3、降塵的理化特性取決于下列3個基本因素[5]。(1)源區(qū)物質的性質;⑵侵蝕時風的速度和湍流速度決定了風可以啟動和帶走哪種顆粒;(3)粉塵被輸送的垂直和水平距離,按粒度大小、形狀和密度,在搬運過程中粉塵將被分選,因此,隨著搬運距離的增加,礦物和化學分異作用也隨著增強。通過對大氣降塵理化特性的分析,可以推斷其物質源區(qū)、傳輸機制及環(huán)境效應等。1.3.1大氣降塵的粒度特征降塵顆粒物的粒度構與大氣搬運時的動力環(huán)境密切相關。一般說來,距沙塵源區(qū)越遠的下風方向,大氣中懸浮粉塵的平均粒徑一般就越小,地方性的粉塵比一般長距離搬運的粉塵顆
4、粒耍粗得多,另外,地方性粉塵的粒度分布也強烈強烈受著源區(qū)物質粒度的控制,人為源產(chǎn)牛的顆粒物比口然源產(chǎn)生的顆粒物要細[24,25]。在源區(qū)附近,由于粉塵顆粒的搬運表現(xiàn)為懸浮、跳躍和變性跳躍相結合的方式,因此降塵粒度明顯顯示分布范圍較寬的特點。肖洪浪[22]報道的沙坡頭降塵的中值粒徑為85um,上限為250um,在遠離沙塵源區(qū)的北京,劉東生[3]報道的降塵中值粒徑為20.lLm,±限在150Lm左右。在人陸上采集的粉塵常常含有地方性物質和遠距離搬運物質的混合物,有時導致粒徑分布呈明顯的雙峰態(tài)。許多研究表明,現(xiàn)代大氣降塵的
5、粒度分布特征與黃土的非常相似,證明了現(xiàn)代降塵是地質時代風塵活動的繼續(xù),現(xiàn)代風積作用仍在進行,但二者的粒度參數(shù)存在差異,可能與黃土化過程有關[26,27]o從不同的天氣情況來看,一般說來,由于沙塵天氣發(fā)生吋風速較大,可以搬運更粗的顆粒物,因此與非沙塵天氣降塵和比,沙塵天氣降塵的平均粒徑要偏粗,分選更并,這也是它在搬運過程中不穩(wěn)定的大氣動力環(huán)境的反映。王贊紅[27]報道的北京市沙塵天氣和非沙塵天氣降塵的中值粒徑分別為25.21um和15.845,分選系數(shù)分別為1?68和1.46。李玉霖[28]報道的蘭州市兩種天氣降塵的中
6、值粒徑分別為30.255和23.665,分選系數(shù)分別為1.29和1.26。1.3.2大氣降塵的化學特征自然源和人為源產(chǎn)生的粉塵的礦物成分、元素組成和磁化率均有明顯差異,來自不同自然源的粉塵的化學特性也有較大區(qū)別。來自于地殼源的粉塵,主要礦物成分是石英、長石、方解右、白云石、云母、綠泥石、高嶺石、伊利石、蒙脫石等,然而,任何一種粉塵的精確組取決于源區(qū)物質的性質。粗粒粉塵一般富含石英、長石和碳酸鹽礦物,而遠距離運移的粉塵典型地富含云母和粘土[5]。粉塵顆粒物的礦物組成也可以反映大氣污染狀況,比如,溶解在大氣屮的氣態(tài)污染物
7、凹>很容易與方解石等固休顆粒物發(fā)生反應生成如石膏之類的硫酸鹽粒子[2932],另外,燃燒產(chǎn)物中會含有大量成分為弘4?以3的球粒,而地殼巖石中沒有含有該成分的礦物[26]o降塵顆粒物的元素組是分析大氣污染的重要手段Z-o近年來大量研究應用富集因了(EF)來表示大氣中元素的分布、傳輸、富集和判斷元素的來源等[25,33],當降塵中某一元索的富集因子顯著大于1吋,表明該元索在降塵中被富集,可能人為源對其影響較大,當富集因子接近1時,表明該元素主要來源于地殼源。而地殼源產(chǎn)生的顆粒物中,元素Al、Fe、K、Ti具有兒乎相同的濃
8、度粒度分布,在粉塵的大氣搬運過程中,即使某種大氣清除過程對某一粒級冇選擇的清除程度較大,但在各個粒級以及全樣上,F(xiàn)e/AKK/A1.Ti/Al的比值應基本保持不變,因此利用這些元索的比值,可以追蹤粉塵的源區(qū)[34,35]。大氣降塵的來源也可以通過降塵顆粒物的其他性質來判斷,比如人為源產(chǎn)生的粉塵由于含有燃燒物質因此比地殼源粉塵顏色偏暗[1&25,