西安城市不同功能区街道灰尘磁学特征及环境污染分析

为了解西安城市不同功能区的环境现状,通过采集西安城市不同功能区街道灰尘的样品,进行系统的环境磁学实验分析并结合扫描电子显微镜研究表明,街道灰尘中磁性矿物含量相对较高,多畴和假单畴的低矫顽力软磁性矿物为主要的载磁矿物,还含有赤铁矿等高矫顽力的硬磁性矿物.磁化率、饱和等温剩磁、低矫顽力软磁性矿物和非磁滞剩磁磁化率与饱和等温剩磁比值等磁性参数揭示出街道灰尘的磁学特征在西安城市不同功能区的差异以及污染的主要来源,根据污染程度划分为重度污染区、中度污染区和轻度污染区并对应西安市7个城市功能区:浐灞生态区(F区)为重度污染区,磁性物质含量较高,表明环境污染相对较重,污染的主要来源为"工业+交通";高新技术产业开发区(A区)和中心商务区(B区)磁性物质含量相对较高,粗颗粒物质相对较少,是中度污染的区域,其污染源分别为"工业"和"交通";经济技术开发区(C区)、科教商业区(D区)、科教文化产业区(E区)和教育科技产业区(G区)城市主要功能具有相似性,是轻度污染的区域,污染源主要为"交通".     

兰州市街道尘埃磁学特征及其环境意义

兰州市是全球大气污染最为严重的城市之一,为城市颗粒物污染研究的理想场所.分析了兰州市街道尘埃样品的磁学参数(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)变化特征.结果表明,兰州市街道尘埃中磁性矿物含量较高,主要磁性矿物是铁磁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴（PSD）;市区污染春季较夏季严重,春季高频率的强沙尘暴可能带来了更多的磁性矿物;兰州市污染物的沉积和分布在很大程度上受到气象条件和地形地貌格局的影响,市区每个盆地东端高于其它地区;兰州市污染以人为活动产物为主,人为活动贡献约为81.9%,其中包含交通约22.6%的贡献,自然降尘贡献约为18.1%;特殊的地形和气象条件,使得兰州市区的大气环境容量比平原城市的环境容量小得多,进而导致严重的大气污染.     

西安城区路面细颗粒灰尘重金属污染水平及来源分析

为揭示高强度人类活动对城市环境质量的影响,在西安市采集文教区、居民区、公园景区和交通区这4个主要功能区道路灰尘样品,利用X-Ray荧光光谱仪测定粒径63μm的道路细颗粒灰尘中Cu、Pb、Zn、Cr、Co、V、Mn和Ni的含量,采用地积累指数法和污染载荷指数法评价细颗粒灰尘中重金属的污染水平,运用主成分分析、聚类分析等多元统计学方法识别重金属的可能来源,利用主成分分析-多元线性回归受体模型解析不同来源对道路细颗粒灰尘中重金属的贡献.结果表明,西安市道路细颗粒灰尘中Cu、Pb、Zn和Cr的含量高于陕西土壤背景值,而V、Mn、Ni和Co的含量接近或低于它们的土壤背景值.道路细颗粒灰尘中Co、Mn、Ni、V呈现未污染,Cr、Cu和Zn呈现轻度污染,而Pb为偏中度污染.综合污染评价结果显示,西安市道路细颗粒灰尘中重金属呈现轻度污染.多元统计分析结果表明,Cr、Cu、Pb和Zn显著正相关,属于同一主成分,且在聚类分析中为同一类;V、Mn、Ni和Co为同一类、同一主成分,且显著正相关.结合样品中各重金属元素的含量特征,推断出西安市道路细颗粒灰尘中的重金属主要有两种来源:Cu、Pb、Zn和Cr主要来源于交通源,而V、Co、Mn和Ni主要为自然源.交通源和自然源对西安市道路细颗粒灰尘中重金属的贡献分别为56.7%和43.3%.     

城市表层土壤磁化率与重金属含量分布的相关性研究

以西安城市表层土壤为对象,测定表层土壤样品的磁化率和Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba的含量,探讨表层土壤Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba含量与磁化率的空间分布规律及二者的相关性.研究表明,西安城市表层土壤重金属含量与磁化率均具有中等程度的变异水平,所测7种重金属元素的平均含量均高于西安市主要土壤类型———褐土表层土壤背景值;土壤中Co、Cr、Cu、Pb、Sn、Sr、Ba的含量均与低频磁化率(χLF)呈显著正相关,而与频率磁化率(χFD)呈显著负相关;土壤低频磁化率的空间分布与重金属Pb、Cu的变化趋势相似,频率磁化率则与Co、Cr、Ba等元素的空间变化趋势相反.污染评价结果显示,西安市土壤重金属处于中度污染,污染负荷指数的空间变化与磁化率指标高度相关.因此土壤磁化率可作为研究城市土壤重金属污染的辅助手段.     

