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。     

阿西克剖面记录的西天山地区黄土磁学性质及古气候意义初探

选取阿西克剖面作为研究对象,对伊犁地区末次间冰期以来的沉积的黄土地层的磁学特征进行分析。结果发现,伊犁地区黄土地层的磁性矿物有磁铁矿、磁赤铁矿、赤铁矿、针铁矿,磁学性质受亚铁磁性的磁铁矿（和磁赤铁矿）控制;MD和PSD是地层中亚铁磁性矿物的主要磁畤状态,随着成壤强度增加,地层中的SP和SD颗粒相对含量逐渐增加;亚铁磁性矿物含量与地层并不完全对应。对磁学参数控制机制的分析表明,本剖面磁学性质受控因素比较复杂,磁性矿物含量主要受控于物源的磁学性质,成壤作用对地层中细粒磁性矿物含量具有很大影响,还原作用可能对底部古土壤层的磁学性质造成一定影响,但对整个剖面的磁学性质影响相对较小。     

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。     

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。     

沙漠、戈壁和黄土表土岩石磁学特征及其对黄土磁化率机制的意义

黄土高原黄土来自于其北部或西北部的沙漠和戈壁被广泛认可。本文选取西北地区典型的沙漠、戈壁和黄土表土样品,进行系统的岩石磁学研究。结果显示：沙漠和戈壁磁学特征相似,以磁铁矿占绝对优势,磁颗粒为多畴和假单畴,几乎不含超顺磁颗粒,磁性矿物总体含量高于黄土表土。黄土表土以磁铁矿为主,同时含有磁赤铁矿,磁颗粒以成壤过程中形成的超顺磁和单畴颗粒为主。虽然沙漠和戈壁细粒中亚铁磁性矿物相对比例明显高于粗粒,但粗粒组分含量大,对磁性稀释作用显著,全样总体表现为粗粒磁性特征。影响沙漠、戈壁和黄土磁化率的主导因素不同,沙漠和戈壁为磁性矿物含量主导型,磁性矿物总含量高,黄土表土为磁性矿物粒度主导型,超顺磁对磁化率贡献占主导。合理区分风速论和成土论两种磁化率机制,需准确判断成壤程度和氧化还原状态。因此,不同环境条件下磁化率的环境意义及古气候重建,需首先准确区分影响磁化率的主导因素。     

红黏土磁化率增强机制

对于黄土-古土壤序列,磁化率增强机制已经被大家认可,并且磁化率被广泛作为古夏季风强弱变化的代用指标。红黏土伏于第四纪黄土之下,同为风成沉积物,对红黏土磁化率增强机制的研究程度不高,且对强发育红黏土获得比较低的磁化率值的原因不清楚。本文通过对佳县红黏土进行系统岩石磁学分析得出：(1) 红黏土磁性矿物种类以磁铁矿为主,同时含有一定量磁赤铁矿、赤铁矿;磁性矿物平均粒径为PSD颗粒;强发育层含有较多的软磁性矿物,弱发育层含有较多的硬磁性矿物。(2) χ、χfd和χARM两两之间表现出很好线性正相关关系,说明红黏土中含有大量SP和SD颗粒亚铁磁性矿物,这些细小磁颗粒是在成壤过程中产生,成壤作用导致古土壤层磁化率升高。(3) 红黏土χfd、χfd%值较高,说明经历较强的成壤过程,成壤环境与黄土高原黄土-古土壤序列类似,与阿拉斯加、西伯利亚黄土-古土壤明显不同。     

阿拉善地区古水下沉积物与风沙沉积物磁学特征及意义

风力搬运过程中存在的物质分选极可能导致沉积区与物源区沉积物性质出现差异,对于研究物源示踪具有重要的意义。选取阿拉善地区古水下沉积物和风沙沉积物,进行磁学参数测定,调查分选作用对沉积物性质的影响,并探讨对中国黄土高原黄土物源研究的启示。结果表明：古水下沉积物与风沙沉积物的细砂组分磁学性质基本一致,但粉砂组分则存在明显差别,古水下沉积物的磁性矿物浓度显著低于风沙沉积物,风力分选作用可能是风沙沉积物粉砂组分磁性强的主要原因;古水下沉积物中高矫顽力矿物浓度较低,受沉积后改造作用微弱,指示古水下沉积物可用于黄土物源示踪研究。阿拉善地区沉积物和黄土高原黄土的磁学性质对比表明：风沙沉积物与黄土高原黄土磁学性质存在明显差别,但古水下沉积物与黄土高原黄土磁学性质却十分相似。这一地质证据支持阿拉善地区是黄土高原黄土沉积物的重要物源区,同时暗示古水下沉积物在黄土物源示踪方面的巨大潜力。     

