[科普中国]-气载尘埃

尘埃指灰尘等空气中浮动的颗粒。尘埃在空气中很容易下降。然而，直径较小的尘埃在空气中沉降则很慢。因此，把这种颗粒较小、在空气中下降较慢的尘埃颗粒称为气载尘埃。

概念大气的主要成份是氮气，约占78%，其次是氧气，约占21%，二氧化碳占0.25%，其余为其他气体和杂质等。 其它气体包含人们常说的氦、氖、氩、氙、氪等微量气体以及水蒸气。其它杂质指飘浮于空气中的灰尘、细菌、气溶剂等。

煤堆及处理场发散的气载尘埃的实地研究在煤堆及处理场可区分出各种来源的尘埃，诸如输送带堆煤、车辆运煤以及煤堆的风蚀等活动都能发散出尘埃。为了采取有效的措施降低尘埃的发散量，需要知道各种来源的尘埃的相对含量。由于各种来源的尘埃具有相同的化学成分，进行这项研究实属不易。然而，在多变的气象和处理条件下不同的尘源具有不同的特性。因此，如果能获得准确的气溶胶浓度变化和气象资料，就可以揭示出各种尘埃源的某些特征。

在1988年9月到1989年9月这一期间，对煤堆和处理场吹起的尘埃进行了研究，在这项研究中，为了长期监测粗尘埃浓度及粒径分布而研制了粗尘记录仪。将所收集到的资料都与附近气象站的气象学资料，如风速、风向和降雨量等联系在了一起。

实验方法粗尘记录仪安置在贮煤场北边，煤堆东西方向的距离为1500米。视其风向而定观测点距尘埃源点的距离在 500～1000米之间。每18分钟采集一次样品，每周更换一次记录卡。对1984年2月分一周内的气象资料与尘埃浓度进行对比表明，尘埃浓度与风向有关，降雨后尘埃浓度有所下降。

结论（1）尘源位置

粗粒气溶胶的一个特征是在空气中的停留时间较短，因此，尘源区的距离可能比较近这样就可排除完全由细粒尘埃组成的本底气溶胶浓度的干扰，使得粗粒气溶胶变成了附近尘源的一个特殊示踪物。对7个星期内各种风向下70微克/米3的高尘埃浓度出现率进行了统计，结果表明，风向在130°-230°。之间的出现率较高，贮煤场正好位于这个方向。在此期间尘埃浓度的变化估计是尘埃发散因素引起的。由此也可揭示出尘埃的发散特征。

（2）扬尘因素

风速能够从两方面影响到尘埃浓度，即尘埃源强度和扩散。作为扩散因素，风速的增加将轻微地降低尘埃浓度。另一方面，随着风速的增大风蚀将急剧增强。处理活动或运煤车辆引起的扬尘与风速的关系不大。对二月二 十三日3：00—22：00时每小时的尘埃浓度变化进行观测表明。它与风速有关。在这段时间内风来自贮煤场，没有出现降雨。风蚀是此间的主要扬尘因素。在其他时间内，风速的影响较小或难以确定。要进一步进行分析，尚需要处理活动、车辆运煤及降尘措施方向资料。1

自动喷水系统的多功能开发及应用研究自动喷水系统通常是用来供给植物所需的灌溉用水：在大多数农场的管理中是买一组灌溉系统的材料，如PVC管，洒水装置的喷头，烟雾器或其他的成分，在本项研究中，为了解决一些常见的问题或改善空气环境等质量而将这些元件改造，比如改造成自动喷水灭尘系统、自动喷水防动物系统等。

由于人的健康总是据于非常重要的地位，在农场工人都暴露在尘埃颗粒中(必然影响健康)，这些颗粒是由车辆在农场的土路上行驶产生的，因此，开展改造洒水系统来抑制车辆产生的灰尘的研究是非常必要的。洒水装置安装在开放的环境里，并对空气中的灰尘依据各种环境因素用多种方程来进行推算出来。研究还表明洒水器形成的一层直径100至600微米的小云滴对防尘是最有效的，此水滴直径为有效碰撞直径。作为一种解决运动车辆产生的PMIO气载尘埃的办法，此研究提出了一个令人满意的在开放环境中的除尘系统。当有车辆经过这个系统并产生尘埃的时候，此系统产生水滴来控制这些尘埃，其中，水滴有很高的收集效率。这项创新有助于改善空气质量，提高劳动生产率，提高可见度。总体来说，此项创新是令人满意的。2

尘埃对气候系统的影响大气尘埃的来源、传输、沉降、含量变化及其对气候环境的影响已是地球系统科学研究中的一个重要内容。现代观测表明，大气尘埃含量变化存在显著的时空差异。然而，大气尘埃含量变化的观测资料序列很短（只有几十年），这极大地限制了人们认识和理解大气尘埃在气候系统演化历史中的作用。因此，建立不同地区过去大气尘埃含量的变化状况具有重要科学意义。

尘埃在气候系统中的重要性直到最近二、三十年才被人们所认识。作为气候系统中活跃成分之一的尘埃，其在大气中的未来含量状况自然关系到未来气候的变化。研究过去大气尘埃含量变化及其与气候变化的关系，有助于人们提高对未来气候变化的预测能力。然而，大气尘埃含量的时空变化差异很大，因此在不同地域建立过去大气尘埃载荷的演化历史是十分迫切的，这对揭示气候变化的时空差异原因具有重要科学意义。依据青藏高原所取得冰芯的尘埃分析结果，初步分析了青藏高原南北大气尘埃载荷的时空变化特征。研究认为，高原北部地区大气中尘埃载荷明显高于南部地区；高原北部地区大气尘埃载荷春季最大，而南部地区非季风季节最大；高原北部地区大气中的尘埃物质可能主要来源于包括青藏高原北部地区在内的我国西北干旱地区，而青藏高原南部地区大气尘埃可能主要来源于西风急流南支的远源传输；近1000 年来高原南北大气尘埃变化过程存在着差异，北部地区大气尘埃含量变化可能主要受到降水量及西风强度的控制，而南部地区大气尘埃含量变化可能与包括西南亚在内的欧亚大陆西部地区的冬春积雪面积变化所导致的尘埃源区裸露面积波动有关；大气尘埃含量变化与气温变化之间的关系在高原北部地区呈负相关，而在高原南部地区却呈正相关。青藏高原南部达索普冰芯记录所揭示的气温变化与印度季风强度变化存在很好的对应关系。青藏高原南北气候与尘埃变化过程差异的原因及其它们之间相关性差异的原因还有待于进一步深入研究。3

本词条内容贡献者为:

耿彩芳 - 副教授 - 中国矿业大学