北京冬季降尘重金属富集程度及综合污染评价

大气降尘可以反映大气颗粒物的自然沉降量,具有重要的环境指示意义.降尘重金属通过大气沉降进入土壤或水体,对人体健康、植物和水生生物等有危害作用.为了了解北京冬季降尘中重金属的含量水平、富集程度以及综合污染特征,于2013年11月~2014年3月收集了北京大气降尘样品49组,并用Elan DRC II型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了降尘中Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Co、V、Bi、Mo等10种重金属的含量.结果表明,北京冬季降尘中重金属Cd、Bi和Mo的平均含量不足10 mg·kg~(-1),Co、Ni和V的平均含量在10~100 mg·kg~(-1)之间,而Pb、Cr、Cu和Zn的平均含量均超过100mg·kg~(-1);Cd、Zn、Cu的含量均超出土壤环境二级标准值,其中城区和近郊Cd、Zn、Cu的二级超标率分别为100%、97%、93.9%和100%、100%、81.2%.富集因子研究结果表明,Bi、Cu、Ni、Pb微量富集,主要来源于地壳或土壤源;Cd、Cr、Mo、Zn轻度富集,受自然源和人为源共同作用.论文在传统单一污染评价基础上,提出了"降尘重金属综合污染指数"模型,并探讨了北京降尘重金属的综合污染特征,结果表明北京城区冬季降尘中重金属的综合污染指数排序为CdZnCuPbCrNiVCo,并且Cd、Zn、Cu和Pb是冬季北京城区降尘中显著污染因子,其中Cd和Zn为极显著污染因子;北京近郊冬季降尘中重金属的综合污染指数排序为CdZnCuPbCrNiCoV,并且Cd、Zn、Cu、Pb和Cr是冬季北京近郊降尘中显著污染因子,其中Cd和Zn为极显著污染因子.     

北京降尘重金属污染水平及其空间变异特征

为了研究北京大气降尘中重金属污染水平及其空间变异特征,分别于2013年6—10月(非采暖期)、2013年11月—2014年3月(采暖期)收集了北京大气降尘样品66份,采用Elan DRC Ⅱ型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了样品中的37种重金属质量分数.结果表明:非采暖期北京大气降尘中Cd、Zn、Pb 3种重金属污染最严重,三者质量分数分别为5.3、822.0、177.2 mg/kg,分别超出各自北京背景值的1 065.0%、516.2%和403.1%;采暖期北京大气降尘中Mo、Cd、Bi、Zn 4种重金属污染最严重,四者质量分数分别为8.7、2.7、3.0、660.5 mg/kg,分别超出各自北京背景值的656.9%、495.8%、457.5%和395.2%;与非采暖期相比,采暖期大气降尘重金属中除Zn、Pb、Cd质量分数分别降低了19.6%、25.3%和48.9%外,其余元素的质量分数却有不同程度的升高,其中Sr、Ba、Ce、Cu、Cr、W、La、Ni、Mo、Co等10种重金属质量分数升高了53.2%～176.7%.ArcGIS地统计插值研究表明,非采暖期主要重金属(Cr、Cu、Zn、Zr、Ba和Pb)空间分布呈现出较强的变异性;采暖期降尘中主要重金属存在不同程度的空间变异,Ba和Zn的空间变异较强,二者高值区和低值区相互交错分布;Cu和Pb的空间变异相对较弱,二者高值区和低值区分布均呈规律性分布.元素示踪分析表明,无论是采暖期还是非采暖期,北京降尘重金属污染均主要来源于机动车尾气和垃圾焚烧.      

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.     

兰州市大气降尘重金属污染评价及健康风险评价

为探究大气降尘中重金属污染程度及存在的健康风险,在兰州市设置11个采样点采集大气降尘,分析降尘重金属含量.结果表明,兰州市大气降尘中Cu、Pb、Cd、Cr、Ni、Zn、Mn含量平均值分别为82.22、130.31、4.34、88.73、40.64、369.23、501.49 mg·kg-1,除Mn以外其他元素在不同功能区差异较大.富集因子分析显示,Mn为轻微富集,Zn、Ni、Cu和Cr富集因子较高,Pb和Cd为极强富集.地积累指数评价平均生态危害表明:Cr在全年无实际污染,Cu、Ni、Zn、Pb浓度处于轻度污染至偏重度污染之间,Cd为严重至极度污染;大气降尘重金属在10月~次年3月污染相对严重,从4~8月污染程度较轻.手-口途径摄入是降尘重金属引起非致癌风险的最主要途径,儿童的非致癌风险大于成人,总非致癌风险次序为Pb>Cr>Cd>Cu>Ni>Zn,所研究重金属非致癌风险都低于风险限值;降尘中的Cr、Cd、Ni通过呼吸途径不具有致癌风险.     

