典型西北钢铁城市冬季大气颗粒物重金属来源解析及健康风险评价——以嘉峪关为例

为研究嘉峪关市冬季PM_2.5,PM₁₀中重金属来源并对其健康风险进行评估,于2019年12月18日—2020年1月16日进行PM_2.5,PM₁₀样品的采集,并利用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对16种金属及无机元素（Mg、Al、Ca、Fe、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Ba、Pb）进行质量浓度的分析;通过富集因子及主成分分析法对16种金属及无机元素的来源进行解析;用EPA的健康风险评估模型对Cr、Ni、As、Co、Cd、Cu、Mn、Zn、Pb、V等10种元素进行健康风险评价.结果表明,PM_2.5与PM₁₀中质量浓度较高的元素为Mg、Al、Ca、Fe等4种地壳元素,其余12种元素的浓度相对较低;Se、Cd、Pb、Zn、Mg等5种元素在PM_2.5与PM₁₀中的富集因子值均大于10,其中Cd元素在PM_2.5与PM₁₀中的富集因子值最大,分别...     

复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集

采集莴苣及根际土壤样品,分析Cu、Zn、Cd、Pb复合污染条件下莴苣对Zn、Cd的吸收与富集规律.结果表明:复合污染条件下,莴苣不同部位对4种重金属元素的吸收积累表现为根>叶>茎,莴苣中重金属含量为Zn>Cu>Cd>Pb,富集系数为Cd≈Zn>Cu>Pb;不同采样区莴苣对重金属的吸收积累与富集能力存在明显差异.用于描述Zn和Cd在土壤-莴苣系统中迁移的响应模型均为非线性方程,模型类型在2种元素之间以及莴苣不同部位存在一定差异,但2种元素在不同部位中的响应均可用3次曲线方程来描述.莴苣对Cd、Zn的吸收除了受到元素自身性质的影响外,还受到共存元素的影响,这种影响与共存元素的含量有关.     

广西热带亚热带典型森林岩溶区土壤-植物系统元素分布特征

对广西热带亚热带典型岩溶区土壤-植物系统13种元素分布特征及相关性进行了研究.结果表明:与非岩溶区植物相比,岩溶植物Ca、Al含量比较高,Na、Fe、Mn、Si、K、P的含量较低.植物体内元素的分布特点是:叶>茎>根;石灰土更易富集Fe、P、K、Cu、Zn和Co.大多数土壤元素含量随纬度的降低而降低,Fe和Zn表现较为明显,而Mn和Si在热带较中亚热带的更易淋失.土壤中与Fe元素明显相关的元素最多,包括Mn、Zn、Co、S、Al,其相关性分别为Mn> Al > Co > Zn > S,其中,Fe与Mn、S呈负相关,与Zn、Co、Al呈正相关;植物中的Na、Fe、Si、P、Al与土壤中对应的元素相关性显著,呈正相关关系,主要体现在土壤的A层;植物对大量元素的吸收强于对微量元素的吸收,其中,对Mn的吸收能力最强(8229.38%),主要集中在根部的Al(0.57%)和Fe(0.0049%)的吸收能力最小.     

基于两种样品前处理方法对比研究小冬克玛底冰川雪坑中痕量元素

通过对唐古拉山小冬克玛底冰川雪坑中非季风季节沉积的雪样分别进行酸化处理和消解处理后,利用高分辨扇形磁场等离子体质谱仪(ICP-SFMS)测试了样品中19种痕量元素(Ba、U、Sr、Rb、Tl、Mo、Cs、Pb、Sb、V、Cr、Mn、Fe、Co、Al、Cu、Ti、Li、As)的酸化浓度和总浓度.研究结果表明,痕量元素浓度的变化范围较大,元素Al的最大/最小浓度比为326(酸化浓度)和465(总浓度),元素Pb相应比值为27和48.雪冰中痕量元素的总浓度一般大于该元素的酸化浓度,其中,元素Pb、Fe、Sb、Ba、Al、Ti的酸化浓度占总浓度的平均比值分别为91%、76%、60%、52%、33%和21%.一般地,样品中不溶微粒含量越大,酸化浓度占总浓度的比值越小;不溶微粒含量越小,则相反.对痕量元素的富集系数(EF)分析表明,各元素总浓度EF均值小于酸化浓度EF均值,揭示了用酸化浓度计算EF存在对痕量元素人为来源影响的高估.人类排放是小冬克玛底冰川中痕量元素的来源之一,对于元素Mo和Sb,人类排放估计是主要来源.利用后向轨迹模型模拟出小冬克玛底冰川雪冰中痕量元素在非季风季节主要来源于青藏高原西部及中亚中东地区.     