西北典型工矿型城市街道尘埃重金属污染的环境磁学响应

以甘肃省白银市为研究区域,系统采集43个城区街道尘埃样品,并对其进行环境磁学和重金属元素特征分析.结果表明,白银市街道尘埃磁性特征以低矫顽力的磁铁矿和磁赤铁矿为主导,磁晶体粒径为较粗的假单畴(PSD)和多畴(MD)颗粒;样品低频磁化率(χlf)变化范围为(43.75~1 340.08)×10-8m3·kg-1,平均值为245.98×10-8m3·kg-1,与国内综合型大城市相比,白银市街道尘埃磁性矿物含量相对较低,但呈现明显的空间分布差异,表现为工业区高于带状交通区,带状交通区高于商业区,新城区磁性矿物含量较低;白银市各功能区污染源相对单一,工业污染对强磁性矿物的贡献占主导,污染程度空间分异显著.白银市街道尘埃样品中Cu、Pb、Zn整体含量较高,污染负荷指数(PLI)与低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、"软"剩磁(SOFT)相关性较高,且空间变化特征较为一致,表明反映磁性矿物含量的参数可以有效监测城市重金属污染,进而圈定重金属综合污染区域和范围,为进一步的城市污染治理工作提供快速有效的证据支持.     

西安市高校校园地表灰尘重金属污染来源解析

采集西安市高校校园地表灰尘样品,利用X-Ray荧光光谱仪测定样品中Mn、As、Pb、Cr、Co、Ni、Cu、V和Zn的含量,运用富集因子法判断各元素的富集程度并初步判断污染来源,然后利用R语言和SPSS进行聚类分析和主成分分析对污染来源进行识别.结果表明,所测重金属元素的平均含量均高于陕西省表层土壤背景值.灰尘中Mn、Co、As、V和Ni富集程度低,受到人为干扰影响小; Cr与Cu呈中度富集,Zn与Pb为显著富集,人类活动对这4种元素富集起主要作用.灰尘中重金属Mn、Co、As、V和Ni的主要来源为自然源; Zn、Cr和Pb主要来自交通源;而Cu的富集则主要源于汽修行业和油漆涂料.     

金华市街道灰尘磁化率时空变化研究

对不同时空条件下的金华市二环以内的街道灰尘样品的磁化率进行了研究.结果表明,金华市街道灰尘磁化率均值349.67×10-8 m3/kg,冬、春、夏各个季节的平均值:322.55×10-8 m3/kg、358.16×10-8 m3/kg和368.31×10-8 m3/kg,指示了其均具有磁性增强效应,且其值相近;春、夏两个季节街道灰尘磁化率的高值区分布结构相似,模型参数分析表明,区域因素为影响其值的主因;街道灰尘磁化率高值区与城区工业区大体吻合分布,工业区是主要的区域因素。     

贵阳市不同空间高度灰尘和重金属沉降通量

采集贵阳市不同空间高度灰尘样品,分析灰尘及其中常量元素Ca和Fe、微量有害重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的沉降通量随空间高度的变化,通过引进灰尘沉降量,结合灰尘中微量有害重金属含量,采用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价不同空间高度灰尘重金属导致的环境风险.结果表明:灰尘沉降通量随着楼层增高而减小;不同楼层灰尘元素含量变化差异不大,Fe、Cd、Cu、Ni、Pb元素含量在不同空间高度上随楼层增高而增大,而Cr和Zn元素是随着楼层增高而减小;8种元素沉降通量分布总体趋势是随楼层的升高,沉降通量降低,尤以Ca、Cr和Zn表现最为明显;引进灰尘沉降量评价灰尘重金属导致的环境风险显示1~3层和7层环境风险较高,4~6层灰尘重金属导致的环境风险较低,Cd、Cu、Pb和Zn是主要风险元素.     

