青岛近海不同天气状况下大气气溶胶中金属元素浓度分布特征研究

为探究青岛近海不同天气下气溶胶中金属元素的浓度分布特征,于2012年4~5月,2012年8月~2013年3月在青岛近海采集了总悬浮颗粒物(TSP)样品,利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICPAES)分析了主要微量金属元素.结果表明,Al、Ca、Fe、Na、K和Mg是TSP中主要的金属元素,质量浓度占所测元素总浓度的94.2%.TSP及金属元素浓度月变化明显,Fe、Al、K、Ca、Mg、Zn、Ba、Mn、Ti、Sr和Li均在11月和1月浓度最高,Be、Sc、Co、Ni和Cr在1月最高,Na在8、11和2月较高,12月最低,Pb在1月和2月最高,8月和12月最低.富集因子表明Be、Co、Al、Ca、Fe、K、Mg、Mn、Sr和Ti主要受自然源影响,Li、Cr、Ni、Zn、Ba和Na除受自然源外,还受部分人为源影响,Pb主要来自人为源.不同天气状况对TSP及其金属元素浓度影响较大,除Ti外,所测元素浓度均在烟雾天最高.与晴天相比,烟雾天除Ti外,其余元素均升高,增幅为1~4倍,雾天Li、Be、Cr、Ni、Al、Fe、Mg和Mn变化不大,Pb和Na升高较多,Co、Ca和Ti降低较多,霾天Cr、Co和Ti降低,其余元素浓度升高,增幅为1~3倍.大部分元素在晴天富集因子最小,雾天富集因子最大.Ni、Zn、Ba、K、Na、Pb和Sr富集因子为晴<霾<烟雾<雾,Fe和Mn为晴<烟雾<霾<雾,Al和Mg为晴<雾<霾<烟雾,其余金属不同天气下富集因子的变化规律各不相同.     

岩溶山区电解铝厂纤枝短月藓对金属元素的监测能力

对中国铝业贵州分公司电解铝厂进行样品采集,根据厂区内部环境特征,分为8个样地,共采集纤枝短月藓(Brachymenium exile)样品24份。利用Optima 5300 V电感耦合等离子发射光谱仪,对该厂区内纤枝短月藓植株及其基质8种金属元素(Al、Ca、Fe、K、Mg、Na、Pb、Ti)含量进行测定分析。金属含量测定结果表明,该厂区Al元素含量明显高于其他金属元素含量(基质中其平均含量达到154011.28 mg/kg,植物体内平均含量为28 998.63 mg/kg)。纤枝短月藓可以很好地反映Al、Mg、Na、Ti这4种元素变化,在一般环境下可以较好的指示Ca元素含量,对于Fe、K、Pb这3个元素含量变化不能很好的反映;因此纤枝短月藓对铝厂部分金属元素具有监测意义。     

水泥工业区内土壤剖面金属元素量特征及其指示意义

为了研究水泥工业区内污染土壤中金属元素含量变化特征,对安徽省凤阳县水泥工业区内一条土壤剖面中金属元素(Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Cr、Ba、Mn、Zn)含量进行了测量。结果显示,土壤剖面分2层,第一层(0～20 cm)为污染层,该层Al、Fe、Mg、Na、Ba、Mn、Cr元素主要来源于自然土壤,没有富集,Ca、K、Zn元素主要来源于水泥粉尘的输入,存在富集,其中0～2 cm土壤的富集因子最大,Ca和Zn含量最高,指示0～2 cm土壤被污染的程度最深。第二层(20 cm以下)为土壤母质层,该层各金属元素含量相对比较稳定。由于0～2 cm土壤中Ca、Zn元素还没有大量向下淋溶,导致第一层土壤中Ca、Zn含量随采样深度的增加而减少。土壤剖面中Ca和Zn的含量能指示水泥粉尘对工业区土壤环境的污染,土壤母质层的Ca、Zn含量可以作为参考的警戒值。     

