哈尔滨尘暴天气沉降物的物质组成及其对物源的限制

本文对哈尔滨尘暴事件（2011年5月11日）的干沉降和湿沉降粉尘进行了粒度、REE和Sr-Nd同位素组成分析。同时,为了限制尘暴粉尘的源区,还对东北沙地（科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地）进行了表土采样。结果显示,干沉降粉尘呈双峰态粒度分布,众数值分别为3.6 μm和28 μm,而湿沉降呈单峰态粒度分布,众数值为6 μm。哈尔滨尘暴事件粉尘的粒度分布模式可与黄土高原黄土、红黏土及世界上其他地区的长距离搬运粉尘相对比。这些尘暴粉尘来自遥远的源区。干沉降和湿沉降粉尘表现出相同的REE模式和Sr-Nd同位素组成,它们来自科尔沁沙地和浑善达克沙地。现代尘暴事件的干沉降与湿沉降粉尘相同的物质来源暗示了黄土高原黄土的细颗粒和粗颗粒组分有相同的风尘源区。     

基于冰芯记录与遥感数据的近期青藏高原粉尘变化研究

冰芯中的微粒记录是恢复过去大气粉尘变化的独特信息,选取青藏高原的西部(慕士塔格)、中部(唐古拉)、南部(珠穆朗玛峰、达索普和宁金岗桑)为研究地点,结合遥感数据(气溶胶指数)和冰芯记录(粉尘质量浓度与沉积通量)探讨过去几十年来青藏高原大气粉尘在时间上和空间上的变化.结果表明:青藏高原上气溶胶指数从北向南、从西向东减少,靠近塔克拉玛干沙漠的地区气溶胶指数数值最大,藏南地区最低,与西风环流在高原的传输路径和源区的地理分布一致.冰芯中粉尘质量浓度表现为:高原中部>高原西部>高原南部,而沉积通量表现为高原西部>高原中部>高原南部,与气溶胶指数相一致.通过冰芯中的粉尘沉积通量记录与气溶胶指数的相关分析,发现在年尺度上仅有唐古拉地区表现出较好的相关性,而在其他地区无明显相关关系.经过3点滑动平均后,高原各地的这种相关性均有所提高:慕士塔格地区相关系数为0.49(P=0.13);唐古拉地区的相关系数为0.87(P<0.001);宁金岗桑地区的相关系数为0.68(P=0.03).这种相关性为通过冰芯记录来反演更长时间尺度的青藏高原上气溶胶指数提供了基础.     

青藏高原砂质表土样品稀土元素特征的初步探讨

青藏高原上的高山作用(包括冰川研磨作用、山体剥蚀作用、山前冲洪积作用等)形成大量松散砂质物质就近分布于青藏高原及周边地区,这成为亚洲粉尘的源区之一.通过对青藏高原部分典型砂质表土样品的稀土元素特征的初步分析.结果表明:青藏高原砂质表土稀土元素特征主要受原岩性质的控制,同时在不同程度上受到风化作用的影响;其稀土含量变化较大,温暖湿润的藏南地区稀土含量较高,气候寒冷干燥地区则相对偏低;稀土元素的球粒陨石标准化分布模式与现代上地壳和中国黄土的稀土元素分布模式相似,均表现为轻稀土富集,Eu相对亏损的模式.     

