顆粒學(xué)知識

顆粒學(xué)是一門跨學(xué)科、多學(xué)科和交叉學(xué)科的學(xué)問，由大量的基礎(chǔ)科學(xué)和許多相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)組成。自然界中多數(shù)固體都是以顆粒形態(tài)存在，如土壤、沙子、灰塵。人們的食物通常也是顆粒物，如大米、小麥、大豆、食鹽、蔗糖。人工制品，諸如煤粉、催化劑、水泥、肥料、顏料、藥品，大部分都呈粉末狀態(tài)。和這些物質(zhì)相關(guān)的基本現(xiàn)象的研究不但對環(huán)保、人類健康非常重要，且對化工、冶金、能源和輕工業(yè)也同樣提供科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。顆粒學(xué)涉及顆粒的測量和標(biāo)定，顆粒的形成與團(tuán)聚，顆粒與氣、液的分離，固體顆粒的輸送，流態(tài)化，破碎，團(tuán)球，氣溶膠等諸多科學(xué)與技術(shù)問題。

一、顆粒、粉體、粒度的定義

顆粒：在一尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體。這里所說的一尺寸一般在毫米到納米之間，顆粒不僅指固體顆粒，還有霧滴、油珠等液體顆粒。

粉體：由大量的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群。

粒度：顆粒的大小叫做顆粒的粒度。

粒度分布：用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑顆粒占粉體總量的百分?jǐn)?shù)。有區(qū)間分布和累計(jì)分布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布，它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計(jì)分布也叫積分分布，它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。

二、粒徑和等效粒徑

粒徑就是顆粒直徑。這概念是很簡單明確的，那么什么是等效粒徑呢，粒徑和等效粒徑有什么關(guān)系呢？我們知道，只有圓球體才有直徑，其它形狀的幾何體是沒有直徑的，而組成粉體的顆粒又絕大多數(shù)不是圓球形的，而是各種各樣不規(guī)則形狀的，有片狀的、針狀的、多棱狀的等等。這些復(fù)雜形狀的顆粒從理論上講是不能直接用直徑這個(gè)概念來表示它的大小的。而在實(shí)際工作中直徑是描述一個(gè)顆粒大小的*直觀、*簡單的一個(gè)量，我們又希望能用這樣的一個(gè)量來描述顆粒大小，所以在粒度測試的實(shí)踐中的我們引入了等效粒徑這個(gè)概念。

等效粒徑是指當(dāng)一個(gè)顆粒的某一物理特性與同質(zhì)的球形顆粒相同或相近時(shí)，我們就用該球形顆粒的直徑來代表這個(gè)實(shí)際顆粒的直徑。那么這個(gè)球形顆粒的粒徑就是該實(shí)際顆粒的等效粒徑。

三、沙塵暴、揚(yáng)塵、浮塵的定義

浮塵：而浮塵是由于遠(yuǎn)地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后，塵沙等細(xì)粒浮游空中而形成，俗稱“落黃沙”，出現(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)方物體呈土黃色，太陽呈蒼白色或淡黃色，能見度小于10公里。

揚(yáng)塵：揚(yáng)沙與沙塵暴大多在冷空氣過境或雷雨、颮線影響時(shí)出現(xiàn)，北方都是在春季容易出現(xiàn)。所不同的是揚(yáng)沙天氣風(fēng)較大，影響的能見度在1-10公里；而沙塵暴風(fēng)很大，能見度小于1公里。

沙塵暴：由強(qiáng)風(fēng)將地面大量沙塵吹起，使空氣渾濁，水平能見度小于1千米的天氣現(xiàn)象。

強(qiáng)沙塵暴：能見度小于200米，風(fēng)速大于20米/秒，9級以上。

特強(qiáng)沙塵暴：能見度小于50米，風(fēng)速大于25米/秒，10級以上。

四、沙塵暴的危害方式

沙埋——以風(fēng)沙流的形式將農(nóng)田、渠道、房屋、道路、草場等淹埋。

風(fēng)蝕——刮走農(nóng)田表層沃土，使農(nóng)作物的根系外露，甚至連苗刮走。

大風(fēng)襲擊——損毀建筑、樹木，造成人員傷亡，刮斷、刮倒通信電力設(shè)施，引起火災(zāi)。

污染大氣環(huán)境——空氣渾濁，嚴(yán)重污染環(huán)境。

威脅安全——可造成機(jī)場關(guān)閉及引發(fā)各種交通事故。

五、沙塵暴發(fā)生必須具備的條件

1、豐富的沙源是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ)；

2、大風(fēng)是不可少的動力條件；

3、不穩(wěn)定大氣有利于強(qiáng)對流的發(fā)生和發(fā)展，加強(qiáng)對流性天氣過程。

六、近年來沙塵暴天氣頻繁發(fā)生的成因

1、氣候變化：在厄爾尼諾年，冬春季大風(fēng)天氣較少，而在拉尼娜年，大風(fēng)天氣出現(xiàn)頻繁。

2、降水和溫度狀況：降水稀少，氣溫偏高。

3、土壤植被狀況：總面積達(dá)數(shù)百萬平方公里的沙漠戈壁是中國沙塵暴天氣發(fā)生的主要源區(qū)。

4、人類活動： 人類活動對土地和水資源的不合理利用造成了大面積植被破壞和荒漠化，導(dǎo)致地表裸露土質(zhì)松散，為沙塵暴的發(fā)生提供了更豐富的沙源。加劇了沙塵暴天氣的發(fā)生。

七、應(yīng)該采取的措施

1、重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理，恢復(fù)林草植被，固沙治本，退沙還林，防止土地沙化的進(jìn)一步擴(kuò)展。

2、針對沙塵天氣和北方天氣的特點(diǎn)，建立現(xiàn)代化的沙塵暴天氣監(jiān)測及北方災(zāi)害性天氣的監(jiān)測、預(yù)報(bào)、警報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。

3、加強(qiáng)沙塵暴的研究，利用現(xiàn)代化遙感技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測，加強(qiáng)預(yù)防，同樣可以減少沙塵暴造成的災(zāi)害。