【摘要】： 城市街道塵埃是污染物質在城市環(huán)境中傳播的重要介質,是室內灰塵污染物和城市大氣顆粒物的主要來源,對城市土壤、水環(huán)境等生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成各種潛在的、直接的危害,是城市環(huán)境污染研究中的重要對象。蘭州市是我國建國后首批重點建設的工業(yè)城市之一,工業(yè)污染源、生活污染源排放量大,加上特殊地理位置、地形條件和氣象條件及不盡合理的工業(yè)布局、城市化、交通等多元化人類活動的綜合影響,使蘭州市大氣污染問題尤為嚴重,成為國內外空氣污染最嚴重的城市之一。 本文選擇蘭州市城區(qū)為研究靶區(qū),以街道塵埃作為研究載體,開展了大范圍野外調查,采集了不同季節(jié)、不同功能區(qū)域內的178個街道塵埃樣品,進行高分辨率的磁學、地球化學研究;對上述樣品進行磁學、粒度、元素含量、有機質含量等一系列實驗分析,利用地學統(tǒng)計軟件(ArcGIS)對蘭州市地區(qū)街道塵埃顆粒物的磁學特征、地球化學元素特征、粒度及有機質含量的時空分布特征進行了探討,分析了城市街道塵埃的污染來源、主要污染物、污染特征等,同時結合數學統(tǒng)計軟件(SPSS)分析了有機質含量及重金屬污染的磁學響應特點,認識了解環(huán)境磁學參數與有機質含量、重金屬含量之間的內在聯系。 主要獲得如下認識: 對研究區(qū)街道塵埃的粒度分析揭示了粒度的基本特征,發(fā)現蘭州城市街道塵埃主要為粉砂和粉砂級以下(＜63μm)的顆粒,粒徑分布主要表現為雙峰和多峰非正態(tài)分布。風動力較大的區(qū)域平均粒徑較粗,分選性較差;反之,在風動能小的區(qū)域,則主要以細顆粒物為主�？臻g分布特征表現為,東西部地區(qū)街道塵埃樣品粒徑較粗,中間地段相對較細。 元素含量分析結果表明蘭州市街道塵埃中主要含有Si、Al、Ca、Fe、Na、Mg、K、S、Ti、Cl、P、Mn和Ba等元素,前七種元素的平均含量占總含量的79.22%;其余元素含量相對較低。元素含量季節(jié)差異顯著;冬季采暖期間燃煤量增加、蘭州市特殊的地理特征以及冬季強逆溫現象是造成污染元素含量升高的主要原因。街道塵埃中土壤來源的元素含量增加與春季的大風及沙塵暴天氣有著密不可分的關系�？臻g分析結果表明,市區(qū)街道塵埃元素含量的空間分布差異較大,局部污染嚴重:城關區(qū)和西固區(qū)為燃煤污染嚴重區(qū)域,安寧區(qū)內污染相對較輕;在人口密集,車流量較大的城關區(qū)內交通污染相對嚴重;大型貨運車輛造成的汽車尾氣污染更為嚴重。西固區(qū)為未知來源元素Bi和Cs的高值區(qū),初步推斷它們主要來自工業(yè)污染。 通過對研究區(qū)街道塵埃的有機質含量分析,揭示出蘭州市街道塵埃有機質平均含量較高,季節(jié)和空間分布差異較大,冬季最高,春季次之,秋季最低;城關區(qū)、西固區(qū)、七里河區(qū)及安寧區(qū)內街道塵埃中有機質含量由高到低。上述結果表明,蘭州市街道塵埃中的有機質組分除來自于土壤顆粒的貢獻外,可能還來源于工業(yè)污染,汽車尾氣以及人類日常生活所排放的各種污染物的貢獻。 環(huán)境磁學分析表明蘭州市區(qū)內街道塵埃磁性礦物含量總體較高,主要磁性礦物是磁鐵礦,并伴有少量的赤鐵礦和順磁性礦物;樣品磁學性質主要受到亞鐵磁性礦物和少量不完全反鐵磁性礦物的控制;亞鐵磁性礦物多為準單疇顆粒和多疇顆粒。與磁性礦物含量有關的磁參數(X_(1f)、SIRM、X_(ARM)、HIRM,SOFT及SOFT%)變化趨勢相同,同時存在較大的季節(jié)差異,表現為冬春季磁性礦物含量明顯高于秋季:而X_(fd)%、S-ratio、X_(ARM)/SIRM、SIRM/X_(1f)及X_(ARM)/X_(1f)等反映磁性礦物晶粒特征和類型的參數變化較小�？