兰州市取暖期可吸入颗粒物中单颗粒矿物组成特征

为研究兰州市2005年冬季大气可吸入颗粒物(PM10)中单颗粒的矿物组成,用能谱扫描电镜识别和统计了兰州市区(东方红广场)和郊区(榆中县)两个采样点的单矿物颗粒。结果在市区样品中识别出方解石、伊/蒙混层、石英、斜长石、伊利石、石膏、绿泥石、高岭石、浊沸石和钾长石等21种矿物,前7种占统计总量的75%以上;郊区样品中识别出20种矿物,以方解石、石英、伊利石、绿泥石、斜长石和伊/蒙混层为主(占70%以上),与市区相比缺少钾石膏、金红石和水铝酸钙而增加了硫酸镁和磷灰石。总体来看,大气PM10中的矿物颗粒可分为粘土类、长石类、碳酸盐类、硫酸盐类、氧化物类和其他六类,以粘土类和碳酸盐类矿物为主(约占60%);冬季市区颗粒物表面的“硫化”现象较郊区严重;这些矿物颗粒主要来自地表土,人为排放和大气中二次化学反应生成的矿物的贡献较小。     

北京市可吸入颗粒物（PM10）中单颗粒的矿物组成特征

使用SEM／EDX对北京不同月份采集的可吸人颗粒物(PM10)中的1454个矿物颗粒进行了识别和统计。结果显示，矿物颗粒的种类十分复杂，可以鉴定出的矿物有38种，其中以粘土矿物的含量最高，年平均值为30．1％；粘土矿物中以伊利石／蒙皂石混层为主，占粘土矿物总数的35％；石英、方解石、复合颗粒、碳颗粒的年均值分别为13．5％、10．9％、11．95％、10．31％；年平均含量小于10％的矿物有石膏、长石、白云石等；首次检测出萤石、磷灰石、岩盐、重晶石、氯化锌等矿物。研究还发现，硫化现象可以发生在不同矿物颗粒表面，且这种现象主要发生在夏季，反映夏季大气化学反应较为活跃。     

燃煤排放可吸入颗粒物的显微结构与物质组成研究

对我国西南地区三个火电厂排放的可吸入颗粒物(PM10)的显微结构、矿物和化学组成等的研究表明,在PM10中,随着粒径的减小,非球形颗粒的比例增加;同原状飞灰相比,PM10以实心结构为主,多孔和空心结构较少;场发射扫描电子显微镜下,多数PM10颗粒的表面并不光滑,而是布满了次级微细颗粒;PM10的物相组成与燃煤煤种密切相关,小龙潭电厂PM10主要矿物包括石英、石灰、石膏和赤铁矿,而贵阳电厂PM10则以莫来石和石英为主;据单个PM10颗粒化学组成,将PM10分为硅质、铁质、Ca-铝硅质、Fe-铝硅质、Ca-Fe-铝硅质和硫酸钙六种颗粒类型;从不同采样点PM10元素组成看,从静电除尘器(ESP)前到ESP,PM10化学成分变化不大,到ESP后,元素Fe、Ca、Mg和Al的含量急剧减少,而Na的含量则迅速增高.     

拉萨市夏季大气降尘单颗粒矿物组成及其形貌特征

应用带能谱的电子扫描电镜(SEM-EDX)对拉萨市夏季正常天气下收集的大气自然沉降气溶胶样品进行分析,研究了拉萨市大气降尘矿物组成和各种物相形貌特征信息。拉萨市大气颗粒物含有硅酸盐颗粒、富钙颗粒、富铁颗粒、富碳颗粒(燃煤飞灰颗粒和燃油飞灰颗粒)和植物残体颗粒。根据颗粒物数量统计发现拉萨市大气颗粒物以硅酸盐颗粒为主,富钙颗粒和富铁颗粒次之,需要指出的是以燃油飞灰为主的富碳颗粒已占到一定比重,说明以燃油为主的机动车尾气对拉萨大气污染在加强。研究结果表明,大气降尘矿物成分及其形貌特征可以用作判定污染物来源的重要标志,拉萨大气中颗粒来源的多样性决定了治理措施也应综合进行。     