内蒙古巴丹吉林沙漠400年来大气沉降 Hg的湖泊沉积记录

Hg污染具有全球性,人类活动较少地区的湖泊沉积物对长距离输入的大气沉降Hg变化敏感。巴丹吉林沙漠中发育了约142个沙漠丘间湖泊,是研究大气沉降Hg记 录的理想材料。选择巴丹吉林沙漠东南部的宝日陶勒盖湖泊进行湖泊钻探,结合²¹⁰Pb_uns和¹³⁷Cs核素测年及THg沉积通量计算,重建了400年来巴丹吉林沙漠湖泊的THg沉积记录,并探讨了影响沙漠湖泊THg沉积的影响因素,评估了自然背景和人类活动的影响。结果表明：(1)沉积物中THg含量分布范围为1.5~17.5 ng/g,富集系数和沉积通量的分布范围分别为0.3~4.5和2.9~38.9 μg/(cm²·a)。 THg含量、富集系数和沉积通量均表现为在岩心上部近几十年富集。(2)近400年来,湖泊沉积物中背景THg(THg_岩石风化)通量变化相对稳定,主要受控于附近物源供给和区域风沙活动。大气沉降THg(THg _大气)通量自20世纪30年代以来呈逐渐增加的趋势,很大程度上反映了近几十年来人为源大气沉降THg的增加。但20世纪30年代以来岩心局部的大气沉降THg通量的峰值可能还受全球变暖和湖泊生产力增加 的影响,而20世纪30年代之前出现的峰值可能与“小冰期”冷期强烈的区域风沙活动有关。巴丹吉林沙漠湖泊400年来的THg_大气沉积通量变化与全球Hg产量和冰心中的大气Hg含量变化记录一致,是沙漠 地区大气沉降THg的可信纪录。     

北京石花洞石笋微层层面有机物质的形成时间及机理初探

通过对北京石花洞滴水水溶性有机碳(DOC)近一个水文年的观测,发现不同点滴水DOC浓度均表现出明显的季节性变化,7月中旬均有一个大的主峰出现。初步说明中国北方石笋微层的层面物质沉积于7月雨季,主要来源于大的雨量对土壤中有机质的淋溶;洞穴顶板较薄的滴水点在5月和8月有明显的DOC次峰,可能与石笋亚年层形成有关。     

红原泥炭记录的晚冰期以来若尔盖地区粉尘通量变率及其气候影响

由于高分辨率的气候重建记录，尤其是粉尘通量重建结果仍然较少，晚冰期以来东亚地区的气候突变机制存在很多争论。本研究对青藏高原东北部若尔盖红原泥炭HY2014剖面(深度450 cm)样品的灰分含量及其粒度组成和K、 Ti、 Zr、 Rb、 Sr、 V等元素含量进行高分辨率测定，基于AMS ¹⁴C测年结果，重建了晚冰期以来该地区粉尘通量的变化动态，并结合过去的研究结果综合探讨粉尘通量的影响机制。结果表明：1)红原泥炭中的Ti、 V、 Sr、 EF_Zr、 EF_Rb、 EF_K等元素主要为风成输入，可辅助粉尘通量来共同反映研究区大气粉尘沉积的变化历史。2)14000～11600 cal.a B. P.,红原地区粉尘通量总体偏高，其中14000～12800 cal.a B. P.期间由于红原地区发生特大古洪水事件使大气粉尘通量数值明显增加，而12800～11600 cal.a B. P.期间气候冷干，强劲的东亚冬季风和北半球西风急流将裸露的松散沉积物搬运沉积到红原泥炭地中，导致红原大气粉尘通量增加；11600～3...     

江汉平原大气污染源分析

通过选择不同的环境功能区布置大气干湿沉降样点,分析重金属污染元素和有机氯农药的颗粒态与溶解态指标,计算季沉降通量和年沉降总量,了解其随季节变化的规律,分析比较不同地貌条件、不同城市及不同污染源区对其沉降的源贡献。结果表明:大气对江汉平原重金属的输入途径以降水为主;重金属元素颗粒物在平原区的沉降通量略高于岗丘地区;武汉市高于其他城市;工业污染源区明显高于一般农田区;三类污染源区相比,颗粒态为烟尘>化工尘>交通尘,溶解态为化工尘>交通尘>烟尘(个别元素除外),且大气降水中的营养元素N、K、Fe在化工工业区较为富集,而P的沉降在烟尘和化工工业区则受到一定程度的抑制。两种主要有机氯农药不同异构体间的组分关系表明本区环境中近期仍有林丹输入。     

