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大气降尘的观测及数据处理方法

2019-11-11宫正仲淙舜范佳文韩晓冬李冀宁吴欢峰刘洪林

科技资讯 2019年24期
关键词:观测

宫正 仲淙舜 范佳文 韩晓冬 李冀宁 吴欢峰 刘洪林

摘  要:随着时代迅猛发展,吹响工业革命的号角,在工业技术突飞猛进下,带动了全球经济的高速发展,但在高利益、高便利的经济发展背景下,人类付出的,是无法挽回的自然环境。大气中有着难以肉眼察觉的、数不胜数的微小颗粒物,这些降尘尽管也有着自然来源,但不可忽視的是,人类工业运转过程中也产生了诸多污染颗粒。该文通过对大气降尘的介绍以及观测和处理,来进一步了解大气中的微小颗粒物。

关键词:大气降尘  观测  数据的收集分析

中图分类号:X51   文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)08(c)-0224-02

大气降尘,顾名思义,就是指大气里降落下来的尘埃,系统定义就是指空气中,不受其他外界影响,自然降落下来,直至地面的微小颗粒物。这些微小的空气颗粒物往往都是复合物,是空气中各种各样的颗粒进行合并聚集的产物。这些微小颗粒一般下落得都很快,所以不会被人们吸入到身体里去,其降落的速度主要是与这些颗粒物自身大小重量有直接关系。

这些降尘颗粒物通常分为两种,根据其产生源头,划分为自然界颗粒和人为产生颗粒。对于自然界颗粒,其是由地球的自身周期和自然环境所产生的,一般都是不可避免、必定会出现的。举例来说,地表上的活火山,其在一定周期后开始活跃,喷发出来的粉尘颗粒物遍布方圆空气内;自然界的元素循环过程,如碳循环等,这些元素物质在自然界以颗粒物质不断地进行转换工作;花期里,百花齐放,艳丽的花朵其实也在偷偷进行着传粉工作,花朵里的花粉凭借空气做传媒介质,进行传播工作,空气里也隐藏了各路花朵的花粉;自然发生火灾时,生物物质里的碳元素释放出来,融入空气,产生降尘。人为产生颗粒基本都是在工业运转中产生的大量化学颗粒。

1  关于大气降尘颗粒物的收集工作

大气中的降尘,其自然过程就是颗粒物仅受到重力影响,自然降落至地面,所以为了完全还原模拟这一过程,就采用了干法收集、湿法收集还有玻璃球法收集这些自然收集方式,可以最大力度地还原自然降尘过程,接下来针对干法收集和湿法收集这两种自然收集降尘方式,进行一一细说。

1.1 湿法收集方法

使用到一个较为合适的收集器具,这里采用到的器具其高度有0.3m,内部直径长有0.15m,将其放在一个铁架台面上,铁架台面要大于器具大小(如图1所示)。 在这个收集器具里需要倒入点蒸馏水,为了使得降落下来的尘粒不会弹出器具,保证此区域落下的尘粒都能收集至器具里。在这里,实验倒入了大约0.5L的蒸馏水。观测时间选为在每年的1~6月,每月进行3次观察,在每个月的1号、10号、20号早晨进行器具样本收集以及替换工作;在每年的7~12月,采取每月观测1次的方案,在每个月的1号清晨,进行器具样本的收集替换工作。在进行湿法收集时,要注意在蒸馏水中可以倒入合适的抑制细菌等微生物生长的物质如酒精等,因为在自然环境里,湿法收集容易在器具里催生微生物,影响到实验数据的准确性。在最后的收集数据处理时,要将加入的物质量进行剔除,避免误差。

1.2 干法收集方法

首先选取收集器具,使用到的器具与湿法收集中使用到的收集器具大致类似,但此处选用到的器具,其高度是0.6m,内部直径长度为0.3m,而且不需要向收集器具内倒入蒸馏水(如图2所示)。这里,使用到两个这样规格的收集器具,并且在进行观测的时间一个定为每个月的月中时期,在下午5点左右进行器具的替换,另一个则定为在每个月的月末时期,同样在下午5点左右进行器具的替换工作。这种干法收集存在优点,也存在致命缺陷。其优点就在于这种纯自然方式,尽最大可能还原了大气降尘的自然过程,这点上,干法收集是明显优于湿法收集的。但是这样进行降尘收集工作,很容易导致落尘发生弹出,导致实验数据的不准确,而且在进行器具转移的时候,也容易发生颗粒物飞出收集器具的情况,往往误差会非常大。

2  大气降尘数据的相关处理

针对不同的收集方法,采取的数据处理手段也不尽相同。对于湿法收集,这里使用到称重的方法进行相关分析,对于干法收集,这里使用到的是电镜法。

2.1 称重法

将收集器具内部的颗粒物提出,放置在实验烧杯里,并对烧杯进行高温处理,一般温度在60℃左右。在高温处理中,要让烧杯中的微小颗粒物积淀下来,其内部没有自由水分子时即可,可以对其再进行一次同温度的加热处理。而后将其放置在称重器上进行称重,将这些数据取平均值处理,并减掉烧杯质量,此时的数值即为该地区的平均落尘量。

2.2 电镜法

同样的,将收集器具内部降尘进行加热高温处理,经过加热烘干后,再将烧杯内部放置电子显微镜下,通过电子显微镜进行降尘的观测统计处理。在电子显微镜下,明显发现,这些空气中的降尘千姿百态,形状各不相同,有的是块状的,有的是规则的,有的是球体。尽管在电子显微镜放大处理后,可以观察到这些颗粒物,但这些颗粒物夹杂混合,难以区别统计,这里就需要使用到计算机识别系统,通过计算机来完成干法收集下的落尘统计工作。

3  结语

该文介绍的称重法和电镜法各有各的优势,称重法是对降尘颗粒物的重量进行分析统计,得出大气降尘规模,而电镜法则是利用显微镜,来透彻观察到各个落尘颗粒物,更为细致。这两种方法均可使用,如果进行相通混合使用,将更有效地进行大气降尘的数据统计工作。但需要明白的是,我们不可忽视掉大气降尘颗粒物对我们每个人生活和健康的影响。

参考文献

[1] 熊秋林,赵文吉,郭逍宇,等.北京城区冬季降尘微量元素分布特征及来源分析[J].环境科学,2015(8):2735-2742.

[2] 陈圆圆,孙小静,王军,等.上海市宝山区大气降尘污染时空变化特征[J].环境化学,2009,28(6):859-863.

[3] 毛东雷,蔡富艳,雷加强,等.新疆策勒不同下垫面大气降尘时空分布特征[J].干旱区研究,2017,34(6):1222-1229.

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