燃煤排放可吸入颗粒物(PM10)中重金属元素分布与富集特征

研究了我国西南地区小龙潭、阳宗海和贵阳三个燃煤电厂排放可吸入颗粒物(PM10)中重金属元素(As、Se、Be、Pb、Cd和Co)的分布与富集特征.同粒径大于10μm的飞灰相比,大多数重金属倾向于在PM10中富集.经历了挥发-凝聚过程的As、Se、Cd和Pb元素,在PM10粒径大小和化学成分差异等因素的共同作用下,随着PM10粒径的减小,其含量和富集系数在总体增大的趋势下局部存在低值异常;未经历挥发-凝聚过程的重金属元素(小龙潭电厂、贵阳电厂Be和Co)表现出在不同粒级PM10中均匀分布和正常富集的特征.煤粉燃烧过程中重金属元素的挥发-凝聚特性改变了燃煤产物中重金属元素的环境迁移能力,经历了挥发-凝聚过程的重金属元素主要赋存于飞灰表面,形成纳米级颗粒覆盖层,其水溶性和酸溶性增强,环境危害性增大.     

青田石的矿物组成特征研究

采用偏光薄片观察、X射线粉晶衍射仪、扫描电镜/能谱分析等测试方法对浙江青田县青田石进行了研究,结果表明,所选青田石样品中的封门黄、黄金耀、灯光冻、红花冻4个品种的主要矿物成分为叶蜡石;封门黑、紫檀冻这两个品种主要由叶蜡石和绢云母组成;蓝星、猪油冻、酱油冻这3个品种的主要组成矿物为叶蜡石和伊利石;珍珠冻的主要组成矿物是红柱石和叶蜡石;山炮绿的主要组成矿物为绢云母。     

苏纪石的矿物组成与鉴定特征研究

苏纪石是目前珠宝市场上的一种新兴宝玉石材料,主要通过颜色特征以及经验来鉴别,其宝石矿物学研究尚属空白。采用偏光显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、电子探针及X射线粉末衍射仪对苏纪石样品的矿物组成、化学成分、红外光谱及XRD特征图谱进行了测试研究。结果显示,苏纪石样品的主要矿物组成为硅铁锂钠石与石英,分布有少量的长石、绿泥石和褐铁矿等;其中,硅铁锂钠石呈板条状或隐晶质集合体,石英呈等轴他形微粒状或不规则团块状、条带状;硅铁锂钠石的化学分子式为K0.94Na2.85Li2.49（Fe1.59^3＋Mg1.82）3.41Al0．22Ca0.26[Si11.02O30.00]H2O,其IR特征峰为455,507,588,053,694,777,797,1042,1123cm^-1,其主要的XRD谱线为4．323（100）,4．063（57）,3．197（81）,2．863（51）;硅铁锂钠石中MnO的质量分数直接影响了苏纪石颜色的深浅,其IR,XRD特征图谱是鉴定苏纪石的重要特征之一。     

北京市西北城区大气可吸入颗粒物中饱和烃的分布特征

利用气相色谱、气相色谱-质谱分析法从北京市西北城区四个季节大气可吸入颗粒物（PM10）中检测出种类丰富的饱和烃,主要包括正构烷烃、萜烷及甾烷等系列化合物。利用饱和烃的多项参数（如主峰碳数、碳优势指数CPI、藿烷22S/(22S+22R)比值等）对大气PM10中可溶有机物的来源及分布作了探讨。北京市西北城区PM10中正构烷烃的主峰碳数均介于23和27之间,而CPI值介于1和3之间,表明北京市西北城区PM10中的饱和烃均不同程度地受到了高等植物等现代生物和化石燃料（石油、煤等）不完全燃烧产物两种来源的影响,其中在春、夏季以高等植物、花粉、微生物等生物来源占比重较大,而在秋、冬季,尤其在冬季,化石燃料的不完全燃烧造成的污染比较明显。萜烷类物质的检出,表明北京市西北城区四个季节PM10中部分饱和烃来自于石油等化石燃料的不完全燃烧。甾烷类物质的检出,表明北京市西北城区四个季节PM10中部分饱和烃是来自于车辆释放的机油等。     