浙江省城市汽车站地表灰尘中重金属含量及其来源研究

为了解不同区域城市汽车站地表灰尘重金属的积累、有效性及其可能来源,在浙江省范围内选择了73个城市汽车站,采样并分析了地表灰尘颗粒组成及Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、Hg、As、Se、Al、Fe、Mn和Co等元素的含量,用连续提取程序研究了地表灰尘中主要污染元素的化学形态.同时,应用相关分析、主成分分析和聚类分析等方法探讨了城市汽车站地表灰尘中重金属的可能来源及各城市汽车站地表灰尘组成的差异.颗粒组成分析结果表明,浙江省城市汽车站地表灰尘以粗颗粒组成为主,地表灰尘主要来源于车站附近的土壤、建筑、垃圾等,大气沉降对地表灰尘的贡献相对较小.与浙江省土壤背景值相比,Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、Hg、As和Se等元素均有不同程度的污染,其平均含量分别为287.1、424.0、172.8、1.21、122.3、54.4、0.71、16.00和2.07mg·kg-1.因子分析将13个元素变量压缩为3个因子,可解释浙江省城市汽车站地表灰尘元素的来源:Pb、Zn、Cu、Cd、Cr和Ni主要与交通活动、工业污染等有关;Al、Fe、Mn和Co与当地成土母质等地质背景有关;Hg、As和Se等元素受交通污染、居民生活污染和工业污染等多重影响.根据地表灰尘元素组成的差异,可把城市汽车站分为5类.重金属元素化学形态研究表明,城市汽车站地表灰尘中不同元素的化学形态有较大的差异,有效性较高的元素为Zn、Mn和Cd,其次为Cu、Ni和Hg,而Pb、Cr和Fe的活性相对较低.     

淮南城区小学校园及其临近街道地表灰尘中汞的分布特征及污染评价

在淮南市区40个小学采集楼道、操场及学校临近街道灰尘样品.通过王水水浴-冷原子荧光法测定汞含量,地累积指数法评价其汞污染状况,健康风险模型评估其对儿童的健康风险.结果显示:小学校园及临近街道灰尘中汞含量呈现出:楼道操场街道,分别为0.329、0.164、0.118mg·kg~(-1),各介质中均出现了不同程度汞积累.对于不同功能区,街道灰尘汞呈现出:农业区商业交通区煤矿区废弃煤矿区旅游区;操场灰尘中汞表现为:废弃煤矿区商业交通区旅游区煤矿区农业区;楼道灰尘中汞表现为:商业交通区旅游区煤矿区废弃煤矿区农业区.淮南市燃煤活动对淮南城区小学校园操场和楼道灰尘汞的积累影响较大;从健康风险上而言,灰尘中汞对儿童无显著的非致癌风险,但商业交通区内小学楼道内灰尘汞的暴露量较高,可能会危害儿童健康,需加以重视.     

泉州市街道灰尘中重金属来源分析

用ICP-MS测定了泉州市不同功能区街道灰尘中11种重金属元素(Cr、Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、Bi、Co)的含量。结果表明,上述元素的平均含量均高于当地土壤背景值,尤以Zn、Cd、Sb、Pb富集较严重。多元统计分析(相关分析、因子分析、聚类分析)结果显示,泉州市街道灰尘中上述重金属来源可分为三大类:Cu、Pb、Sb、Cd、Bi主要来自机械加工和交通污染;Mn、Zn主要来自农药喷洒和生活污染;Fe、Cr、Ni、Co则主要来自钢铁工业污染和自然源。     

石家庄裕华路西段道路尘与表土重金属污染

城市道路尘与土壤表土是现代化城市环境变化的重要载体,记载了城市工业、交通和人类活动的环境影响。在城市化不断加快的背景下,重金属污染对人体潜在的危害越来越大,重金属污染监测已日益引起人们高度重视。磁化率在一定的环境中可作为重金属的替代指标,磁性测量成为城市环境污染监测的新途径新方法。通过对石家庄裕华路西段道路尘土与土壤表土样品的低频磁化率分析得出结论：裕华路西段道路尘磁化率自市中心向郊区逐渐降低,道路尘重金污染程度由市中心向郊区逐渐减弱;不同区位的道路尘与土壤表土重金属污染程度分别为中心区〉二环以内〉三环以内〉郊区和三环以内〉二环以内〉郊区〉市中心;同一区域的道路尘比土壤表土的重金属污染更严重。     