北疆地区城市大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法,系统地研究了乌鲁木齐市和木垒县大气自然降尘所含磁性矿物的类型、晶体粒径和含量及其环境意义。结果表明:①乌鲁木齐市和木垒县降尘中铁磁性矿物含量高,其磁学特征主要受磁铁矿控制。②乌鲁木齐市降尘中磁性矿物含量高,尤其冬季降尘,而木垒县降尘中磁性矿物含量相对较低。③乌鲁木齐市降尘样品中磁性矿物的晶体颗粒较粗,磁学特征显示多畴（MD）和假单畴（PSD）颗粒的等效特性,季节差异性小;木垒县降尘样品中磁性矿物的晶体粒径较细,为单畴（SD）颗粒,季节性差异大。研究指示乌鲁木齐市人类活动过程中排放了大量的磁性矿物,并对其降尘的磁学特征产生了明显影响,冬季表现的尤为明显。     

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。     

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。     

Spatial trends of dustfall over northern China in the spring and their influencing factors

The spatial trends of dustfall of different sizes over northern China during April and May 2001,and March 2002,and their influencing factors,were analyzed.We divided the dustfall into seven grades based on particle size.Total dustfall and dustfall for each grade were highest in desert regions then in regions undergoing desertification,and the total dustfall,dustfall 100 μm and dustfall 250 μm were higher in western agricultural regions closer to desert areas than in eastern agricultural regions.The spatial trends in dustfall 300 μm in diameter were most strongly correlated with dust events,and the content of coarse particles increased with increasing severity of dust events.Because the spatial trend for dust events appears to be controlled by geomorphic conditions,vegetation coverage,soil moisture,and the distance from dust source,dustfall 300 μm in diameter appears to have the same controlling factors as dust events,but the control decreases with increasing particle size.Wind,the driving force for dust emissions,also influenced the spatial trends in dustfall 200 μm in diameter,and especially for dustfall 50 to 100 μm in diameter.Although dustfall 300 μm in diameter and precipitation were not strongly spatially correlated,there is some evidence that high precipitation decreased deposition by restraining blowing sand.The coarser the dustfall,the weaker the correlation with wind speed;however,transport of larger particles still occurs,and further research will be required to test the possibility that this dust is entrained mainly by the small-scale dust devils that are commonly observed in the study area.     

2007年春季沙尘暴对辽宁中部城市群空气质量的影响

根据大气降尘量和可吸入颗粒物PM10 、PM2.5、 PM1的观测资料,分析了2007年春季发生于我国北方的两次沙尘暴天气过程对辽宁中部城市群空气质量的影响。结果显示,沙尘天气使各城市大气降尘量与可吸入颗粒物PM10和PM2.5的质量浓度明显增高,空气质量明显下降。在3月31日和5月7日的两次沙尘暴过程中,城市群的大气降尘量比当月日平均值分别增加了1.5倍和2.5倍,各城市PM10的日均质量浓度比沙尘出现前一日分别增加了0.2～2.6倍和1.5～3.8倍。3月31日除铁岭和鞍山空气质量状况为良外,均达到轻微污染程度;5月7日鞍山达严重污染程度;沈阳、辽阳、本溪、铁岭和抚顺的空气质量均为中度污染或中度重污染。沙尘暴期间1.0～10.0 μm的粗粒子为影响辽宁中部城市空气质量的主要成分,其小时平均质量浓度最大时是沙尘出现前的10～30倍。     

渭河宝鸡市区段河床沉积物磁性特征分析

利用环境磁学的方法可以有效地示踪河流沉积物的物源,对渭河宝鸡市区段干流及其支流河床沉积物全面系统的磁学特征分析表明：渭河干流和支流沉积物的磁性矿物含量总体相对较高,磁性矿物类型主要以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,同时存在不完全反铁磁性矿物赤铁矿,磁晶粒以PSD（假单畴）和MD（多畴）颗粒为主。渭河干流沉积物的磁性特征在空间上表现出了一定的差异,根据χ_ARM/χ（非磁滞剩磁磁化率/磁化率）值的变化规律将渭河宝鸡市区段沉积物的来源分成了两段,第一段从宝鸡峡到神龙大桥,沉积物χ_ARM/χ 值逐渐减小,磁性颗粒逐渐变粗;第二段从神龙大桥到千河入渭口,沉积物χ_ARM/χ 值逐渐增大,沉积物的颗粒呈现出由粗变细的特征,指示了渭河宝鸡市区段河流沉积物存在一定的物源差异,渭河宝鸡市区段干流沉积物的物质来源主要以上游携带为主导,从神龙大桥向下游,支流对河床沉积物具有一定的贡献,北岸比南岸流域贡献的物质相对较多。     

