Characteristics of atmospheric particles and heavy metals in winter in Chang-Zhu-Tan city clusters, China

To understand the pollution characteristics of atmospheric particles and heavy metals in winter in Chang-Zhu-Tan city clusters, China, total suspended particulate(TSP) and PM10samples were collected in cities of Changsha, Zhuzhou and Xiangtan from December 2011 to January 2012, and heavy metals of Cd, Pb, Cr, and As were analyzed. It shows that the average TSP concentration in Changsha, Zhuzhou and Xiangtan were(183 ± 73),(201 ± 84) and(190 ± 66) μg/m3respectively, and the average PM10 were(171 ± 82),(178 ± 65) and(179 ± 55) μg/m3respectively. The lowest TSP and PM10concentrations occurred at the background Shaping site of Changsha. The average ratio of ρ(PM10)/ρ(TSP) was 91.9%, ranging from 81.3% to 98.9%. Concerning heavy metals, in TSP samples, the concentration of Cr, As, Cd and Pb were 28.8–56.5, 18.1–76.3, 3.9–26.1 and 148.0–460.9 ng/m3, respectively, while in PM10samples, were 16.4–42.1, 15.5–67.9, 3.3–22.2 and 127.9–389.3 ng/m3, respectively. The enrichment factor of Cd was the highest, followed by Pb and As, while that of Cr was the lowest.     

北京交通环境PM10分布特征及重金属形态分析

以北京市西三环航天桥地区为对象,研究了城市交通环境大气可吸入颗粒物浓度及主要化学组成随时间和粒径的分布特征.结果表明:该地区大气中ρ(PM10)冬季略高于春季,秋季次之,夏季最低;颗粒物中ρ(PM2.5)/ρ(PM10)和ρ(PM1.0)/ρ(PM10)平均值分别为82.6%和70.3%;ρ(PM10)与ρ(PM2.5)和ρ(PM10)与ρ(PM1.0)之间均有显著的相关性.PM10中金属元素浓度冬春季较高,夏秋季较低;Mg,Ca和Fe等地壳元素浓度随粒径的减小而降低,而Pb,Zn和Ni等重金属元素浓度总体上随粒径的减小而增加.颗粒物中的Cr和Ni主要以有机物结合态存在,Cu,Zn和Cd主要以酸可提取态存在,Pb主要以酸可提取态和氧化物结合态存在;颗粒物中所含Cd和Zn元素的生物有效性最高.PM10中水溶性ρ(SO42-)在夏季和冬季最高,秋季最低,而水溶性ρ(NO3-)全年变化不大;[0.43～2.1μm)粒径段颗粒物中的水溶性ρ(SO42-)及ρ(NO3-)较高,分别占PM10中水溶性ρ(SO42-)及ρ(NO3-)总量的68.3%及57.6%;ρ(NO3-)/ρ(SO42-)平均值为0.659.     

北京市冬春季大气颗粒物的粒径分布及消光作用

2004年1-5月,在北京市区连续监测了大气环境中ρ(PM10),ρ(PM2.5),ρ(PM1)和ρ(TSP),以及大气能见度、地面气象要素.结果表明:春节期间颗粒物中细粒子所占的比例较高,ρ(PM1)/ρ(PM2.5)为0.81,ρ(PM10)/ρ(TSP)为0.61;而沙尘期其值分别为0.55和0.28.不同粒径的颗粒物质量浓度均呈在明显日变化,其夜间浓度峰值高于早晨交通繁忙时段.根据经验公式,将大气能见度换算为大气消光系数,并导出颗粒物消光系数.结果表明:颗粒物消光系数与颗粒物质量浓度呈显著正相关.进一步定义了颗粒物质量浓度消光比(CEp),用来表征颗粒物的污染特征.统计分析结果表明:当CEp＜103时,颗粒物质量浓度很低,PM2.5所占比例较高,代表了有利于污染扩散的气象条件;当CEp＞167,颗粒物质量浓度高,但细粒子比(ρ(PM2.5)/ρ(PM10))稳定在0.5～0.7,湿度也稳定在20%～50%,代表了不利于污染扩散的气象条件.     

