淄博市区大气颗粒物重金属元素分布特征及其来源分析

为科学认识淄博市区大气颗粒物污染状况,探讨颗粒物的污染水平和元素在颗粒物中的分布与分配特征,对颗粒物中元素的来源进行分析。于2015年冬季和夏季期间分别布设45个和16个采样点采集悬浮颗粒物（TSP）、PM₁₀及PM_2.5样品,分析了颗粒物和18种元素（或化合物）的质量浓度。结果表明：1）大气颗粒物中冬季TSP、PM₁₀及PM_2.5的质量浓度均值高于夏季;PM₁₀和PM_2.5质量浓度均超过国家标准,其中冬季PM_2.5质量浓度是标准限值的1.96倍。2）不同粒径的颗粒物中元素质量分数差别显著,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等多数重金属元素主要富集在PM_2.5中,且PM_2.5约占PM₁₀的65%（冬季）和73%（夏季）。3）颗粒物PM_2.5中Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO等氧化物主要受土壤扬尘控制;As、Cd、Hg、Pb、Se、Zn等元素主要源于人为污染;Se的富集因子最高,反映了PM_2.5污染主要来源于燃煤;Co、Cu、Ni、Na₂O受土壤扬尘和人类活动的共同作用,而Cr具有混合污染的特点。     

安徽省大气颗粒物污染特征分析

对2016年全年颗粒物监测浓度数据进行统计分析,得到了安徽省颗粒物污染的空间分布、浓度和粒径,以及污染传输特征。结果表明,淮河以北、沿江和江淮之间、长江以南和皖南山区城市颗粒物污染随地理位置不同表现出明显的区域化特征,污染程度由北向南减轻,污染过程明显表现出由北向南逐步扩散传输的规律,污染程度越重,污染深入南方的范围越广,持续时间也越长。冬季污染较重的城市,上午出现明显的高浓度时段,全天变化为"双峰双谷"型。夏、秋季节夜间细颗粒物(PM_2.5)浓度贡献比增加。PM_2.5与PM₁₀(可吸入颗粒物)质量浓度比值冬季最高,春季较低。污染重的城市冬季PM_2.5占比高。     

北京市大气PM2.5中多溴联苯醚污染水平与来源分析

2008年1月、9月和10月在北京城区5个采样点共采集9个大气颗粒物PM_2.5样品。遵循US EPA-1614方法,采用同位素稀释、高分辨气相色谱/高分辨质谱(HRGC/MS)联用技术,测定了大气颗粒物PM_2.5样品中14种多溴联苯醚(PBDEs)的质量浓度,研究了北京市城区大气颗粒物PM_2.5中多溴联苯醚的污染水平、分布特征及来源。结果表明: 9个大气颗粒物PM_2.5样品中PBDEs的质量浓度范围为2.82~57.94 pg/m³,平均值为15.67 pg/m³,BDE-209的质量浓度为0.34~7.32 pg/m³,PM_2.5样品中PBDEs的质量浓度冬季高于秋季;高溴代联苯醚在颗粒物中的含量高,低溴代联苯醚的含量低;交通源对大气颗粒物PM_2.5中PBDEs的污染贡献值很小,工业污染源贡献大于交通源,从含有溴代阻燃剂的物品释放到大气中的PBDEs对大气颗粒物PM_2.5中PBDEs的污染贡献值最大。     