“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。     

攀枝花市主干道路面尘重金属分布特征及其生态风险评价

通过对攀枝花市主干道路面尘中9种重金属元素(V,Pb,Cd,Cu,Zn,Ni,Cr,Fe,Mn)含量的统计分析,综合利用潜在生态风险指数法、富集因子法、地质累积指数法进行评价.在研究区域内,Pb、V具有明显富集,污染水平相对较高,但潜在生态风险程度较低;Cu、Fe、Mn、Zn处于轻度污染水平,潜在生态风险程度较低,受人为污染源的影响较小;Cd、Cr、Ni无污染.     

盘锦市冬季大气PM2.5元素污染特征及来源解析

为研究盘锦市冬季大气PM_(2.5)中元素污染特征及其来源,于2017年1月采集盘锦市3个点位PM_(2.5)样品,通过富集因子以及因子分析法对盘锦市PM_(2.5)中载带的元素进行污染特征分析及来源解析.结果表明,盘锦市冬季大气PM_(2.5)日均浓度顺序为开发区第二中学文化公园,日均浓度值超过环境空气质量标准(GB3095—2012)二级标准限值(75μg·m~(-3))的天数分别为9、4、7 d;各元素浓度平均值由高到低依次为AlCaFeNaMgZnPbMnVAsCuNiCrCd,其中Al、Ca、Fe、Na、Mg、Zn和Pb元素质量浓度之和占所有检测元素浓度的96.85%.富集因子分析表明,Cd、Zn、Pb、As、Cu属于极强富集,Ni、V属于强烈富集,Cr、Ca和Mg属于显著富集,Mn、Na属于中度富集,Fe属于轻微富集.因子分析结果表明,盘锦市冬季大气PM_(2.5)污染元素主要来源为煤烟尘、道路交通尘、燃油尘和土壤扬尘.     

芜湖市区土壤重金属污染评价及来源分析

对芜湖市区153个土壤样品中9种重金属的含量进行测定和评价,利用多元地统计方法进行污染来源分析。结果表明：芜湖市区土壤Zn、Fe、Mn、Cu、Pb、Co、Cd、Ni、Cr的平均含量分别为96.8、30600.1、466.1、35.0、29.1、16.7、1.2、26.3、78.3mg/kg;除Fe、Mn、Ni外,其他元素均高于相应土壤背景值,Zn、Cu、Pb、Co、Cd、Cr分别是背景值的1.26、1.09、1.17、1.20、6.11、1.29倍,说明这些元素出现了一定程度的积累。单因子评价结果表明Cd污染最为严重,Zn、Cu、Pb、Co和Cr为轻度污染,Fe、Mn和Ni没有污染。综合相关性、聚类及主成分分析可知,Fe和Mn为＂自然源因子＂,不同功能区分布主要受成土母质控制;Zn、Cu、Pb和Cd为＂交通及工业活动因子＂,Cu、Cd高值区均分布在开发区,Zn和Pb的高值区分布在镜湖区;Ni、Co和Cr为＂农业活动因子＂,其空间变异受成土母质及农业活动等因素影响。     

衡阳市大羽藓植物及其基质重金属元素含量分析

通过分析衡阳市7个样点的大羽藓植物体及相应土壤样品中的Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、As等6种重金属元素含量,大羽藓植物体内6种重金属元素平均含量分别为:40.86 mg/kg、339.27 mg/kg、19.54 mg/kg、0.32 mg/kg、0.27 mg/kg、4.77 mg/kg,基质中重金属元素平均含量分别为:48.32 mg/kg、160.40 mg/kg、22.35 mg/kg、0.21 mg/kg、0.38 mg/kg、11.62 mg/kg,均未超过国家标准2级标准.富集系数分析表明,大羽藓对Zn和Cd具有富集能力,富集系数分别为:2.12和1.52.植物体和土壤基质中重金属含量的相关性分析表明,除Pb外其它5种重金属都达到显著性差异水平(P0.05).     

广东某垃圾焚烧炉周边空气颗粒物中金属浓度特征及源解析研究

以广东某垃圾焚烧炉为研究对象,应用富集因子法、主成分分析法对其周边环境空气中金属(Fe、Al、Mg、Cu、Zn、Mn、Ba、Pb、Cr、Ni、Bi和Cd)含量及来源进行分析.结果如下:研究区域环境空气中各金属含量(各点均值)(ng·m-3)为:Fe(1092—3487)Al(939—3126)Mg(716—1339)Cu(63.4—995)Zn(227—427)Mn(162—291.1)Ba(61.4—372)Pb(21.9—41.8)Cr(12.3—25.7)Ni(5.70—15.5)Bi(0.70—1.22)Cd(0.42—0.82).相关分析和主成分分析发现,研究区域Fe与Ni、Cr、Mn、Ba主要来自于焚烧炉释放,Zn、Cd、Pb、Bi和Cu则来自于研究区域周边的交通污染源,而Al和Mg则主要来自于地壳或土壤背景值.     

