大氣降塵的觀測及數(shù)據(jù)處理方法

宮正 仲淙舜 范佳文 韓曉冬 李冀寧 吳歡峰 劉洪林

摘 ?要：隨著時代迅猛發(fā)展，吹響工業(yè)革命的號角，在工業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)下，帶動了全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，但在高利益、高便利的經(jīng)濟發(fā)展背景下，人類付出的，是無法挽回的自然環(huán)境。大氣中有著難以肉眼察覺的、數(shù)不勝數(shù)的微小顆粒物，這些降塵盡管也有著自然來源，但不可忽視的是，人類工業(yè)運轉(zhuǎn)過程中也產(chǎn)生了諸多污染顆粒。該文通過對大氣降塵的介紹以及觀測和處理，來進(jìn)一步了解大氣中的微小顆粒物。

關(guān)鍵詞：大氣降塵 ?觀測 ?數(shù)據(jù)的收集分析

中圖分類號：X51 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）08（c）-0224-02

大氣降塵，顧名思義，就是指大氣里降落下來的塵埃，系統(tǒng)定義就是指空氣中，不受其他外界影響，自然降落下來，直至地面的微小顆粒物。這些微小的空氣顆粒物往往都是復(fù)合物，是空氣中各種各樣的顆粒進(jìn)行合并聚集的產(chǎn)物。這些微小顆粒一般下落得都很快，所以不會被人們吸入到身體里去，其降落的速度主要是與這些顆粒物自身大小重量有直接關(guān)系。

這些降塵顆粒物通常分為兩種，根據(jù)其產(chǎn)生源頭，劃分為自然界顆粒和人為產(chǎn)生顆粒。對于自然界顆粒，其是由地球的自身周期和自然環(huán)境所產(chǎn)生的，一般都是不可避免、必定會出現(xiàn)的。舉例來說，地表上的活火山，其在一定周期后開始活躍，噴發(fā)出來的粉塵顆粒物遍布方圓空氣內(nèi);自然界的元素循環(huán)過程，如碳循環(huán)等，這些元素物質(zhì)在自然界以顆粒物質(zhì)不斷地進(jìn)行轉(zhuǎn)換工作;花期里，百花齊放，艷麗的花朵其實也在偷偷進(jìn)行著傳粉工作，花朵里的花粉憑借空氣做傳媒介質(zhì)，進(jìn)行傳播工作，空氣里也隱藏了各路花朵的花粉;自然發(fā)生火災(zāi)時，生物物質(zhì)里的碳元素釋放出來，融入空氣，產(chǎn)生降塵。人為產(chǎn)生顆?；径际窃诠I(yè)運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的大量化學(xué)顆粒。

1 ?關(guān)于大氣降塵顆粒物的收集工作

大氣中的降塵，其自然過程就是顆粒物僅受到重力影響，自然降落至地面，所以為了完全還原模擬這一過程，就采用了干法收集、濕法收集還有玻璃球法收集這些自然收集方式，可以最大力度地還原自然降塵過程，接下來針對干法收集和濕法收集這兩種自然收集降塵方式，進(jìn)行一一細(xì)說。

1.1 濕法收集方法

使用到一個較為合適的收集器具，這里采用到的器具其高度有0.3m，內(nèi)部直徑長有0.15m，將其放在一個鐵架臺面上，鐵架臺面要大于器具大?。ㄈ鐖D1所示）。 在這個收集器具里需要倒入點蒸餾水，為了使得降落下來的塵粒不會彈出器具，保證此區(qū)域落下的塵粒都能收集至器具里。在這里，實驗倒入了大約0.5L的蒸餾水。觀測時間選為在每年的1～6月，每月進(jìn)行3次觀察，在每個月的1號、10號、20號早晨進(jìn)行器具樣本收集以及替換工作;在每年的7～12月，采取每月觀測1次的方案，在每個月的1號清晨，進(jìn)行器具樣本的收集替換工作。在進(jìn)行濕法收集時，要注意在蒸餾水中可以倒入合適的抑制細(xì)菌等微生物生長的物質(zhì)如酒精等，因為在自然環(huán)境里，濕法收集容易在器具里催生微生物，影響到實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在最后的收集數(shù)據(jù)處理時，要將加入的物質(zhì)量進(jìn)行剔除，避免誤差。

1.2 干法收集方法

首先選取收集器具，使用到的器具與濕法收集中使用到的收集器具大致類似，但此處選用到的器具，其高度是0.6m，內(nèi)部直徑長度為0.3m，而且不需要向收集器具內(nèi)倒入蒸餾水（如圖2所示）。這里，使用到兩個這樣規(guī)格的收集器具，并且在進(jìn)行觀測的時間一個定為每個月的月中時期，在下午5點左右進(jìn)行器具的替換，另一個則定為在每個月的月末時期，同樣在下午5點左右進(jìn)行器具的替換工作。這種干法收集存在優(yōu)點，也存在致命缺陷。其優(yōu)點就在于這種純自然方式，盡最大可能還原了大氣降塵的自然過程，這點上，干法收集是明顯優(yōu)于濕法收集的。但是這樣進(jìn)行降塵收集工作，很容易導(dǎo)致落塵發(fā)生彈出，導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，而且在進(jìn)行器具轉(zhuǎn)移的時候，也容易發(fā)生顆粒物飛出收集器具的情況，往往誤差會非常大。

2 ?大氣降塵數(shù)據(jù)的相關(guān)處理

針對不同的收集方法，采取的數(shù)據(jù)處理手段也不盡相同。對于濕法收集，這里使用到稱重的方法進(jìn)行相關(guān)分析，對于干法收集，這里使用到的是電鏡法。

2.1 稱重法

將收集器具內(nèi)部的顆粒物提出，放置在實驗燒杯里，并對燒杯進(jìn)行高溫處理，一般溫度在60℃左右。在高溫處理中，要讓燒杯中的微小顆粒物積淀下來，其內(nèi)部沒有自由水分子時即可，可以對其再進(jìn)行一次同溫度的加熱處理。而后將其放置在稱重器上進(jìn)行稱重，將這些數(shù)據(jù)取平均值處理，并減掉燒杯質(zhì)量，此時的數(shù)值即為該地區(qū)的平均落塵量。

2.2 電鏡法

同樣的，將收集器具內(nèi)部降塵進(jìn)行加熱高溫處理，經(jīng)過加熱烘干后，再將燒杯內(nèi)部放置電子顯微鏡下，通過電子顯微鏡進(jìn)行降塵的觀測統(tǒng)計處理。在電子顯微鏡下，明顯發(fā)現(xiàn)，這些空氣中的降塵千姿百態(tài)，形狀各不相同，有的是塊狀的，有的是規(guī)則的，有的是球體。盡管在電子顯微鏡放大處理后，可以觀察到這些顆粒物，但這些顆粒物夾雜混合，難以區(qū)別統(tǒng)計，這里就需要使用到計算機識別系統(tǒng)，通過計算機來完成干法收集下的落塵統(tǒng)計工作。

3 ?結(jié)語

該文介紹的稱重法和電鏡法各有各的優(yōu)勢，稱重法是對降塵顆粒物的重量進(jìn)行分析統(tǒng)計，得出大氣降塵規(guī)模，而電鏡法則是利用顯微鏡，來透徹觀察到各個落塵顆粒物，更為細(xì)致。這兩種方法均可使用，如果進(jìn)行相通混合使用，將更有效地進(jìn)行大氣降塵的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作。但需要明白的是，我們不可忽視掉大氣降塵顆粒物對我們每個人生活和健康的影響。

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