火焰原子吸收光谱法测定大气降尘中的几种重金属

本文介绍了大气降尘中铜、铅、锌、镉、铁、锰、镍、钴八种重金属的分析方法，以及共存离子对上述重金属测试时的干扰及其抑制干扰的方法。并提出了表示大气降尘中重金属量的三种浓度概念即容量浓度、重量浓度及降金属量的不同物理意义。     

长春市大气降尘中重金属的分布特征和来源分析

对长春市不同区域的33个大气降尘中的重金属进行了分析测试,结果表明:大气降尘中重金属含量的大小依次为Fe>Mn>Zn>Pb、Cu>N i>Cd。降尘中重金属的空间分布为工业区>交通区>商业区>文化区、居民区>农村地区。相对于新城区和农村地区,老城区降尘中重金属的含量较高。富集因子的计算分析表明,Pb、Cd明显受到人为活动的影响,Pb主要来自汽车尾气,Cd主要来源于工业尘;人为活动对Cu、Zn、Mn的贡献占一定比例,但不大;N i为天然源。长春市大气降尘已经受到一定程度的重金属污染,但与国内其他城市相比,降尘中重金属的含量处于较低的水平。     

典型工业城市大气降尘中重金属分布特征及其来源解析---以济南市为例

污染源解析是城市大气环境精准防治的重要基础。为探究典型工业城市大气降尘中重金属污染分布特征和污染源解析,本研究在济南市域内采集了35个大气降尘样品,分析了样品中重金属浓度及其空间分布特征,采用正定矩阵因子分析模型(Positive Matrix Factorization,PMF)解析降尘中重金属来源。研究结果表明,降尘中Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As和Pb浓度平均值分别为501.4、29884.6、8.2、24.8、44.3、153.9、12.5、40.1 mg·kg^-1,其中Zn、Cu和Pb的地累积指数(Geoaccumulation Index,I_geo)分别为1.17、1.06和1.01,属于中度污染;钢铁冶炼较为发达的钢城区降尘中Mn、Fe、Co、Cu和As浓度显著高于其他区县,其浓度平均值分别为1172.4、73577.3、17.0、139.7、32.3 mg·kg^-1,而Zn和Pb在历下区、槐荫区等人口密集区域最高浓度可达351.5 mg·kg^-1和114.0 mg·kg^-1;PMF分析结果表明,济南市降尘重金属主要存在4个贡献源,分别为土壤源、工业源、交通源和混合源,贡献率分别为46.8%、26.6%、15.2%和11.4%。其中,重金属Co、Cu、Fe主要来自土壤源,Mn主要来自于土壤源和工业源的贡献,Ni主要来自于土壤源和混合源,交通源对降尘中Pb和Zn的贡献率较高,As则主要来自于工业源。本研究结果可为济南市大气环境精准防控政策的制定提供理论依据。     

泉州市不同功能区大气降尘重金属污染及生态风险评价

通过泉州市不同功能区大气降尘中重金属含量分析,发现泉州市大气降尘中重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Cd和Ni含量的平均值分别为284.49、1628.7、112.4、126.87、2.01和106.45mg·kg-1,同福建省海岸带土壤背景值相比,均处于较高的积累水平.潜在生态风险指数法评价结果表明:重金属污染程度顺序:CdPbNiCuZnCr;不同功能区大气降尘重金属生态危害程度为:工业区商业区交通繁忙区居民区农业区.富集因子法污染评价表明:Cd、Zn的富集较严重,Pb、Ni次之,Cu、Cr在各功能区都没有富集.两种评价方法的评价结果较为一致。     

大气沉降对土壤重金属累积的影响

选择大气污染严重的太原市为研究区，通过定点监测，分析了不同类型区大气TSP和降尘的污染状况及周年内的月变化趋势，测定了大气干湿沉降中Hg、Cd、Pb三种重金属元素的含量，并计算出大气干湿沉降对土壤系统重金属的年输入量分别为Hg4.48g/(hm2×a)，Cd6.34g/(hm2×a)，Pb349.4g/(hm2×a)；不同类型区大气污染状况与大气沉降输入土壤中重金属累积顺序一致均为工矿区＞城区和近郊区＞风景区＞远郊区。     