柴达木盆地表土与大气降尘粒度Weibull组成及其环境意义

柴达木盆地北部现代地表不同沉积环境沉积物粒度分析结果显示,多数盆地地表沉积物质呈Weibull三峰分布,具有超细粒、细粒、粗粒3个组分,个别样品包含沙粒组分,绝大多数的样品匮乏细粒-超细粒组分,以高含量分选性较好的粗粒组分和低含量分选性差的细粒-超细粒组分为总体特征。现代沙尘暴天气降尘粒度分布模式较为单一,以高含量窄峰态的粗粒组分为显著特征。依据含量最高主峰所在Weibull粒度组分,本研究将全部粒度分布分为3种类型:以高含量细粒组分主导的F型、以高含量粗粒组分主导的C型和以高含量沙粒组分主导的S型。比较沙尘暴降尘、季节降尘和年降尘粒度分布模式的结果表明,研究区全年和季节大气降尘主要由沙尘暴天气降尘贡献,在细粒和超细粒组分上,同时混合有尘暴释放和正常天气条件下大气本底粉尘沉降两种来源的风尘成分。分析冬季研究区湖泊（苏干湖）冰层粉尘粒度分布模式发现,细粒组分含量显著偏高,可达70.6%,明显有别于其他沉积环境粒度组成,对比年降尘细粒-超细粒组分成因我们初步认为,细粒组分可用于指示冬季风盛行季节近地面大范围风场搬运风尘物质的状况。     

塔里木盆地西北部荒漠化气候特征

塔里木盆地西北部３０多年来气候和天气现象和变化变表明８０ 年代以后浮尘天气日数明显增加。绿洲外部地表土壤荒漠化趋势加重是影响气候和大气透明度的主要原因之一，而气候作用不会导致塔克拉玛干沙漠的向北扩展。     

塔里木盆地大气降尘变化特征及影响因素分析

利用哈密、塔中与和田沙尘暴观测站2005—2008年大气降尘观测资料,结合铁干里克、民丰等18个大气降尘监测点2007年4月以来的大气降尘、沙尘天气等观测资料,分析了塔里木盆地大气降尘变化特征,同时分析了影响大气降尘浓度变化的主要因素。结果表明：①2005—2008年3站中哈密大气降尘量最少,其次为和田,塔中的大气降尘量最多; 2006年是4 a中降尘量最多年份,其次为2005年,2008年相对较少。②春夏季是大气降尘集中季节,秋季略大于冬季。塔里木盆地中部最高,南部及西南部的站点降尘明显高于盆地的东部和西部。③在沙尘暴季节,无论是5月还是6月,2007年大气降尘量基本上都高于2008年。④2007年5月和6月,除盆地东面的哈密、铁干里克以及西缘的阿拉尔3站外,其他18个站沙尘天气较多。沙尘天气是塔里木盆地大气降尘量高的主要因素,沙尘天气越多,大气降尘量越高。     

新疆春夏季大气降尘分析

  在新疆沙尘暴主要发生区布设了22个大气降尘观测点,对2007年春夏季大气降尘总量进行监测。分析表明:南疆大气降尘总量远高于北疆,塔里木盆地的高值中心位于盆地偏南部;将大气降尘与气象要素进行相关分析,表明大气降尘与降水量呈负相关关系,大气降尘与沙尘天气发生日数存在正相关关系。     

青海省降尘量时空分布及其影响因素分析

大气降尘在生活中随处可见,与人们的生活息息相关。本研究应用青海省8个监测站2004-2010年降尘量资料及气候和社会资料,对青海省降尘量时空分布规律及其影响因素进行灰色关联度和主成分分析。结果表明,青海省降尘量城市大,偏远的瓦里关山小;月降尘量4月峰11月谷;季节降尘量春季＞夏季＞冬季＞秋季;年降尘量玛多和西宁呈下降趋势,共和与平安呈增加趋势,而瓦里关本底台、德令哈、同仁和格尔木降尘量年际间变化趋势不明显。沙尘天气出现频率年际和年代际变化均呈减少趋势。气候因素与降尘量的关联度自青海省东部向西部逐渐增大;社会因素中与降尘量的关联度大于0.900的因子有造林面积、木材采伐量、房屋建筑竣工面积、烟尘排放量、植被盖度综合指数、人口、工业粉尘排放量和农作物播种面积;对与降尘量的灰色关联度大于0.8的19个社会、气候因子进行主成分分析表明,气候因子的载荷值明显高于社会因子,气候因素对降尘量的影响集中而突出,而社会因素影响复杂而分散。