西安市大气降尘污染时空分异特征

在西安市位于工业区、商业区、居民文教区和旅游区的4处国家环境空气质量控制点设置大气降尘采样器,用湿法逐月收集2014年度大气降尘样品并测试降尘量,采用ICP-MS法测试4点位各季大气降尘混合样品重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Cd的含量,研究大气降尘量及大气降尘重金属污染水平及时空分异特征。结果表明,西安市大气降尘污染严重,工业区、商业区、居民文教区、旅游区降尘量年均值分别为17.84、15.99、15.46和11.76 t/(km~2·(30 d)),远超国外相关标准;大气降尘量季节变化显著,表现为冬季春季夏季秋季,各功能区降尘量除秋季差异不显著外,其余各季差异明显,且表现出工业区最大,商业区、居民文教区次之,旅游区最小的趋势;大气降尘重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Cd质量浓度均值分别为438.1、454.9、61.1、149.5、41.4和7.8 mg/kg,分别是陕西省土壤背景值的20.5、6.6、2.9、2.4、1.4和83.0倍,Pb、Cr、Cd污染严重,富集显著;除Pb、Zn季节变化不显著外,Cu、Cd、Ni显著呈现冬季最高、春季次之、夏秋季最小的季节变化特征,Cr表现为冬季最高、其余季节较小;受城市功能区区分不明显及高空大气环流作用影响,西安市大气降尘重金属空间差异不显著。     

陕西省某工业园区春季大气降尘重金属污染特征及评价

为研究陕西省某工业园区春季大气降尘中重金属元素污染特征,于2013年3月21日-6月7日使用降尘缸被动采样方法收集大气降尘样品,并利用火焰原子吸收分光光度法测定样品中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr等重金属元素的质量分数,运用ArcGIS 9.3研究其空间分布特征,并使用I_geo（地累积指数）法评价大气降尘重金属污染水平.结果表明:研究区大气降尘中w（Cu）、w（Pb）、w（Zn）、w（Cd）、w（Ni）、w（Cr）的平均值分别为131.1、2 630.5、4 449.3、65.5、21.7、79.5 mg/kg,分别为陕西省表层土壤元素背景值的6.1、122.9、64.1、696.8、0.8、1.3倍.工业园区重金属元素质量分数高值区集中分布在西北-东南一带,Pb、Zn、Cu、Cd等重金属质量分数高值区位于园区中部,临近冶炼厂,Ni、Cr等质量分数高值区位于火电厂附近;重金属元素（Cu、Pb、Zn、Cd、Ni和Cr）质量分数水平方向高值区分布在以冶炼厂为中心0~2 km范围内,并随与冶炼厂距离的增加而逐渐降低.重金属元素相关分析表明,Cu、Pb、Zn、Cd四种元素之间及Ni与Cr之间存在极显著相关关系.聚类分析结果显示,Pb-Zn-Cu-Cd为一类,Ni-Cr为一类;结合空间分布变化特征,初步判断工业园区Pb、Zn、Cu、Cd重金属污染主要受金属冶炼和交通运输影响,影响Ni和Cr主要因素为燃煤.I_geo评价结果表明,工业园区春季大气降尘中Cd达极强污染,Pb、Zn达强-极强污染,Cu为中度污染,Cr、Ni基本无污染.      

阜新城区降尘重金属污染及其健康风险评价

为研究阜新市大气降尘重金属分布情况及可能存在的健康风险,于2015年3月—2016年3月对阜新城区(32个采样点)及周边地区(13个对照采样点)进行大气降尘湿法采集,并利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对降尘中的7种重金属元素(Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As、Cu)含量进行测定.结果表明:① 阜新市大气降尘中重金属含量存在明显差异,表现为w(Zn)＞w(Pb)＞w(Cr)＞w(Cu)＞w(Ni)＞w(As)＞w(Cd). w(Zn)平均值最高,为756.9 mg/kg; w(Cd)平均值最低,为4.8 mg/kg,其他几种重金属含量范围为10~120 mg/kg. ② 城区大气降尘中Cd的背景比值(H)最高,为44.89,其次为Zn(H=11.92),城区大气降尘重金属污染受人为活动影响显著. ③ 地累积指数评价结果显示,Cd为严重-极度污染,Zn为中度-严重污染,Pb、Cu为中度污染,Cr、Ni为轻度污染,As为无污染. ④ 研究区健康风险评价表明,儿童通过3种暴露途径接触Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的非致癌健康风险水平均高于成人,Cr、As的非致癌健康风险水平低于成人. ⑤ Cr经呼吸途径对成人的非致癌风险(HQ_inh)达2.53,非致癌风险总值(HI)达3.41,均大于限值(1),表明Cr经呼吸途径对于成人存在非致癌风险,其余6种重金属元素经呼吸途径对于成人的非致癌风险相对较低. ⑥ Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径的致癌风险值(10-9~10-7)均低于可接受水平(10-6),表明致癌元素Cd、Cr、As、Ni经呼吸途径对人体可能不具有致癌风险.鉴于研究区大气降尘重金属元素经3种途径对成人、儿童均构成一定非致癌风险,阜新市应当及时加强对海州露天矿、经济开发区及皮革工业园等主要大气颗粒物污染源的排放及监测管控.      