臻g分布上,工業(yè)區(qū)、密集街區(qū)以及交通要道等受到人為因素影響的區(qū)域,磁性礦物含量較高。一方面是由于蘭州市特殊的地理位置、地形條件、氣象條件使其區(qū)域內不同季節(jié)、不同樣點街道塵埃中磁性礦物含量和粒度不同;另一方面,不盡合理的工業(yè)布局,人類活動對城市環(huán)境產生不同的影響,導致街道塵埃中的磁性礦物發(fā)生不同形式的遷移、轉化、溶解,從而也影響了其磁性特征的變化。對磁參數的單元素方差(ANOVA)分析顯示:眾多磁學參數中,x_(1f)和SOFT%能夠更有效的指示塵埃污染物磁性礦物含量的季節(jié)差異。 通過磁參數與有機質含量的相關分析表明,六個主要反映磁性礦物濃度的磁性參數X_(1f)、SIRM、HIRM、SOFT、XARM和S_(-20)與有機質含量之間存在十分顯著的正相關關系;而與其他磁性參數之間并不具有相關關系。與XARM的正相關性指示了單疇磁性顆粒對有機物質的貢獻;同時與SIRM,HIRM及SOFT的顯著相關表明了亞鐵磁性顆粒物對街道塵埃中有機質的貢獻。說明磁性參數可用作街道塵埃中有機質含量的代用指標。 街道塵埃中砷(As)、鉍(Bi)、鉻(Cr)、銅(Cu)、錳(Mn)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鈦(Ti),鋅(Zn),鐵(Fe)等10種重金屬元素含量的分析結果顯示,Bi和Cr兩種重金屬含量變化趨勢相對一致,西部地區(qū)總體含量較高,東部地區(qū)逐漸降低,進一步證實其與工業(yè)活動關系密切;As、Cu、Pb及Zn四種重金屬元素也表現出相同的變化趨勢且變化波動較大,推斷主要由道路交通環(huán)境的變化所引起;其余重金屬元素(Mn、Ni、Ti、Fe)分別表現出不同的變化趨勢。 蘭州市街道塵埃磁參數和重金屬元素的相關分析結果顯示,重金屬元素(As、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Fe)含量與反映磁性顆粒含量的磁性參數(X_(1f))、SIRM、HIRM、SOFT、X_(ARM))之間存在顯著的正相關關系;比值參數(XARM/X1f,XARM/SIRM)與重金屬含量之間的負相關關系反映了沉積物粒度組成對重金屬含量的影響。Xfd%與Cu、Ni、Zn及Pb元素之間呈負相關關系,與其余重金屬之間的相關關系不明顯。S-ratio與Cu、Pb、Zn和Fe四種重金屬元素呈正相關關系,但與其他重金屬元素之間的相關關系不明顯。表明街道塵埃中磁性組分與一些重金屬元素相互依存,磁學參數可作為這些重金屬分布變化的代用指標進行污染調查,用來指示工業(yè)生產導致的環(huán)境污染和監(jiān)測道路交通的污染狀況,追蹤重金屬污染變化趨勢及其污染分布狀況。 研究表明,在獲得大量實驗數據的基礎上,借助多元統(tǒng)計方法、地統(tǒng)計學技術與適量的地球化學分析,磁學參數的綜合分析應用能夠揭示街道塵埃污染分布狀況,判別其污染來源,分析不同人類活動對環(huán)境的響應程度,有效地提取污染信息。此外,街道塵埃與其它載體相比,所記錄的環(huán)境信息具有空間尺度較大,時間尺度相對較小的特點。因此,周期性地采集分析街道塵埃的環(huán)境磁學信息,能夠靈敏地反映城市環(huán)境污染的變化特征。 總之,該項研究顯示,對街道塵埃進行系統(tǒng)的磁學、地球化學等研究,是在城市環(huán)境下開展大規(guī)模、高分辨率的、以磁學為主污染研究的一種經濟、快速、有效的新方法,可以快速便捷經濟地提供污染分布信息。
【圖文】：

