大气降尘中重金属污染源解析研究进展

重金属污染是大气降尘污染的一个重要方面,治理污染首先要查明污染源。文章概述了近几年来国内外大气降尘重金属污染源解析的常用方法及其研究方法中的一些特点,重点阐述了铅、锶同位素示踪技术在大气降尘中重金属污染溯源研究中的应用,针对以往研究工作的不足和存在的问题,指出了今后重金属污染源解析研究中的重点:采用Pb、Sr同位素示踪法结合元素地球化学追踪重金属污染源和评价污染程度;利用Pb、Sr同位素示踪技术研究大气降尘重金属污染物的迁移转化规律。     

泉州市大气降尘中稀土元素地球化学特征及来源解析

稀土元素因其特殊的地球化学特性,具有一定的示踪性质.为了研究泉州市大气降尘中稀土元素地球化学特征及其来源,在泉州市不同功能区以及潜在源区共采集降尘样品34份,对REE组成特征、配分模式、特征参数进行了分析并结合三角图和特征参数关系图解揭示了其来源.结果表明,泉州市大气降尘的ΣREE空间分布差异较大,由高到低顺序为工业区交通繁忙区商业区居住区农业区.居住区、交通繁忙区、商业区的ΣREE变异系数均较小,显示其来源的一致性.降尘和潜在源样品中稀土元素的配分曲线均为右倾,轻稀土相对重稀土富集,具有明显的Eu负异常,表明研究区大气降尘具有较明显的陆源属性.各功能区降尘与潜在源的部分REE特征参数平均值较接近,未能揭示空间差异的成因.LaCeV三角图解表明居住区、交通繁忙区、商业区降尘中REE主要受交通源和土壤尘的影响,其次为燃煤源.δEu-ΣREE和HREEN/MREEN-LaN关系图解进一步说明汽车尾气排放是交通繁忙区和商业区降尘中REE的主要来源.所有功能区的稀土元素受钢铁厂排放物和水泥尘的影响较小,且农业区和工业区的稀土来源与其他功能区存在差异.     

贵阳市大气降尘中某些金属元素分布状况初探

贵阳市环境空气中的降尘是该市大气污染物之一，为此，对贵阳市城区1998年4月－1999年3月8个降尘采样点样品中的Cu,Pb,Zn,Cd,K,Ca金属元素浓度值进行分析，初步掌握了这些金属元素产生的原因，季节趋势及其分布状况。     

自贡市大气颗粒物污染特征及来源解析

利用自贡市大气监测数据、同期气象数据以及颗粒物源解析在线监测资料,对颗粒物污染的特征及成因进行研究.结果表明:颗粒物年均浓度受浮尘天气影响明显,季均浓度呈冬高夏低变化,月均浓度呈"U"字形变化,日均浓度呈双峰型变化;颗粒物与降水、温度、气压、风速存在相关性,与相对湿度无相关性,PM10、CO、NO2、SO2、O3浓度对PM2.5浓度变化影响显著;PM2.5主要成分为元素碳、有机碳、富钾颗粒等,主要来源为机动车尾气、燃煤、工业工艺源等.     

兰州市大气降尘污染物来源研究

运用因子分析法，研究了兰州市大气降尘的污染来源及各源所占的比例。结果表明4种污染源是兰州市大气降尘的主要来源，按贡献率大小依次为：燃煤41.04%，风沙扬尘22.97%，汽车尾气18.67%，建材12.84%，其它约4.48%。     

兰州市采暖期和非采暖期大气降尘重金属的分布特征及来源

在兰州市设置6个采样点,于2010年4月至2018年3月每月采集大气降尘样品,测定其中的重金属(Fe、 Mn、 Zn、 Pb、 Cr、 Cu、 Ni和Cd)含量,探究重金属的时空变化规律,并综合运用偏相关分析、富集因子法和主成分分析法判别大气降尘中重金属的来源.结果表明,兰州市大气降尘中重金属的平均含量依次为:Fe>Mn>Zn>Pb>Cr>Cu>Ni>Cd,其中Cd、 Zn和Pb都存在一定的污染.从时间角度来看,除地壳元素Fe和Mn外,其他元素的含量大都表现为采暖期>非采暖期,其中2011年和2013年中各元素在非采暖期和采暖期的含量差异较大.从空间角度来看,各区域的非采暖期和采暖期存在一定的差异,但除Zn和Cd外,其他元素在各区域之间的差异不大.源解析结果表明,兰州市大气降尘重金属在非采暖期主要来源于工业源,其次是交通源和扬尘源;在采暖期主要来源于燃煤、交通和工业活动,其次是二次扬尘和自然源.     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