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是首要污染因子.主成分法因子分析得出,乌海市大气降尘主要来源于工业排放、煤炭燃烧、交通尘和煤炭开采运输.因子分析-多元线性回归结果显示,煤炭是Cd污染的主要来源,其中煤炭开采和运输、工业排放分别占77.58%和22.42%; As来源复杂, 18.99%来源于工业排放、 15.87%来源于煤炭燃烧、 6.79%来源于煤炭开采及运输和58.34%的来源未知.     

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%。     

西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤重金属来源解析及风险评价

为了解西藏河流-湖泊体系沉积物重金属的污染特征、空间分布、潜在来源及生态风险,对西藏中部河流、湖泊表层沉积物及其周边土壤中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、V、Zn、Al和Fe 16种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）受体模型定量解析了重金属的潜在来源.描述性统计分析表明,研究区As、Cd、Hg、Ni含量较高,其中Hg和As污染较为严重;富集因子、地累积指数、污染负荷指数均表明研究区Hg污染较重,其次是As、Cd、Ni;平均沉积物质量基准系数法与潜在生态风险指数结果表明,研究区受Hg、As、Cd、Ni污染,其中Hg污染较重.在空间分布方面,污染相对较重的区域主要集中在昂仁金错、堆龙曲及一些封闭型湖泊,其中As污染范围最广.PCA-APCS-MLR分析表明,沉积物重金属主要有3个来源,分别为自然来源、交通运输和大气传输以及地热活动和矿山开采等;Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、V、Zn、Al和Fe主要受自然因素影响;Ba、Mo、Pb主要受交通运输和大气传输影响;As几乎全部来自地热活动和矿山开采;Cd、Sb来源较为广泛,3个主要来源均有占比.土壤中Cd、Hg含量较高,可能受交通因素影响较大,同时还与工业排放后远距离输送所造成的大气污染有关.     

污水处理设施性能评价中的赋权相关分析

提出利用二步层次分析法确定权系数,将模糊关系处理数据的多指标相关分析法应用于污水处理厂的综合性能评价之中。实例分析结果表明,该方法具有赋权合理,计算方便,一致性程度高,受决策者主观因素影响小,评价结果可靠等特点。     

吉林市大气中PM10和PAHs污染特征

研究了吉林市大气PM10的污染水平和其中优控PAHs总量的地区和季节分布特征。同时对PM10与PAHs的相关性进行了分析。研究表明，PAHs与大气PM10的地区分布大致成正相关，春季最重，夏季最轻：哈达湾最重，江南公园最轻。两者同时受到污染源排放和气象因素的影响。     

空气中氯离子沉积速率的影响因素分析

目的 分析空气中氯离子沉积速率的影响因素。方法 采用灰色关联分析法、pearson相关系数法和spearman相关系数法分析了海南省中东部离海岸线350 m处监测的气温、相对湿度、风速、降雨量、海水有效波高、海水温度与氯离子沉积速率的相关性。结果 3种方法的分析结果一致表明,与氯离子沉积速率的相关性最高的是海水有效波高,而与其他环境因素的相关性交替排序。结论 海水有效波高与氯离子沉积速率呈现显著性正相关,表明海水有效波高越高,氯离子沉积速率越大。     

实验室条件下温度升高对水体叶绿素a的影响研究

以23℃为基础,按2℃温差设置温度梯度,最高温度组为29℃。每隔10d取样一次,进行叶绿素α浓度的测定。结果显示温度低于25℃时,增温有助于藻类生物量的提高,而温度超过25℃时,增温限制了藻类生物量的提高。水体温度量对浮游植物生物的影响程度与增温幅度和培养时间有关。Pearson相关性分析结果显示:温度与叶绿素a浓度相关性显著(P0.05),叶绿素a浓度与培养时间呈极显著正相关(P0.01)。     