成都市中心城区地表沉积物中重金属分布及矿物学特征

城市地表沉积物已成为城市环境污染的重要组成部分,是城市环境中各种污染物的"源"和"汇",通过研究城市地表沉积物的物化及矿物学特征对城市环境质量的监测具有良好的指示作用。本文在成都市中心城区不同区域采集40件地表沉积物样品,利用激光粒度分析仪、扫描电镜能谱和X射线衍射等技术分析研究了地表沉积物的粒径分布特征、重金属分布特征、矿物组成特征及微区形貌特征。结果表明:地表沉积物粒径的质量和体积分布特征具有较高一致性,均以中细颗粒物为主,其中小于0. 3mm的地表沉积物占总质量或体积的70%以上,小于0. 125mm的地表沉积物占总质量或体积的40%左右; Cu、Pb、Zn、As、Hg、Cr、Cd、Ni等重金属随着沉积物粒径的减小而呈明显增加的趋势,主要存在于小于0. 125mm粒径的沉积物中,同时在成都市中心城区各方位区域和各环路区域的分布上存在一定的差异; Si、Ca、K、Na等造岩元素在不同粒径级别沉积物中都大量存在;地表沉积物矿物组成主要是石英、长石类、方解石等,且各类矿物在不同粒径级别沉积物中所占含量大致相当,但细粒径矿物表现出胶体行为,极易吸附各种微量重金属。研究认为,城市地表沉积物的粒径分布特征和矿物组成特征是影响重金属在沉积物中分布的内在因素,而人类活动是决定地表沉积物重金属污染程度的关键因素。     

中国北方典型中小盆地城市大气颗粒物污染特征及趋势对比

分析了2014～2018年北方5个典型中小盆地城市(兰州、银川、临汾、太原、南阳)PM₁₀与PM_2.5的浓度变化特征和大致来源类型。除2018年银川PM_2.5浓度外,各市PM₁₀和PM_2.5年均浓度均超标;兰州、银川和南阳PM₁₀与PM_2.5呈逐年下降趋势,南阳下降最明显;临汾PM₁₀与PM_2.5呈逐年上升趋势;太原PM₁₀与PM_2.5稳定维持在一个高浓度状态。5个城市颗粒物浓度的季节变化特征一致:冬春高、夏秋低。对PM_2.5/PM₁₀值而言,冬季和夏季该比值较高,分别受取暖和降水的影响;春季和秋季该比值较低,分别受沙尘和秸秆焚烧及高强度建筑施工的影响。5市PM_2.5和PM₁₀浓度具有良好的线性关系,细颗粒占比大小顺序为临汾>南阳>太原>银川&...     

西安市灰尘循环模式及搬运沉积

城市灰尘的搬运沉积方式与其粒径组成密切相关.一般说来,粗颗粒物多以滚动方式搬运;中细颗粒物多以跳跃方式搬运;极细颗粒物多以悬浮方式搬运.西安市灰尘颗粒物主要来源于以跳跃方式搬运的中远距离颗粒物,其次为以滚动方式搬运的近源颗粒物,而以悬浮方式搬运的远距离颗粒物约占12%.     

邯郸市冬季一次霾过程中细颗粒物化学组分的污染特征及消光贡献

近年来京津冀地区大气环境污染受到广泛关注,邯郸作为京津冀南部地区燃煤为主的工业城市之一,大气污染问题较为突出。为厘清邯郸市冬季大气重污染发生时细颗粒物(PM_2.5)中主要化学成分的形成过程及光学特性,本研究于2016年1月23～30日,采集了PM_2.5样品,测定了水溶性离子组分和碳质组分的质量浓度,探讨了PM_2.5污染特征,在此基础上进一步分析了PM_2.5的光学特性。结果表明,采样期间PM_2.5平均质量浓度为(122.6±66.9)μg/m³,水溶性离子占PM_2.5的36.0%,SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺3种离子(SNA)占水溶性离子的74.7%,是邯郸市PM_2.5中最主要的水溶性离子。有机碳(OC)与元素碳(EC)平均质量浓度分别为(35.6±24.0)μg/m³     

