顆粒學知識

顆粒學是一門跨學科、多學科和交叉學科的學問，由大量的基礎科學和許多相關的應用技術組成。自然界中多數固體都是以顆粒形態存在，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。和這些物質相關的基本現象的研究不但對環保、人類健康非常重要，且對化工、冶金、能源和輕工業也同樣提供科學技術基礎。顆粒學涉及顆粒的測量和標定，顆粒的形成與團聚，顆粒與氣、液的分離，固體顆粒的輸送，流態化，破碎，團球，氣溶膠等諸多科學與技術問題。

一、顆粒、粉體、粒度的定義

顆粒：在一尺寸范圍內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數。有區間分布和累計分布兩種形式。區間分布又稱為微分分布或頻率分布，它表示一系列粒徑區間中顆粒的百分含量。累計分布也叫積分分布，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不是圓球形的，而是各種各樣不規則形狀的，有片狀的、針狀的、多棱狀的等等。這些復雜形狀的顆粒從理論上講是不能直接用直徑這個概念來表示它的大小的。而在實際工作中直徑是描述一個顆粒大小的*直觀、*簡單的一個量，我們又希望能用這樣的一個量來描述顆粒大小，所以在粒度測試的實踐中的我們引入了等效粒徑這個概念。

等效粒徑是指當一個顆粒的某一物理特性與同質的球形顆粒相同或相近時，我們就用該球形顆粒的直徑來代表這個實際顆粒的直徑。那么這個球形顆粒的粒徑就是該實際顆粒的等效粒徑。

三、沙塵暴、揚塵、浮塵的定義

浮塵：而浮塵是由于遠地或本地產生沙塵暴或揚沙后，塵沙等細粒浮游空中而形成，俗稱“落黃沙”，出現時遠方物體呈土黃色，太陽呈蒼白色或淡黃色，能見度小于10公里。

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

沙塵暴：由強風將地面大量沙塵吹起，使空氣渾濁，水平能見度小于1千米的天氣現象。

強沙塵暴：能見度小于200米，風速大于20米/秒，9級以上。

特強沙塵暴：能見度小于50米，風速大于25米/秒，10級以上。

四、沙塵暴的危害方式

沙埋——以風沙流的形式將農田、渠道、房屋、道路、草場等淹埋。

風蝕——刮走農田表層沃土，使農作物的根系外露，甚至連苗刮走。

大風襲擊——損毀建筑、樹木，造成人員傷亡，刮斷、刮倒通信電力設施，引起火災。

污染大氣環境——空氣渾濁，嚴重污染環境。

威脅安全——可造成機場關閉及引發各種交通事故。

五、沙塵暴發生必須具備的條件

1、豐富的沙源是形成沙塵暴的物質基礎；

2、大風是不可少的動力條件；

3、不穩定大氣有利于強對流的發生和發展，加強對流性天氣過程。

六、近年來沙塵暴天氣頻繁發生的成因

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

2、降水和溫度狀況：降水稀少，氣溫偏高。

3、土壤植被狀況：總面積達數百萬平方公里的沙漠戈壁是中國沙塵暴天氣發生的主要源區。

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，導致地表裸露土質松散，為沙塵暴的發生提供了更豐富的沙源。加劇了沙塵暴天氣的發生。

七、應該采取的措施

1、重視生態環境保護和治理，恢復林草植被，固沙治本，退沙還林，防止土地沙化的進一步擴展。

2、針對沙塵天氣和北方天氣的特點，建立現代化的沙塵暴天氣監測及北方災害性天氣的監測、預報、警報服務系統。

3、加強沙塵暴的研究，利用現代化遙感技術進行嚴密監測，加強預防，同樣可以減少沙塵暴造成的災害。