安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降地球化学特征及评价研究

以安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降物为研究对象,共采集6处干湿沉降物样品24件,对大气干湿沉降元素含量特征、通量特征进行对比分析,对干湿沉降元素含量及分布特征加以统计研究,并开展大气干湿沉降环境地球化学评价.结果显示：1）大气干湿沉降元素主要以矿物相形式存在或吸附在固体颗粒上,且受周边环境影响;2）干沉降中Cd、Se的高含量会对研究区土壤污染造成较大影响,湿沉降中部分样点pH超灌溉水水质标准,所有点均达到地表水Ⅱ类环境质量标准;3）区内重金属元素年沉降通量密度为,As年沉降通量低,Hg、Ni、Pb、Cr、Cu、Cd偏低,Zn偏高;4）大气干湿沉降重金属元素通量一般表现为丘陵山区小于城镇及工矿区,主要受燃煤燃烧、尾气排放及人为活动等影响;5）大气干湿沉降物环境地球化学单指标和综合指标评价结果均为一等.     

大庆市大气干湿沉降重金属元素通量及来源

大庆市是我国最大的陆上油田和重要的石油化工基地,开展重金属沉降通量及来源研究对于评估土壤重金属的来源及人类活动对土壤环境的影响具有重要意义。于2008年4月至次年4月采用被动采样技术共收集大气干湿沉降样品17份,配套土壤17份。通过AFS-230E原子荧光光度计法和ICP-AES全谱直读电感耦合等离子发射光谱法测试与分析了样品中的重金属含量,计算了沉降通量和富集因子。元素沉降通量与配套土壤的相关分析结果表明:Hg、Cd、As、Cr、Ni、Pb的沉降通量较低,而主要来源于人为污染源的Zn、Pb、As、Cd表现出较强或极强度的富集;土壤Zn、Cd的积累与大气沉降之间具有显著的相关关系。其他元素来源较为复杂,不同地区元素沉降通量之间差异显著。沉降量主要与城市地理位置、气候条件、人口数、工业结构、城市化水平等因素有关。     

西藏中部"一江两河"地区地表通量的卫星遥感估算

西藏中部一江两河地区(包括雅鲁藏布江中游和拉萨河、年楚河中下游地区)是西藏主要的农业区,藏中农业区地表特征参数(地表反照率、地表温度和植被指数)的变化和地表通量的遥感估算对农作物长势监测、农作物估产、灾害监测以及理解农业区内部乃至其与周边地区的能量水循环研究具有重要的意义.选取2003年4月14日和10月16日影像作为春季和秋季代表,利用两种相同空间分辨率的卫星资料———AVHRR和MODIS反演研究区地表特征参数和地表通量.在反演得到地表特征参数的基础上,结合研究区9个台站的地面气象观测资料,利用SEBS模式对该地区地表通量进行了遥感估算.结果表明,研究区地表能量平衡各分量具有明显的空间分布和时间变化特征.同一天中AVHRR和MODIS估算结果空间分布态势保持一致,但由于过境时间的差异,MODIS通量结果均大于AVHRR.     

宁镇地区燕山期侵入岩的稀土元素特征

江苏宁镇地区燕山期岩浆侵位后,与围岩发生同化混染作用。从早到晚橄榄辉长岩-闪长(玢)岩-石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩,稀土元素含量随SiO_2的增大而增高,铕异常不明显。后续的二长花岗岩-花岗岩,稀土元素含量随SiO_2的增高而降低,出现弱到中等负铕异常。它们的稀土元素分布模式均显示出幔壳型(同熔型或称Ⅰ型)岩浆成因的特征。岩浆侵位后,围岩的同化混染作用使侵入岩的稀土元素含量增高,对其稀土元素分布模式也产生一定影响。     