黄河口湿地表层沉积物中重金属的分布特征及其影响因素

在黄河口湿地的枯水期(2009年4月)和丰水期(2009年6月)分别采集表层沉积物样品,分析了Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg的含量与分布特征.结果表明,Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg的平均含量分别为(22.1±5.2), (53.8±7.6), (78.4±13.2), (60.5±8.9), (0.250±0.099), (7.7±2.7), (0.055±0.039)μg/g.黄河口湿地表层沉积物中重金属含量处于国内河口湿地中等水平,低于欧美发达国家河口湿地的含量.有机质的含量影响了枯水期黄河口湿地表层沉积物中重金属的含量.Cu、Zn在枯水期以及As、Hg在丰水期与细粒径颗粒物显著正相关,<16μm的细颗粒物能吸持较多的重金属.     

小型燃煤机组烟气重金属排放特征研究

100 MW以下燃煤机组呈单台容量小、总台数大的特点,是燃煤重金属污染的主要排放源之一.选择7台12 MW燃煤机组,采用美国环境保护局Method 29法现场检测燃煤机组烟气重金属排放浓度,分析烟气中Hg、Pb、Cr、As的排放特征;采集机组产生的飞灰和底灰,分析除尘技术对重金属的富集特性.结果表明:100 MW以下燃煤机组烟气中重金属经脱硝除尘脱硫装置协同控制后,ρ（Hg）为0.20~0.44 μg/m3,烟气Hg以气态形式存在,其占比为100.0%;ρ（Pb）为0.5~2.6 μg/m3,烟气Pb主要以气态形式存在,其占比为38.7%~92.1%;ρ（As）为0.6~3.0 μg/m3,烟气As主要以气态形式存在,其占比为67.8%~100.0%;ρ（Cr）为3.6~23.9 μg/m3,烟气Cr主要以颗粒态形式存在,其占比为65.8%~99.2%.飞灰富集Hg、Pb、Cr、As的能力大于底灰.重金属主要富集于飞灰中的细颗粒物中,采取除尘技术可有效协同控制烟气中的Hg、Pb、Cr、As;飞灰中重金属元素Hg、Pb相对富集系数均与煤中硫含量呈负相关,半干法脱硫+袋式除尘技术对飞灰富集Hg有促进作用.小型燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As的排放因子分别为0.002 2~0.005 1、5~17、42~160、7~24 mg/t.研究显示,100 MW以下燃煤机组与100 MW及以上燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As排放特征不同,100 MW以下燃煤机组烟气Hg排放浓度较小,二者烟气Pb、Cr、As排放浓度相近,选用湿式电除尘技术可进一步降低烟气Hg、Pb、Cr、As的排放浓度.      

北京、新乡夏季大气颗粒物中重金属的粒径分布及人体健康风险评价

本研究在空气质量为良的情况下(AQI:55~90,PM10:37~97μg·m-3,PM2.5:17~76μg·m-3),于2016年6~8月,用Andersen撞击式分级采样器分别于北京市、新乡市两地室内外共采集6组54个样品,经微波消解仪消解,对大气颗粒物中的9种重金属元素(Pb、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Mn、Co)用电感耦合等离子体质谱分析仪(ICP-MS)进行定量检测.研究发现:两地除Cd富集指数(北京:15.0,新乡:8.47)较高外,其余元素富集指数(0~3)均较低.北京市公园大气颗粒物中的Cr、Co、Cu、Mn,办公室大气颗粒物中的Cd、Pb、Mn,新乡市公园大气颗粒物中的Cr、Co、Ni、As及两地道路大气颗粒物中各金属元素在粗颗粒物中的比重较大;而北京市公园大气颗粒物中的Pb、Zn、Cd、Ni、As,办公室大气颗粒物中的Co、Zn、Ni、Cr、As、Cu,新乡市公园大气颗粒物中的Pb、Zn、Cd、Cu、Mn及办公室大气颗粒物中各金属元素则呈相反规律.人体健康风险评价结果显示,5种致癌元素的致癌风险值均小于10-4,但若长期处于此种环境,会有较低的潜在致癌风险.对于4种非致癌元素而言,北京市大气颗粒物中Pb、Zn、Mn、Cu的非致癌健康风险值都远小于1,即风险可以忽略;除Mn外,新乡市大气颗粒物中的Pb、Zn、Cu均不存在明显非致癌风险.     

