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大气溶胶

空气中空气动力学直径小于或等于2.5微米的固体颗粒或液滴的总称。

大气颗粒物的分类粉尘(微尘、Dust)颗粒直径:1 ~ 100 m;物态:固体;生成机制、现象:机械粉碎的固体微粒,风吹扬尘,风沙。

烟(烟气,Fume)颗粒直径:0.01 ~ 1 m;物态:固体;生成机制、现象:由升华、蒸馏、熔融及化学反应等产生的蒸气凝结而成的固体颗粒。

如熔融金属、凝结的金属氧化物、汽车排气、烟草燃烟、硫酸盐等。

灰(Ash)颗粒直径:1 ~ 200 m;物态:固体;生成机制、现象:燃烧过程中产生的不燃性微粒,如煤、木材燃烧时产生的硅酸盐颗粒,粉煤燃烧时产生的飞灰等。

雾(Fog)颗粒直径:2 ~ 200 m;物态:液体;生成机制、现象:水蒸气冷凝生成的颗粒小水滴或冰晶水平视程小于1km。

霭(Mist)颗粒直径:大于10 m;物态:液体;生成机制、现象:与雾相似,气象上规定称轻雾,水平视程在1 ~ 2km之内,使大气呈灰色。

霾(Haze)颗粒直径:~ 0.1 m;物态:固体;生成机制、现象:干的尘或盐粒悬浮于大气中形成,使大气混浊呈浅蓝色或微黄色。

水平视程小于2km。

烟尘(熏烟,Smoke):0.01~ 5 m;固体与液体;含碳物质,如煤炭燃烧时产生的固体碳粒、水、焦油状物质及不完全燃烧的灰分所形成的混合物,如果煤烟中失去了液态颗粒,即成为烟炭。

烟雾(Smog):0.001~ 2 m;固体;粒径在2m以下,现泛指各种妨碍视程(能见度低于2km)的大气污染现象。

光化学烟雾产生的颗粒物,粒径常小于0.5m使大气呈淡褐色。

总悬浮颗粒物(Total Suspended Particulate TSP):用标准大容量颗粒采样器在滤膜上所收集的颗粒物的总质量作为大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。

长期飘泊在大气中颗粒直径小于l0m的悬浮物称为飘尘(Airborne particle),大于l0m的微粒,由于自身的重力作用而很快沉降下来的这部分微粒称为降尘(Dustfall)。

大气颗粒物的源和汇1、大气颗粒物的来源大气颗粒物可分为天然源和人为源两类。

若按颗粒物形成机制,又可分为一次颗粒物和二次颗粒物。

一次颗粒物是由天然污染源和人为污染源释放到大气中直接造成污染的颗粒物。

二次颗粒物是由大气中某些污染气体组分(如二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物等)之间,或这些组分与大气中的正常组分(如氧气)之间通过光化学氧化反应、催化氧化反应或其它化学反应转化生成的颗粒物。

1)颗粒物的天然来源天然源可起因于地面扬尘(风吹灰尘),和地壳、土壤的成分很相似,海浪溅出的浪沫,火山爆发的喷出物,森林火灾的燃烧物,宇宙来源的陨星尘及生物界产生的颗粒物如花粉、袍子等。

二次颗粒物的天然来源主要是森林中排出的碳氢化合物(主要是萜烯类),进入大气后经光化学反应,产生的微小颗粒,与自然界硫、氮、碳循环有关的转化产物如由H2S、SO2经氧化生成的硫酸盐,由NH3、NO和NO2氧化生成的硝酸等。

2)颗粒物的人为来源燃料燃烧过程中产生的固体颗粒物,如煤烟、飞灰等,各种工业生产过程中排放的固体微粒,汽车尾气排出的卤化铅凝聚而形成的颗粒物以及如人为排放SO2在一定条件下转化为硫酸盐粒子等的二次颗粒物。