贵阳市大气降尘中某些金属元素分布状况初探

贵阳市环境空气中的降尘是该市大气污染物之一 ,为此 ,对贵阳市城区1998年 4月— 1999年 3月 8个降尘采样点样品中的 Cu、Pb、Zn、Cd、K、Ca金属元素浓度值进行分析 ,初步掌握了这些金属元素产生的原因、季节变化趋势及其分布状况     

渤海湾大气金属元素沉降和来源解析研究

干湿沉降是污染物从大气进入到地表生态环境的主要途径.渤海湾临近大气污染严重的京津冀地区,同时受航运交通排放影响,但渤海湾大气金属元素沉降量及其来源并不十分清楚.本研究于2016年11月—2017年10月在渤海西岸采集了大气沉降样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中25种金属元素的含量进行了测定分析,估算了大气金属沉降量并进行了源解析.结果表明:沉降样品中25种元素的浓度变化范围为2458.8μg·L~(-1)(Ca)～9.9 ng·L~(-1)(Th),年沉降量变化为1229.9 mg·m~(-2)·a~(-1)(Ca)～5.0μg·m~(-2)·a~(-1)(Th).受降水量季节分布的影响,多数金属元素的沉降量在夏季最高,春秋季较低.除Be、Fe、Ni、Cr、Al、Th和U等元素外,其余18种元素都有不同程度的富集,特别是Cd、Ag、Se和Sb等元素已高度富集.燃煤(12.8%)、扬尘(25.9%)、工业(33.1%)和航运(28.2%)是渤海湾沉降样品中金属元素的主要来源,尤其是航运排放对海湾大气Sb、Cd和Mo沉降具有显著贡献.研究结果可为京津冀区域海陆协同发展和环境质量改善提供科学参考.     

泉州市街道灰尘中重金属来源分析

用ICP-MS测定了泉州市不同功能区街道灰尘中11种重金属元素(Cr、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi、Co)的含量。结果表明,上述元素的平均含量均高于当地土壤背景值,尤以Zn、Cd、Sb、Pb富集较严重。多元统计分析(相关分析、因子分析、聚类分析)结果显示,泉州市街道灰尘中上述重金属来源可分为三大类:Cu、Pb、Sb、Cd、Bi主要来自机械加工和交通污染;Mn、Zn主要来自农药喷洒和生活污染;Fe、Cr、Ni、Co则主要来自钢铁工业污染和自然源。     

厦门市大气降尘中重金属生态风险评价与源解析

用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对厦门市不同功能区大气降尘中12种重金属含量进行了分析,评价了重金属生态风险,并进行了源解析。结果表明,厦门市大气降尘中重金属Fe、Zn、Ti、Mn、Ba、Cu、Sr、Cr、Pb、Ni、V、Co的平均含量分别为47 843、4 515、2 797、800、780、448、199、179、151、41.39、27.85、11.22mg/kg。与土壤背景值相比,除Ti和V,其他元素存在不同程度的积累。富集因子结果显示,Cu和Zn在5个功能区都存在不同程度富集,其他元素为非富集状态。潜在生态风险评价结果显示,Cu的潜在生态危害程度很高,Zn较高,其他元素较低。所有功能区的重金属综合潜在生态风险程度都为极高:工业区最大、居住区最小。多元统计分析(因子分析和聚类分析)结果表明,厦门市大气降尘中重金属主要来源于工业污染和交通污染、土壤扬尘、燃烧活动,贡献率分别为42.5%、17.9%、14.2%。     

乌海市煤矿区及周边春季降尘污染特征及来源分析

为探究乌海市煤矿区及周边区域春季降尘中重金属元素的含量水平、各功能区的污染特征以及污染物的来源情况,于2018年3～6月选取乌海市5个典型功能区(露天矿区、矿外运煤专线、工业园区、商住混合区和沙区),共采集43个大气降尘样品,利用电感耦合等离子体光谱仪(ICP-OES)测定样品中Al、 As、 Ba、 Be、 Cd、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 Li、 Mg、 Mn、 Ni、 Pb、 Sb、 Ti、 V和Zn共18种元素的含量.结果表明,乌海市大气降尘中As、 Cd、 Cu、 Pb、 Cr、 Ni、 Sb和Zn共8种元素平均含量分别为408.78、 1.97、 27.40、 38.93、 45.97、 25.41、 2.71和277.76 mg·kg^-1,均高于内蒙古土壤元素背景值. 18个元素中仅5种元素在个别区间差异显著,且18种元素在5个功能区具有相似的富集特征,说明乌海市各功能区降尘重金属污染情况相似.降尘中As、 Cd、 Cr和Pb元素综合污染指数分别为3.332、 2.622、 1.369和0.523,是当地降尘的显著污染因子,其中As和Cd是首要...     