株洲市大气降尘中元素特征及来源分析

为研究湖南省株洲市大气降尘中多种元素的分布特征以及来源,于2012年1~12月对株洲市12个点的大气降尘样品进行采集并对其中28种元素的含量进行分析.结果表明,株洲市城区各采样点大气降尘年沉降量为23.14~114.67 g·m~(-2),其中工业区和商住混合区年均值分别为89.46 g·m~(-2)和33.20 g·m~(-2),低于其它工业城市;工业区和商住混合区降尘中分别有10种元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Pb)和8种元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Fe、Zn)含量大于1 000 mg·kg~(-1),其中工业区2种重金属元素(Zn、Pb)含量超过10 000 mg·kg~(-1),远高于地壳中的含量.株洲市大气降尘主要来源为金属冶炼、地表扬尘、汽车尾气、建筑粉尘和与Mo、Ba元素相关的工业生产.相关性分析、主因子分析和迁移特征分析表明降尘中Mn、Fe、Co、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Tl、Pb等13种元素主要来自株洲市工业区废气排放,其中Cu、Zn、As、Ag、Cd、Se和Pb等7种元素污染严重,工业区重金属元素含量是土壤背景值中含量的7.4~4 079.4倍,商住混合区是土壤背景值的3.6~1 413.4倍,背景比值最高的为Cd元素.工业区的污染程度明显高于商住混合区.     

京津冀地区城市环境空气颗粒物及其元素特征分析

于2013年四个季度,选择京津冀3个主要城市和1个对照点,以及4个全国大气背景站,同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解ICP-MS法分析样品中的68种元素.结果表明,京津冀3个城市四个季度PM10和PM2.5均超过国家二级标准限值,且采暖季高于非采暖季.全年PM2.5/PM10比值大于0.5,细颗粒物污染占主导.元素在PM2.5中所占比例高于PM10.而背景点颗粒物浓度低于标准限值,远低于城市点,且四个季节变化不大.在检出的57种元素中, Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn在0.1~10 μg/m3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb在10~100ng/m3之间,其他含量较低元素如Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等在0.01~10ng/m3之间.元素S、Na、K、Al、Fe、Mg、Ca等含量大于1%,P、Zn、Pb、Cu、Ba等其他元素含量介于0.1%~1%.富集因子分析结果提示,K、Ca、Cr、Fe、Cu、Zn、As、Cd和Pb等9种元素主要来源于人为污染,采暖季与非采暖季富集因子比值在1.1~3.5之间.因子分析提示,燃煤、工业污染源、燃油等是颗粒物污染的主要贡献因素.     

连环湖牙门气泡沉积物重金属演化和污染研究

2010年8月在牙门气泡的湖心位置采集了柱状沉积岩心.采用HNO3-HClO4-HF联合消解并运用ICP-MS测试了柱状沉积岩心中金属元素Cr、Cu、Mn、Ni、Fe、Pb、Zn、Cd、Al、Ba、Ca、K、Li、Mg、Na和Sr的含量,结合沉积岩心年代测定,研究了该湖区沉积物重金属元素演化特征及污染历史.应用富集系数法探讨了湖泊重金属的污染特征.结果表明,1950年以前各元素含量变化趋势平稳,1950～1990年间波动较大,1990年以后金属元素Mn、Zn、Cd、Pb、Fe、Ni、Cr、Cu、Ca、Li和Sr浓度明显增加.牙门气泡重金属元素Mn、Zn、Cd、Pb存在轻微污染,而Ni、Cr和Cu无污染.     

岩浆岩岩石化学分析计算的新方法

为了划分岩浆岩的岩石化学组,提出了利用多维空间的问题。其空间坐标是:石英标准度[S=(Si-(2Ca″+3Na+3K—Na′))/M],碱度[NKS=(Na+K)/Si]、碱度类型(K/Na)、浅色度[AF=(Al+Al′)/M]、铁度(Fe/Mg)、钙-铝度[CAF=(Ca′+Al′)/(Fe+Mg)。式中Ca′、Al′、Na′对长石矿子来说是过剩的钙、铝和碱,Ca″为长石和似长石中的钙,M=Fe+Mn+Mg+Ca′+Al′+Ti。岩浆岩样品所占据的多维空间区的特征是岩石化学参数具有平均的和标准的偏差。确定所研究的样品属于哪一种标准属性,要通过关于多维平均偏差平衡的假设检验的方法或者利用A.提出的均一性标准来完成。     

