大氣降塵的觀測及數據處理方法

宮正 仲淙舜 范佳文 韓曉冬 李冀寧 吳歡峰 劉洪林

摘 ?要：隨著時代迅猛發展，吹響工業革命的號角，在工業技術突飛猛進下，帶動了全球經濟的高速發展，但在高利益、高便利的經濟發展背景下，人類付出的，是無法挽回的自然環境。大氣中有著難以肉眼察覺的、數不勝數的微小顆粒物，這些降塵盡管也有著自然來源，但不可忽視的是，人類工業運轉過程中也產生了諸多污染顆粒。該文通過對大氣降塵的介紹以及觀測和處理，來進一步了解大氣中的微小顆粒物。

關鍵詞：大氣降塵 ?觀測 ?數據的收集分析

中圖分類號：X51 ? 文獻標識碼：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合物，是空氣中各種各樣的顆粒進行合并聚集的產物。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系。

這些降塵顆粒物通常分為兩種，根據其產生源頭，劃分為自然界顆粒和人為產生顆粒。對于自然界顆粒，其是由地球的自身周期和自然環境所產生的，一般都是不可避免、必定會出現的。舉例來說，地表上的活火山，其在一定周期后開始活躍，噴發出來的粉塵顆粒物遍布方圓空氣內;自然界的元素循環過程，如碳循環等，這些元素物質在自然界以顆粒物質不斷地進行轉換工作;花期里，百花齊放，艷麗的花朵其實也在偷偷進行著傳粉工作，花朵里的花粉憑借空氣做傳媒介質，進行傳播工作，空氣里也隱藏了各路花朵的花粉;自然發生火災時，生物物質里的碳元素釋放出來，融入空氣，產生降塵。人為產生顆粒基本都是在工業運轉中產生的大量化學顆粒。

1 ?關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，進行一一細說。

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小（如圖1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，每月進行3次觀察，在每個月的1號、10號、20號早晨進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，進行器具樣本的收集替換工作。在進行濕法收集時，要注意在蒸餾水中可以倒入合適的抑制細菌等微生物生長的物質如酒精等，因為在自然環境里，濕法收集容易在器具里催生微生物，影響到實驗數據的準確性。在最后的收集數據處理時，要將加入的物質量進行剔除，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，內部直徑長度為0.3m，而且不需要向收集器具內倒入蒸餾水（如圖2所示）。這里，使用到兩個這樣規格的收集器具，并且在進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點左右進行器具的替換工作。這種干法收集存在優點，也存在致命缺陷。其優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，干法收集是明顯優于濕法收集的。但是這樣進行降塵收集工作，很容易導致落塵發生彈出，導致實驗數據的不準確，而且在進行器具轉移的時候，也容易發生顆粒物飛出收集器具的情況，往往誤差會非常大。

2 ?大氣降塵數據的相關處理

針對不同的收集方法，采取的數據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行相關分析，對于干法收集，這里使用到的是電鏡法。

2.1 稱重法

將收集器具內部的顆粒物提出，放置在實驗燒杯里，并對燒杯進行高溫處理，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，其內部沒有自由水分子時即可，可以對其再進行一次同溫度的加熱處理。而后將其放置在稱重器上進行稱重，將這些數據取平均值處理，并減掉燒杯質量，此時的數值即為該地區的平均落塵量。

2.2 電鏡法

同樣的，將收集器具內部降塵進行加熱高溫處理，經過加熱烘干后，再將燒杯內部放置電子顯微鏡下，通過電子顯微鏡進行降塵的觀測統計處理。在電子顯微鏡下，明顯發現，這些空氣中的降塵千姿百態，形狀各不相同，有的是塊狀的，有的是規則的，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，難以區別統計，這里就需要使用到計算機識別系統，通過計算機來完成干法收集下的落塵統計工作。

3 ?結語

該文介紹的稱重法和電鏡法各有各的優勢，稱重法是對降塵顆粒物的重量進行分析統計，得出大氣降塵規模，而電鏡法則是利用顯微鏡，來透徹觀察到各個落塵顆粒物，更為細致。這兩種方法均可使用，如果進行相通混合使用，將更有效地進行大氣降塵的數據統計工作。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。

參考文獻

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