金华市街道灰尘磁学参数的时空变化与环境意义

发布时间：2019-03-12 15:29

【摘要】：随着经济发展和城市化进程的不断加快,城市已然成了人类与自然环境联系最密切同时也是矛盾最集中的区域,有关于环境污染方面的相关案例在城市更集中,特别是城市颗粒物污染,在世界各个地区的研究越来越被重视,在城市中生活的人们的健康以及整个区域的环境健康均暴露在不安与危险中；街道灰尘是一种固体颗粒物,存在于街道路面,多数聚集分布於道路边缘,它在风力、交通、清扫过程中被扬起、携带、聚拢,进一步可能会漂浮在大气中或者进入室内或者从道路两侧的下水道排到农田,成为面状污染源,是含有重金属以及多环芳烃等多种污染物的源与汇,在城市生态环境中具有环境指示作用。城市灰尘的获得更多的研究者的关注是在20世纪70年代中期,相对来说,城市街道灰尘的研究的理化性质的研究已经比较成熟,其研究方法比较详实,可靠；另一方面来讲,也有不足地方,即分析周期较长,花费较大,对样品损伤较大,与之不同的是,近几年逐渐兴起的磁学测试有比较明显的优势：首先测试不会破坏样品,可以保持样品完整性,其次过程比较简单易操作易控制,结果比较快的获得,因此,研究者倾向于用环境磁学手段分析街道灰尘。本论文采样点覆盖城区交通、工业、居民等几大区域,主干道与非主干道,相异的土地覆被区。经试验测得磁学参数,分析其特征,结果如下：(1)全年χlf均值为340.35×10-8m3·kg-1,变化范围在89.49×10-8-853.91×10-8m3·kg-1之间,变异系数为0.405,具有磁性增强效应；频率磁化率平均值为1.475%,变化范围为0.07%-4.24%,变异系数为0.64,最高值与最低值相差较大；冬(01月)季χlf平均值为：322.55×10-8m3·kg-1,春(04月)季χlf平均值为358.16×10-8m3·kg-1,夏(09月)季χlf平均值为368.31×10-8m3·kg-1,秋(11月)季χlf平均值为324.13×10-8m3·kg-1,变异系数分别为0.41、0.38、0.4、0.43；四季的值均较高,指示都具有磁性增强效应,其中季节之间,冬季值最小,夏季最大；频率磁化率χlf%均值分别为1.55、1.58、1.18和1.59,变异系数分别为0.63、0.6、0.68和0.65,均值和变异系数很接近,差异性不大；金华市街道灰尘的磁化率(杪)与频率磁化率(χfd%)之间基本呈负相关关系。(2)从全年来分析：金华市街道灰尘饱和等温剩磁SIRM的变化范围为1910.17×10-5-12631.4×10-SAm2·kg-1,平均值为5576.68×10-SAm2·kg-1,变异系数为0.52,变异系数较高,揭示出金华市城区街道灰尘样品中,不完全反铁磁性和亚铁磁性矿物含量较多,单畴磁性矿物含量颇丰,金华市街道灰尘样品的磁性矿物来源较单一；非磁滞剩磁磁化率χ ARM的变化区间为11.64×10-8～2001.58×10-8m3·kg-1,平均值为426.78×10-8m3·kg-1,变异系数为0.74,变异系数较高,年季变化较大,样品中单畴准单畴的含量较高,具有磁性增强效应,进一步揭示以亚铁磁性矿物和不完全反铁磁性矿物为主。(3)其他磁学参数：S-mio的变化区间为0.65-1.95,均值为0.97,变异系数为0.08,可以说明街道灰尘样品中软磁组分较多,亚铁磁性矿物占主要部分；SIRM/χlf的变化范围为4.64×103～99.21×103m·A-1,均值为17.53×103m·A-1,变异系数为0.56,可以一定程度上说明样品中几乎不含超顺磁性颗粒,并且颗粒相对较细,集中在单畴。XARM/SIRM和XARM/χlf的均值分别为0.09×10-3m·A-1和1.49,进一步说明金华市街道灰尘样品磁性矿物颗粒较细,亚铁磁性矿物含量为主；磁学参数分析可知,空间分布上高值区集中在工业区、交通密集区以及其它人为活动剧烈区,季节差异性主要是高值集中在夏秋季节,这与北方城市街道灰尘的研究不同。(4)SIRM分别在0.03um和50um左右有两个峰值出现,而名ARM只在0.03um左右有一个峰值,即SIRM却主要对较粗单畴矿物灵敏,zARM对稳定单畴及较细的准单畴较敏感,本次测试,SIRM秋季值最低,χARM秋季值最高；同时,SIRM/Xif、XARM/SIRM、XARM/Xif值越高,表明样品中磁性矿物颗粒越细,而三个参数最高值均出现在秋季,表明秋季样品中磁性矿物组成以较细颗粒为主,因此可以推测,金华市街道灰尘夏秋季磁化率升高主要贡献组分应为粒径在0.03um附近的稳定单畴或准单畴。(5)剩磁参数饱和等温剩磁SIRM和χlf以及非磁滞剩磁磁化率χARM和χlf均具有较强的线性正相关,因此磁化率与区域因素的关系和剩磁与区域因素的关系具有一致性,磁化率就具有较好的指示意义。(6)金华市街道十字路口的磁化率高于非十字路口,主干道、路网密度大的区域的磁化率高于非主干道、路网密度小的区域,灰尘磁化率和路网密度呈正相关。交通(包括交通行为和交通流量)是影响金华市街道灰尘磁化率的一个主要因素,金华街道地表灰尘磁化率(z)可以指示金华城区交通污染状况；金华市街道灰尘磁化率的高值区与城区工业区的分布相吻合,结合模型参数分析可得,工业是导致灰尘产生磁性增强效应的因素之一磁化率可以很好的解释金华市街道灰尘和研究区区域因素相互作用的现象,可以有效的反映灰尘的分布、污染状况。
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【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X513

【参考文献】