华北平原典型工业城市秋、冬季大气细颗粒物污染特征

济宁市是位于华北平原大气污染传输通道上的工业城市,为研究其秋、冬季细颗粒物(PM_2.5)的污染特征,在市区的3个站点进行了PM_2.5的同步滤膜采样。采样期为2018年10月15日至2019年1月31日,涵盖非采暖期和采暖期(自2019年11月15日始),共270个小流量滤膜样品。研究结果表明,济宁市秋、冬季PM_2.5平均质量浓度为(98.9±48.8)μg/m³,采暖期PM_2.5质量浓度(107.1±52.8)μg/m³显著高于非采暖期(77.4±27.8)μg/m³。PM_2.5的化学组成以二次无机气溶胶、有机碳和元素碳为主,占比分别为52.4%、10.9%和7.5%。S、Cl、K、Ca、Fe和Si元素平均质量浓度之和占元素总平均质量浓度的78.8%,是PM_2.5中的主要元素。采暖期PM_2.5的主要化学组分质量浓度显著高于非采暖期。二次有机碳是有机碳的重要来源,占比78...     

北京市冬季大气PM2.5中多氯联苯的污染水平与分布

2008年1月同时采集了北京市市区/交通干道(中国地质大学(北京)东门及测试楼顶)、工业区(首钢集团焦化厂、高井热电厂)和背景点(十三陵)大气颗粒物PM_2.5样品。依据US EPA 1668A 方法,采用同位素稀释、高分辨率气相色谱/高分辨率质谱(HRGC/MS)联用技术,对比分析了PM_2.5中19种多氯联苯(PCBs)的质量浓度、分布特征及来源。结果表明, 5个采样点PM_2.5的质量浓度范围为101.85～145.57 μg/m³,日均值为119 μg/m³,比美国1997年制定的日均标准(65 μg/m³ )高83%,属严重污染。 PM_2.5中∑PCBs的质量浓度和毒性当量(TEQ)分别为7.2～16.2 pg/m³ (平均值10.9 pg/m³)、8.29～17.81 fgWHO-TEQ/m³ (平均值13.58 fgWHO-TEQ/m³),与其他国家和地区比较,北京市大气PCBs的污染处于较低水平。PCBs最高浓度出现在工业区,其次是市区,背景点最低,化石燃料的不完全燃烧是北京市PCBs的主要来源。研究成果将为北京市大气环境中持久性有机污染物(POPs)的污染防治提供科学依据。      

2018年冬季安徽省典型城市PM2.5来源解析的数值模拟研究

细颗粒物(PM_2.5)是决定环境空气质量的关键污染物。随着近年来环保措施的实施, PM_2.5的来源特征也随之发生变化,探究PM_2.5的主要来源及其贡献值对制定有效的PM_2.5治理方案具有重要的现实意义。本研究使用CMAQ-ISAM模型,考察2018年冬季不同来源区域和来源种类对合肥市区PM_2.5及其关键组分的贡献。结果表明,合肥市区冬季PM_2.5的主要区域来源为长三角外的远距离传输(52.6%),其次为合肥市的本地排放(26.3%)和安徽省其他城市的传输(12.3%)。远距离传输对硫酸盐、硝酸盐和有机C的贡献最大(57.9%、68.2%和69.5%),而铵盐和元素C主要来自本地排放(37.1%和52.9%)。合肥市本地及周边区域的6类排放源中,工业源对PM_2.5的贡献最大(21.3%),其次为农业源(11.6%),其中工业源的贡献主要来自本地排放,而周边区域农业源的贡献大于本地农业源。硫酸盐、硝酸盐和元素C的主要来源种类为工业源(33...     