兰州市某城区冬夏季大气颗粒物及重金属的污染特征

在2010年7月与2011年1月,对兰州市西固区、榆中县的大气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5)进行了采集,并对颗粒物浓度及不同粒径颗粒物上的重金属(Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn)含量进行了分析.结果显示,夏季TSP的浓度均值均未超过国家标准值,而冬季只有研究区均值超过国家标准值,超标倍数为0.36倍;研究区PM10冬、夏季浓度均值皆高于国家标准值,超标倍数分别为1.18和0.19倍,而在对照区只有冬季均值超过了标准值,超标倍数为0.05倍;冬季PM2.5的浓度均值在研究区和对照区均超过参考标准值,超标倍数分别为1.94倍和1.0倍,而夏季浓度均值只在研究区超标,超标倍数为0.31倍.颗粒物TSP、PM10及PM2.5的浓度均值呈现的整体特点为冬季高于夏季,且研究区显著高于对照区.应用潜在生态风险指数法评价显示,大气颗粒物中重金属元素的生态危害顺序为:Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr,其中Cd的潜在生态危害程度为极强;多种重金属联合的生态风险指数显示,TSP、PM10、PM2.5的重金属生态风险程度均为极强,其中PM2.5的潜在生态风险指数最高.     

海口市冬季不同功能区空气颗粒物中重金属分布特征及来源解析

使用自动采样器连续72h采集海口市4个城市功能区样点的空气颗粒物(TSP和PM_(10))和样点附近的城市表土,并测定其中的Pb、Cd、As、Cu、Zn、Fe元素含量,发现海口市冬季空气TSP和PM_(10)中的Pb、Cd和As浓度远低于其在GB 3095—2002《环境空气质量标准》中的限值,重金属主要分布在颗粒物PM_(10)上;商业区TSP和PM_(10)中的Cd、Cu、Zn和As含量显著高于其他区域(P<0.05)。5种重金属在TSP和PM_(10)中的富集因子相对较高,属中重度污染水平。     

我国主要城市大气重金属的污染水平及分布特征

为研究我国城市大气中重金属(As、Cd、Cr、Mn、Ni和Pb)的污染水平及空间分布特征,通过CNKI、万方、维普、Science Direct、Google Scholar和Pub Med等数据库检索并收集于2000—2014年10月期间发表的关于我国城市大气中重金属质量浓度的文献.按照拟定的筛选标准筛选出59篇文献纳入分析研究,共涉及29个省(区、直辖市)53个城市,有效样本量大于5 863个.其中,大气重金属质量浓度均以PM10(采样测定结果)计.结果表明:我国城市大气中ρ(As)、ρ(Cd)、ρ(Cr)、ρ(Mn)、ρ(Ni)和ρ(Pb)分别为27.7、14.1、60.9、220、37.5和290 ng/m3,均超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》、欧盟《空气质量标准》和WHO(World Health Organization,世界卫生组织)《欧洲空气质量指南》中相应重金属质量浓度的年均标准限值或参考限值.我国城市大气重金属污染主要分布在北方的京津冀、环渤海地区以及南方的珠江三角洲地区.其中,Cd污染多分布在南方城市,Mn污染主要集中在华北和华东地区,As、Cr、Ni、Pb 4种重金属没有明显的空间分布特征.大气中As、Cd、Cr、Ni、Mn和Pb的主要来源是化石燃料燃烧、金属冶炼以及交通废气排放等,其中煤炭等化石燃料的燃烧是其共同的污染来源.     