福建省泉州湾大气降尘中的重金属元素的沉降特征

2004年7月-2005年7月分季度对泉州湾大气降尘样品进行采集.利用ICP-AES对降尘中重金属元素含量进行了测定并利用ICP-MS对样品中Pb同位素组成进行了分析.通过对不同重金属元素的年沉降通量的计算及与国内外其他研究区的对比发现,泉州地区大气降尘已经受到一定程度的重金属污染,但与国内经济发达地区相比空气质量相对较好.Pb同位素研究表明,人们的生产活动可能是大气沉降中Pb污染的主要来源.富集因子的计算表明,Cd,Pb,Zn,Cr,Cu和Ni明显受到人为活动的影响.人们的生产活动、化石燃料的燃烧、污染土壤风化过程等可能是大气降尘中重金属的主要来源.      

有色金属矿业城市典型村镇土壤重金属污染评价及来源解析

为了解铜陵市村镇土壤重金属污染程度和潜在生态风险水平,在顺安镇、钟鸣镇和义安经济开发区大致均匀布设67个采样点位,采集表层土壤样（包括地表灰尘和河道沉积物）,通过测试Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As和Ni等重金属含量及土壤pH值,剖析土壤重金属含量的空间分布特征,评估土壤重金属污染程度和潜在生态风险水平,并解析土壤重金属来源.结果表明,研究区土壤pH呈弱酸性,土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As和Ni含量均值分别为铜陵市土壤背景值的4.94、2.89、2.07、0.94、7.97、4.03和2.02倍,总体上呈现西高东低的变化特征.内梅罗污染指数表明,Cu、Cd、As和Pb属于重度污染,Zn和Ni分别属中度和轻度污染,Cr为无污染;不同用地类型内梅罗综合污染指数大小排序为：河道>城镇>工业用地>菜地>农业用地>山林>村庄,研究区总体属于重度污染水平.土壤重金属潜在生态风险系数大小排序为：Cd>As>Cu>Pb>Ni>Zn>Cr,其中Cd处于极高风险,Cu和As处于中等风险,其余各元素均处于低风险水平;不同用地类型潜在生态风险水平排序为：河道>城镇>工业用地>菜地>农业用地>村庄>山林,其中工业用地、菜地和城镇总体达很高风险水平,农业用地达高风险水平,村庄和山林属于中等风险.主成分分析表明,研究区Cu、Zn、Pb、Cd和As的主要来源是当地金属矿业污染;Cr主要来自地质背景和金属矿业污染;Ni主要来源为化石燃料燃烧.     

莆田市O3污染来源解析模拟研究

福建省莆田市作为典型的海滨城市,自2015年以来以O₃为首要污染物的天数逐年增加.为了制定科学有效的减排措施,减轻莆田市的O₃污染,以2016年莆田市O₃污染高发的7—9月为研究时段,通过观测数据分析、空气质量模型敏感性分析和O₃来源追踪方法分析了莆田市近地面O₃生成控制区,以及O₃及其生成前体物NO_x与VOCs的区域和行业来源.结果表明:①莆田市西部地区为NO_x控制区,而东部沿海地区则为VOCs控制区.②莆田市ρ（NO_x）与ρ（VOCs）主要来自本地排放贡献,二者本地排放的贡献率分别为69.4%与64.2%,而本地排放对莆田市ρ（O₃）的贡献率仅为21.0%,福建省福州市和泉州市对莆田市ρ（O₃）的贡献率之和为37.6%,外来输送贡献率较大的为浙江省,其贡献率为11.6%.莆田市O₃的外来输送不仅发生在ρ（O₃）较高的时段,在ρ（O₃）较低的时段也占了很大的比例.③莆田市工业源对本地排放ρ（O₃）贡献率最大,达57%,其次是机动车源.④通过敏感性时间序列分析得出,同时削减10%的NO_x和VOCs排放,能使莆田市国控点位平均ρ（O₃）峰值下降约5 μg/m3.研究显示,莆田市NO_x与VOCs主要来自本地排放,O₃受外来输送影响较大,推进本地工业NO_x和VOCs污染的治理与加强机动车尾气的污染控制是减轻本地O₃污染的有效方法.      

