夏季。上海城市街道尘埃的平均粒径和中值粒径分别为73.2μm和37.7μm，粉砂级以下(<63μm)的颗粒平均含量在73.9%；上海市街道尘埃粒径大小主要受风动力条件，人类活动干扰(如车辆行驶、人工清扫)和多源性(污染源)多方面因素的控制，粒径分布曲线表现为双峰和多峰非正态分布；风力带来的自然来源物质迭加在人为来源物质之上，风力增强导致细颗粒逸散，平均粒径增大，分选性变差。在风动能大的区域，尘埃以粗颗粒为主；风动能小的区域，则以细颗粒物为主。上海市街道尘埃粒径大小空间分布特征表明，上海市清洁区和交通区尘埃样品粒径较粗，商业区和工业区、居住区则相对较细；样品中大于2μm的颗粒占总量的92%-99.5%，小于2μm的颗粒占10%以下，表明上海市街道尘埃中的颗粒物主要是由土壤尘和人为排放的污染物所共同贡献。上海街道尘埃样品的地球化学元素分析表明：不同功能区采集到的上海街道尘埃样品，Cr、Mn、Fe元素最高值出现在工业区； As、Ni、Sr最高值出现在商业区分别为，Zn元素高值出现在交通区，Sn、Ba、Pb几种元素高值出现在居住区，其余Cu、、Rb、Zr、等元素分布较均匀。上海街道尘埃样品受人为源方面的影响，包括工业排放、交通、商业等多方面。总体来说，均受到了不同程度的污染。
刘振东, 杨凌[5]2005年在《城市道路尘埃的磁性特征及其环境意义》文中研究指明城市环境磁性研究表明,道路尘埃中的粗颗粒磁性载体(频率磁化率系数χ′FD<5%)多为人为源,磁性矿物以单畴和多畴状态的磁铁矿为主,同时含有少量的赤铁矿和其他磁性矿物;细颗粒磁性载体(χ′FD为7%~11%)多为自然源,磁化率较低(小于100×10-8m3/kg)。磁性物质在迁移时往往与粗一级粒径的尘埃颗粒相伴生,磁性参数(如磁化率)和重金属元素(如铅、锌)质量分数之间呈相关关系,它们之间的关系可以用回归分析方法确定。利用电镜分析、因子分析和聚类分析方法可以识别道路尘埃物质的污染源。因此,道路尘埃的磁性特征研究在城市环境评价中具有潜在的重要意义。
张维康[6]2016年在《北京市主要树种滞纳空气颗粒物功能研究》文中研究表明近几年,空气污染已成为我国主要的环境问题,对国民生产生活造成了严重危害。在我国许多大中城市,如何防治和治理雾霾已成为科技人员、政府官员、公众最为关心的环境问题。目前,关于如何防治、治理雾霾以及降低空气颗粒浓度,成为科学研究的热点和难点。其中主要一条途径是通过植物的滞纳作用来防治和治理雾霾,植物不仅可以增加地表粗糙度、降低风速,加快空气中颗粒物沉降速率,而且还可以凭借其硕大的叶冠层、巨大的叶表面及其表面结构滞纳空气中的颗粒物,特别是PM25颗粒物,以致减少空气中颗粒物浓度,起到治污减霾,净化空气,提高环境质量的功能。本文通过颗粒物再悬浮法、分布式测算方法,利用气溶胶再放生器、冠层分析仪、扫描电镜、原子力显微镜,分析了北京市主要树种在不同时间段、不同地点下滞纳空气颗粒物功能,特别是对TSP、PM10、PM2.5的滞纳能力,同时研究了北京森林植被对空气颗粒物的净化功能。主要研究结果如下：1)利用颗粒物再悬浮法,对北京市主要树种叶片滞纳空气颗粒物能力大小进行了定量化,结果发现检测树种中,针叶树种的叶片平均滞纳颗粒物(TSP、PM10和PM25)的能力大于阔叶树种,在针叶树种侧柏(Platycladus orientalis)油松(Pinus tabuliformis)、雪松(Cedrus deodara)的滞纳能力最大。在阔叶树种,银杏、栾树、蒙栎、刺槐、毛白杨叶片滞纳量最小。在树种叶片所滞纳的颗粒物种,主要滞纳粒径小于PM1o的颗粒物,占总颗粒物(TSP)的58.74%～92.82%。而在PM1o颗粒物中,叶片表面滞纳的细颗粒物(Dp<2.5μm)对粗颗粒物(Dp≤10μm)的贡献率则因树种而异,细颗粒物(即PM25)所占的比例为16.90%-63.75%,其中油松、圆柏、旱柳、五角枫和蒙栎较高,而毛白杨、银杏等树种最低。2)通过对北京市6种典型常规树种叶片滞纳能力随时间变化规律研究发现,在观测期间,油松和白皮松滞纳TSP和PM10能力随季节呈U型趋势,在8、9和10月最低,随后又逐渐上升,而阔叶树种旱柳、五角枫、银杏和毛白杨滞纳颗粒物能力则呈∩型趋势,在7、8月最高。但是观测树种滞纳PM25能力随时间变化而没有出现规律性；通过对叶片表面AFM结构观测发现,叶片表面微结构(绒毛长短、气孔密度、有无分泌油脂、粗糙度等因素)对叶片滞纳颗粒物能力有着至关重要的影响。3)在不同的地点(五环和植物园),相同树种的滞纳颗粒物能力存在显着区别,五环周围的树种叶片单位叶面积滞纳PM10能力要高于植物园的,而相同树种叶片单位叶面积滞纳PM2.5则无明显差异；通过扫描电镜发现,在不同地点下,叶片结构发生了重要的适应性变化,相对于植物园,在五环周边植物叶片外表皮细胞收缩,叶片表皮纹理变的更加粗糙,气孔频度和绒毛长度增加。4)根据北京市第七次森林资源调查数据,在现有森林面积的情况下,北京市森林总共能够滞纳TSP为451.28万kg/a,其中滞纳PM10为274.13万kg/a,PM2.5为107.60万kg/a,PM1.0为15.99万kg/a。在计算不同林龄单位面积滞尘量中发现,针叶树种中,成、过熟林滞尘量大于中龄、成熟林,大于幼龄林,而阔叶树种,中、成熟林滞尘量大于成、过林、大于幼龄林。最后并根据研究结果与北京市森林资源特点,提出了北京市树种优化及造林建议。
参考文献：
[1]. 武汉市东湖周边道路尘埃的磁性结构特征及其环境意义[D]. 李海侠. 中国地质大学. 2003
[2]. 武汉市东湖地区城市化过程环境磁学响应研究[D]. 杨涛. 中国地质大学. 2008
[3]. 兰州市街道尘埃磁性特征研究[D]. 王冠. 兰州大学. 2008
[4]. 上海街道尘埃的磁学性质研究[D]. 赵明明. 上海师范大学. 2012
[5]. 城市道路尘埃的磁性特征及其环境意义[J]. 刘振东, 杨凌. 地质科技情报. 2005
[6]. 北京市主要树种滞纳空气颗粒物功能研究[D]. 张维康. 北京林业大学. 2016
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