黄海海域大气气溶胶特征及重金属的大气输入量研究

分别于１９９５、１９９６两年的春，夏两季在黄海千里岩采集６６个大气气溶胶样品，测定了１６种金属元素的浓度，讨论了其浓度的变化及其来源，并初步估算了大气气溶胶中这些重金属在黄海海域的沉降通量。结果表明，黄海海域大气气溶胶中大多数元素有明显的季节变化，春季的浓度大于夏季，这与大气颗粒物的浓度是一致的；黄海海域大气尘土的年沉降量为（６０－９００）＊１０＾１０ｇ／ａ，占该海域河流每年的泥沙总输入量的４％－     

上海市大气颗粒物中金属元素特征

分析上海市５个采样点，１９８６年至１９８７年连续１２个月的大气颗粒物样品中的１１种金属元素含量。结果表明，市区各功能区之间，以及各个季节之间，元素分布特征差异；细粒子中的重金属元素主要受局部地区工业源和气象条件的影响；与其它城市相比，上海市大气颗粒物中的重金属元素含量高数倍；通过粒径－成份以及富集因子分析，探讨了这些元素的来源。     

杭州城郊大气二氧化硫和气溶胶浓度演变特征及潜在源分析

基于2018年1月—2019年10月杭州大气成分监测数据,对杭州城、郊大气SO₂和气溶胶的浓度变化特征及其相关性和影响因素进行分析,并探讨不同季节下长距离输送对大气SO₂和PM_2.5浓度的贡献及潜在源区分布.结果表明:杭州城、郊大气SO₂日变化特征均呈单峰型,气溶胶日变化特征均呈双峰型;杭州城区SO₂浓度夏季明显低于其他季节,而郊区SO₂浓度四季无明显差异,气溶胶浓度城区和郊区均为夏季最低;SO₂与气溶胶相关性偏低,城、郊不同粒径的气溶胶之间相关性差异较大;不同季节杭州城区SO₂和PM_2.5受气团输送的影响具有明显差异,杭州城市高浓度SO₂和气溶胶潜在源区主要位于江苏省苏州市、南京市以及浙江省绍兴市、湖州市和杭州市辖区,因而减少或控制这些潜在源区污染物排放将会对杭州大气环境质量改善有积极作用.     

华北工业城市降水中金属元素污染特征及来源

为了解华北工业地区降水中金属元素的污染特征及其来源,使用干湿沉降自动观测仪采集了河北唐山市2009年12月～2010年11月大气降水样品,使用ICP-MS对样品中25种金属元素的浓度进行了分析.结果表明,唐山降水中地壳元素(Ca、Mg、Na、K、Fe和Al)占所测元素浓度总量的97.72%,重金属(Zn、Mn、Pb、Ba、Sb、Cu、Ni、As、V、Co和Se)仅占2.25%;Zn和Ca分别是含量最高的重金属和地壳元素,加权平均浓度分别为88.7μg·L-1和4.5 mg·L-1.降水中金属元素浓度的季节变化十分明显,多数元素表现为冬春季高、夏秋季低的特征.唐山降水中部分重金属的浓度高于华北背景地区泰山顶的报道结果,其中Tl、As、Ag、Zn、Pb、Cd、Se和Sb的富集因子介于102～105之间,明显受到人类活动的影响.因子分析表明唐山降水中金属元素的污染主要与钢铁冶炼工业、扬尘和燃煤的源排放有关.     

太原市某城区四季大气PM2.5中重金属污染特征分析

为了研究太原市大气PM_(2.5)中重金属污染的季节变化特征,于2012年12月至2013年9月4个季度典型时段在太原市迎泽区采集环境大气PM_(2.5)样品,采用连续提取法和电热板消解法分析了样品中5种重金属元素的化学形态和总浓度,并对重金属的生物有效性进行了评价.结果表明,1太原市迎泽区大气中PM_(2.5)日均质量浓度高达122.08~211.81μg·m~(-3),其四季日均浓度呈现为:冬季春季夏季秋季.2大气PM_(2.5)中重金属浓度在4个季节呈现一定的季节变化,其中Cu和Ni的季节变化不明显,Cr在夏、秋季浓度较高,Pb、Cd的浓度在冬季最高.3PM_(2.5)中不同重金属化学形态分布不同,除Cu外,其他4种重金属在不同季节的各化学形态含量基本相同,超过75%的Pb和Cd的分布在可溶态与可交换态、碳酸盐态、可氧化态与可还原态;Ni和Cr主要以有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态为主;Cu在春、夏、秋季主要分布在有机质、氧化物与硫化物结合态和残渣态两种形态中,在冬季主要在可氧化态与可还原态和有机质、氧化物与硫化物结合态两种形态中.4PM_(2.5)中5种重金属的生物有效性大小顺序为CdPbCuNiCr;Cd和Pb为生物可利用性元素,Cu、Ni和Cr为潜在生物可利用性元素.     