中国降尘重金属的污染及空间分布特征

通过收集2000—2017年已经发表的中国部分城市降尘中的重金属研究数据,分别讨论了工业和非工业区降尘重金属的污染特征,探讨其空间分布规律,以期为中国的大气治理工作提供相关依据。结果显示,降尘中As、Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在工业区的平均质量分数分别为369.39、2.94、22.02、206.97、332.67、50.06、861.72、2 318.95mg·kg-1,远高于非工业区中的38.16、0.34、3.31、132.82、116.12、42.51、170.97和603.61mg·kg-1。无论工业区还是非工业区,降尘中8种重金属的含量均高于中国土壤背景值,最低超标仍达到2倍以上;全国大部分地区降尘中Cd污染较为严重,非工业区也超出中国土壤背景值32倍,工业区中甚至达到了220倍;降尘中As、Hg、Cu、Pb和Zn等元素在工业区的含量分别是中国土壤背景值的33倍、42倍、15倍、33倍和31倍。降尘在工业区的污染级别明显高于非工业区;非工业区降尘重金属以中度污染及以下为主,只有Cd达到了"强-极强"污染范围,而工业区降尘重金属除Ni之外,大多以"强-极强"污染为主。非工业区中重金属主要来自是燃煤、交通等人类活动以及大气扩散作用而工业区降尘中的重金属主要是工业活动导致的。重金属空间分布图表明,除Zn外,非工业区和工业区的重金属污染严重区域有相同的分布规律,即人口较多、工业集中、经济发达的中东部地区的降尘中重金属含量高于人口稀少、发展滞后的西部地区;而新疆地区Zn污染高于中东部地区可能是由于其北部化工产业带的金属冶炼活动所导致。     

“两控区”城市降水、降尘中重金属元素分布特征及其相关性——以都匀市为例

为了解"两控区"降水、降尘中重金属元素的污染现状及其在大气作用过程中的相互影响,于2015年3月—2016年2月,对"两控区"贵州都匀市降水、降尘样品分别进行逐次和逐月采集,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中重金属元素(Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等)进行测定,分析样品中重金属元素的季节分布特征,并对同一种元素在降水和降尘中的相关性进行探讨。研究结果表明:降水中重金属元素的质量浓度范围为0.08~13.80μg·L-1,其中Zn质量浓度最高,其次依次为Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd;与《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水体标准相比,降水中的重金属元素均未超标;降尘中Cu、As、Cd、Zn较富集,分别为土壤背景值的381.0、2.6、2.7、1.2倍。从季节变化看,降水中多数重金属元素表现为夏季最低,春季最高,降尘中重金属元素的季节变化不明显。降水、降尘中Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等的沉降量随季节变化具有相似规律性,相关系数分别为0.70、0.66、0.97、0.78、0.53、0.43、0.94、0.67,主要与降雨强度、元素的赋存形态及其在气溶胶中的粒径分布有关。     

西北四城镇大气粉尘重金属元素研究

受自然环境和人为因素影响，我国西北地区城市大气中含有较多粉尘、粉尘听 重金属元素被人体吸收后，可导致一系列疾病，通过对四典型城镇的降尘采样，发现工业发达，人口稠密城市的粉尘有毒重金属元素含量高；工业不发达的小城镇粉尘有毒重金属元素含量低。西北城镇粉尘主要有毒重金属元素是铅与砷。机动车、燃煤烟尘及工业粉尘是西北城镇大气粉尘有毒重金属元素的主要来源。     

