雾霾频发区域典型城市大气PM2.5中金属污染特征及来源分析

吸附在大气细颗粒物PM_2.5中的金属元素具有强稳定性和富集性,随着城市大气PM_2.5污染加剧,对公众健康构成极大的威胁。为了解大气PM_2.5中金属污染的地区特征,选取中国雾霾发生频次较高区域中典型城市作为研究对象,概述了2013—2017年城市大气PM_2.5中金属污染水平、时空分布特征及其主要来源。经分析,地区气象条件、工业布局和污染源的差别是各城市大气PM_2.5中金属元素污染水平及时空分布存在较大差异的主要原因。二次气溶胶、燃煤和生物质燃烧在研究城市大气PM_2.5金属元素来源中占据主要贡献,其他源类在各个地区贡献率有所不同。未来的工作应进一步探讨工业布局的改变对大气PM_2.5及其中金属元素污染及来源的影响,以期为环保部门制定有效的大气污染防治措施提供参考。     

南京市秋季大气颗粒物中金属元素的粒径分布

在南京市仙林地区,采用ANDERSON八级撞击采样器,于2016年秋季采集了63个大气颗粒物有效样本,并利用ICP-MS分析了金属元素的含量.结合气象等资料,研究了大气颗粒物金属元素的粒径分布与富集特征,并对其来源进行了探讨.结果表明：南京秋季大气颗粒物质量浓度的粒径分布呈双峰型,峰值分别位于0.4~1.1和3.3~9μm;金属元素的粒径分布呈3种类型,一是粗粒子单峰型,峰值位于3.3~5.8μm,主要元素包括Na、Al、Ca、Mg、Co、Ce、Sr和Ba;二是细粒子单峰型,峰值位于0.4~1.1μm,主要元素包括Zn、As、Cd、Ag、Tl和Pb;三是粗细粒子双峰或多峰型,峰值位于1.1和5μm粒径段,主要元素包括K、Se、Li、Be、Mn、V、Cu、Cr、Ni和Fe.按富集因子的大小,可将元素分为3类,低富集元素包括Ba、Ca、Ce、Sr、Mg、Fe、Co、Mn、Be和V,中富集元素包括Li、Na、Ni、K和Cr,高富集元素包括Cu、Tl、Zn、As、Pb、Ag、Cd和Se.不同的粒径分布和富集水平反映了大气颗粒物的来源特征.研究结果可以为深入认识大气颗粒物金属元素的来源及其环境与健康效应提供科学依据.     

抚顺市TSP中的金属元素分布特征

分析了抚顺市区5个监测点位,2002年1月和7月TSP样品中10种金属元素的含量.结果表明:抚顺市的5个大气例行点位中,只有清洁对照区达到国家二级标准,而望化、新华、东洲、站前4个点位均超过国家二级标准,说明抚顺市的颗粒物污染严重,空气质量不容乐观.市区各功能区之间元素分布特征有明显差异,望化区的TSP样品中重金属含量明显高于其它4个点位;通过富集因子分析显示:Cu、Cr、Zn、Pb主要来源于人为污染.     

延安市城区TSP中主要金属元素的源解析研究

文章采用AAS法对延安市城区5个采样点TSP样品中12种主要金属元素的含量进行分析测试。应用富集因子法分析了每个金属元素的富集程度及在不同采样点的空间分布特点,判断出各金属元素的人为来源和自然来源的可能性;对主要金属元素的相关性进行分析;应用因子分析法得出12种金属元素的主要来源及其贡献率。     

川南城市群冬季大气细颗粒物中金属元素特征及其来源解析

为探究川南城市群（自贡、泸州、内江和宜宾）冬季大气重污染过程中PM_2.5 中金属元素的浓度特征和来源,在2018年12月30日至2019年1月14日,使用膜采样方法对PM_2.5 中的金属元素进行测定,并运用富集因子法（EF）和正定矩阵因子分解法（PMF）对金属元素来源进行解析.同时采用自贡市在2015年同期金属元素观测数据,探究自贡市在“大气十条”实施中期与实施结束后的金属元素污染与富集程度变化情况.结果表明:①不同城市细颗粒物中各金属元素浓度与占比差异不大,4个城市中浓度与占比较高的元素呈现相似性,Al、Sb和Fe元素占比位于前列.从自贡市不同观测期对比来看,除Tl外各元素浓度均有变化.②富集因子计算结果表明,城市群中Cr（自贡与宜宾）、Ni、Cu、As、Se、Ag、Cd、Sb、Tl和Pb元素的富集程度较高.自贡市不同观测期的元素富集程度对比显示,除Cu元素外,2018年冬季观测期各元素富集程度均有减小趋势.③PMF源解析结果表明,各城市中金属元素主要来源为扬尘源、燃煤源、工业源与交通源,同时各污染源之间存在混合贡献.各城市主要污染源贡献不同,自贡以交通扬尘源与混合源为主;泸州以工业源为主;内江市各污染源贡献占比相近;而宜宾市则以交通源为主导.     