山西省稷山和永济两地矮牡丹体内无机元素含量的比较

采用原子吸收分光光度法和比色法测定了山西省稷山和永济两地区矮牡丹体内和生境土壤中的10种元素(K、Mg、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Cd、Cr、Pb),分析比较了各种元素在不同地区矮牡丹体内和生境土壤中的分布规律及不同地区矮牡丹对无机元素的吸收富集能力.结果表明,两地区矮牡丹体内和生境土壤中无机元素含量无显著性差异;土壤及植株不同器官间元素含量也无显著性差异;两地区矮牡丹对不同元素的富集系数有显著差异,差异主要表现在对Cd(永济0.457,稷山0.213)和Ni(永济0.093,稷山0.167)的富集上,植株不同器官之间的富集系数无显著差异.表4参9     

拉萨垃圾填埋场渗滤液处理站周边土壤重金属含量分析及评价

填埋是西藏城乡生活垃圾处理处置主要方式.受垃圾填埋场渗滤液的影响,垃圾填埋场周边环境污染问题越来越引起社会关注.本文于2018年3月22日对拉萨市渗滤液处理站正南50 m和西南200 m处进行土壤采样,分析土壤酸度及Cd、Hg、As、Ni、Cu、Pb、Cr、Zn等8种重金属含量水平,采用Hakanson潜在生态风险危害法对垃圾填埋场周边土壤生态风险进行分析评价.结果表明,受垃圾渗滤液的影响,垃圾渗滤液处理站周边土壤酸度降低;Cd、As和Zn等3种重金属在两个监测点的含量均高于拉萨城市土壤元素背景值和中国土壤元素背景值,其中污染贡献率最大的是Cd,分别是拉萨城市土壤背景值的6.67倍和中国城市土壤元素背景值的8.25倍;根据两个监测RI值可知,150≤RI300为中等生态危害,其危害程度为西南200 m正南50 m.     

北京城区大气颗粒物与地表土壤金属元素空间关联分析

为研究北京市区大气降尘金属来源及其与表层土壤的关系,在北京市区五环内的典型地段采集落尘与土壤样品。研究中使用电感耦合等离子体原子光谱仪(ICP-AES)测定了9种金属元素Cd、Cu、Zn、Fe、Pb、V、Ti、Mn、Al的质量分数。结果显示,降尘和土壤中Al、Fe两种元素所占比例最大,质量分数分别为16144.8、12881.9μg· g-1和21400.9、815712.2μg· g-1。其次降尘中Zn、Ti和土壤中Ti、Mn居第二位。随后基于灰度关联法对大气降尘与表层土壤的金属元素关系分析可知,大气降尘与表层土壤是高度关联的,关联值均介于0.92~0.95之间,二者间关联较为紧密。其中在空气降尘对表层土壤的影响研究中分析得出,空气降尘对表层土壤的影响与采样点的空间位置变化相关性不强,与风向、风速等自然环境因素的关联度较大。在表层土壤对空气降尘的影响研究中分析得出,表层土壤对空气降尘的影响度随采样点环境变化较大,尤其是北京南站。最后,通过对降尘金属元素进行因子分析得出,第一因子Z1同时与Pb、V、Ti、Mn、Al、Fe、Cu、Cd等元素有较大关系;第二个因子Z2与Cd、Cu等元素有较大的相关性;第三个因子Z3与Zn、Fe等元素有较大相关性,与其它7种元素的相关性不明显。前三因子 Z1、Z2、Z3方差累积贡献率可达97.2%,由此可知,降尘来源主要与风引起的地面扬尘,与塑料制品的焚烧,冶金、化工等工业影响及轮胎磨损有关。     