白令海峡及其附近海域气溶胶中金属元素含量特征

北极考察沿线气溶胶中金属元素质量浓度随纬度变化,其分别受到来自中国大陆粉尘及中国、日本、韩国、俄罗斯以及北美地区工业排放气溶胶的不同程度的影响.富集因子的计算结果表明,楚科奇海、日本海和白令海等海域元素的富集因子很接近. Fe,Co,Ni,As,Sb,W,Mo ,Mn和Ca与地表的风化关系密切,为地壳源元素;Ca,Mg总体为海洋源元素,主要来自海洋;Pb,Zn,Cd,V 和Cr相对地壳和海洋均为富集元素,主要可能来自矿产冶炼、工业排放、燃煤和燃油等人为污染源.北极楚科奇海、白令海、日本海、西太平洋、东印度洋、南大洋及我国中山站邻近海域海洋气溶胶中的微量重金属质量浓度均值对比表明,西太平洋气溶胶中的各种金属元素的平均质量浓度均远远高于其他地区.总体上看,北半球气溶胶受陆源性物质和人为污染源影响比南半球严重,其中楚科奇海较日本海和白令海严重,南半球气溶胶质量浓度则依纬度的升高而逐渐降低.气溶胶月总沉降通量具有明显的区域性,其大小排序为:西太平洋>楚科奇海>白令海和日本海>东印度洋>南大洋>中山站邻近海域.      

大气沉降对川东北喀斯特河水中Mg、Ca、Sr和Ba的贡献

在受大气粉尘活动强烈影响的岩溶地区,大气输入对岩溶地表河水中的金属元素尤其是溶解态元素的影响还较少评估。选择位于秦岭山地、受大气粉尘活动强烈影响的川东北岩溶地区的诺水河,通过2011年7月至2014年6月河水中Mg、Ca、Sr和Ba等元素含量及其变化,结合当地大气沉降观测结果,分析了河水中这些元素的季节变化与影响因素,特别是大气输入对河水中这些金属元素的贡献。结果显示:(1)河水中Mg、Ca、Sr和Ba四种元素显示出明显的季节变化,大气降水稀释作用导致夏季河水中元素浓度值偏低,冬季稀释作用的减弱和粉尘活动加强可能导致河水中元素浓度值偏高;(2)河水中Mg、Ca、Sr和Ba四种元素来源于大气沉降的比例分别是3.1%、7.2%、21.3%和34.8%。这表明在川东北地区,大气沉降对喀斯特河水中部分金属元素如Sr和Ba存在显著影响。     

大气颗粒物中重金属元素在不同粒径上的形态分布

采用DFJ 1型五段分级采样器 ,对衡阳市区冬、夏两季空气中不同粒径颗粒物中重金属元素的组成和化学形态进行了分析。应用ICP AES法测定了各形态中元素的含量 ,计算了元素在各种形态中的分配比例。结果表明 ,衡阳市大气环境中多数重金属元素的含量冬季明显高于夏季。对人体危害较大的金属元素主要富集在小于 2 0 μm的细颗粒上 ,Mn、Zn、Cu和Co主要分布在氧化态、水可溶态、碳酸盐态和有机态中 ,Pb和V主要分布在不溶态中     

贵阳市花溪城区PM2.5中重金属元素的污染特征、来源及健康风险评价

为研究贵阳市花溪城区大气PM_2.5中重金属元素的污染特征和健康风险，于2020年不同季节对花溪城区进行大气PM_2.5样品采集，并对大气PM_2.5中10种重金属元素的赋存特征、富集特征和健康风险进行了分析.结果表明：花溪城区大气PM_2.5中10种重金属在春、夏、秋、冬季的总平均浓度分别为(123.6±54.1)、(55.9±17.4)、(144.8±85.7)、(234.0±147.5) ng·m^-3，呈现冬季浓度水平最高、夏季最低的变化规律.每种重金属元素平均浓度呈现Zn>Pb>Cu>Mn>As>Cr>Cd>Ni>V>Co的特点，其中，Zn、Pb、Cu、Mn 4种元素占总重金属元素质量的95%.富集因子分析表明，Co、V、Mn和Ni主要来自地壳源，As受地壳和人为源共同作用，Zn、Cu、Cd、Pb主要受人为源影响.PMF源解析表明，贵阳市花溪城区PM_2.5中10种重金属元素主要来自燃烧源、交通源和工业源...     