北京市街道灰尘的化学成分及其可能来源

在北京市六环路以内北西-南东、北东-南西、东-西及南-北4条剖面上采集了街道灰尘样品,进行了20个元素的化学分析(K,Ca,Al,Fe,Ti,Mn,Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb,La,Ce,Y,Nb,As,Sb,Hg,OC),并通过统计分析对街道灰尘中这些元素可能的来源进行探讨.结果表明,比较街道灰尘中对人体有害元素含量与北京地区土壤背景值发现,只有As、Ti、Mn的含量低于土壤背景值,其它元素的含量都不同程度地高于土壤背景值,而Cd和Hg的最大值甚至达到了北京地区土壤背景值的250倍和64倍.可见这些元素的点污染现状相当严重.通过因子分析将20个元素变量减少为5个因子,可解释北京市街道灰尘的4种来源:①交通排放,特征元素为Zn,Sb,Pb,Cu;②与成土母质的地质背景有关的土壤颗粒的再悬浮和/或迁移;③工业污染,铁族元素组合Fe、Mn、Cr、Ti是典型的首都钢厂污染元素;④建筑材料及废弃物.而Hg和Cd因其多来源的复杂作用使得这2个严重污染环境的元素归属(分组)不明.     

淀山湖沉积物重金属分布特征及其与底栖动物的关系

采用X-ray荧光光谱法测定了淀山湖沉积物中17种重金属元素的含量,分析了各元素的空间分布特征,并采用Hkanson潜在生态风险指数法评价了Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn6种重金属的潜在生态风险.结果表明：沉积物中重金属含量大小顺序为：Al〉Fe〉K〉Na〉Ca〉Mg〉Ti〉Mn〉Zr〉Zn〉Sr〉Rb〉Cu〉C...     

钱塘江杭州段沿岸土壤中铁锰的分布特征

对钱塘江杭州段沿岸土壤11个采样点中的铁锰及相关指标进行了系统研究.结果表明,土壤中Fe,Mn的平均质量分数分别为1.97％(425 mg/kg),变异系数分别为13％,37％.土壤pH值范围在4.64～7.56,处于酸性-弱碱性.变化幅度较大.矿质元素Al的平均质量分数5.68％,变异系数11％.K,Na,Mg的平均质量分数分别为1.76％,1.21％,0.76％:3个指标的变异系数均不超过25％.Ca的质量分数范围为0.55％～1.85％,变异系数较大,为33％.土样矿质元素聚类分析结果表明,钱塘江沿岸土样分为3类:第1类Fe,Mn,Al最低,Ca,Na,Mg较高,主要位于萧山;第2类Fe,Mn,Al次之,Ca,Mg最低,主要位于桐庐以及富阳东郊;第3类Fe,Mn,Al相对较高,主要位于富阳.相关性分析结果表明.Fe与Mn,Al呈极显著相关,Mn与Al呈显著相关,Ca与Na,Mg呈极显著相关,矿质元素与粉砂粒(2～20μ m)的相关性较好,而与粘粒不具相关性.     

长江中下游河流沉积物和悬浮物中金属元素的形态特征

采集长江中下游8个样点沉积物和悬浮物样品,用连续提取方法提取金属元素的5种化学形态（可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质－硫化物结合态和残渣态）,用等离子体发射光谱（ICP－AES）分析所有样品中锂、钠、钾、镁、钙、锶、钛、钒、铬、锰、钴、镍、铝、钇和锆共15种元素各化学形态的含量,并用聚类分析方法研究这些元素在形态上的分类特点。结果表明：在沉积物和县浮物中,碱金属元素（锂、钠、钾）主要以残渣态和可交换态存在;碱土金属元素（镁、钙、锶）各形态含量较为均匀,但钙的碳酸盐态含量很高;锰和钴的铁锰氧化物态含量较高;铁族元素除锰和钴以外（钛、钒、铬、镍）、铝和锆残渣态含量高、其它形态含量低。所研究元素中,钙和锰的残渣态含量最低。     

Using geoaccumulation index to study source profiles of soil dust in China

Source apportionment studies of TSP(atmospheric particulate matter with aerodynamic diameters≤100μm)and PM10(atmospheric particulate matter with aerodynamic diameters≤10μm)have revealed that soil dust is all important source of these particulates in China In this study, the contamination of soil dust was assessed through the use of a geoaccumulation index(Igeo). The mass concentration profiles ofl7 elements(Na, Mg, AI, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Br, Ba, andPb)were establishedforurban soil dusts. Geochemical cOmpositions of soils from 15 cities were used to represent background urban soil compositions. The results of this Studv indicated that a number of cities are severely polluted by particulates containing Ca, Cr, Ni, and Cu in both size fractions(TSP and PM10). Contamination with Zn, Pb, Co, and Br was moderate to severe(Igeo>2). The AI and Fe concentrations were not high enough for them to be considered contaminants.     

