新疆准东露天煤矿开采区降尘量时空特征及影响因素

[目的]针对新疆准东五彩湾露天煤矿开采区浮尘扩散的问题,选定多种气象因子分析其对浮尘扩散和自然沉降的影响,为监测自然降尘污染提供时间和空间依据。[方法]通过统计分析不同的气象因子同自然降尘量的相关性,确定主导影响因子;通过对自然降尘量时间序列和空间序列的分析,研究准东露天煤矿开采期引起的自然降尘污染的时间和空间变化规律。[结果](1)随着时间的推移自然降尘量总体呈三峰趋势;(2)气象因子对于自然降尘量的影响强弱表现为:平均风速平均土壤湿度平均环境温度;(3)该地区开挖期间自然降尘分布受人为扰动和风的叠加影响。[结论]4,6和9月份由于开采强度较大,自然降尘量相对较大;平均环境湿度对自然降尘量影响不大。风为该地区影响自然降尘的主要气象因子。自然降尘主要分布在主导风上下风向距煤矿开采区、堆渣区和工业区约8~10km范围区域。     

宁东能源工业基地表层土壤粒径分布、养分、重金属含量与大气降尘的关联性

[目的]研究宁东能源工业基地大气降尘携带的营养物质、重金属与土壤养分、重金属含量之间的关联性,为该区域的土壤利用和环境保护提供科学依据。[方法]本研究在宁东能源工业基地马莲台电厂主导风向下风向采集不同距离的表层土壤和大气降尘样品,分析土壤和降尘样品的粒径组成、分形维数以及6种重金属(Zn,Cu,Cd,Cr,Pb,Ni)的空间分布特征及其潜在生态风险;利用Pearson相关性分析法对表土与大气降尘中重金属含量的相关性进行探讨。[结果](1)宁东能源工业基地大气降尘的成分来源复杂,包括了自然源和人为源降尘。其中自然源降尘主要来自于境内沙尘,主要成分为石英、方解石、斜长石、绿泥石和高岭石等。人为源降尘则主要源自燃煤烟尘,主要成分涉及Ag,Cr,Pb,Co,Mn,As,Cu和二硫化硅以及多环芳烃化合物(PHAs)等。(2)大气降尘和表土的粒径分布曲线在不同距离上均呈非正态性及双峰和多峰分布,说明大气降尘和表土颗粒组成具有多源性。(3)大气降尘和表土综合潜在生态风险指数表明,距离污染源越远降尘中重金属的生态风险指数越大,而土壤中重金属的生态风险指数越小。Pearson相关分析分析表明,表土与大气降尘中Cr和Cu两种重金属元素具有一定的正相关性。(4)大气降尘携带的营养物质沉降到地表改变了土壤的养分供给,尤其是有机质的增加量最为显著。[结论]宁东能源工业基地大气降尘成分复杂,对土壤组成有显著影响,且增加了其潜在生态风险指数,尽管其颗粒粒径组成、分布、养分、重金属含量与大气降尘的关联性相对较弱,但其累积效应仍然值得关注。     

稻麦联合收割机降尘系统的设计与试验

稻麦联合收割机作业过程产生粉尘,影响操作者身体健康,同时造成环境污染。为了解粉尘产生状况及成分特性,该研究进行了稻麦联合收割机作业粉尘检测试验。在此试验基础上,设计了一种负压吸尘、滤筒集尘的稻麦联合收割机机载式降尘系统。该系统利用现有稻麦联合收割机动力,可随时更改风机工作参数,以满足多种田间工作条件。通过理论分析确定影响降尘系统工作效率的主要因素为收割机速度、风机转速和环境湿度,试验指标为割台、尾部降尘系统效率,开展三因素三水平试验,构建各因素和试验指标之间的数学回归模型。拟合和优化分析所得试验结果,得到最优参数组合为:收割机速度3.73 km/h,风机转速3 507 r/min,环境湿度56%,此时,割台降尘系统效率为76.8%,尾部降尘系统效率为79.6%,对最优工作参数进行试验验证,验证优化最佳参数组合可行性,降尘系统在较难工作条件下满足降尘要求的最低风机转速为3 332 r/min。该研究可为收割机降尘系统的设计提供依据。     

运用风蚀仪进行风力侵蚀特征研究的实践

在10 m/s试验风速下,运用风蚀仪、降尘缸等风蚀测量仪器,对裸露、10%砾石覆盖、20%砾石覆盖3种地表状态的风力侵蚀进行了人工模拟试验,对比分析水土保持措施防风蚀的效果。结果表明:无论是累积输沙量、输沙率还是沉积量,3种地表状态均为裸露地表>10%砾石覆盖>20%砾石覆盖,尤其是20%砾石覆盖状态下远远小于裸地。因此,砾石覆盖对防止风力侵蚀的效果是明显的,并且覆盖度越大,防风蚀效果越显著。     