乌鲁木齐市大气颗粒物中重金属的污染特征及风险水平评价

为了解乌鲁木齐市新疆农业大学大气颗粒物（TSP、PM₁₀、PM₅、PM_2.5）中Cu、Mn、Zn、Pb、Cr、Cd 6种重金属元素的分布特征及其经呼吸摄入方式带来的健康风险,采用崂应2050型大气综合采样器于2018年春季、夏季、秋季、冬季分别进行样品采集,使用TAS-990原子吸收分光光度计测定颗粒物中的重金属元素.结果表明:①新疆农业大学2018年四季ρ（TSP）、ρ（PM₁₀）、ρ（PM₅）、ρ（PM_2.5）范围分别为93.17~257.14、70.57~202.29、57.58~147.96、48.71~147.46 μg/m3.②各季节重金属平均质量浓度在不同大气颗粒物中均呈ρ（Zn）> ρ（Cu）> ρ（Pb）> ρ（Cr）> ρ（Mn）> ρ（Cd）的趋势.③不同大气颗粒物中重金属非致癌总风险均呈儿童高于成人的特点,HI（非致癌风险总值）均小于限值（1）,Cd、Cr经呼吸途径产生的ILCR（终身增量致癌风险）为3.07×10-6~2.36×10-5.④I_geo（地累积指数）结果表明,大气颗粒物中Mn的I_geo平均值为-2.43,表现为无污染;Cr的I_geo平均值为0.78,表现为无-中污染;Cu和Pb的I_geo平均值分别为4.53、4.33,表现为重-极重污染;Zn和Cd的I_geo平均值分别为5.68、7.18,表现为极重污染.研究显示,新疆农业大学大气颗粒物中Cd、Cr对人体无致癌风险,但Zn与Cd的污染较重,应及时对乌鲁木齐市实施相应管控措施.      

中国典型城市机动车排放演变趋势

选择中国12个典型城市建立1990~2009年机动车排放清单,分析各城市机动车排放历史演变趋势.结果显示,1990~2009年,研究各城市CO、VOCs、NOx和PM排放因子分别降低57%~81%、53%~78%、22%~74%和31%~76%.20年间,各城市CO和VOCs排放量总体在2000年后陆续达到增长峰值后开始下降,总量分别增长1.0倍和1.4倍;NOx和PM排放量总体保持持续增长,分别增长3.2倍和3.3倍.各城市汽油车是CO和VOCs排放主要贡献源,LDA-G、MDTB-G和HDTB-G对各城市机动车CO和VOCs排放的贡献和分别为约70%~90%和约50%~85%,其中LDA-G的排放贡献明显提高.LDA-G、MDTB-G、MDTB-D和HDTB-D贡献了80%~90%的NOx排放,其中MDTB-D和HDTB-D的排放贡献率从平均57.8%上升为72.7%.对于PM,MDTB-D和HDTB-D占排放的70%~90%.此外,部分城市摩托车排放的贡献不容忽视.     

国外保护矿业环境的矿业立法择优

勘探尤其是开采对环境的污染和破坏是比较典型的,为此,世界绝大多数国家制订了独立于矿产资源法的《矿业法》,从立法资源上保证保护矿业环境的法律构建.国外《矿业法》以源头控制、全过程控制、无过错和合力等立法原则,贯通于行政特许权授予为主并综合运用矿业主体激励、市场力量、公众参与等其他管理方式之中,构建成立体性保护矿业环境的法律制度.国外矿业法择优显得我国取代《矿业法》的《矿产资源法》关于矿业环境保护的规定过分“吝啬“.     

小兴安岭泥炭藓沼泽生态系统中的汞

研究了小兴安岭汤旺河流域中的泥炭、土壤和植物样品的汞,泥炭地总汞的平均含量为65.8～186.6ng/g;高于黑龙江土壤A层汞平均含量,也高于美国佛罗里达大沼泽国家公园和瑞典Birkeness湿地的含量.甲基汞平均含量为0.16～1.86ng/g;约占总汞的0.2%～1.4%,泥炭地总汞最高浓度出现在5～10cm深处,为186.6ng/g,甲基汞最高浓度出现在10～15cm处,为1.86ng/g,均随深度增加而减少.甲基汞含量与总汞没有很强的相关性(P=0.05,r=0.28)     

我国四个港湾疏浚物石油污染

文中叙述了１９８８￣１９９０年间，我国４个港湾－大连湾、天津港、深圳湾及珠江河段各疏浚区疏浚物中油类污染调查及分布状况。文中介绍了站位布设原则，样品采集、样品处理、分析测试方法。进行了沾污疏浚物油类出溶出实验，认为油类溶出实验是估价疏浚物油类污染的程度的重要手段。讨论了４港湾疏浚物油类污染水平。大连湾海域疏浚物石油污染明显，珠江河段，深圳湾及天津港疏浚物稍受影响，基本上是清洁的。     

