新疆典型地区大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北疆昌吉地区和南疆阿克苏地区大气降尘的磁学特征进行对比研究。结果表明：2012年春夏季昌吉地区大气降尘样品磁性矿物以磁铁矿和磁赤铁矿为主,阿克苏地区样品除受到磁铁矿、磁赤铁矿主要控制外,还含有更多赤铁矿等高矫顽力磁性矿物。两地降尘样品都以假单畴颗粒PSD和多畴颗粒MD为主。昌吉地区大气降尘样品的磁性矿物含量明显高于阿克苏地区。阿克苏地区大气降尘样品以天然降尘为主,强磁性矿物含量较低;昌吉地区降尘样品人为源输入强度高,磁学信号强。大气降尘的磁学特征包含大量环境信息,可以作为粉尘环境监测的重要手段。严格控制工业污染物排放,合理规划工业布局,依旧是治理城市大气污染的重要措施。     

北京市大兴区大气降尘环境磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北京市大兴区大气降尘环境磁学特征进行了系统研究,并通过与北京市朝阳区、兰州市大气降尘环境磁学特征的对比,对环境磁学在污染物来源解析及扩散条件研究中的应用机理进行了探讨。结果表明,大兴区大气降尘磁性矿物含量明显高于本区表土,人为源影响显著;降尘样品磁学特征主要受磁铁矿控制,并含有一定数量的磁赤铁矿,磁性矿物为准单畴和多畴颗粒;大兴区降尘样品的磁性矿物含量明显低于朝阳区,且样品颗粒相对较细,表明人口密度、车流量、城市发达度对大气污染程度存在显著影响;大兴区与兰州市大气降尘磁性矿物含量的季节变化差异表明,燃煤取暖对北京大气质量的影响显著减弱,燃煤锅炉改造是大气污染防治的重要措施之一。气象因素对大气颗粒物浓度变化有重要影响,降水、低气压和高风速利于大气颗粒物的清除和扩散,低气温对大气颗粒物污染的负面影响显著。     

西安市大气降尘的磁学特征及其环境意义

对西安市电子二路(XZ)和长安区郭杜镇(XCA)两个样点2012年1月至2013年12月连续两年的大气降尘进行详细系统环境磁学实验分析。结果表明:西安市大气降尘中磁性矿物含量相对较高,主要的磁性矿物为多畴和假单畴的低矫顽力亚铁磁性矿物,并伴有少量的赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物,磁畴主要由粗颗粒的MD(多畴)和PSD(准单畴)组成。XZ样点大气降尘的磁性浓度和磁性矿物的粒径大于XCA样点,表明城市不同功能区污染源类型存在差异。西安市大气降尘磁性矿物含量表现出明显的季节变化的特征,5-8月(夏季)磁性矿物的浓度明显较低,10月到次年的1月(冬季)是磁性矿物浓度最大的时期,这主要与采暖期排放源的变化有关,另外,西安市特殊的地形和气象因素对大气粉尘的扩散产生重要的影响,导致冬季粉尘的富集。     

宝鸡市大气降尘的磁学特征与环境意义

对宝鸡市2011年1月~2013年12月连续3 a按月收集的大气降尘样品进行详细系统环境磁学实验分析。结果表明:宝鸡市大气降尘中磁性矿物含量相对较高,主要的磁性矿物为多畴和假单畴的低矫顽力亚铁磁性矿物,并伴有少量的赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物,磁畴主要由粗颗粒的MD(多畴)和PSD(准单畴)组成。大气降尘的磁性矿物种类和粒径大小随季节并没有明显的变化,但是磁性矿物含量表现出明显的随年际和季节变化的特征。磁性矿物浓度呈现逐年降低的趋势,指示宝鸡市空气污染程度在逐年减轻,这可能与宝鸡市各种污染措施的实施有关,大气环境质量得到很好的控制和稳定。宝鸡市每年从10月份到次年3月份为磁性矿物浓度最大时期,这与冬季采暖期燃煤释放的污染物有关,另外宝鸡市特殊的地形和气象因素对大气粉尘的扩散产生重要的影响。因此,依据污染来源、地形等因素进行合理的交通和产业布局则是宝鸡市大气污染防治的重要措施之一。     

乌鲁木齐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2012年乌鲁木齐大气降尘磁学特征,并与该地区2006年大气降尘样品磁学特征进行对比,探讨乌鲁木齐城市化进程中的大气降尘磁学特征变化规律。结果表明：乌鲁木齐大气降尘样品磁性矿物以粗颗粒的PSD和MD磁铁矿为主导,同时含有少量的不完全反铁磁性矿物如赤铁矿。与2006年相比,2012年降尘样品的颗粒较粗,且在取暖期内亚铁磁性矿物含量较少。乌鲁木齐冬季取暖整治措施成效显著,但非采暖期大气整体质量相对2006年有所下降,影响乌鲁木齐城市大气质量的主要因素已经由冬季供暖向城市化的加快和工业的发展这两个因素转移。     