温度梯度测量数据的相关系数讨论

以温度梯度测量数据的相关系数计算为例,介绍了相关系数的计算方法和相关性分析的重要性。同时提出了环境试验与环境试验设备中,有时间滞后的测量数据的相关系数计算与相关性分析问题。     

楚雄市城市化发展对生态环境影响研究

运用相关分析及回归分析法,对楚雄市2001年至2010年间城市化水平与反映生态环境变化的相关指标进行分析研究。结果表明,随着时间的推移,楚雄市城市化水平不断提高,城市化水平与建成区面积、城市用水量、水土流失面积、平均化肥施用量以及工业废气排放量呈显著正相关,与耕地面积呈显著负相关。通过回归分析发现．城市化水平与各环境指标的回归方程基本上为二次、三次函数及S型曲线。本研究除了二氧化氮含量变化符合库次涅茨曲线特征以外,其它指标变化并不符合该曲线特征。     

地表水高锰酸盐指数与化学需氧量相关关系研究

化学需氧量(CODcr)、高锰酸盐指数(CODMn)通常被作为直接表示水体中有机物相对含量的指标,化学需氧量和高锰酸盐指数是指在一定条件下,以不同的氧化剂,即重铬酸钾(K2Cr2O7)和高锰酸钾(KMnO4)氧化水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物和有机物所消耗的氧化剂的量,以氧的mg/L表示,二者均是条件性指标。通过选取北京市北运河水系原宣武区内西便门、右安门两个监测断面,对其进行了高锰酸盐指数和化学需氧量的相关性分析,通过相关系数分析及F检验,表明高锰酸盐指数与化学需氧量显著相关。同时在分析过程中发现虽然同为一条水系,但由于这两个监测断面受污染的程度不同,其高锰酸盐指数与CODcr的线性关系并不完全相同,但差异不大。因此可以用高锰酸盐指数估算CODcr结果,可以减少CODcr监测频次,降低分析产生的Cr6+的二次污染。     

河南省小麦干热风发生规律分析

通过对河南省30个站1967～1996年近30年的气象资料统计,得到全省干热风发生日数,并对其进行了EOF分析。结果发现全省干热风日数场主要呈“南少北多”空间分布型,另外还有其它几种空间分布型;随时间推移,全省干热风发生日数呈减少趋势;对时间系数进行功率谱分析,发现具有准6年和准3年周期;通过相关分析,发现第一、第二模态时间系数与全省小麦单产存在显著相关关系。     

相关分析和主成份分析在有机酸来源分析中的应用

源解析是大气中低分子有机酸研究的重要内容。收集了贵阳市和尚重镇2006年5月至2007年4月降水样品,测定其中有机酸和主要的无机离子。结果表明,大气降水有机酸存在显著相关关系,说明两地区均存在有机酸的共同来源。运用不同来源示踪剂发现,尚重镇低分子有机酸来源比较单一,主要是受植物或土壤的直接和间接释放作用的影响;贵阳市低分子有机酸的来源相对复杂,尤其是人为活动和大气光化学反应都可能是大气有机酸的重要来源。主成分分析把贵阳市和尚重镇大气降水中主要离子大致分为3类,尚重镇SO42-、NO3-、HCOOH、CH3COOH和(COOH)2是第一主成份,反映了农业活动、土壤释放和生物质燃烧可能是这类污染物的重要来源,贵阳市降水中CH3COOH、HCOOH和(COOH)2具有较高的因子负荷,为第三主成份占方差总和的19.68%。     

超重力模拟试验离心机振动特性的回归分析

目的 研究试验离心机轴承座以及主轴振动随运行工况的变化规律,实现不同工况下离心机振动的预测。方法 通过试验方法分别获取不同工况下超重力模拟试验离心机的轴承座以及轴振数据。建立试验离心机的单自由度动力学模型,基于该模型,对不同工况下离心机基座振动加速度以及主轴振动位移进行回归分析。结果 离心机轴承座以及主轴振动基频均随着转速以及不平衡量的增大而增大。回归模型对轴承座以及机室基频振动数据的回决定系数均在0.9以上,对中导以及上导主轴振动位移的回归决定系数在0.7左右,对下导主轴振动位移决定系数小于0.1。结论 回归模型可以很好地解释和预测轴承座以及机室振动基频随着转速和不平衡量的变化规律,可以部分预测中导以及上导处主轴振动位移随运行工况的变化。该分析结果为大型试验离心机振动监测系统的设计以及振动特性的预测提供了参考。