模拟酸雨对泉州市区大气降尘重金属的淋溶

以泉州市区受污染的大气降尘为研究对象,开展大气降尘中重金属(Cu,Pb,Cr,Cd,Zn,Mn,Fe,Ni,V,As,Co)在不同酸度(pH=2.5、3.5、4.5、5.6)酸雨淋溶下的溶出行为研究.结果表明:由于降尘样品本身的中和作用,淋出液的pH呈现出先升后降的趋势,并最终接近淋溶液原始pH.在模拟酸雨作用下,污染降尘中不同重金属呈现不同的溶出规律,金属Cu、Pb、Fe、Ni、Mn、Cd的淋出量随pH的升高而降低,各重金属的溶出基本可分为快速溶出阶段、缓慢溶出阶段或稳定阶段,重金属的溶出不仅与总量有关,还与模拟酸雨pH、环境温度、淋溶时间等因素有关.在pH2.5的酸雨下,累积释放量由大到小的顺序为交通区降尘:FeZnMnCoCuCrNiPbAsVCd,工业区降尘:MnFeZnPbCrCuNiAsVCoCd.     

不同大气沉降区Pb化学形态及风险评估

环境介质中重金属Pb的毒性不仅与其含量有关,更多地取决于其生物有效性,Pb在介质中的赋存形态是衡量其环境效应的关键参数。土壤是大气降尘的最终归宿,大气降尘已经成为土壤Pb的重要输入途径之一,需要结合大气降尘比较不同降尘区降尘与土壤中重金属形态分布特征,将土壤和降尘中的Pb活性进行形态分级,评估大气降尘和土壤中的Pb形态分布,揭示不同大气沉降区Pb的毒性及可能产生的环境效应,为明晰不同区域Pb沉降特点,科学进行生态风险评价提供理论依据。调研了大气Pb高沉降区(济源豫光金铅冶炼厂周边)、低沉降区(郑州西北郊区农田)的土壤及大气降尘中Pb污染状况,并采用修正的BCR提取法对土壤和大气降尘中Pb的化学形态进行了分析和风险评估。结果表明,大气Pb低沉降区的土壤中及降尘中Pb平均质量分数分别为(7.67±0.20)mg?kg-1和(76.47±0.73)mg?kg-1;大气Pb高沉降区土壤及降尘中Pb平均质量分数分别为(102.91±0.45)mg?kg-1和(630.16±0.28)mg?kg-1,均显著高于大气Pb低沉降区。大气Pb低沉降区的土壤中Pb主要以残渣态形式存在,其比例为61.17%,其次是可还原态,为31.73%,弱酸态为1.44%,可氧化态为5.67%,处于低风险等级范围内;而降尘中Pb大多以可还原态形式存在,其比例为62.38%,其次是残渣态,为19.60%,弱酸态为11.54%,可氧化态为6.48%,处于中等风险范围内,。大气Pb高沉降区的土壤和降尘中Pb均以可还原态为主,其中土壤中Pb的可还原态占比为75.82%,降尘中Pb的可还原态为37.00%;土壤中Pb的弱酸态占比为5.12%,可氧化态为9.83%,残渣态为9.23%,处于低风险等级;降尘中Pb的弱酸态占比为26.47%,可氧化态为28.71%、残渣态为7.82%,处于中等风险等级。大气Pb低沉降区土壤及降尘的风险评估指数(RAC)值分别为1.44%、1.54%,而大气Pb高沉降区分别为5.12%、26.47%,前者显著低于后者,表明大气Pb高沉降区土壤及降尘中Pb具有更高的生物活性。     