2、大气颗粒物的汇干沉降:干沉降是指颗粒物通过重力作用或与其它物体碰撞后发生沉降。

干沉降消除过程存在着两种机制:一种是通过重力对颗粒物的作用,使它降落在土壤、水体的表面或植物、建筑等物体上,沉降的速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘滞系数等有关。

另一种沉降机制是粒径小于0.l m的颗粒,即艾根粒子,靠布朗运动扩散、互相碰撞而凝集成较大的颗粒,通过大气湍流扩散到地面或碰撞而消除。

湿沉降湿沉降是指降雨、下雪使颗粒物消除的过程。

湿沉降存在雨除(Rain out)和冲刷(Wash out)两种机制。

气溶胶光学厚度大值出现在春季,由于春季会受到来自中国北方地区沙尘暴天气的影响,在气候干燥、风速较大的状况下,污染物的区域间输送导致了杭州各地区春季气溶胶光学厚度普遍较大。

夏季情况由于气温和湿度都比较高,有利于“气-粒”转化过程气溶胶的生成,因而混合层发展较高,直接导致MODIS卫星反演的柱气溶胶浓度较大,已接近春季的值。

秋冬季相差不大,但此时地形对气溶胶的分布却有较大影响。

距海较远的临安与千岛湖地区处于山区,由于地形较为封闭,风力对气溶胶的影响较弱,大气污染不易扩散,加上特殊的地形导致的季节性的逆温现象的存在,导致临安与千岛湖地区秋冬季的光学厚度高于夏季。

现代信息技术及生态学应用遥感技术(Remote sensing,RS)、地理信息系统(Geography information systems,GIS)、全球定位系统(Global positioning systems,GPS)多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。

1、地理信息系统(GIS)从计算机实现的技术角度看,地理信息系统是一个用于对地理数据进行采集、管理、查询、计算、分析与可视表现的计算机技术系统。

功能:1)地理数据采集:遥感2)地理数据管理3)空间分析与属性分析4)地理信息的可视化表现简要的说,GIS在“3S”技术中具有采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关的数据的作用。

2、全球定位系统(GPS)美国国防部控制的空间定位系统,其它还有欧洲加利略系统、俄罗斯GLONASS系统,我国的北斗系统。

空间定位系统是利用多颗导航卫星的无线电信号,对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。

功能:1)精确的定位能力2)准确定时及测速能力3、遥感(RS)遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的科学及综合性探测技术。

功能:GIS数据库的数据源3S技术的生态学用途RS在生态中的直接应用包括:收集数据信息源、林业资源调查和动态监测;间接应用包括:预测预报和灾害危险等级确定等。

GIS具体可解决以下生态学问题:生物群落生存地调查、不同生物群落间的相关性、不同环境因素影响下生物群落的分布、植物群落分布随时间推移而变化的规律、生物群落未来分布的演化规律等。

GPS在生态学中应用:动物活动行踪、制作专题图(生境图、植被图、公益林空间分布图)、航片和卫星遥感图像的定位与几何校正。

一般与RS、GIS结合使用。

3S技术在环监上的应用水体污染监测植被演化监测农业生态环境的监测森林生态环境监测草原及荒漠生态环境监测土壤变化监测城市污染环境监测采用3S的解决思路其主要思路是研究城市绿地与城市热岛的关系,通过模拟绿地的变化来预测城市热岛的变化。

3S技术应用利用热红外遥感图像能够对城市的热岛效应进行有效的调查,对城市下垫面的热辐射进行白天和夜间扫描,在热红外图像上,温度高的地区色调为浅色,温度低的地区则为深色。

通过影像判读分析、调查,可以查明城市热源、热场的位置和范围,并利用GIS空间分析技术,对热岛的时空分布、热岛强度等进行动态监测,综合分析城市热力分布特征和变化规律。

3S技术在城市环境污染中的监测——固体废物堆场污染固体废物居民生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾以及混合垃圾等3S技术的应用由于固体废物自身的物理化学分解作用,其温度一般高于周围地物,在热红外图像上显示明显的色调特征。