乌梁素海湖泊沉积物粒度特征及其环境指示意义

结合放射性同位素测年,在对乌梁素海湖泊沉积物粒度的分析基础上,结合黄河以及河套地区相关文献资料,探讨乌梁素海在自然和人类活动共同作用下的演变过程。乌梁素海沉积物中黏土（<4 μm）平均含量28.7%、细粉砂（4～16 μm）平均含量34.4%、中粉砂（16～32 μm）平均含量17.3%、粗粉砂（32～64 μm）组分平均含量14.1%、砂质组分（>64 μm）含量整体较低,平均含量为5.5%。沉积物不同粒级范围颗粒含量的相关性分析表明,在1965年左右（岩芯深度20 cm）乌梁素海沉积物组分特征发生了明显变化。基于此,结合前期对湖泊沉积物中元素含量特征的分析,利用粒径-标准偏差方法,通过对比黄河泥沙以及流域沉积物的粒度特征,研究了约1965年前后两个时段的沉积物来源。尽管乌梁素海湖泊沉积物主要来源于黄河携带的泥沙以及河套平原灌溉退水携带的大量流域表土侵蚀物质,但同一物源组分在1965年前后这两个不同的演化阶段具有不同的粒级特征。1965年之前,<19.95 μm的粒级组分反映了河套平原灌溉退水携带的流域表层侵蚀物质组分特征,而19.95～181.97 μm的粗颗粒组分反映了黄河径流携带的泥沙,后者决定了乌梁素海沉积物的粒级特征。1965年以来,这两种不同来源组分的粒级变细,灌溉退水携带的流域表土侵蚀物质（<5.71 μm组分）控制了湖泊沉积物的粒度特征,并与总排干入乌梁素海的水量变化、围湖建堤以及扬水站的修建等人类活动强度密切相关。总体来看,上世纪六十年代以来,乌梁素海湖泊沉积物的粒度组成受人类施加的影响已经超越了自然作用的影响。     

南京周家山下蜀黄土石英颗粒特征及其物源意义

下蜀黄土的成因和物源一直是学术界研究的热点。对南京周家山下蜀黄土的石英粒度和石英表面微结构进行分析,结果显示:粉砂粒级石英颗粒（5~50 μm）占绝对优势;<20 μm组分平均含量为42.76%,<30 μm组分平均含量为62.98%;粒度分布曲线和累积曲线总体具有颗粒偏细,呈正偏态,分选较差,峰形尖锐,双峰曲线不对称的特征;粒级-标准偏差曲线呈“双峰”分布,两个明显的标准偏差峰值分别出现在7.962 1 μm和39.905 2 μm。石英颗粒表面形态主要以次棱角状为主;表面机械结构具有丰富的蝶形坑、曲脊、贝壳状断口,部分表面出现平行节理面、V形坑;不同粒级组分表面形态和机械结构特征存在差异。分析表明,南京周家山下蜀黄土属典型风成成因堆积物,是多源区物质高度混合搬运堆积的结果。     

2006年4月17日北京降尘的粒度分布与磁学特征

对2006年4月17日北京降尘的粒度和磁学性质进行深入分析,提出降尘磁化率相对黄土样品较高是现代降尘磁化率的特点,源区表土磁化率普遍较高是本次降尘磁化率值高的主要原因,污染产生的磁性物质对其也有一定的影响。同时通过对比几次降尘的粒度特征和传输方式提出粒度可以有效地指示源区的变化。结合降尘的粒度、磁化率分析与沙尘暴的监测信息和卫星云图,认为此次降尘粒度为0.8～20.0μm的组分可能是来自内蒙古西部的物质;20～70μm与>70μm的组分可能是来自距离北京较近的河北北部和内蒙古中部发生强烈沙尘暴的地区。     