北京市大气PM10中有机污染物的分布特征

大气有机污染物直接影响着人类的健康及其赖以生存的环境。通过采集北京市2005年春、夏、秋、冬4季不同功能区的大气PM₁₀样品,经索氏抽提分离得到饱和烃、芳香烃、非烃、沥青质4 个组分,对不同功能区不同季节大气有机物污染水平及其分布特征进行探讨。结果表明: 大气PM₁₀中有机物年均质量浓度达41.39 μg/m3,为清洁对照点十三陵的1.4倍;一年中,冬季污染最严重,PM10中有机污染物的质量浓度达67.04 μg/m3,为春季的1.倍、秋季的2.1倍、夏季的4.5倍;有机组分含量呈现非烃＞沥青质＞芳烃＞饱和烃的变化趋势,说明燃煤污染在北京市大气有机污染中仍然起主导作用;各功能区的有机污染程度不同,表现出工业区（商业区）＞居民区（交通区）＞清洁区的特点,但不同季节的变化不完全一致;不同功能区有机组分的比例体现出不同污染源的相对影响。     

煤矿区城市矿物气溶胶的SEM-EDX特征分析

采集煤矿区城市义马、平顶山、永城夏季大气PM₁₀样品,采用带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)研究了PM₁₀中的矿物颗粒组成、成因及来源。结果表明,矿区矿物颗粒按化学成分共有5种主要类型,分别为"富Si"、"富Ca"、"富S"、"富K"、"富Cl"型。其中平顶山地区"富Si"颗粒占百分比最高(78%),矿物颗粒硫酸盐化程度小;永城地区硫酸盐化程度中等,几乎所有的"富Ca"碱性碳酸盐颗粒都硫酸盐化成石膏;义马地区矿物硫酸盐化程度最大,除石膏以外,还有一定量硫酸铵形成。永城和义马地区还出现了一定量的"富K"(12.7%)和"富Cl"(10.6%)颗粒,与秸秆焚烧活动有关。通过对3个矿区城市PM₁₀硫酸盐化程度对比可以发现,偏碱性的碳酸盐矿物、煤炭燃烧和秸秆焚烧燃烧释放出大量的酸性SO₂以及较高的空气湿度,均有利于硫酸盐化的进行,硫酸盐颗粒的形成对煤矿区城市的区域性气候具有一定影响。     

Elements’ Geochemical Characteristics of PM10 and PM2.5 in Beijing During Winter and Spring

From 2012 to 2013, heavy haze frequently hit Beijing in spring and winter. The fine atmospheric particulates can be inhaled by people, and remain in the respiratory tract and lung for quite a long time. The heavy metal elements in the particles are harmful, and even carcinogenic to human bodies. Therefore, it is necessary to master the geochemical characteristics and the temporal and spatial distribution of the heavy metal elements in atmospheric particles. The atmospheric particulates (TSP/PM₁₀/PM_2.5) were collected by using TH1500C intelligent medium volume (80~120 L/min) air samplers in the five functional areas and suburbs of Beijing, respectively in January 2013 (heating period) and April 2013 (non-heating period). The five functional areas were: building materials factory area, residential area, education area, business area and recreation area, each functional area having three sampling sites, and five in suburbs. The sampling height was 1.5 m above the ground and the distance of the sampling sites to roads exceeded 50 m so as to avoid excessive impact of vehicle exhaust emissions. These samples were analyzed by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS), Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer(ICP-OES)and Atomic Fluorescence Spectrometer (AFS), by which 21 elements including Al, Fe, Mn, As, Hg, Cd, Cr were tested. Based on the comparisons of the concentration and element content variation of atmospheric particulates of these functional areas in and after the heating period, the spatial distribution of atmospheric particulates and the influence of coal combustion on the concentration and composition of atmospheric particulates were revealed. The elements sources of atmospheric particulates were also discussed by computing the enrichment factor of the elements, providing a scientific basis for the air contaminant treatment in Beijing. The results showed that the total concentration of the 21 elements of PM₁₀ and PM_2.5 in the functional areas of Beijing in winter was higher than that in spring, the most marked among them being the business area. In winter, the concentration of pollution elements in the building materials factory area and the business area in Beijing was extremely high, and the residential area, education area, recreation area and suburbs where people live were much better, among which the education area was the best. The concentration change of particulates in suburbs was quite smaller in winter and spring than that of the urban area. It also showed that the concentrations of Cd, Cr, As and Hg in PM₁₀ increased by 233%,306%,298%,141%,respectively and the increase in PM_2.5 was 442%、309%、310%、256%, respectively. These abovementioned elements show a tendency to accumulate mainly in PM_2.5 whose concentrations in winter were significantly higher than those in spring. It indicates that coal heating during winter makes great contributions to the polluting elements in atmosphere and the main polluting particulates are Cd, As and Hg.     