黄土粉尘搬运过程的动力学物理模型

通过对黄土粉尘重力沉降过程的动力学分析,给出了黄土粉尘粒度分布的数学表达,讨论了粉尘沉积通量随搬运距离、粒径变化的物理过程,首次确定了估算粉尘搬运距离和风力强度的计算方法,为区分粉尘搬运距离和风力强度对粒度的影响及其它们在冰期间冰期中的差异提供了物理学的判别依据。分析结果表明： 1)在重力沉降作用下,粉尘沉降通量随搬运距离的变化服从几何分布,具有沉降通量随搬运距离的增加迅速减小,越粗的粉尘颗粒其沉降通量初值越大,同时下降速度也越迅速的特点; 2)如果用携粉尘气流的水平通量作代表风力强度,则粉尘搬运距离与粒度分布曲线上重力沉降部分最高点的粉尘沉降通量成反比,风力强度与该点对应粒径的平方和粉尘搬运距离成正比。因此,根据该点的粉尘沉降通量和对应粒径,可以估算粉尘的搬运距离和风力强度。根据上述理论对渭南阳郭中学S0～L1黄土－古土壤剖面进行了粉尘搬运距离和风力强度的估算： 首先,从粒度分布中提取出3个对数正态分布的独立组份; 然后利用粗粒组份的参数计算粉尘搬运距离和风力强度。分析结果表明粉尘搬运距离具有冰期近、间冰期远的特点,风力强度的变化则具有冰期弱、间冰期强的特点,LGM时段的风力强度比MIS 3阶段大,但小于全新世适宜期,而LGM时期粉尘搬运距离并未明显减小,因此,可能黄土粒度的变化并非反映了冬季风的变化,而是反映了夏季风的变化,夏季风是通过影响粉尘源区来影响粉尘粒度的变化。     

夏季红枫湖地区农田土壤-大气界面汞交换通量的初步研究

采用动力学通量箱法(Dynamic Flux Chamber)与高时间分辨率大气测汞仪联用技术对贵州红枫湖地区土壤-大气界面间汞交换通量进行了初步研究.结果显示,红枫湖地区土壤-大气界面间汞交换通量变化范围为-8.6 ng～215.3 ng@m-2@h-1,平均27.4士40.1 ng/m2@h(n=255);且土壤与大气界面间的汞交换是双向的既有土壤汞的释放,又有大气汞的沉降,主要以土壤汞的释放为主(n释放=253,n沉降=2n).土壤汞的释放通量与土壤温度、气温、光照强度有强相关关系,相关系数分别为0.80、0.83、0.74.     

安徽省砀山县大气干湿沉降物地球化学特征研究

为了解砀山县大气环境中元素的沉降通量特征,以及对砀山县土壤环境质量的影响,在该地区采集20个大气干湿沉降物样品,计算As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Ni、Zn元素的年沉降通量。结果显示：除As和Cr的含量低于砀山县土壤背景值,Cd、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的含量平均值均高于本县表层土壤元素含量。年沉降通量平均值从大到小依次为Zn>Pb>Cr>Cu>Ni>As>Cd>Hg,且均远低于全国几何平均值。大气干湿沉降物元素和年沉降通量空间分布均有一定的规律性,高值区主要分布在Q05、Q09、Q10、Q15这四个样点位置。砀山县大气干湿沉降物环境Cd、Hg元素地球化学等级均评价为一等,环境地球化学综合等级为一等,说明砀山县大气环境整体质量较好,在短期内对土壤环境质量影响不大。     

气象因子对洪湖有机氯农药大气沉降的影响

对洪湖进行了为期一年(2005年2月-2006年2月)的大气沉降采样,采用被动大气采样方法对大气沉降中的有机氯农药进行了分析,得到该年通过大气沉降向洪湖输入有机氯农药9.77 kg,其中大气颗粒态沉降量为2.74 kg,湿沉降量为7.03kg。大气沉降中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的沉降量最大。将所获气象数据和各季度有机氯农药大气沉降量进行了相关性分析,结果表明:①气象因子对湿沉降的相关性较大气颗粒态沉降的明显,其中降雨量、平均温度、平均风速与湿沉降量的相关系数最高;②风速、温度、日照对有机氯农药在气相溶解态和大气颗粒态分配影响强烈,而温度是决定有机氯农药在大气中以何种形式沉降的主要因素;③由于降雨的前锋时段具备有效的强沉降能力,使得连续性降雨频次对大气沉降影响强烈。     