哈萨克斯坦南部Shayan黄土粒度端元指示的14.4cal.ka B.P.以来的风尘历史

中亚干旱区不仅是全球主要的风尘源区之一, 也是气候变化的敏感区域之一。重建中亚干旱区风尘历史、解释其驱动机制对治理现代沙尘天气和改善人类生存环境至关重要。然而, 关于中亚干旱区风尘驱动机制的问题仍存在不同观点。本研究采用参数化粒度端元分析方法对哈萨克斯坦南部的Shayan黄土剖面(厚度约650cm)进行了分析。结果表明: 1)Shayan剖面沉积物粒度组分分为4个端元, EM1代表高空西风远距离搬运和以团聚体的形式被粗颗粒携带的粘土组分, EM2代表沉积时期大气粉尘的背景, 以浮尘的形式存在的细粉砂组分, EM3代表低空短距离搬运的近源粗粉砂组分, EM4代表较强风力条件下被搬运的局地砂粒组分; 2)EM3+EM4含量指示的风尘历史显示, 14.4cal.ka B.P.至早全新世阶段(14.4~8.2cal.ka B.P.)风力较强, 中全新世(8.2~4.2cal.ka B.P.)风力较弱, 晚全新世(4.2~0cal.ka B.P.)再次增强; 3)西伯利亚高压强度变化是中亚干旱区过去风尘活动变化的主要驱动力。

     

Æolian dust deposition rates, particle-sizes and contributions to soils along a transect in semi-arid New South Wales, Australia

The entrainment, transport and deposition of æolian dust are important processes affecting soil development at the margins of deserts. To assess accurately the impact of deposited æolian dust on soil development, it is important not only to measure total dust deposition rates, but to distinguish additions of remotely and regionally sourced dust from locally derived material as well (which should not be viewed as new soil material as it is derived from æolian re‐mobilization of an existing soil). Because of the well‐established relationship between dust particle‐size and distance travelled from source, the particle‐size distribution of deposited dusts can be used to identify the distance to probable source regions, in addition to identifying matching topsoil particle populations. Three dust traps were located along a transect of semi‐arid south‐eastern Australia, to measure æolian dust deposition rates between late 2000 and late 2001. The particle‐size distributions of selected dust deposits were measured and, with the aid of meteorological data, probable dust source regions determined. Particle‐size distributions of the topsoils at each dust trap location were also measured to determine if any dust and soil particle populations matched. Although the sampling period was relatively short, and there was relatively little dust storm activity in this part of Australia during this time, a clear pattern of diminishing total dust deposition was measured downwind along the south‐east dust path. Dust deposition rates were also moderate to low by global standards. Source regions of deposited dust were interpreted as being: (i) a combination of south‐western and local sources; (ii) a combination of north‐western and local sources; and (iii) a mixed source where dust was rained‐out. The relative importance of these sources was correlated strongly with seasonal weather conditions, although the proportion of local dust in each deposit was greater at the arid (western) end of the transect. The effects of deposited dust on soil profile development are greatest at the western and central transect locations. At the western location, a fine‐grained particle population distinctive of the south‐western and north‐western regional dusts and a coarse silt‐sized particle population characteristic of local dusts, are also present in the topsoil, altering the texture of this Arenosol derived from dune sand. At the central location, where a Calcisol has formed in lacustrine lunette sediment, local dust of the same size as the dominant silt population of the topsoil continues to be deposited, while minor topsoil populations of very fine‐grained silt match regional and long‐distance dusts deposited at the site. Deposited dust appears to have been a less important soil development factor at the more humid eastern site because of the much smaller rates of dust deposition there. Nevertheless, a minor population of very fine silt particles in the Vertisol topsoil matches long‐distance dusts deposited at the site, suggesting a small input of dust to this alluvial soil. The particle‐size methodology used here has applications in other studies of dust contributions to peri‐desert soils. In particular, particle‐size distribution ‘smoothness’ may provide an indication of whether soils have simple or complex origins.     

大连金远洞更新世洞穴红色堆积物粒度特征及沉积环境分析

采用LS13320型的激光衍射粒度分析仪对金远洞洞穴堆积物进行粒度分析,所测得的数据用Grapher软件绘制堆积物粒度频率曲线,计算粒度参数,以此来研究金远洞更新世洞穴红色堆积物的粒度特征并推断沉积环境.金远洞洞穴堆积物粒度组成中,粉砂含量最高,为优势粒组,平均值为50.14%,其中细粉砂含量高于粗粉砂含量;黏粒含量次之,砂含量最少.样品粒度频率呈多峰态.通过粒度参数计算,推测洞穴红色堆积物的沉积环境以风力沉积为主,后经流水搬运,但堆积物的组成未发生明显变化,反映了搬运的水动力较弱.物质来源主要受气候的影响,环境干冷时以近源沉积为主,环境温暖湿润时以远源沉积为主.     