鸭绿江口潮滩沉积物间隙水中的营养盐

通过对鸭绿江口潮滩区2个采样点采集的柱状样分析、培养实验,测定了沉积物间隙水中的营养盐和沉积物中的S^2-结果表明,鸭绿江口潮滩区沉积物间隙水中的NO₃^-含量平均值为3.0μmol/L,垂直分布变化不大.PO₄^3-和SiO₃^2-的含量范围分别为0.8～70.4μmol/L,111.6～1054.3μmol/L,且两者垂直变化类似,随沉积物深度的增加先增加后下降.沉积物中硫化物的分布是随深度增加,含量升高.鸭绿江口潮滩区沉积物Eh、pH的测定结果显示,在13cm以下,Eh降为负值,沉积物还原性逐渐增强.而pH自上而下变化不大.由分子扩散公式计算结果表明,鸭绿江口潮滩区营养盐均由沉积物向上覆水扩散.     

瑞丽城区一氧化碳污染的现状

经监测，瑞丽市城区街道空气中一氧化碳的日平均浓度己超过国家二级标准，其主要来源是汽车尾气排放，而且其浓度与汽车流量呈线性正相关。主导风与街道斜交，在街道峡谷内形成旋涡流场，使ＣＯ向背风面扩散并沿街道输送，导致局部测点浓度过高。目前控制ＣＯ浓度宜限制尾气超标汽车入城并合理分流入城汽车。     

上海城郊夏季大气VOCs在臭氧生成中的作用

为研究上海市夏季臭氧高发季节大气VOCs在臭氧生成中作用,选取2018年5～8月大气臭氧较高的时段,在淀山湖科学观测研究站对103种挥发性有机物、臭氧和氮氧化物等环境污染物进行观测.结果表明,上海臭氧高发季节大气平均φ（VOCs）为32.7×10^-9,羰基化合物是VOCs的主要组分,所占质量分数达35.0%.羰基化合物中甲醛体积分数最高,其次是丙酮,占12种测量羰基化合物总量的82.8%. 5月环境空气的化学反应活性最强,总的臭氧生成潜势（OFP）为337.2μg·m^-3,甲醛贡献率最大.烷烃、烯烃和芳香烃的日变化呈现夜高昼低规律,在早晨出现小峰值,与交通排放影响有关;而醛酮类日变化呈现昼高夜低规律,与光化学反应的二次生成过程有关.OBM模拟结果显示,5～6月属于臭氧生成的VOCs控制区,7～8月属于过渡区.     

上海冬季公共交通出行PM1污染暴露特征

使用DustTrakTM-II-8530粉尘仪对上海市居民出行的典型公共交通出行(地铁和公交车)的PM1暴露水平进行了平行监测,以了解其暴露特征.结果表明,公交车和地铁出行的单程平均PM1暴露浓度分别为(0.079±0.067)mg/m3和(0.065±0.056)mg/m3;交通工具内的暴露浓度低于户外步行的暴露浓度,尤其是地铁车厢内.公交车和地铁出行的单程暴露剂量分别为(0.028±0.024)mg和(0.034±0.033)mg.公交车出行的暴露剂量主要来源于车内,其贡献率达52.2%;地铁出行的暴露剂量主要来源于地面步行段(42.4%)及进站候车(44.2%).2种出行方式之间的暴露剂量和暴露浓度相对大小的不同表明,空气污染对公众健康影响的分析需要综合考虑出行方式和呼吸速率等的影响.     

Mercury in leaf litter in typical suburban and urban broadleaf forests in China

Leaf litterfall plays an important role in transporting atmospheric mercury to soil in forests area.     

大气降水中稳定同位素研究进展

酸雨是目前人类所面临的主要环境问题之一,中国已成为继欧洲和北美之后的世界第三大酸雨区。大气降水化学组成、物质来源及其贡献是酸沉降研究的重要内容,可以为酸雨成因、发展趋势和制定相应政策提供依据。大气降水同位素组成是解析和确定降水物质来源及其贡献的重要手段。大气中的二氧化硫和氮氧化合物是导致雨水酸化的两个主要组分,另外我国大气降水中还含有大量碱性离子可以中和雨水中的酸性物质。本文对硫、氮、锶同位素在大气降水中物质示踪方面的应用进行了总结,并提出了一些值得重视的研究方向。