深圳市大气~7Be沉降通量与气溶胶沉积速率

同步分析了2015年1~12月份期间深圳市大气~7Be总沉降通量以及大气气溶胶中~7Be的放射性比活度,并据此计算获得大气颗粒物沉积速率。结果表明,深圳市大气~7Be的沉降通量范围为0.91~4.23 Bq/m~2×d,平均值为1.83 Bq/m~2×d;大气气溶胶沉积速率在0.15~5.10 cm/s之间,平均值为1.35 cm/s。研究发现,大气~7Be沉降通量和沉积速率均与降雨量呈显著的正相关关系,提示湿沉降是大气~7Be清除的主要机制;大气~7Be沉积速率与大气颗粒物(PM_(10)、PM_(2.5))含量呈负相关关系。     

祁连山地区能量平衡特征的模拟分析研究

利用VIC大尺度分布式水文模型,对祁连山地区2007年1—12月的能量平衡特征进行模拟分析.结果表明:该地区的地表能量平衡中感热通量占有主导地位,而潜热较小.春季,日尺度上的冻融循环过程造成的土壤湿度的增加是潜热通量较大原因;秋季的潜热通量主要是夏季的降水引起的,祁连山地区土壤湿度对大气的反馈效应较干旱区所需的时间尺度长.     

广西中东部9县区农田土壤Cd输入通量研究

对广西中东部9县区农田土壤中的Cd输入通量进行了初步研究,确定大气干湿沉降、化肥和灌溉水为Cd的主要输入途径。研究区大气干湿沉降通量平均值为5.01 g/(hm2·a),化肥和灌溉水通量则明显较低,三者对土壤Cd污染的贡献率分别为90.65%、3.02%和6.33%,其中不同县区三者比例略有不同,但大气干湿沉降所占贡献比例均在60%以上,最高达到97.74%。因此,大气干湿沉降是研究区Cd的主要输入途径,大气环境质量监控应该给予足够的重视。如果不考虑农田土壤Cd的输出通量,当前的Cd年平均输入通量可引起土壤Cd质量分数升高0.002×10-6·a。研究区内象州县Cd输入通量最高,并且主要以活动态形式存在于表层土壤中,生物可利用性高。     

河东煤田北部主采煤中稀土元素地球化学特征

采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、煤岩鉴定及X-衍射分析等方法分析了河东煤田北部主采8号及13号煤中稀土元素的地球化学特征及矿物组成特征,探讨了煤中稀土元素的赋存状态及主要来源。结果表明:河东煤田北部8号和13号煤中稀土总量(ΣREE)均高于华北晚古生代煤及中国煤中稀土总量平均值,稀土元素相对富集。8号和13号煤具有相似的稀土元素地球化学参数和稀土元素分布模式,且与华北地区的晚古生代煤中稀土元素地球化学特征及分布模式具有很好的相似性。呈左高右低、Eu存在明显负异常的"V"型曲线;LREE明显富集,HREE相对亏损,LREE和HREE出现较强分异;且轻稀土分异较强,而重稀土分异较弱;Ce具有极弱的负异常,基本正常。整个河东煤田北部8号煤和13号煤层形成的过程中,稀土元素的来源基本一致;且成煤时期,泥炭沼泽具有相对稳定的陆源物质供应,成煤环境均为酸性还原环境。8号和13号煤中的稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存,且主要赋存在黏土矿物中;物质来源与整个华北地台晚古生代的沉积具有一致性,主要受阴山古陆陆源物质的影响和控制。     

赣南小流域水体中稀土元素的地球化学特征

本文以赣南小流域水体为研究对象,利用VG Axiom高分辨多接受双聚焦等离子体质谱仪测定了水体中溶解态稀土元素(DREE)的含量,分析了水体中DREE的分布分异机制,并探讨了稀土元素(REE)产生分异的原因.结果表明,赣南所有的采样区水体中Ce都表现为负异常,说明其在风化壳中少活化.受自然风化作用控制为主的水体相对于页岩除Ce亏损、Eu富集外产生的分异很小,其中Eu的正异常源于Eu富集矿物的优先溶解;蒸发盐矿影响下的水体相对于自然作用为主的水体DREE没有发生明显分异;受稀土矿影响的水体中重稀土元素(HREE)富集、Eu负异常的分布模式继承了稀土矿区风化壳的特征;赣州市下游干流水体中中稀土元素(MREE)富集、Eu负异常的分布模式主要是人为影响的结果.