大气降尘与土壤中重金属铬的形态分布规律

主要对成都理工大学校园内大气降尘和土壤中重金属铬的形态分布进行了分析比较,得出以下结论:重金属铬在大气降伞和土壤中的含量存在差别,大气降尘中铬的最明显大于土壤中的量,且基本上是土壤的两倍左右.且形态分布规律不同,大气降尘中铬含量的形态分布由大到小的次序是:残渣晶格态,铁锰氧化物结合态,有机结合态,碳酸盐结合态,可交换态;土壤中南大到小的次序是:残渣品格态,有机结合态,铁锰氧化物结合态,碳酸盐结合态,可交换态;铬在大气降尘中多存在于残渣晶格态(35.35%～59.82%)和铁锰氧化物结合态(25.97%～40.23%),且两者相差不大.而在土壤中多存在于残渣晶格态(37.22%～75.06%)和有机结合态(4.30%～12.98%),且主要以残渣品格态为主.形态分离方法采用Tessier五步连续提取法,重金属铬的测定方法采用国标方法(GB/T 5009.123-2003)示波极谱法.     

河南省平顶山市大气降尘的化学特征及其来源解析

为系统反映河南省平顶山市大气降尘的特征,选取平顶山市5个典型功能区(工业区、交通区、居民区、文教区、居民商业混合区),于2008年5月-2009年4月用圆筒型集尘缸采集60个大气降尘样品,应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和离子色谱法(IC)分别对其中的20种元素浓度和14种离子浓度进行了分析.结果表...     

焦作市采暖期降尘中重金属生态风险评价与源解析

随着工业经济的快速发展,降尘中重金属对环境的危害日趋严重,特别是在采暖期表现得尤为突出。焦作市是典型的燃煤城市,工业污染较为严重。为了解焦作市采暖期大气降尘量及其重金属的污染程度,在焦作市设置30个采样点,进行了降尘重金属的生态风险评价和源解析。结果表明:焦作市冬季降尘量平均值为20.51 t·km~(-2)·month~(-1),各种重金属元素质量分数在不同采样点的分布存在明显差异,其主要与降尘中重金属来源有关。降尘中重金属Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb、Zn质量分数分别为68.90、9.58、40.22、68.07、35.47、8.11、157.15、1 809.58 mg·kg~(-1)。富集因子结果显示:Cd达到极强的富集程度;Zn和Pb呈显著富集;Cu和As为中度富集;Ni为轻微富集;Cr和Co的富集因子均小于1,说明其来自自然环境。潜在生态风险评价结果显示:Cd的潜在生态风险系数高达3 236.22,达到极强水平;As和Pb的最大潜在生态风险指数较高,达到中等水平;Cu和Zn的潜在生态风险指数最大值接近中等污染水平;其他重金属元素的潜在风险系数较小,生态危害程度不大。采用因子分析法对降尘中Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb、Zn、Ca、Si、Al、Fe、K、Mg等14种元素进行源解析,提出4个主成分因子,分析结果表明:焦作市采暖期大气降尘主要来自于土壤尘,占24.89%;工业尘占19.33%;燃煤燃油尘占16.89%;道路扬尘占9.51%。     

济南城市主干道降尘重金属污染特征及生态风险评价

降尘载带的重金属污染已成为国内外城市环境问题研究的热点,目前较多成果集中在对城市尺度的降尘污染研究方面,为实现降尘污染的精准控制和保护人体健康,了解城市降尘污染的重灾区、典型区域和关键污染因子是十分必要的。以济南市东西主干道经十路沿线为研究区域,采集了道路两侧5个点位的降尘,测算得到降尘通量,并采用ICP-MS和原子荧光分光光度计测定了降尘中9种重金属(Zn、Mn、Cr、Pb、Cu、Ni、Hg、Cd和As)元素含量,了解济南市区主干道降尘中重金属的活性组分,探究降尘重金属对环境及生物体的危害。结果表明,经十路两侧降尘中降尘通量在山东建筑大学点位最高,为10.18 t·km~(-2)·30 d~(-1),高于京津冀地区的降尘量标准(9 t·km~(-2)·30 d~(-1)),其余4个点位均低于降尘量标准;而9种重金属元素中各点位Cd均为未检出,其余8种重金属元素总质量分数在泉城广场点位最高,达到1.64 mg·g~(-1),在山东商业职业学院点位最低,仅为1.09 mg·g~(-1);其中Zn和Mn是降尘载带的9种重金属中的主要金属元素,二者质量分数之和占比为70.34%—77.19%。利用地累积指数法和潜在生态危害指数法分别评价了5个点位重金属的污染水平和潜在生态风险,从Igeo看,Hg为极重污染,Zn属于中度污染,Ni、Pb和Cu为轻度-中度污染,Mn和As未达到污染程度;从重金属形态看,Zn主要以乙酸可提取态存在,Pb主要以可还原态存在,Cu、Hg主要以可氧化态存在,Cr、Ni主要以残余态存在。生态风险评价结果表明,污染最严重的点位为泉城广场,主要受交通源影响所致。研究结果反映了城市主干道附近交通污染源和人为活动对降尘通量及其载带的重金属污染水平影响较大;车流量越大,重金属元素总质量分数越大,潜在的生态风险越大,污染越重。济南城市降尘污染控制应重点关注春冬季节人、车流量大的城市主要干道附近区域,从降低生态风险上应侧重降尘中的Zn、Pb和Hg进行精准控制策略。     