农村村落地表灰尘磁化率特征及环境意义——以商丘市毛堌堆镇为例

通过对商丘市毛堌堆镇若干村落地表灰尘磁化率进行测试,对比自然村落和集聚村落地表灰尘磁化率、集聚村落与城市地表灰尘磁化率,以及探究集聚村落内部地表灰尘磁化率差异,定量研究农村村落的地表灰尘磁化率特征。结果表明:灰尘磁化率(Xlf)变幅为50.12×10~(-8)~266.97×10~(-8) m~3/kg,平均值为115.51×10~(-8) m~3/kg;频率磁化率(Xfd%)变幅为0.93%~5.97%,平均值为2.73%;磁化率与频率磁化率呈负相关关系,表明地表灰尘磁化率升高主要受人为活动影响;集聚村落地表灰尘磁化率大于自然村落但小于城市;集聚村落中心地表灰尘磁化率大于外围;灰尘磁化率值与村落规模呈正相关。农村地表灰尘磁化率可以揭示各农村村落地表灰尘污染状况。     

上海市街道尘埃中碳组分污染特征

通过测定上海市街道尘埃碳组分含量,探讨有机碳（OC）和元素碳（EC）的相关性,并使用特征比值法讨论街道尘埃的主要污染来源;同时,对比分析了街道尘埃磁学参数与碳组分含量的关系.结果表明,OC、EC具有较好的相关性,相关系数为0.84,表明颗粒物存在相同的污染源;OC/EC为1.82,表明上海市街道尘埃存在二次污染,结合SEM形貌分析判别上海市颗粒物污染的主要来源;同时碳组分与磁学参数存在一定的相关关系,磁学参数（χ_LF、SIRM、χ_ARM）在一定程度上可以指示上海市街道尘埃的碳组分含量及其二次污染水平.     

西安冬季重污染过程PM2.5理化特征及来源解析

基于单颗粒气溶胶质谱仪（SPAMS）观测数据、颗粒物质量浓度数据和气象要素数据,研究了2017年11月西安市一次重污染过程中细颗粒物的化学组分特征及其成因,并使用正矩阵因子分析法（PMF）对细颗粒进行了来源解析.结果表明,西安市冬季重污染过程中细颗粒物主要类型为有机碳（OC）、元素碳（EC）、混合碳（ECOC）、富钾（K）、钠-钾（Na-K）、有机胺（amine）、矿尘（dust）和重金属（HM）,其主要来源为燃煤（24.9%）,二次（29.3%）,工业（19.3%）,交通（13.3%）,生物质燃烧（5.2%）和扬尘（1.9%）.通过对比分析不同污染过程细颗粒物的理化特征,发现高湿度,低风速的不利气象条件和供暖及工业生产导致的燃煤污染、二次污染,是此次重污染过程的主因.     

兰州城市土壤磁性特征及其对环境污染的指示

对兰州市城区117个表土样品和11个土壤剖面的磁学特征进行系统分析,结果表明:兰州市表土磁化率平均值为219.23×10-8m3/kg,低矫顽力的亚铁磁性矿物为主要载磁矿物.磁铁矿的高值主要集中在以下4个区域:(1)以兰州铝厂、西固火电厂为中心的工业区域;(2)以水上公园为中心的区域;(3)西北物资市场-西站-小西湖-西关-城关大桥沿线的狭长条带状区域;(4)以雁儿湾和兰东建材市场、皮革厂为中心的区域.对不同功能区而言,西固区和城关区磁性矿物浓度最高,安宁区磁性矿物浓度最低.土壤剖面结果显示,上部20cm,clf和SIRM显著升高;20cm以下,clf和SIRM稳定且较低,说明兰州市土壤污染的纵向迁移深度在20cm以内.兰州市表土、街道尘埃、大气降尘和河道沉积物相对无污染样品而言,都具有磁性矿物类型单一,以磁铁矿为主导的特征;并且都随着磁化率的升高,出现百分频率磁化率降低的趋势,显示出与无污染样品不同的特性.因此,运用环境磁学方法在城市环境下开展大规模、高分辨率的污染研究,可以快速、便捷、有效的提供污染分布信息.     

宝鸡市街尘重金属元素含量、来源及形态特征

利用XRF和AAS研究了宝鸡市街尘中重金属元素的含量水平.结果表明,街尘中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr和Cd的平均含量分别是123.2、408.4、715.1、804.2、15.9、48.8、126.7和5.5μg.g-1,均高于世界、中国、陕西省土壤元素背景值,其中Cu、Pb、Zn和Cd超标最为突出.利用...