北京市大气细粒子的来源分析

细粒子(空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物)污染是许多城市重要的大气环境问题.从1999年至2000年对北京市细粒子展开了4次采样和化学分析,有效采样天数为40d.利用正定矩阵分解(PMF)方法对细粒子的来源进行了分析.化学成分包括EC(元素碳)、有机物、SO₄^2-、F^-、Cl^-、Fe、Ca、K、Mg、Al、Na、Zn、Mn、Ti、Pb、Ba和P等17种.发现主要来源有6类:地面扬尘、建筑源、生物质燃烧、二次源、机动车排放和燃煤.     

铜矿尾矿库无土修复植物营养元素含量特征

分析了安徽铜陵冬瓜山铜矿杨山冲尾矿库10种无土修复植物中10种营养元素含量特征。结果表明：平均含量大于1000μg·g^-1的元素有7个,含量从太到小顺序为Ca〉N〉S〉K〉Fe〉Mg〉P;平均含量为100μg·g^-1～1000μg·g^-1。的元素有3个,含量从大到小的顺序为Na〉Si〉Mn。营养元素含量的变异系数...     

西藏南迦巴瓦峰地区土壤环境背景值研究

中国科学院登山科学考察队于1983—1984年对西藏南迦巴瓦峰地区进行了多学科的考察和样品的采集工作.本文所述工作为其中的土壤环境背景值研究部分.经实地垂直和水平布点采样并经实验室测定,得到南迦巴瓦峰地区不同土类中20种元素的含量、主要土类的物理化学组成及其与母质的关系,并探讨了各元素的地球化学性质.结果表明,南峰地区表土中各元素含量普遍高于底土,利用统计学方法确定了该区土壤元素含量背景值.     

隧道大气细颗粒物及其元素的粒径分布特征

对比研究了隧道和大气环境中不同粒径细颗粒物 (切割粒径分别为0.03,0.06,0.108,0.17,0.26,0.40,0.65,1.0,1.6和2.5 μm) 中S,K,Ca,Ti,Mn,Fe,Zn,Pb,Al,Si,Cu和V等12种痕量元素的浓度. 结果表明:隧道中不同粒径细颗粒物的数浓度和质量浓度在上下班高峰时段出现明显峰值,且隧道细颗粒物在0.108 μm粒径处的数浓度和在2.5 μm粒径处的质量浓度分别是大气环境对照值的15.2和40.0倍;在隧道传输过程中质量浓度增加的痕量元素有 Si,Ca,Fe,Al,Ti,Zn,Mn,Cu和V,减小的有S,Pb,Zn和K;地壳元素(Si,Ca,Fe,Al和Ti)的质量浓度总和占隧道细颗粒物中痕量元素质量浓度总和的87%,表明土壤扬尘仍是隧道大气细颗粒物的主要来源.      

哈尔滨市沙尘期大气颗粒物物化特征及传输途径分析

为了研究沙尘期大气颗粒物的物化特征及传输途径,分别采集TSP、PM10和PM2.5样品,分析3种颗粒物的分布特征、浓度变化以及离子和无机元素组成,同时利用HYSPLIT逆轨迹模式对沙尘颗粒的远距离输送来源进行了分析.研究结果显示:沙尘期,PM10~100是颗粒物的主要组成,占TSP的50%~57%,PM2.5/TSP和PM10/TSP分别达最低值0.17和0.43;在TSP和PM10中,Na、Si、Al、Ca、Fe、K、Mg浓度变化较为明显,在沙尘期是非沙尘期的2~3倍,在TSP中的最高浓度分别为7.28、1.98、19.89、25.82、18.77、4.68和6.49μg/m3,以土壤尘和扬尘为主;TSP中Ca2+、K+、Mg2+在沙尘期的浓度是非沙尘期的2~3倍,最高达22.23、2.04和1.68μg/m3,主要来自土壤、尘埃,与沙尘有相似的来源;逆轨迹模型分析结果表明,本次沙尘事件由外来沙尘输入导致,其传输途径比较明显,起始位置为内蒙古的西北部和中部地区,沿途向南经过山西,后转为东北方向,经过河北、天津、辽宁、吉林等省份,最后输送到哈尔滨.