石家庄城市近地表降尘重金属污染及潜在生态危害评价

以2007年6月采集的石家庄城市近地表降尘为对象,采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对石家庄城市近地表降尘中重金属污染及潜在生态危害进行评价.结果表明,石家庄城市近地表降尘中重金属元素含量变化均较大,Zn、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb等属于强变异元素,重金属元素在近地表降尘中积累已达到严重程度;各重金属元素中...     

北京市怀柔区冬季大气重金属污染状况分析

环境大气中重金属元素通常存在于细颗粒物(PM_(2.5))中,对人体健康和生态环境具有潜在威胁.开展大气中重金属的监测对评估其环境健康影响以及针对性控制措施的制定具有重要科学意义和现实意义.本文对北京市怀柔区大气中20种重金属元素于2016年1月19日至3月4日进行了连续现场监测,并分析了大气重金属的污染现状、特征及来源.观测期间大气平均总重金属浓度为0.52μg·m~(-3),约占PM_(2.5)平均浓度(70.3μg·m~(-3)的0.75%,其中以Fe、Zn、Ba、Pb、Mn、Cu、Cd、As浓度较高;在2月8日(大年初一)烟花爆竹燃放高峰期间大气颗粒物中重金属元素浓度明显升高,总重金属浓度最高可达7.94μg·m~(-3),占PM_(2.5)的比例为9%,尤其以Ba、Pb、Cu、Zn、Mn、Cr浓度增长最为突出.以Fe作为地壳参比元素,发现怀柔冬季大气中Ni、Mn、Ga、Cr的富集因子小于10,其它元素的富集因子大于10,表明怀柔冬季大气中Ni、Mn、Ga、Cr主要来源于土壤或岩石风化,其它元素则主要来自人为污染源排放.基于怀柔冬季大气中不同重金属变化特征分析,推测Pb、Zn、Hg、Mn、Ni、Se与As共同来源于冬季燃煤采暖以及周围工业园区煤炭燃料燃烧排放,Cu、Pb、Cr、Zn、Mn和Ba主要来源于烟花爆竹燃放,Cd等元素来源于周围工业园区的工业生产过程.     