兰州市大气降尘环境磁学特征研究

应用环境磁学方法系统研究了兰州市区大气自然降尘的磁学特征（包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线）。结果表明：兰州市大气降尘中磁性矿物含量较高,磁参数的贡献主要来自磁铁矿和磁赤铁矿,磁性矿物的粒度较粗,为准单畴颗粒;兰州市大气污染严重,磁化率等磁学参数较好地反映了兰州市大气污染状况;兰州市空气污染防治近年来已取得了一定成效,空气质量有了较大改善,冬季污染在逐年减轻,而夏季污染变化不大。环境磁学作为一种简单、快速且无破坏性的研究手段,可以为城市污染防治研究提供许多有价值的信息。     

乌鲁木齐市大气降尘环境磁学特征

应用环境磁学方法研究了乌鲁木齐市大气自然降尘所含磁性矿物的磁学特征,同时对该市实施"煤改气"工程前后的空气质量变化进行对比。结果表明:(1)大气降尘样品的磁化率(x)平均值为508.77×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率(x_(fd)%)平均值为2.17,表明该市降尘样品中载磁矿物主要为亚铁磁性矿物,超顺磁(SP)性颗粒物的含量较低;(2)X值、SIRM和SOFT都有较为显著的季节变化,其数值夏季低于冬季。且降尘样品中磁化率和软剩磁与饱和等温剩磁(SIRM)呈正相关,说明低矫顽力亚铁磁性矿物是样品剩余磁性的主要载体;(3)大气降尘磁化率与空气污染物浓度随时间的变化曲线特征趋势相一致,且2011年较2012年污染程度明显减轻;(4)该市大气降尘样品冬季可能主要受控于供暖期燃煤排放的废气。     

新疆表土磁学性质及其环境意义

在新疆地区采集了331块表土样品,分析了样品的磁性特征(磁性矿物种类、磁性矿物含量和粒径组成)及其环境意义。结果指示新疆地区表土磁性特征存在较大的区域差异。北疆样品中磁性矿物总体含量较高,以单畴和假单畴颗粒的磁铁矿、磁赤铁矿等软磁性矿物为主,南疆样品中磁性矿物含量较低,硬磁质含量稍高,单畴颗粒矿物所占比重较北疆低;伊犁地区样品的磁性矿物在组成上与南疆样品更为接近,但成壤相对较强,超顺磁颗粒含量高。新疆地区表土磁性特征差异在一定程度上反映了新疆地区环境因子的区域差异,尤其是年均降水的不同。     

乌鲁木齐市土壤环境磁学特征及其空间变化研究

对乌鲁木齐市建成区和郊区不同用地类型土壤样品的磁学特征、空间变化规律及初步的环境指示意义进行了研究。结果表明:城市土壤磁性矿物平均含量适中,主要以多畴亚铁磁性矿物主导,同时含有少量不完全反铁磁性矿物。建成区土壤磁性矿物中超顺磁性矿物粒度含量非常少,郊区由超顺和粗磁颗粒共同构成。从磁性参数的空间分布特征来看,磁性矿物含量呈现出工业区、交通密集区以及其他人类活动强烈地区含量高,北部的耕地和其他3个方向的未利用地含量低的变化规律,而且建成区特别是工业区附近存在较多的多畴亚铁磁性矿物和相对较高的不完全反铁磁性矿物。通过对磁性参数空间分布特征的分析,初步得出建成区比受人为因素影响相对较少的郊区土壤磁性强,与建成区工矿企业生产、汽车尾气和其他人为活动产生的粗颗粒亚铁磁性的污染物相关。     

新疆塔城地区黄土沉积的磁学特征及其对古环境变化的指示

西风区黄土沉积序列的磁化率变化特征比较复杂,磁化率与成壤强度之间的相关性在不同的区域环境中具有一定的差异。选取塔城地区黄土剖面作为研究对象进行较为系统的磁学特征分析。结果显示,塔城剖面的磁性矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿等亚铁磁性矿物,同时含有一定量的反铁磁性矿物和顺磁性矿物,磁畴状态主要是多畴（MD）和假单畴（PSD）。成壤作用影响单畴（SD）颗粒磁性矿物的相对含量,而对超顺磁（SP）颗粒的贡献有限。影响地层磁学性质的因素比较复杂,粒度与磁学参数的变化与区域的气候波动具有一定的对应关系。古土壤中磁性矿物浓度的降低以及钙积现象可能反映了成壤时期温暖干燥的气候条件,磁性矿物浓度的变化在一定程度上或许是对区域相对湿度状况的反映。     

塔里木盆地现代天然降尘磁性特征时空对比研究

塔里木盆地是北半球中、高纬度粉尘的重要源区。本研究在盆地南部的民丰县设置现代粉尘采样点,于2006年1月至2007年12月逐月采集样品。研究结果表明民丰县自然粉尘的月沉降通量为49.95 g·m-2,春、夏、秋季数值接近,冬季最低。粉尘中磁性矿物含量低,晶体粒径粗,矫顽力高,赤铁矿含量低。塔里木盆地自然粉尘和黄土高原黄土的磁学性质对比分析结果显示：黄土高原黄土的初始磁化率略低于塔里木盆地的现代降尘,二者的原生强磁性矿物的晶体粒径较粗,约为5 μm。粉尘在黄土高原沉积后,随着成壤过程中的生物化学风化作用加强,大量细粒强磁性矿物生成。同时,赤铁矿含量的增加也是指示成壤作用强度的重要标志。在塔里木盆地,人为源粉尘的磁性特征主要表现在强磁性和较低的矫顽力两方面。对盆地边缘地区的城市粉尘调查结果发现：北部城市粉尘的人为源输入强度高,磁学信号强;南部城市相对较弱。这与当地的经济发展状况、人口密度具有良好对应关系。环境磁学是进行粉尘环境监测和物源示踪的有效手段。     