松针生理性质对其富集多环芳烃行为的影响

测定了雪松(Cedrus deodar)和黑松(Pinus thunbergii)松针的脂含量、气孔密度和比表面积等生理性质及松针中多环芳烃 (PAHs)浓度,考察了松针生理性质对其富集PAHs行为的影响.结果表明,雪松松针中PAHs浓度高于黑松,其平均总浓度(ΣPAHs)分别为(1101±692)ng/g和(518±339)ng/g,2种松针对PAHs的富集能力有较大差异,脂含量是决定松针富集PAHs量的首要因素.2种松针中PAHs组成均以3环和4环PAHs为主,分别占ΣPAHs的56%和31%以上.松针对于3环PAHs的富集能力强于4环PAHs,两者浓度差异约为2倍左右;对于5、6环PAHs,未发现其浓度与脂含量之间的相关关系.由于雪松和黑松松针的脂含量随比表面积具有不同的变化趋势,2种松针中PAHs浓度随比表面积的变化趋势相反.对于5、6环PAHs,松针比表面积和气孔密度对其浓度有显著影响.     

基于被动采样技术的垃圾焚烧厂及周边大气中PAHs分布研究

垃圾焚烧是大气PAHs污染的重要来源,为监测垃圾焚烧过程产生的PAHs,利用被动采样技术对垃圾焚烧厂及周边大气中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,PAHs总量为146.29～396.30 ng·d-1,其中气相中PAHs为128.03～377.05 ng·d-1,颗粒相中PAHs为10.698～19.251 ng·d-1.气相中PAHs组成以菲、荧蒽、芴等低环化合物为主,菲的含量高达55.1%.选定松针作为被动植物样品,测得松针中PAHs的浓度为651.88～1 044.43 ng·g-1;考察土壤中PAHs的分布特征,测得土壤中PAHs浓度为35.04～998.89 ng·g-1.被动采样和松针、土壤中所含的PAHs分布特征相似,说明被动采样能反映PAHs在环境中的真实积累情况.此外,通过比较主动采样与被动采样结果,表明两者对大气中PAHs的富集能达到基本一致的效果.     

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.     

龙岩市大气颗粒物来源统计分析

通过采样和分析,对龙岩市大气颗粒物10种主要源样品进行了富集因子分析和R型聚类分析.结果表明:各类源样品的成分谱具有显著差异,对不同元素的富集程度各不相同,但对金属元素的富集程度均较高.高岭土矿中W的富集因子为255.32, Bi的富集因子为520.12,红土壤中Bi的富集因子为173.41,小煤炉灰中Sb的富集因子为119.98,以机动车尾气、钢铁厂及燃煤等的贡献为主;龙岩市大气颗粒物的来源可以分为4个类型,即道路尘及土壤风沙尘类,建筑水泥尘类,金属冶炼及钢铁厂尘类和饲料厂尘类别.     

东莞大气PM_(2.5)中金属元素污染特征与生态风险

该研究根据2019年1月-2020年2月东莞城区大气超级站PM_(2.5)中金属元素(Pb、Cd、Cr、Ni、As等15种)的在线监测数据,分析其污染特征与富集程度,并评估疫情防控期间的变化。结果显示:东莞城区大气PM_(2.5)中金属K、Fe、Ca、Al和Zn含量相对较高。K、Fe、Al、Ca、Zn、Pb、Mn、Cu、As和Se的月均浓度高值主要出现在11月、12月和1月。K、Pb、Cu、As、Ba和V日变化规律总体呈夜间高-白天低特征;Al、Fe、Zn、Ca和Mn则在早晚通勤交通高峰期间出现双峰。以Al为参比,除Ba和Fe外,其他元素富集因子均10,富集明显;其中Cd、Se、Zn、Cu、As和Pb的富集因子大于100,富集非常严重。东莞大气总金属元素潜在生态危害程度为很强,Cd贡献为主。与2020年防控前和2019年同期相比,2020年疫情防控期12种以上元素浓度均有不同程度的下降;除K和Ba外,12种元素的富集因子亦显著下降,受人类活动影响程度剧减;疫情防控期大气总金属元素潜在生态危害较2019年同期相比下降14.8%。     