济南市降尘通量时空分布特征研究

为研究济南市大气降尘的变化规律,探讨降尘的气象影响因素,于2017年12月-2018年12月期间,在济南市区及县区共21个采样点采集了降尘样品,研究了济南市降尘通量的时空分布特征,分析了降尘通量与环境空气中PM10和PM2.5的相关性,并通过构造降尘通量和各气象要素(气温、相对湿度和风速)的标准化回归方程,计算了各气象因子对大气降尘变化的相对贡献率。结果表明:2018年济南市降尘通量表现为先升高再降低的变化趋势,春季高秋季低,降尘通量在4月到达全年峰值(11.97 t·km~(-2)·30 d~(-1)),超过生态环境部2018年首次颁布的大气降尘国家考核目标标准(9 t·km~(-2)·30 d~(-1))的33%,且市区的降尘通量稍高于县区的降尘通量;21个采样点中,只有紧邻工业园区的蓝翔技校和受道路施工影响的建筑大学两个采样点降尘通量超标,分别为9.56 t·km~(-2)·30 d~(-1)和10.18 t·km~(-2)·30 d~(-1),其他采样点均不超标,跑马岭的降尘通量最小,为4.71 t·km~(-2)·30 d~(-1),济南市区各行政区降尘通量变化较大,县区差异较小;降尘通量与环境空气中PM10、PM2.5的质量浓度相关性均不高,说明降尘对环境空气的直接影响不大,泉城广场点位和清洁对照点位的降尘对环境空气影响高于其他点位,应加大措施控制降尘;3种气象因素中风速对降尘通量的相对贡献率达到50%以上,济南市大气降尘通量主要受风速的影响,风速较大时,降尘通量增加,县区采样点的降尘通量还与湿度有一定负相关,气温对降尘通量的影响很小。     

大气颗粒物水溶性重金属元素研究进展

以As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、V、Pb和Zn为研究对象,总结历史及自身研究结果,从大气颗粒物水溶性重金属的分析方法、浓度水平、化合物形态、水溶性及其影响因素等方面进行分析.结果表明,发展中国家大气颗粒物水溶性重金属浓度较高,国内水溶性Zn和As污染严重,特别是As已超过国家空气质量标准中的浓度限值;大气中Zn、Pb、Cd、As和V的浓度和水溶性都较高(37.69%—58.65%),应受到广泛关注;大气颗粒物中重金属的水溶性主要受颗粒物粒径大小、酸碱性、重金属与颗粒物结合方式、金属化合物形态和来源的影响.研究结果可以为大气重金属污染控制和人体健康影响评估的开展提供理论基础.     

上海市交通主干道沿线大气颗粒物及其重金属含量分布特征

采集了上海市交通主干道金沙江路距路肩不同距离（近站位、远站位）近地表大气颗粒物样品24个,使用全谱直流电感耦合等离子光谱仪测定其As、Cr、Cu、Pb、Mn、N i等重金属元素浓度。结果表明,大气颗粒物的质量浓度及其重金属绝对浓度在每个采样点的近站位均高于远站位,而部分大气颗粒物的重金属相对浓度表现为远站位高于近站位;金沙江路沿线由外环到内环方向,大气颗粒物的质量浓度有明显降低的趋势,而大气颗粒物重金属含量具有明显的升高趋势,这与机动车的行驶速度是相关的。     

住宅室内降尘中邻苯二甲酸酯的污染特征及传输途径

本文分别于夏季和冬季在北京市40户家庭的客厅和卧室采集降尘样品,研究降尘中邻苯二甲酸酯(PAEs)的污染特征.结果表明,室内降尘中主要的PAEs(及其浓度)为DIBP (39.6 ng·mg~(-1),几何平均浓度,下同)、DBP (38.7 ng·mg~(-1))和DEHP (418.5 ng·mg~(-1)).降尘中PAEs的浓度与温度、相对湿度和换气次数均呈显著正相关(P0.005).这是由于室温升高和换气次数增高加快PAEs的源排放速率,促进室内空气中PAEs积累并通过气相媒介传输使得降尘PAEs浓度增高;湿度升高促进空气中PAEs向降尘的传质,增大降尘中PAEs浓度.3种因素共同影响使得夏季降尘中3种PAEs的浓度均显著高于冬季(P0.0001).研究还发现,源材料中PAEs至降尘的传输途径包括以气相为媒介的间接传输和源至降尘的直接转移,因此降尘PAEs浓度与采集平面材料相关;降尘PAEs浓度还受降尘在室内的停留时间影响.因此,相关研究需指明降尘的类型、采集位置和平面材料,便于利用测量数据进行准确的暴露评估.