不同攀援角度裂叶牵牛叶片金属元素含量变化及其相关性分析

为研究攀援角度对藤本植物金属元素含量的影响,采用原子吸收分光光度法测定了不同攀援角度裂叶牵牛叶片中10种金属元素含量,并对金属元素含量的相关性进行了分析.结果表明:攀援角度处理对裂叶牵牛叶片的金属元素含量产生不同程度的影响.攀援角度对Ca、K、Mg、Fe、Mn、Zn、Cd含量影响显著.大量元素对攀援角度的敏感性小于微量元素.随攀援角度增加(从0°到90°攀援角),叶片Mg、Zn和Mn含量显著增加,而Cd含量显著下降;K、Ca、Na和Fe含量呈"U"型变化趋势;从30°到90°攀援角,Pb含量呈增加趋势;Cu含量的变化规律不明显.相关分析表明,攀援角度与Mg、Zn、Mn含量呈显著的正相关,与Cd含量呈显著负相关;攀援角度与Ca、Na、K、Fe、Cu和Pb含量之间的相关性未达到显著水平.10种金属元素中呈正相关的元素多于负相关元素.其中,Mg、Zn、Mn和Cd在金属元素之间的协同或拮抗中发挥主要作用.     

温瑞塘河温州市区典型河段底泥重金属污染特征

通过对温瑞塘河温州市区典型河段44个表层沉积物样品重金属含量进行监测和分析,应用地积累指数法和生态因子富集法等对典型重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Mn、Ni进行污染评价和空间特征对比,结果表明：各重金属污染程度从高到低依次为：Zn〉Cu〉Pb〉Ni〉Mn〉Fe〉Cr,其中Zn、Cu在多数样点呈现重污染状态,含量分别为126．19～4312．07mg／kg及18．64～635．54mg／kg,Pb呈中度污染状态,含量为51．30～252．76mg／kg,而Ni、Mn、Fe、Cr基本处于无污染或轻微污染状态。绝大多数采样点出现3种以上重金属元素的复合污染,两种评价方法得出的结论基本一致,山下河重金属污染明显比九山外河更为严重,城市功能结构调整成为城市河网水环境治理的基础。     

滇池沉积物中重金属污染特征及其生态风险评估

采集了滇池北部和中心区域2根柱状沉积物样品,分析其常量元素（Fe、Mn、Al、Ti、Ca、K）、微量元素（Ba、Sr、Cu、Pb、Zn、V、Cd）剖面分布特征,并采用H？kanson潜在生态危害指数法对典型重金属（Cd、Cu、Zn、Pb）进行了污染潜在生态风险评估。结果表明：沉积物中常量元素以Fe2O3、CaO及Al2O3为主,MnO、K2O及TiO2含量较少,变化范围是Fe2O3为8.0～14.9%、MnO为0.1～0.2%、Al2O3为9.0～20.1%、TiO2为1.5%～2.8%、CaO为0.4～21.7%、K2O为1.5～2.0%;微量元素Pb, Cd, Zn, Ba, Cu, Sr 及V含量均较高,变化范围是Pb为73.8～105.3 mg·kg^-1、Cd为1.0～3.4 mg·kg^-1、Zn为123.4～210.6 mg·kg^-1、Ba为264.8～435.7 mg·kg^-1、Cu为77.5～133.5 mg·kg^-1、Sr为34.9～137.5 mg·kg^-1以及V为177.7～284.7 mg·kg^-1。尤其表层0～12 cm内（1950 s以后）,各元素含量值均明显高于12 cm以下各值,20世纪50年代后滇池流域内工农业发展及污染物输入是造成金属元素含量累积的主要因素。沉积物中典型重金属Cu、Zn、Pb、Cd污染潜在生态风险评估结果：Cu、Zn和Pb处于中度污染,且C if 值越接近表层（0～12 cm）其值越高,这表明自1950S后污染程度不断加重,其中 Cd 累积与污染比较严重,分析多种元素的多因子污染参数之和C d表明滇池沉积物中多种元素污染整体处于“较高”污染程度,分析多种元素的潜在生态风险指数RI表明滇池沉积物中重金属潜在生态风险处于“很高”水平。同时,滇池北部沉积物中重金属潜在危害较严重且近年来污染有加重趋势。     

重金属(Cd、Cu、Zn和Pb)在淮南塌陷塘鲫鱼体内的分布特征及健康风险

从淮南煤矿区塌陷塘采集鲫鱼样品,分析重金属元素(Cd、Cu、Zn和Pb)在鲫鱼体内的富集特征,结果发现,Cd、Cu、Zn和Pb在塌陷区鲫鱼(Carassius auratus Gibelio)肌肉中含量均低于《无公害食品水产品中有毒有害物质限量》(NY5073—2006)、食品中污染物限量(GB2762—2005)和FAO/WHO标准.重金属元素在鲫鱼体内的富集器官主要为内脏和鳃,Cd和Pb主要富集在内脏,Zn主要富集在鱼鳃,Cu的富集器官随着地域变化(对照为鳃,塌陷区为内脏).目标危险系数(THQ)分析发现Cu导致的健康风险较高,Cd最低,单一重金属THQ值和复合重金属的TTHQ值均小于1,说明研究区域内的鱼肉均不产生对人体危害的健康风险.     

