中国西北城市表土重金属污染磁响应研究

发布时间：2022-01-16 14:19

　　随着工业化和城市化进程的加快,现代都市生态环境日益恶化。如何快速、有效评价和研究环境质量问题已成为全球普遍关注的热点。环境磁学作为一门新兴的交叉学科,因具有快速、灵敏、高效、对环境无破坏及获取信息量丰富等特点,正逐步成为当前城市环境研究的一个新的发展方向。本研究立足于城市重金属污染监测和源解析,以城市表土为研究对象,通过测量其岩石磁学和地球化学性质,并辅以数理分析方法,多学科交叉融合,旨在探究西北地区城市表土的磁学性质与重金属元素的内在联系,建立西北地区城市表土重金属污染的磁诊断模型,并对表土磁背景值和污染源类型差别对模型稳定性的影响进行评估；最后明确凭借不同环境下表土的磁性特征进行污染物来源解析的可行性和有效性。首先,本研究以兰州市为试点建立区域性城市表土重金属（As、Cr、Cu、 Ni、Pb、Zn、Fe）综合污染的磁诊断模型。在样品以磁铁矿为主导的前提下,当χlf>40×10^-8m³ kg-1,且χfd%<3%, ，ARM/SIRM<0.21×10-3mA^-1时,表土即呈现出污染状态；当40≤xlf... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：163 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 开展城市土壤重金属污染研究的必要性
    1.2 城市土壤重金属污染来源
    1.3 环境磁学在现代环境污染研究中的应用
        1.3.1 环境污染的磁学响应
        1.3.2 磁学方法在环境污染监测方面的研究进展
        1.3.3 磁学方法在环境污染监测方面的优势、存在的问题及发展趋势
    1.4 关键性科学问题、研究内容及研究意义
        1.4.1 关键性科学问题
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究意义
第二章 研究区概况及研究方法
    2.1 研究区概况
    2.2 样品采集
    2.3 实验方法
        2.3.1 磁学参数测试
        2.3.2 重金属元素测试
        2.3.3 粒度参数测试
        2.3.4 有机质含量测试
        2.3.5 磁选实验
    2.4 重金属污染评价方法
        2.4.1 单因子指数法
        2.4.2 内梅罗综合污染指数法
        2.4.3 污染负荷指数法
第三章 基于环境磁学的城市表土重金属污染评价方法——以兰州市为例
    3.1 岩石磁学特征
        3.1.1 高温磁性特征
        3.1.2 低温磁性特征
        3.1.3 强磁场磁性特征
    3.2 磁学参数空间分布特征
    3.3 重金属污染特征与污染评价
        3.3.1 兰州市表土重金属元素含量特征
        3.3.2 兰州市表土重金属元素污染评价
    3.4 磁学参数的重金属污染响应特征
    3.5 磁参数代用指标的半定量分析
    3.6 兰州市主要污染因子探讨
    3.7 本章小结
第四章 自然源物质对城市表土环境磁学信号的影响评价
    4.1 西北地区表土磁性特征分析
    4.2 不同城市无污染表土磁性特征差异研究
        4.2.1 无污染表土的分离和选取
        4.2.2 无污染表土强磁性矿物浓度特征
        4.2.3 磁晶粒度特征
    4.3 母质对城市表土重金属污染磁响应的影响评估
    4.4 本章小结
第五章 环境磁学对不同污染源的差异性响应研究
    5.1 不同污染源表土粒度和有机质含量特征分析
        5.1.1 表土粒度特征分析
        5.1.2 表土有机质含量分析
    5.2 不同污染源表土磁性特征研究
        5.2.1 磁性矿物含量
        5.2.2 磁性矿物类型
        5.2.3 磁性颗粒粒径
    5.3 不同污染源表土样品重金属元素含量分析
    5.4 不同污染源表土重金属污染的磁响应差异性研究
        5.4.1 表土磁参数与重金属之间的相关性研究
        5.4.2 表土磁性矿物与重金属的来源差异性研究
        5.4.3 表土重金属污染的磁诊断模型差异性研究
        5.4.4 表土重金属污染的磁响应差异原因探讨
    5.5 本章小结
第六章 基于环境磁学的城市表土污染源解析
    6.1 基于环境磁学的单一城市表土重金属污染源解析
        6.1.1 银川市表土磁参数特征
        6.1.2 银川市重金属元素空间分布特征
        6.1.3 银川市表土磁参数与重金属元素关系研究
        6.1.4 银川市表土污染源解析
    6.2 基于环境磁学的多城市表土重金属污染源解析
        6.2.1 西北地区多城市表土粒度与有机质含量特征
        6.2.2 西北地区多城市表土岩石磁学特征
        6.2.3 西北地区多城市表土磁参数特征
        6.2.4 西北地区多城市表土磁性颗粒
        6.2.5 环境磁学对污染源解析的有效性验证
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 研究展望
参考文献
在学期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]典型沙漠绿洲城市表土磁性特征及环境指示意义[J]. 王博,夏敦胜,余晔,贾佳,许淑婧.  地球物理学报. 2014(03)
[2]中国农田土壤重金属富集状况及其空间分布研究[J]. 张小敏,张秀英,钟太洋,江洪.  环境科学. 2014(02)
[3]兰州城市土壤磁性特征及其对环境污染的指示[J]. 王博,夏敦胜,余晔,许淑婧,贾佳.  中国环境科学. 2013(06)
[4]中国西北地区典型钢铁工业城市表土重金属污染的环境磁学响应[J]. 王博,夏敦胜,贾佳,余晔,许淑婧.  吉林大学学报(地球科学版). 2013(03)
[5]塔里木盆地现代天然降尘磁性特征时空对比研究[J]. 王博,许淑婧,夏敦胜,贾佳,赵爽.  中国沙漠. 2013(03)
[6]乌鲁木齐城市表土重金属污染的环境磁学记录[J]. 夏敦胜,王博,许淑婧,张英,赵爽,刘宇航,李冠华,张俊辉,贾佳,魏海涛.  兰州大学学报(自然科学版). 2013(02)
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博士论文
[1]兰州市大气颗粒物理化特性及其对人群健康的影响[D]. 陶燕.兰州大学 2009
[2]大型金属矿山环境污染及防治研究[D]. 李小虎.兰州大学 2007
[3]典型有色金属矿山重金属迁移规律与污染评价研究[D]. 廖国礼.中南大学 2005

硕士论文
[1]上海市交通干道尘土与表土磁学性质研究[D]. 贾正长.华东师范大学 2010
[2]金昌市大气二氧化硫污染现状分析及控制对策研究[D]. 魏可染.兰州大学 2008
[3]珠江三角洲典型区域（东莞市）土壤重金属污染探查研究[D]. 马瑾.南京农业大学 2003



本文编号：3592831