中国北方不同区域典型站点降尘特性的对比

2001年4月—2002年3月,选择位于中国北方沙尘源区的沙坡头和奈曼及位于黄土高原的古县进行了一年的大气降尘监测,并对不同季节降尘量、降尘粒度分布和元素组成进行了系统分析。不同站点大气降尘的这些特性的相同点可能反映了中国北方大气降尘的共性,不同点则反映了沙尘源区与沉降区大气降尘的差异。相同点主要表现为:降尘均主要源于地表沙尘释放,且以地方性颗粒物为主;季节分布均为春季最大、夏季次之、秋季最小;冬半年降尘中远源粉尘含量均大于夏半年,且降尘均主要表现为常态存在的非尘暴降尘。差异性主要表现为:奈曼和古县降尘中人为影响较大;古县降尘受远源影响最大,奈曼次之,沙坡头最小;降尘中粗颗粒物含量以沙坡头最高,古县略低于奈曼;粒度特征的季节变化受风力、源区距离、搬运方式和源区物质组成等因素的共同影响,且具有明显的区域差异。此外,降尘粒度大小与风力并不一定呈正相关,因此,利用黄土粒度来指示冬季风强度时必须结合其他代用指标才能做出较正确的判断。     

兰州市大气降尘磁学特征及其环境意义

对兰州市大气降尘进行系统的环境磁学测量及分析.结果表明,兰州市大气降尘中磁性矿物总体含量较高,以假单畴磁铁矿为主,并伴有少量的磁赤铁矿、纤铁矿及赤铁矿,而且它们主要是来自人类活动产生的污染.过去研究表明,磁性矿物含量年内变化特征显著,冬季污染值高是由于供暖所致,但3月份虽然处于供暖期,它的污染值却明显低于其它供暖期,我们认为主要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.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XIf值的稀释作用有关.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xIf值比2007年降低了38％,证明环境磁学方法可以有效地监测城市污染.     

天山东部冰芯pH值和电导率的大气环境空间差异

Electrical Conductivity Measurement (ECM) from ice core is a representative index for atmospheric environmental change. The pH value and ECM from three shallow ice cores (each 3.85 m, 231 ice samples total) on Glacier No.1 at the headwater of Urumqi River, Gla-cier No.48 in Kuitun area, and Miaoergou Glacier in Hami area in the eastern Tianshan Mountains, western China, were measured and analyzed for atmospheric environment re-cords research. Ice core record shows that the changing trend of pH and ECM in three sites in recent years is different: ECM in Kuitun increases with the ice depth change, but ECM in Hami and Urumqi Glacier No.1 ice cores show a decreasing trend. Average ECM value in Hami is much larger than other two sites, just as the dust concentration and ions concentra-tion are also very high in this site. ECM records in all three sites are mainly affected by aerosol mineral dust of Central Asia, and correlative coefficients of ECM and mineral ions such as Ca2+, Mg2+, Na+ are all significantly high. The pH value and ECM are also significantly high correlative coefficients in the eastern Tianshan Mountains. Comparison between the eastern Tianshan Mountains and other sites in western China, and Polar Regions, shows that the difference of ECM can very well reflect the spatial difference of worldwide atmospheric environment.     

The pH value and electrical conductivity of atmospheric environment from ice cores in the Tianshan Mountains

Electrical Conductivity Measurement(ECM) from ice core is a representative index for atmospheric environmental change.The pH value and ECM from three shallow ice cores(each 3.85 m,231 ice samples total) on Glacier No.1 at the headwater of Urumqi River,Glacier No.48 in Kuitun area,and Miaoergou Glacier in Hami area in the eastern Tianshan Mountains,western China,were measured and analyzed for atmospheric environment records research.Ice core record shows that the changing trend of pH and ECM in three sites in recent years is different:ECM in Kuitun increases with the ice depth change,but ECM in Hami and Urumqi Glacier No.1 ice cores show a decreasing trend.Average ECM value in Hami is much larger than other two sites,just as the dust concentration and ions concentration are also very high in this site.ECM records in all three sites are mainly affected by aerosol mineral dust of Central Asia,and correlative coefficients of ECM and mineral ions such as Ca2+,Mg2+,Na+ are all significantly high.The pH value and ECM are also significantly high correlative coefficients in the eastern Tianshan Mountains.Comparison between the eastern Tianshan Mountains and other sites in western China,and Polar Regions,shows that the difference of ECM can very well reflect the spatial difference of worldwide atmospheric environment.