用质子X荧光法对广州市气溶胶中无机元素的分析

用8级撞击式采样器在广州市五个代表点采集了大气气溶胶样品,用质子激发X荧光分析(PIXE)法进行了分析。取得了近20种元素的质量浓度及其粒径分布。分别计算了元素中粗粒子和细粒子的富集因子,对元素的产生源及广州市大气气溶胶的特征进行了讨论。文章最后,将广州市中心大气气溶胶中15种元素含量的分析测试结果与我国其它城市大气气溶胶中的元素含量进行了比较和讨论。      

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.     

石家庄农田区土壤重金属Cd、Cr、Pb、As、Hg形态分布特征及其影响因素

土壤重金属污染是国内外亟待解决的环境问题。随着重金属元素迁移和转化的深入研究,重金属的毒性不仅与其全量有关,而且在更大程度上受形态分布所控制。本文选择石家庄农田区为研究区,采集了31个根系土样品,对土壤中的Cd、Cr、Pb、As、Hg等5种重金属进行了形态分析,并探讨了影响重金属化学形态的影响因素。研究表明:Cd的有效态含量占全量比重最大,40.94%,其次是Pb的12.73%,Cr、Pb、As、Hg均以残渣态为主;5种重金属各形态和全量的相关程度较高,尤其是Pb;土壤pH值与Cd、Cr、Pb元素碳酸盐结合态、强有机结合态和腐植酸结合态均呈显著负相关关系,受pH值的影响顺序为:CrPbCd;各重金属元素的残渣态含量与Fe2O3含量均呈显著的正相关关系;5种重金属的离子交换态与TOC均呈负相关关系;CEC和重金属元素的水溶态和残渣态均呈正相关关系;粘粒的含量与Cr的离子交换态呈显著负相关关系,与各元素残渣态呈正相关关系。     

Wet and dry deposition fluxes of heavy metals in Pearl River Delta Region (China): Characteristics, ecological risk assessment, and source apportionment

The atmospheric deposition of heavy metals poses serious risks to the ecological system and human health. To advance our knowledge of atmospheric dry/wet heavy metal deposition in the PRD region, monthly fluxes were examined based on soluble/insoluble fractions of five heavy metal elements(Cu, Pb, Cd, Cr and Zn) in samples collected from January 2014 to December 2015 at Guangzhou(urban) and Dinghushan(suburban) sites. The ratios of wet/dry deposition fluxes indicated that heavy metal deposition was governed by wet deposition rather than dry deposition in the PRD region. Affected by the shifting of the Asian monsoon, wet deposition fluxes exhibited significant seasonal variation between summer monsoon seasons(April to September) and winter monsoon seasons(October to February) in this region. Cd was classified as an extremely strong potential ecological risk based on solubility and the Hakanson ecological risk index. Source contributions to wet deposition were calculated by PMF, suggesting that dust, biomass burning, industries,vehicles, long-range transport and marine aerosol sources in Guangzhou, and Zn fertilizers,marine aerosol sources, agriculture, incense burning, biomass burning, vehicles and the ceramics industry in Dinghushan, were the potential sources of heavy metals.     

基于生态地球化学调查的广东省普宁市土壤地球化学环境预警

通过基于元素形态的缓变型地球化学灾害模型和基于元素全量的多重分形对广东省普宁市表层土壤有毒有害元素含量及分布进行研究,结果表明,普宁的有毒有害元素As、Cd、Pb、Cu、Ni、Zn具有缓变型地球化学灾害特征,其地球化学灾害爆发临界点分别为2.86、81.48、41.44、10.17、5.42和0.69mg/kg。60%土壤样品的Cu、35%土壤样品的Cd和Pb的可释放总量超过临界值,上述元素在研究区有产生地球化学灾害的潜力;As元素服从高浓集的连续多重分形叠加模式,说明受人类活动影响强烈,Cu具有较小的分维数,说明低值区域向高值区域转变慢,有较多高值区域分布。综合缓变型地球化学灾害评价和多重分析,表明普宁市有毒有害元素在未来有加剧污染的可能性。     

污泥流化床焚烧产物的重金属排放特性研究

采用小型流化床装置对西湖底泥和四堡污泥进行燃烧实验。用原子吸收法测量污泥及不同温度燃烧产物中Cu、Cr、Cd、Hg等重金属元素,分析金属元素在燃烧过程中的排放特性。     