内蒙古乌海粉尘浓度时空分布及影响因素探析

于2018年1月与7月采用流动监测法,对内蒙古乌海粉尘颗粒物进行采集,结合监测站数据,研究乌海不同粒径粉尘浓度时空分布规律及影响因素.结果表明:乌海市冬春季粉尘污染远远高于夏秋季,春季污染最严重,夏季污染相对较轻.PM2.5污染最严重月份为3月,PM10污染最严重月份为4月.一天中粉尘浓度峰值出现在10:00—12:0...     

粒度端元模型在新疆黄土粉尘来源与古气候研究中的初步应用

基于新疆伊犁盆地肖尔布拉克黄土剖面粒度数据,以贝叶斯粒度端元模型法为主,粒级标准偏差法为辅探寻对气候变化响应敏感的粒级组分及其对粉尘来源示踪和古气候重建的意义。研究结果表明粒度端元组分EM1（众数粒径:21.22 μm）代表大气粉尘中较为稳定的背景值,其含量的变化与高空西风环流强度有关。EM2（75.29 μm）主要代表了近源河流沉积物的悬移搬运组分,可视为较敏感的古气候指标。EM3（47.5 μm）也代表了近距离的悬移搬运组分,可能主要由较粗颗粒对地表的碰撞磨蚀作用而产生。EM2记录了深海氧同位素2阶段（MIS2）以来的北大西洋气候波动事件,如Heinrich事件、YD事件等。贝叶斯粒度端元模型能够区分不同的沉积动力过程,在新疆黄土古气候研究中具有广泛的应用前景。     

黄土和古土壤中磁性矿物的粒度分布

磁化率是一种重要的环境替代性指标,对中国黄土中古土壤磁性增强已有不少讨论．本文对采自吉县、西峰和西宁的S1和L2的代表性样品进行了粒度分离,并测量了各个不同粒级的磁性参数,对所获得的结果就不同粒级的颗粒对磁化率的贡献、黄土和古土壤中磁性矿物颗粒的粒度和古土壤磁性增强的原因进行了初步的探讨,指出古土壤形成过程中并没有像一些学者所认为的那样,有大量超顺磁颗粒生成,它们对古土壤磁化率增大的作用有限。     

长白山西麓泥炭灰分粒度特征及其环境意义

本文提取长白山西麓哈尼、孤山屯沼泽地晚更新世以来泥炭沉积中所含的高分辨率无机矿物颗粒信息,追索泥炭灰分的物质来源、粒度组成特征及规律,进一步揭示本区泥炭灰分粒度的古环境意义。粒度分析结果表明,长白山西麓泥炭灰分颗粒粒径集中在1~350 μm,灰分组成以各类粉砂为主;本区泥炭灰分粒度分布概率累积曲线以二段式占多数,频率分布曲线呈现单峰（10~100 μm）、双峰型（10~100 μm,100~1 000 μm）特征,搬运方式以悬移和跃移为主。由于本区沼泽地地处湿润区,泥炭灰分的粒度组成主要受到流水动力变化的影响,沼泽地水文状况的变化引起了泥炭灰分粗细的变化。因而,长白山区沼泽地泥炭灰分的粗细主要指示夏季风强弱,可用于反演古降水的变化。晚更新世以来泥炭灰分粒度的变化曲线显示本区全新世9.2 ka,8 ka和5 ka存在干旱事件,古降水历史具有“干-湿-干”旋回。由于这些干旱事件与全新世几次著名的冷事件几乎同时出现,故推测本区古气候模式为冷干和暖湿组合。