忻州市市区大气颗粒物中的元素组成特征

采集忻州市市区冬季和夏季总悬浮颗粒物(TSP)和可吸入颗粒物(PM10)样品,测定其中Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb等18种元素含量,并对元素的浓度水平、时空分布特征和重金属的潜在生态风险以及元素的主要来源进行了研究.结果表明,忻州市TSP和PM10中18种元素平均浓度分别为47662.2 ng·m-3和17546.4 ng·m-3,重金属的生态危害在TSP中由高到低依次为CdCuCoPbAsCrZnNiMn,在PM10中为CdCuPbCoZnCrAsNiMn,且PM10比TSP具有更强的生态危害性.富集因子和主因子分析法表明,忻州市PM10中元素的主要排放源包括:煤烟尘和工业粉尘、土壤风沙尘、建筑水泥尘和汽车尾气,贡献率分别为56.30%、23.88%、19.78%.     

厦门大气PM_(2.5)中元素特征及重金属健康风险评价

通过在厦门市鼓浪屿、洪文和湖里进行冬夏两季的PM_(2.5)环境样品采集,利用能量色散X射线荧光分析仪分析了其中16种元素(Al、Si、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Sn、Sb、Ba和Pb)的浓度,对其时空变化特征和重金属的健康风险评价进行了研究.结果表明,Al、Si、Ca、Ti和Fe等地壳元素浓度较高,其浓度值冬高夏低.受区域功能和排放影响,所测元素浓度湖里点最高(2.12μg·m-3),鼓浪屿最低(1.15μg·m-3).富集因子计算结果表明,地壳元素中Ca富集因子为43,与建材类物质输入有关.受工业排放、机动车和船舶排放影响,重金属元素富集因子普遍高于100,特别是Cu、Zn、Cd、Sn和Sb的富集因子高达103—104.PMF源解析结果表明,厦门PM_(2.5)中元素来自于地壳源、机动车源、工业源、船舶源和燃煤源.重金属元素的暴露剂量、非致癌风险和致癌风险等计算结果显示,Zn暴露剂量最大(儿童:1.23×10-7mg·(kg·d)-1,成人:0.53×10-7mg·(kg·d)-1),Mn非致癌暴露风险最高(儿童:1.20×10-3,成人:5.18×10-4),Cr致癌暴露风险最高(儿童:1.80×10-7,成人:7.76×10-8).相应的暴露风险为冬高夏低,湖里点最高,鼓浪屿最低.总体来看,重金属的非致癌暴露风险和致癌暴露风险均远小于判断标准,表明厦门PM_(2.5)中重金属元素不存在明显的非致癌和致癌健康风险.     

不同锌营养下喷施锌肥对油菜生长和元素含量的影响

采用水培试验,研究Zn缺乏和正常条件下,喷施不同浓度的ZnSO_4和Zn Na2EDTA对两种油菜地上部生物量和Cd、Zn、Fe、Mn、Cu等元素含量的影响,并通过设置喷施Na2EDTA处理和分析Cd在油菜体内的累积分配规律来揭示喷施Zn肥降低油菜Cd含量的作用机理.结果表明,正常Zn营养下油菜地上部生物量显著高于Zn缺乏条件下,不同Zn营养条件下喷施Zn肥对油菜地上部生物量都没有显著影响.正常Zn营养下油菜地上部Cd含量极显著低于Zn缺乏条件下;正常Zn营养下喷施ZnSO_4使得普通油菜寒绿的地上部Cd含量显著低于对照处理,降幅为27.22%;Zn缺乏时喷施低浓度和高浓度ZnNa_2EDTA使得Cd低积累油菜华骏的地上部Cd含量显著降低,与对照相比分别减少28.70%和26.94%,喷施ZnNa_2EDTA降低油菜地上部Cd含量的作用与EDTA成分没有密切关系;喷施Zn肥主要通过抑制根部Cd吸收来降低油菜的地上部Cd含量.正常Zn营养下油菜地上部Zn含量极显著高于Zn缺乏条件下;喷施Zn肥显著提高油菜地上部和根部Zn含量.正常Zn营养下油菜地上部Fe含量极显著低于Zn缺乏条件下,Zn营养条件对油菜地上部Mn和Cu含量没有显著影响;不同Zn营养条件下喷施Zn肥可使油菜地上部Fe、Mn、Cu含量显著升高或降低,但是并没有显著影响油菜微量元素的营养平衡.