本次調查研究以蘭州市區(qū)(城關、七里河、安寧、西固四個區(qū))及其周圍近郊為研究的重點區(qū)域，地理位置大約在36002‘35”~36006吟8”N，，103035‘13”~103“55’34，，E之間(圖2一l)。

蘭州市城區(qū)空氣污染呈揚塵、煤煙和機動車尾氣混合型污染特征，冬季以煤煙型污染為主，春季以沙塵、浮塵污染為主，二氧化硫、煙塵和氮氧化物構成蘭州市大氣污染物中的主要污染物。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：X513

【相似文獻】

相關會議論文 前10條

1 孫崇紹;;蘭州市區(qū)設計地震動參數的研究[A];中國地球物理學會第二十三屆年會論文集[C];2007年

2 張?zhí)m英;楊文蘭;齊玉玲;張漢民;;蘭州市區(qū)新生兒甲狀腺功能低下篩查初步研究[A];紀念卓越的人民醫(yī)學家林巧稚大夫誕辰100周年——全國婦產科高級學術論壇論文集[C];2001年

3 李海華;吳德珍;袁錫文;;論蘭州市區(qū)大氣污染的特殊氣象條件及其改善途徑[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學術年會文集[C];2000年

4 朱飆;李書嚴;李春華;房小怡;;蘭州市新區(qū)規(guī)劃氣候條件評估分析[A];第28屆中國氣象學會年會——S7城市氣象精細預報與服務[C];2011年

5 姜金華;胡非;陳玉春;彭新東;;蘭州市冬季二氧化硫濃度的數值模擬[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 郭安寧;;環(huán)境氡調查的區(qū)劃方法及甘肅省和蘭州市的氡調查結果[A];1998年中國地球物理學會第十四屆學術年會論文集[C];1998年

7 許東蓓;王強;奚立宗;丁秀靜;王小勇;;典型山谷城市秋冬空氣質量特征及2004年重污染事件分析[A];中國氣象學會2005年年會論文集[C];2005年

8 劉理臣;;蘭州都市圈城鎮(zhèn)體系空間結構發(fā)展研究[A];中國地理學會2006年學術年會論文摘要集[C];2006年

9 牛天平;陳德明;陳天鐸;李培杰;;蘭州市區(qū)394例急診死亡病例分析[A];中華醫(yī)學會全國第五次急診醫(yī)學學術會議論文集[C];1994年

10 康學成;孫靜;趙明旭;;蘭州市小溝道泄洪能力調查分析[A];水文泥沙研究新進展——中國水力發(fā)電工程學會水文泥沙專業(yè)委員會第八屆學術討論會論文集[C];2010年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 白雪　李玲玲;蘭州市市長袁占亭：“家有三件事,先把急的辦”[N];中國貿易報;2011年

2 韓紅新;蘭州市區(qū)每平米不得超過80元[N];蘭州日報;2004年

3 本報記者　孫海峰　張海泳;找回久違的藍天[N];甘肅日報;2007年

4 本報記者　徐琦;蘭州天藍 沒錢很難[N];中國環(huán)境報;2006年

5 記者 王波 通訊員 謝飛;市黨政代表團考察白銀公司和蘭州市區(qū)[N];連云港日報;2007年

6 賈瑩;蘭州市區(qū)低保金擬提高到230元[N];蘭州日報;2006年

7 吳玉萍 王鵬;蘭州大氣質量明顯下降[N];中國環(huán)境報;2007年

8 記者 盛小榮;做好蘭州的硬件設施建設[N];蘭州日報;2007年

9 記者　 喬興成 策劃 石軍鵬;煙花爆竹，是“禁”還是“放”？[N];甘肅經濟日報;2006年

10 記者　 吳正楠 見習記者 馮冬花 董子彪;蘭州“雙遺產”夾縫中求救的名牌[N];甘肅經濟日報;2006年

相關博士學位論文 前6條

1 王冠;蘭州市街道塵埃磁性特征研究[D];蘭州大學;2008年

2 雒占福;基于精明增長的城市空間擴展研究[D];西北師范大學;2009年

3 李國棟;蘭州城市氣候效應的時空特征及形成機制研究[D];蘭州大學;2009年

4 劉定惠;中國西部大城市過剩通勤研究[D];蘭州大學;2012年

5 王鑫;黃土高原地區(qū)沙塵氣溶膠的綜合觀測研究[D];蘭州大學;2009年

6 董繼元;蘭州地區(qū)多環(huán)芳烴環(huán)境歸趨模擬和風險評價[D];蘭州大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙明明;上海街道塵埃的磁學性質研究[D];上海師范大學;2012年

2 喻超;典型旅游城市Cd的環(huán)境地球化學研究[D];中國地質大學;2010年

3 何艷冰;蘭州都市圈形成機制研究[D];蘭州大學;2007年

4 蔣秋平;蘭州市區(qū)幼兒園幼兒體質現狀調查及對策研究[D];西北師范大學;2005年

5 張媛;蘭州市區(qū)地表徑流污染初探[D];蘭州大學;2006年

6 郗寧;蘭州市區(qū)志賀菌毒力基因型及毒力研究[D];蘭州大學;2008年

7 杜森;蘭州城市居住空間發(fā)展研究[D];西安建筑科技大學;2009年

8 董征;蘭州市城市空間結構演變研究[D];西安建筑科技大學;2005年

9 周紅霞;蘭州市區(qū)中學開展健美操教學的現狀及對策研究[D];西北師范大學;2005年

10 文達其;蘭州市商業(yè)中心等級體系演化及其發(fā)展趨勢研究[D];蘭州大學;2007年

本文編號：2631265