重庆主城区空气降尘中重金属的特点及其在表层土壤中的累积量研究

探索不同功能区空气降尘中重金属通量特征并对其进行污染评价,对于了解空气降尘输入对土壤中重金属累积影响具有重要意义。对重庆主城的居住区(JZ)、文教区(WJ)、商业区(SY)、郊区(JQ)、交通区(JT)和工业-居住混合区(GJ)逐月进行空气降尘通量和Cr、Ni、Cd、Pb含量的测定。结果表明,工业–居住混合区的空气降尘通量平均值最高,文教区的最低。6类功能区秋季的降尘量相对较低。Cd、Cr、Ni和Pb的平均降尘量在不同功能区分布存在差异。空气降尘中4种重金属元素的平均含量为:Cd 2.14 mg/kg、Cr 66.36 mg/kg、Ni 27.69 mg/kg、Pb 98.33 mg/kg。6类功能区降尘中Cd、Cr、Ni和Pb 4种重金属含量一般冬季较高。地积累指数法的分析表明降尘中Cd污染最严重。经推算,以空气降尘的方式向土壤中输入的重金属,使重庆主城区土壤中Cd、Cr、Ni和Pb等4种重金属元素的浓度在累积100a后仍将低于《土壤环境质量标准》中的二级标准。土壤中重金属元素增加速度最快为Cd,其次为Pb和Cr,Ni的增长为负值。     

洒水降尘措施对减少开发建设项目水土流失的作用

详细阐释了洒水降尘原理和洒水方式、区域、频率、方法,并对洒水后土壤湿润状态进行了分析。以风蚀区某铁路建设工程取土场为例,计算得出洒水降尘措施实施后能够减少96.42%的水土流失量,具有很好的防治水土流失效果。介绍了实施洒水降尘措施时需要注意的事项。     

南疆西部降尘对土壤性质的影响

通过野外调查、定位试验和室内分析,探讨了南疆西部降尘与土壤在盐分和养分组成上的差异,分析了降尘对土壤积盐和肥力的作用.     

北京市平原区农田土壤蚀积特征分析

采用野外观测、风洞模拟和实验室分析等手段,对北京市平原区土壤风蚀和大气降尘两种自然过程共同作用下的农田土壤蚀积状况及其对土壤理化性质的影响问题进行了研究。结果表明,2009年研究区农田土壤风蚀强度为0.64t/hm2,风蚀物颗粒以粒径在20～80μm的尘粒为主;大气降尘强度为1.00t/hm2,降尘颗粒以粒径在10～50μm的尘粒为主。降尘强度大于土壤风蚀强度,农田地表以沉积为主,强度约为0.36t/hm2.a。降尘粒径比风蚀物粒径明显偏细,长期的蚀积作用导致土壤粒度组成变细。降尘中重金属元素的含量明显大于土壤和风蚀物中的含量,长期沉积作用导致土壤中重金属元素的累积。     

新疆准东矿区土壤与降尘重金属空间分布及关联性分析

土壤重金属与大气降尘重金属之间的关联性可以反映重金属污染的来源、土壤-大气系统中重金属的传输、迁移和扩散特征。为了研究矿区表层土壤的污染状况及与降尘重金属质量分数间的关联性,该研究以新疆维吾尔自治区准东矿区为研究靶区,利用2014年采集的51个表层土壤和大气降尘样品的室内实测重金属质量分数数据,并基于此分析了样品中6种重金属(As、Cu、Cr、Hg、Pb、Zn)的空间分布特征、地积累指数以及潜在生态风险;利用Pearson相关性分析矩阵和灰色关联法对表层土壤与大气降尘中重金属浓度的相关性和关联度进行探讨。结果表明:1)准东矿区表层土壤重金属的分布状况存在着明显的空间差异,其中Hg的污染程度最严重,处于强-极强度污染,其潜在生态危害指数达到了较高生态风险;Zn和Cu基本处于无污染状态,属于轻微生态风险;2)大气降尘重金属空间分布存在着明显差异,降尘中的Zn处于极强度污染,Hg处于无污染状态;3)Pearson相关分析与灰色关联分析表明,准东地区表层土壤与大气降尘中6种重金属的相关系数大小顺序与关联度排序结果一致,其中Hg和As元素具有较强的一致性,且具有相同的来源,说明大气降尘对表层土壤中重金属的质量分数有一定影响。但因不同重金属元素沉降特性不同,导致各元素之间的关联度有所差异。     

钢铁工业区降尘对周边土壤的影响

分别在南京的两个钢铁厂收集降尘并采集周边表土,并用ICP-AES和磁化率仪分析得到16种元素含量和表土、地面尘的磁化率。结果表明,两个钢铁工业区的大气降尘的年沉降通量分别为190t km-2a-1和407 t km-2a-1,这可能会影响着周边地区土壤的形成;Al、K、Na、Ti、V在降尘中的含量显著低于表土,而Ca,Fe,Zn,Mn,Pb,Cu在降尘中含量要显著高于表土;表土的磁化率除水田外均大于100×10-8m3kg-1,并且地面尘的磁化率要远远高于表土的磁化率。研究表明,钢铁工业区降尘对其周边土壤中污染元素的积累有明显影响,突出地表现在土壤表层重金属含量升高,而磁化率可以很好地表征这种表聚的特点。