城郊裸土地表粉尘产生机制与释放通量估算

Using high resolution images, it is intended to identify the types, to quantify area change in the last decade, and to analyse the tempo-spatial distribution of bare soil surfaces in urban and suburban areas of the Beijing-Tianjin-Hebei city cluster region. Through sampling and analysis, outdoor observation and wind tunnel experiments, the physicochemical, mineral and elemental compositions of the bare soils will be analysed, and dust availability and potentially harmful ingredients will be calculated; dust emission rates from bare soil surfaces under different wind speeds and different mechanical disturbance intensities will be determined, and dynamic model of dust emission will be established; key factors influencing dust emission will be analysed and annual dust emission flux from different bare surfaces will be estimated quantitatively. The objective of this study is to reveal the generating mechanism of near-source dust particles, to determine the contribution of local dust emission to ambient air PM10 and PM2.5, and to provide implications for atmospheric particulate pollution control.

利用高分影像，辨识京津冀城市群城郊裸土地表类型，获取裸土面积变化数据，分析近10年裸土地表分布格局。通过采样分析、实地观测和风洞实验，测定裸土理化性质、矿物与元素组成，计算潜在粉尘含量和有害成分；测定扰动裸土地表在不同风况和机械扰动下的粉尘产率，建立起尘动力模型；定量分析裸土粉尘释放的关键影响因子，估算不同裸土地表粉尘释放通量。目标是揭示机械扰动条件下以裸土为污染源的近源粉尘产生机制，确定当地裸土地表粉尘释放对环境空气PM10和PM2.5的贡献率，为探索大气颗粒物污染控制提供参考依据。

伴随城市化进程，城郊施工裸土面积大幅增加，不仅导致风蚀扬尘量加大，剧烈的机械扰动还会使卷入空气的粉尘量剧增。本项目调查典型城郊裸土地表的类型并测量近年来裸土地表面积变化，分析不同类型裸土的理化性质与粉尘颗粒含量，测定裸土地表起尘的临界条件，对了解近源矿物气溶胶的潜在来源和裸土粉尘释放的易发性具有重要理论和实践意义。.利用高分影像，辨识京津冀城市群城郊裸土地表类型，获取裸土面积变化数据，分析近年裸土地表分布格局。通过采样分析、实地观测和风洞实验，测定裸土理化性质、矿物与元素组成，计算潜在粉尘含量和有害成分；测定扰动裸土地表在不同风况和机械扰动下的粉尘产率，建立起尘动力模型；定量分析裸土粉尘释放的关键影响因子，估算不同裸土地表粉尘释放通量。目标是揭示机械扰动条件下以裸土为污染源的近源粉尘产生机制，确定当地裸土地表粉尘释放对环境空气PM10和PM2.5的贡献率，为探索大气颗粒物污染控制提供参考依据。.通过高清卫星影像定量识别发现，2007年，北京市六环以内的裸土地表总面积为34平方公里，占土地总面积的1.5%。相比之下，2012年六环以内的裸土地表面积总计为179平方公里，占土地总面积的7.9%。2012年的裸土地表面积为2007年的5.3倍，呈现出快速增长的过程。为探讨城郊路面积尘特征及扩散机制，通过进行人工裸土铺设，对车辆扰动下道路裸土粒度变化及其质量扩散进行了实验观测。结果表明，随着车辆碾压次数的增加，裸土发生快速破碎细化，路面裸土扩散质量百分比呈线性增大，路面释尘量随车速的增加呈指数增大。