非粮化利用下耕地土壤重金属分布特征、生态风险和来源解析

为探索非粮化利用下耕地土壤重金属含量分布特征和潜在生态风险.以非粮化问题突出的环杭州湾典型区域为例,采集并测定254个耕地0～20 cm表层土壤样品,分析粮食、苗木、蔬菜和水果这4种不同耕地利用类型的8项土壤重金属含量分布特征,通过内梅罗综合指数法和潜在生态风险指数法进行生态风险评价,并利用PMF模型解析重金属来源.结果表明,研究区耕地As、Cr、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn含量平均值都高于土壤背景值,整体处于轻度污染状态,存在中度生态风险,其中Hg、Cd和As的单因素污染风险相对较高;不同耕地利用类型土壤重金属含量差异显著,潜在生态风险水平依次为：苗木>水果>蔬菜>粮食,非粮化利用会造成一定的重金属污染生态风险;研究区土壤重金属来源包括工业源(36.8%)、自然源(28.4%)、大气沉降源(21.4%)和农业源(13.4%).综合认为,化肥和农药施用量增长是耕地非粮化造成土壤重金属含量升高的直接原因,而耕地周边的工矿企业三废扩散和煤炭等能源燃烧导致的污染物大气沉降,更加速了研究区土壤重金属含量上升.     

西南典型碳酸盐岩高地质背景区农田重金属化学形态、影响因素及回归模型

土壤重金属化学形态是决定重金属生物活性和生物毒性的重要因素,是科学评价西南碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属生态风险的关键.为了探明碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属化学形态分布情况,选择贵州省典型碳酸盐岩分布区,以第二次全国土壤普查图斑为采样单元,在农田中采集土壤表层样品309件,利用改进的Tessier七步顺序提取法,分析了As、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等7种重金属的水溶态（F1）、离子交换态（F2）、碳酸盐结合态（F3）、弱有机结合态（F4）、铁锰氧化物结合态（F5）、强有机结合态（F6）和残渣态（F7）这7种化学形态.结果发现,土壤中重金属As、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn残渣态比例均超过50%,有效组分（F1~F3）比例均小于5%,潜在生物有效组分（F4~F6）比例低于45%,活性较低,生态风险不高.Cd的有效组分和潜在生物有效组分占比分别为55.49%和29.37%,远高于其他重金属,基于土壤重金属形态的生态风险远小于基于土壤总量的生态风险.逐步回归方程可以有效建立Cd、Cu和Pb生物有效组分与影响因素之间的关系.重金属全量和pH值是影响碳酸盐岩高地质背景区土壤重金属化学形态的重要因子,受研究区长期土法炼锌活动和碳酸盐岩风化成土过程中重金属元素倾向于在残渣态中富集的影响,土壤有机质（OM）和氧化物含量对土壤重金属化学形态影响相对较小.     

Heavy metal availability and impact on activity of soil microorganisms along a Cu/Zn contamination gradient

All the regulations that define a maximum concentration of metals in the receiving soil are based on total soil metal concentration. However, the potential toxicity of a heavy metal in the soil depends on its speciation and availability. We studied the effects of heavy metal speciation and availability on soil microorganism activities along a Cu/Zn contamination gradient. Microbial biomass and enzyme activity of soil contaminated with both Cu and Zn were investigated. The results showed that microbial biomass was negatively affected by the elevated metal levels. The microbial biomass-C （Cmic）/organic C （Corg） ratio was closely correlated to heavy metal stress. There were negative correlations between soil microbial biomass, phosphatase activity and NH4NO3 extractable heavy metals. The soil microorganism activity could be predicted using empirical models with the availability of Cu and Zn. We observed that 72% of the variation in phosphatase activity could be explained by the NH4NO3-extractable and total heavy metal concentration. By considering different monitoring approaches and different viewpoints, this set of methods applied in this study seemed sensitive to site differences and contributed to a better understanding of the effects of heavy metals on the size and activity of microorganisms in soils. The data presented demonstrate the relationship between heavy metals availability and heavy metal toxicity to soil microorganism along a contamination gradient.     

北京地区大气温湿廓线对气溶胶垂直分布的影响

目的分析北京地区大气温湿廓线对气溶胶垂直分布的影响。方法利用北京地区2017年9月至2018年8月每日两次(08时和20时)的气象探空、地面PM_(2.5)浓度和气溶胶激光雷达消光系数资料,分析不同污染条件下大气温湿廓线与气溶胶消光系数廓线的关系。结果地面PM_(2.5)浓度和210m气溶胶消光系数的相关系数达到0.77。春季、秋季和冬季污染条件下的近地面消光系数约是清洁条件下的5倍,夏季污染条件下的近地面消光系数约是清洁条件下的3倍。相比清洁条件下,污染条件下各季节的大气温度垂直递减率偏小,并且低层大气相对湿度偏大。结论大气温度廓线代表大气层结稳定性,影响气溶胶的扩散高度,而相对湿度廓线与气溶胶吸湿增长密切相关,两者对气溶胶消光系数的垂直分布都有重要影响。