北京地区松叶中有机卤素污染物的研究

利用中子活化分析(NAA)技术测定了北京市不同“功能区”松叶中可萃取有机卤素污染物(EOX)的含量,结果表明,化工工业区松叶中可萃取有机氯(EOCl)含量高达40mg/g(干重),钢铁工业区的松叶含量最低(12mg/g).松叶中EOCl、可萃取有机溴(EOBr)、碘(EOI)含量顺序为EOCl>>EOBr>EOI, EOCl在总EOX中占到了97%以上.在EOCl中,有机氯农药仅占0.2%～1.9%,松叶中绝大多数EOCl为未知的.4个城市“功能区”中EOCl含量顺序为化工工业区>交通枢纽地带>居民区>钢铁工业区.城区大气中有机氯污染物主要来自化学工业和交通污染.城区松叶中EOCl的含量远高于偏远山区的样品,但两地样品中EOBr、EOI的含量无显著差异.     

Concentrations of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in needles of Masson pine (Pinus massoniana L.) growing nearby different industrial sources

Emissions from industrial activities pose a serious threat to human health and impose the need for monitoring both inorganic and organic pollutants in industrial areas.We selected Masson pine (Pinus massoniana L.) as potential biomonitor and collected the current (C) and previous year (C+1) needles from three industrial sites dominated by petrochemical,ceramics manufacturing,and iron and steel smelting plants and one remote site to determine heavy metals (Cu,Cd,Pb,Zn,Cr,Ni and Co) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in unwashed and water-washed needles.Both unwashed and washed C+1 needles showed generally higher concentrations of heavy metals and PAHs than C needles,although the washed needles more clearly spotlighted the accumulation effect of PAHs over exposure time.Water-washing resulted in a significant decrease in needle PAH concentrations with more significant effects shown in C needles.By contrast,needle heavy metal concentrations were much less affected by washing.Although heavy metals and PAHs might differ in adsorption and uptake strategies,their higher concentrations in the needles at the industrial sites indicated conspicuous contamination due to industrial emissions there,The PAH distribution patterns in pine needles accorded with the real types of energy consumption in the study sites and were efficiently used for pinpointing local pollutant sources.     

Concentrations of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in needles of Masson pine (Pinus massoniana L.) growing nearby di erent industrial sources

Emissions from industrial activities pose a serious threat to human health and impose the need for monitoring both inorganic and organic pollutants in industrial areas.We selected Masson pine (Pinus massoniana L.) as potential biomonitor and collected the current (C) and previous year (C+1) needles from three industrial sites dominated by petrochemical, ceramics manufacturing, and iron and steel smelting plants and one remote site to determine heavy metals (Cu, Cd, Pb, Zn, Cr, Ni and Co) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in unwashed and water-washed needles. Both unwashed and washed C+1 needles showed generally higher concentrations of heavy metals and PAHs than C needles, although the washed needles more clearly spotlighted the accumulation e ect of PAHs over exposure time. Water-washing resulted in a significant decrease in needle PAH concentrations with more significant e ects shown in C needles. By contrast, needle heavy metal concentrations were much less a ected by washing. Although heavy metals and PAHs might di er in adsorption and uptake strategies, their higher concentrations in the needles at the industrial sites indicated conspicuous contamination due to industrial emissions there. The PAH distribution patterns in pine needles accorded with the real types of energy consumption in the study sites and were e ciently used for pinpointing local pollutant sources.     

白皮松针叶中几种元素的测定及对北京大气污染状况的评价

通过对北京市区的白皮松(Pinus.bungeanaZucc.ExEndl)不同年龄针叶中Cr,Zn,Pb,Mn,Fe,Cu等重金属元素及元素S质量分数的分析,探讨了它们与北京大气污染之间的关系。结果表明,各元素含量存在着地区和年际的差异:这些元素在重工业区和交通枢纽区的含量明显高于清洁对照区;近年来空气中SO2浓度有所下降,但重金属的污染情况仍不容乐观。研究结果基本上反映了北京地区大气环境质量近几年的变化。      

矿业废弃地不同生态修复模式下植物多样性及重金属富集迁移特征

为了筛选出适合矿业废弃地复垦生态修复的植物材料,通过在排土场布设生态修复试验,开展不同生态修复模式对植物多样性及重金属富集迁移特征影响的研究.结果 表明,不同生态修复模式下共出现存活植物8科10种,多为草本植物,乔灌草小区修复效果最佳,植物覆盖度达到100％,存活率超过69％,植物群落多样性指数表现为:乔灌草＞灌草＞乔...     

