兰州城市土壤磁性特征及其对环境污染的指示

对兰州市城区117个表土样品和11个土壤剖面的磁学特征进行系统分析,结果表明:兰州市表土磁化率平均值为219.23×10-8m3/kg,低矫顽力的亚铁磁性矿物为主要载磁矿物.磁铁矿的高值主要集中在以下4个区域:(1)以兰州铝厂、西固火电厂为中心的工业区域;(2)以水上公园为中心的区域;(3)西北物资市场-西站-小西湖-西关-城关大桥沿线的狭长条带状区域;(4)以雁儿湾和兰东建材市场、皮革厂为中心的区域.对不同功能区而言,西固区和城关区磁性矿物浓度最高,安宁区磁性矿物浓度最低.土壤剖面结果显示,上部20cm,χlf和SIRM显著升高;20cm以下,χlf和SIRM稳定且较低,说明兰州市土壤污染的纵向迁移深度在20cm以内.兰州市表土、街道尘埃、大气降尘和河道沉积物相对无污染样品而言,都具有磁性矿物类型单一,以磁铁矿为主导的特征;并且都随着磁化率的升高,出现百分频率磁化率降低的趋势,显示出与无污染样品不同的特性.因此,运用环境磁学方法在城市环境下开展大规模、高分辨率的污染研究,可以快速、便捷、有效的提供污染分布信息.

大气降尘磁学特征对城市污染源的指示

本文应用环境磁学方法研究了兰州市区大气自然降尘的磁学特征。结果表明:兰州市大气降尘中磁性矿物含量较高,主要含有磁铁矿和磁赤铁矿,并伴有少量赤铁矿,磁性矿物颗粒较粗,为准单畴颗粒;兰州市自然粉尘背景值较高,但市区污染物仍以人为源为主,尤其在冬季采暖期间最为显著,且在春、夏季节,兰州市的污染仍以人为源为主,与通常认为兰州市污染冬季以燃煤为主,春、夏季以粉尘为主的模式有较大差异。

漳州市城市绿地表土磁性特征及其环境意义

为揭示土壤磁性物质的来源和成因,对漳州市城区4个不同绿地功能区土壤进行了环境磁学测定,并探讨其环境意义.结果表明,土壤样品的磁化率(χ)平均值为302.77×10-8m3/kg,频率磁化率(χfd)平均值为1.45%,不同绿地功能区土壤磁化率变化趋势为居住区绿地>道路绿地>单位附属绿地>公园绿地.分析4种绿地功能区的频率磁化率可以得知,公园绿地存在超顺磁颗粒.对单个采样点进行分析发现,磁化率与频率磁化率呈负相关,饱和等温剩磁(SIRM)和软剩磁(Soft IRM)呈极显著正相关,饱和等温剩磁和硬剩磁(Hard IRM)的相关性不强,表明土壤磁化率的变化主要受亚铁磁性矿物控制,但也存在不完整反铁磁性物质的贡献,土壤磁化率的增强与工业排放、机动车尾气等人类活动有关.

环境磁学在城市污染研究中的应用

环境磁学是一门介于地学、磁学和环境科学之间的新兴边缘学科。在简要阐述环境磁学原理的基础上,集中介绍其在城市污染研究中的主要应用,包括环境污染指示、重金属污染监测、大气污染颗粒物来源及污染历史研究等。

徐州城市表层土壤中硫与磁学参数的关系及其环境意义

比较系统地采集了徐州城市表层土壤样品20件,测定和计算了土壤样品中元素S和Fe的含量以及5个磁学参数(即质量磁化率(χ)、非磁滞剩余磁化率(χARM)、软等温剩磁(SOFT)、饱和等温剩磁(SIRM),以及频率磁化率(χFD)的数值。结果表明,与本区土壤中S的背景值相比,徐州城市表层土壤样品中富集较高浓度的S,且S的含量与磁学参数(质量磁化率、非磁滞剩余磁化率、软等温剩磁、饱和等温剩磁)的数值呈显著正相关,与频率磁化率的数值呈弱的负相关。徐州城市表层土壤中磁性矿物与表层土壤中S以及大气环境的SO2有相同的人为发生源,因此可以在一定程度上利用磁学测量技术初步评估该区域过去大气中SO2污染强度。

枣庄市城乡接合部农田表土环境的磁学特征

为验证运用环境磁学方法监测城乡接合部农田土壤污染情况的可行性,利用磁测并结合扫描电镜、能谱分析法对枣庄市市中区城乡接合部的农田表土开展了自然土壤的磁学性质及成因对比分析。结果表明,研究区自然土壤、远离和近道路农田区的表土样品均以亚铁磁性磁铁矿为主,分别具有单畴、假单畴和多畴颗粒特征,农田表土与自然土壤相比其磁性整体显著增强;自然土壤磁性提取物粒径普遍小于1μm,而农田表土磁性物质呈大颗粒不规则状,主要分布在数微米至80μm之间;近道路农田区表土中粗颗粒磁性物质及其携带的重金属元素含量均高于远离道路农田区。研究表明,人类活动产生的强磁性颗粒外源输入是农田表土磁性增强的主要原因,表征磁性矿物含量的磁学参数是监测城乡接合部地区农田土壤环境和快速判断污染物来源的有效方法。

Spatial and temporal variation in magnetic properties of street dust in Lanzhou City,China

Urban environmental problems are of increasing concern. Lanzhou is a large industrial city in North-west China. Street dust samples representing different temporal and spatial scales were collected for magnetic properties study. Magnetic measurements indicate a high concentration of magnetic minerals in Lanzhou street dust, dominated by pseudo-single domain (PSD) magnetite. The concentration of magnetic materials is distinctly high in winter and spring, low in autumn. Similarly, higher concentra-tions associated with heavy industry, concentrated residential development, and vehicular traffic sug-gest mixed contributions of magnetic material from both anthropogenic and natural sources. χ_lf and SOFT% are effective magnetic parameters that denote seasonal differences among magnetic proper-ties in street dust, convenient and economical methods for monitoring street dust pollution.