长株潭近地表大气尘矿物特征及环境指示意义

通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDX)方法对长沙、株洲和湘潭(以下简称长株潭)地区近地表大气尘中矿物成份进行分析研究,结果显示大气尘中含有石英、石膏、方解石、白云石、硫酸镉等23种自然矿物,还含有SiS2、Cadmium Arsenide(Cd3As2)、RhZn、Cr2Nb、NiTi、HfMo2等14种非自然矿物;近地表大气尘矿物形貌特征显示Cd元素主要富集在有矿物颗粒的地方,且呈近浸染状分布,能谱半定量分析,Cd含量可达4%,表明Cd易被吸附在矿物表面。分析长株潭地区大气尘中矿物成份、空间分布特征及其来源,对长株潭城市一体化具有及其重要的环境指导意义。     

阿克塞红柳沟纤蛇纹石矿物学特征研究

在对阿克塞红柳沟温石棉矿床的地质特征分析的基础上,采用XRF、XRD、FT-IR、SEM、TG-DTA等分析测试方法对4个纤蛇纹石样品进行了化学成分、晶体结构、谱学特征、显微形貌与理化性质研究。结果表明:纤蛇纹石样品的主要化学组成为SiO2、MgO,其次含有Al2O3、Fe2O3及少量的NiO等类质同象组分,为典型的斜纤蛇纹石结构,内外羟基伸缩振动和Si-O伸缩振动吸收峰尖锐、分裂明显,纤维形态表现为柔韧的丝状,结构破坏温度在650~700℃,酸蚀量在43.67%~59.89%之间,碱蚀量在2.72%~7.01%之间。矿床地质特征和纤蛇纹石的矿物学特征表明该矿床形成后遭受后期的地球化学作用破坏程度低,与纤蛇纹石共生的矿物较简单,纤蛇纹石纤维表面结构较完善。     

Water soluble components of PM_(10) in Chongqing, China

1Introduction Particleswithanaerodynamicdiameterof< 10μmarerecognizedasinhalabaleparticlesandhave beenfoundtobewidelyassociatedwithhealthprob lems(Chapmanetal.,1997).Theywouldalsoinflu enceclimateandvisibilitythroughanumberofimpor tantatmosphericprocesses(Horvath,1993). Rapiddevelopmentofurbanconstructionandrap idgrowthofpopulationhaveexacerbatedChongqing’s pollution.Althoughsulfurdioxidehasbeenreducedby morethan60%incontrasttothevaluein1991,the concentrationsofparticulatematterarestil…     

中国北方沙尘灾害影响因子分析

利用中国北方1951—2000年188个沙尘暴代表站的气象观测数据和1983—2000年EROS数据中心NDVI数据,对我国北方沙尘灾害的影响因子进行了分析。主要结论有：①在影响沙尘暴发生、发展、演化的自然因子中,植被覆盖度、降水、大风日数和温度起关键作用,夏季植被覆盖度对来年春季沙尘暴发生频次影响较大,降水和温度主要表现在对地表植被覆盖等与沙尘暴有关的地表参数的影响;②大风日数和温度是沙尘暴形成的动力因子,植被覆盖度和降水是阻力因子。沙尘暴日数和持续时间的变化,主要取决于动力因子与阻力因子的综合作用;③遏制沙尘灾害的治本办法,不在于治理沙尘暴本身,而在于消除产生土地退化、生态安全下降的社会原因,处理好发展与生态环境建设的关系。     