鸭绿江口及毗邻浅海沉积物重金属富集特征与潜在生态风险比较

为研究鸭绿江河口及毗邻浅海沉积物中重金属的污染状况,比较了鸭绿江口及毗邻浅海表层沉积物重金属的富集系数、多金属污染度的沿程变化,分析了重金属的分布富集规律;讨论了采用不同的背景值在潜在生态风险指数、地累积指数、生物效应浓度3种评价方法中的差异及其对生态风险评价结果的影响. 结果表明:鸭绿江口及毗邻浅海的潜在生态风险总体属于低风险等级,其中毗邻浅海和潮滩的重金属污染较轻,西汊道的污染相对较重. 重金属的高值分布区与混浊带具有一定的对应关系,但受人类活动的影响更大,对鸭绿江口及毗邻浅海表层沉积物重金属污染生态风险评价贡献率较高的重金属污染因子是Cu,Hg和Cd.      

基于探索性数据分析的大型海藻重金属富集特征

大型海藻对海水中的重金属有较强的吸附作用,是重金属污染的理想指示生物。2017年6月,在枸杞岛海藻场采集到19种大型海藻优势种,使用ICP-MS检测7种重金属（Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、As和Hg）的含量,结果表明,不同海藻的重金属含量存在显著差异,平均含量顺序为:Zn > As > Cr > Cu > Hg > Pb > Cd。重金属在不同海藻门类中的含量也存在差异,Cu、Cd和As在褐藻中含量较高,红藻中Zn、Cr含量较高,而绿藻中Hg和Pb含量较高。与国内其他海域相比,除Cu、Hg偏高外,枸杞岛海域海藻中其他重金属含量处于中低水平。采用聚类分析的方法,将19种大型海藻分为6类,同一种重金属的富集水平可分为3类。重金属含量相关性分析表明,Cd和As、Pb和Hg之间存在极显著相关,Cu和Pb、Zn和Pb之间存在显著相关。本文通过主成分分析计算可以得出,多管藻类对重金属的综合富集能力最强。     

Heavy metal accumulation of urban domestic rubbish compost in turfgrass by EDTA chelating

Seven kinds of heavy metal accumulation of rubbish compost in turfgrass by EDTA chelating were investigated. With EDTA application, heavy metal accumulation by two species of turfgrass was increased significantly. The enrichment coefficients of Lolium perenne L（L） and Festuca arundinacea L（F） to Cr reached 9.4.5 and 6.15 respectively. In the range of EDTA dosages given, heavy metal accumulation in turfgrass increased with increasing EDTA level. There were significant differences in remediation of different metals by applying EDTA. L had high ability to accumulate Cr, Cd, Ni and Zn, showing better remediation to heavy metals of rubbish compost. In contrast, F showed high ability to accumulate Cr, Ni, Cu and Zn. Low EDTA level increased aboveground net primary production （ANP） of turfgrass, but EDTA would considerably inhibit it when EDTA was higher than 20 mmol/kg. The results demonstrated that the optimum dosage of EDTA for remediating heavy metals in rubbish compost by turfgrass was between 10 mmol/kg and 20 mmol/kg.     

大连近岸环境中重金属的分布特征及风险评价

利用电感耦合等离子体质谱仪对大连近岸海域表层海水、沉积物和贝类体内重金属含量进行了测定,分析了其分布特征及潜在生态风险。结果表明,大连近岸海域表层海水和沉积物中Zn、Cu、Cr、Cd、Pb、Hg的平均含量分别为15.2、1.21、0.59、0.13、0.104、0.038 g/L、51.810-6、11.210-6、20.410-6、0.0710-6、13.510-6、0.02110-6,贝类体内Zn、Cr、Cd、Pb、Hg的平均含量为10810-6、0.3610-6、1.2510-6、0.1110-6、0.01610-6。沉积物重金属富集能力高于生物;沉积物、扇贝和牡蛎分别优先富集Pb、Cd和Zn元素。风险评价结果表明,大连近岸海水中各种重金属生态风险和贝类食用安全风险较低,但沉积物中Hg存在一定的生态风险。