基于受体模型与地统计的城市居民区土壤重金属污染源解析

选取西安城市居民区土壤为研究对象,通过绝对主成分分数/多元线性回归(APCS/MLR)与地统计相结合的方法解析其中As、Ba、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Sr、Zn、V的主要来源、各来源对各元素的贡献量、各来源贡献的空间分布特征.结果表明,相对于西安市褐土背景值西安城市居民区土壤中Pb、Cu、Sr、Co、Zn、Ba、Ni、As、Mn、V的累积程度依次减弱.西安城市居民区土壤中10种重金属的污染有自然源、交通源、化石燃料燃烧源这3种主要来源.As、Mn、Ni、V的来源以自然源为主,平均贡献量分别为69.63%、74.28%、68.65%、77.09%,其空间分布上表现为西北部低而东南部高的规律.Co、Pb、Sr、Zn的来源以化石燃料燃烧源为主,平均贡献量分别为59.84%、42.22%、44.50%、44.44%,空间分布上表现出自城市中心向外逐渐增加的特征.Ba以自然源和化石燃料燃烧源为主,平均贡献量分别为41.67%和48.27%;自然源、交通源、化石燃料源对Cu的平均贡献量分别为37.00%、20.47%、26.50%.     

泉州市大气PM2.5中水溶性离子季节变化特征及来源解析

为掌握泉州市大气PM_(2.5)中无机水溶性离子的季节变化特征,于2014年3月~2015年1月同步采集了泉州市5个采样点共116个PM_(2.5)样品.用离子色谱法分析了PM_(2.5)中Na~+、NH_4~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、F~-、Cl~-、NO_3~-和SO_4~(2-)等9种水溶性无机离子.观测期间,总水溶性离子浓度季节变化特征为春季(14.24±6.43)μg·m~(-3)冬季(8.54±7.61)μg·m~(-3)夏季(4.10±2.67)μg·m~(-3)秋季(3.91±2.58)μg·m~(-3);SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+(SNA)是PM_(2.5)中主要的3种离子,占水溶性离子总质量浓度比例分别为春季(90.3±3.3)%、夏季(68.8±11.7)%、秋季(78.9±7.1)%和冬季(74.0±18.4)%,说明春季二次污染较为严重;PM_(2.5)中阴、阳离子电荷平衡分析显示,阴离子相对亏损,大气细颗粒物组分呈弱碱性;春、冬季NH_4~+主要以(NH_4)_2SO_4、NH_4HSO_4和NH_4NO_3等形式存在,而夏、秋季则主要以NH_4HSO_4和NH_4NO_3形式存在;PMF源解析结果表明,泉州市大气PM_(2.5)中水溶性离子主要来自海盐、二次源、建筑扬尘、垃圾焚烧源和生物质燃烧源.     

西宁市PM2.5水溶性无机离子特征及其来源解析

为探讨西宁市PM_2.5水溶性无机离子的特征及其来源,于2017年1月-2018年4月在西宁市开展PM_2.5样品采集工作,使用离子色谱仪分析水溶性无机离子.结果表明:西宁市大气中ρ（PM_2.5）平均值为（42.7±36.6）μg/m3,4个采样点ρ（PM_2.5）大小顺序依次为市区（54.9 μg/m3）>工业区（44.1 μg/m3）>郊区（40.8 μg/m3）>农村（28.3 μg/m3）;ρ（PM_2.5）季节性分布特征明显,呈冬季最高、夏季最低的特征.SNA（为SO₄2-、NO₃-和NH₄+的统称）是最主要的水溶性离子,占总水溶性离子的66.3%,SNA季节性分布特征为冬季最高、夏季最低.4个采样点SOR（硫氧化率）和NOR（氮氧化率）平均值均大于0.10,说明SO₄2-和NO₃-主要来源于二次转化.采样期间PM_2.5中ρ（NO₃-）/ρ（SO₄2-）为0.72,表明燃煤源排放大于交通源排放.主成分分析显示,西宁市PM_2.5水溶性离子来源主要为二次粒子源、工业源、扬尘源和燃烧源.研究显示,西宁市城区、工业区、郊区大气中ρ（PM_2.5）平均值均超过GB 3095-2012《环境空气质量标准》一级标准限值,建议减少PM_2.5的产生应以控制二次粒子源、工业源、燃烧源和扬尘源为主.