根据有关的遥感图像解译标志,定期利用遥感图像为信息源进行固体废弃物堆的监测,并通过GPS技术确定相应的空间位置,然后在GIS中对不同时相的固体废弃物污染信息进行比较,以确定其发展趋势,并结合城市产业布局及垃圾处理系统设置,实施相应的管理策略,以实现对固体废弃物的动态监测和有效管理。

背景随着工业生产、交通运输和城市建设的发展,环境噪声污染日益严重,城市环境噪声监测可以正确反映出城市噪声的总体水平以及暴露在该水平下的人群数量。

了解城市噪声污染现状,为噪声控制标准、目标的制定,环境噪声空间分布特征和发展趋势的研究,城市总体规划等提供科学依据,还可以通过不同途径直接或间接地为环境管理服务,达到保护和改善城市区域环境质晕的目的。

以往方法的不足城市区域环境噪声监测采用网格法,即将测量的某一区域划分成等距离的网格(500mx500m),在其中心位置进行测量。

在以往区域环境噪声监测工作中,网格中心点位的确定是靠步测或者某些工具简易测量,其结果往往与中心点位偏离。

一旦点位固定,以后数年的监测就可能会因人员变换等原因引起系统误差。

采用GPS技术,当某网格中心点坐标被保存在GPS中后,即使该点周围声学环境发生明显变化、监测人员更换,也可以利用GPS的自动导航功能,按照仪器中的方位指示轻易找到目标。

将该点测量值与历年的值进行比较时,可比性将大大增加。

对于经理论计算,经纬度的测点在现场必须偏移的,可将偏移后的该点经纬度保存至GPS中,监测工作结束后,将GPS中的点位图下载至计算机中,进行处理后,编制实际测点示意图,以利于今后监测时高效快速地进行工作。

应用遥感技术,不但能够圈定地面污染的分布范围,而且还能够对地面污染进行规划性的预防。

当灌溉的农田遭受污染后,作物的生长在色调上有特殊变化,就能同其他禾苗区分开来。

此外,地下水的污染也会引起地面植被的变化,有与正常生长区的作物不同的光谱表现,多光谱成像仪能监测这些变化。

对污水的排放造成的地面污染,可通过遥感技术拍摄的照片清楚地圈定出污染分布范围,从而对地面污染做出预防规划。

地矿部门应用航空红外扫描仪,煤炭总公司应用地而红外测温仪,按地表温度的细微差异圈定隐火区,区分出燃烧区和燃尽区,分析其蔓延方向及规律,为大规模整治煤炭隐火提供了新的方法和经验。

随着人们对公路环境问题及其规律认识的不断深化,公路环境监测正从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽。

公路生态监测是对公路两边范围内生态系统的宏观监测,是一项宏观与微观监测相结合的工作。

随着人们对公路环境问题及其规律认识的不断深化,公路环境监测正从一般意义上的环境污染因子监测开始向生态环境监测过渡和拓宽。

公路生态监测是对公路两边范围内生态系统的宏观监测,是一项宏观与微观监测相结合的工作。

国内已经成功地应用“3S”技术进行了公路生态环境监测保护并获得成功,如邱丰收等以京福高速济南至泰安段沿线两侧各500m的生态环境为研究区,研究区的遥感影像(TM,2006/ETM+,2002)、地形图、GPS野外定位的样点资料等为基础,获取京福高速济南至泰安段沿线地区土地利用/覆盖变化情况,结合实际调查的样地的生物环境资料,对其生态环境的现状和变化进行了监测和评价。

研究包括土壤水分研究、土壤沙化、盐碱化及土壤侵蚀研究等目前研究的应用荒漠化动态演化模拟分析、水土流失遥感监测等,为水土流失治理、生态环境建设提供了决策依据近年来, “3S”技术已广泛应用于森林资源、荒漠化、湿地、野生动植物、森林火灾、森林病虫害等资源与生态环境监测。

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