Water soluble components of PM10 Chongqing, China

The concentrations of water soluble ions (Na⁺, NH₄ ⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, NO₃ ^-, Cl^-, and SO ₄ ^2- ) in PM₁₀ samples collected on cellulose filters by a medium-volume cascade impactor were determined, which were obtained from three kinds of areas in Chongqing: industrial area (Jiulongpo district), commercial and residential area (Jiangbei district) and background area (Jinyun Mountain in the Beibei district). The results showed that except for the background site, the annual average values of PM₁₀ are 23% – 61% higher than the national air quality standard (GradeII) (0.1 mg/m³), even that the value of the control site is still 20% higher than American standard (0.05 mg/m³). This implied that serious pollution of fine particles occurred in Chongqing. Nine kinds of soluble ions in water of PM₁₀ were analyzed by ion chromatography (IC) and the annual average concentrations follow the order of [SO ₄ ^2- ] > [NO³ _-] > [Cl^-] > [F^-], and [Ca²⁺] > [NH₄ ⁺] > [K⁺] > [Na⁺] > [Mg²⁺]. Their values were different in these areas: the industrial area > the commercial and living area > the control area. As for NH_{4 +}, K⁺, Ca²⁺, NO₃ ^- and SO ₄ ^2- , their seasonal average concentrations show a similar variation trend: the values in spring and fall were higher than those in summer and winter. The seasonal average concentrations of [Cl^-], [F^-], [Na⁺] and [Mg²⁺] are much lower than those of other ions. However, the concentrations of [Na⁺] changed more greatly in different seasons than those of the other three ions. Correlation coefficients showed that the three areas have been polluted by coal smoke and dust to different extents, while some local resources of pollution should be taken into consideration as well.     

昆明城市暴雨特性分析

利用昆明市水文、气象部门站点的城市暴雨资料，分析了昆明城市暴雨特征，为昆明城市防洪排涝的规划、建设及减轻暴雨引起的洪涝灾害提供科学依据。     

我国若干典型石墨矿山石墨的矿物学特征

为查明我国典型矿石墨的矿物学特征,采用XRD、FESEM-EDS、TEM和Raman光谱等表征手段对来自不同产地石墨样品的成分、结构与性质进行了研究。结果表明,晶质与隐晶质石墨分别由微米级和纳米级石墨鳞片组成,主要的区别为前者有更大的微晶尺寸;各样品均为2H型石墨结构,同时不同程度地含有3R型多型,轴长a=0.243~0.249 nm,c=0.672~0.677 nm,晶胞体积V在0.0347~0.0362 nm3之间,晶胞体积随晶体结构中O含量的增加而增大。天然产出石墨的石墨化度较高,最高可达1,由于后期地质作用或人工加工改造,引入次生缺陷,导致其石墨化度降低,结构无序度增高。晶质和隐晶质石墨的氧化起始温度分别为700~800℃和600~650℃,粒度越细的晶质石墨氧化起始温度越低。在水中石墨表面荷负电,p H为10.5时具有带电量的极大值,晶质石墨疏水性和导电性均强于隐晶质石墨。     

湖南鲁塘煤系隐晶质石墨矿物学特征

综合运用多学科技术手段对鲁塘煤系隐晶质石墨进行研究,以期探索煤系石墨的矿物学特征随变质程度的变化规律。通过系统采样的方法,选取不同变质程度的鲁塘煤系石墨样品为研究对象,运用X射线荧光光谱法(XRF)、X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光拉曼光谱法、热重法等技术手段,对石墨的化学成分、矿物组成、晶体结构、热学性质进行了研究。结果表明,鲁塘煤系石墨主要由隐晶质石墨和少量石英、方解石、白云母、绿泥石、高岭石组成,固定碳含量为41.95%~88.43%,石墨主要呈细小的不规则鳞片状,其晶体形态随着变质程度的增高而逐渐完善。石墨化程度较高,为88.37%~98.84%,3R多型变体含量为9.45%~14.56%,石墨的氧化起始温度较低,在530℃左右,隐晶质石墨的氧化起始温度和终止温度均低于显晶质石墨。煤系石墨的石墨化程度、结晶程度、氧化起始温度与变质程度呈正相关关系,3R多型变体含量与变质程度呈负相关关系。     

中国设计暴雨和暴雨特性的研究

全面回顾了中国近50年来的暴雨研究工作,分别介绍了有关设计暴雨地区综合研究成果、设计暴雨分析计算方法的改进以及暴雨特性研究的进展;概略叙述了各项研究的主要内容、资料基础、分析方法和重要结论。