城市地表颗粒物重金属分布特征及其影响因素分析

城市地表颗粒物作为重金属的重要载体,严重危害城市人群和水体,已成为城市环境的重要研究对象。阐述了对地表颗粒物重金属的空间、粒径、赋存形态等分布特征及其影响因素进行系统分析的意义。通过对国内不同城市不同功能区的重金属（主要为：Zn、Cu、Cd、Pb）数据进行对比分析,各功能区重金属污染情况为：Cu、Pb：工业区〉商业区〉交通区〉居民区〉休闲区;Zn：工业区〉交通区〉商业区〉居民区〉休闲区;Cd：交通区〉工业区〉商业区〉居民区〉休闲区,同时各功能区中Zn、Pb含量波动性较大。整体上国内工业区、交通区和商业区地表颗粒物重金属污染严重。与我国的土壤重金属背景值相比,4种金属中Cd污染程度最为严重。探讨了与国外部分城市地表颗粒重金属污染特征之间的差异,指出国内城市重金属含量均值整体上低于欧美发达城市,而国内一线城市重金属含量明显偏高。系统分析了颗粒物重金属的粒级效应,赋存形态以及生物有效性。综述了城市交通活动（主要为交通流量、车辆行驶速度、变速频率、车辆类型、道路特征等）、降雨冲刷事件、雨前干燥期、大气风力作用、和其他因素对地表颗粒物重金属分布特征的影响。某种程度上,道路车辆的行驶速度和变速对颗粒物重金属累积的影响作用大于交通流量。不同降雨事件和雨前干燥期对重金属分布特征影响的研究结论不一,但地表颗粒对大气PM2.5重金属贡献较大。今后应在以下方面进一步加强对城市地表颗粒物重金属的研究：建立颗粒物粒径划分标准;加强重金属在降雨冲刷过程变化规律的分析;探讨地表颗粒物与大气颗粒物重金属转换关系;还应开展中小型城市,城乡结合部（城中村）地表颗粒物重金属污染特性研究。     

北京市大气气溶胶中金属元素的粒径分布和垂直分布

于2004年9月分别在北京325m气象塔的8m,80m和240m处利用Andersen分级采样器同步进行了大气气溶胶采样.样品中金属元素用电感耦合等离子体/质谱仪(ICP/MS)进行了分析.结果表明,Ca,Fe,Al,Mg,Ba,Sr和Zr在3.3-5.8μm的粒径范围出现峰值,K,Pb,As和Cd在0.65-1.1μm的粒径范围出现峰值,Zn,Sn,Cu和Ni在0.65-1.1μm和3.3-5.8μm的粒径范围出现双峰; Na,Mn,V在各粒径分布比较均匀.Al,Ca,Fe和Mg等地壳元素的浓度在80m处达到最大值,K,Pb和As等污染源排放的元素的浓度垂直分布比较均匀.     

洛阳市不同功能区地表灰尘重金属的粒径分布特征

以洛阳市为例,分析了工业区、商业区、居民区、城乡结合处、城市绿地和城市主干道等不同功能区地表灰尘颗粒组成及重金属（Cu、Zn、Pb、Cd）粒级效应。结果表明：洛阳市不同功能区地表灰尘粒径分布具多峰性,分别在850~250、150~96及〈75μm出现分布峰值。不同功能区地表灰尘粒径差异显著,居民区和城市绿地细颗粒比重较大,工业区和城市主干道粗颗粒相对较多。各金属元素的质量分数粒级效应不一,Pb在工业区各粒级中质量分数最高,具粒级效应,其它功能区粒级效应不明显,Cd、Cu粒级效应明显,Cd富集更趋向于细粒（96~75和〈75μm）,Cu在180~150μm粒径质量分数迅速升高,并随着粒径减小,基本呈上升趋势,除工业区和城乡结合部外,其它功能区均在〈75μm粒径达到峰值。除居民区和城乡结合部各粒径Zn分布较平均外,Zn主要富集于180~150μm粒径颗粒,且质量分数明显高于其它各粒级,粒级效应基本呈现正态分布。     

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.     

青藏高原不同粒径大气颗粒物元素分析

为研究青藏高原大气颗粒物化学组成特征,利用Andersen分级撞击式采样器进行大气颗粒物分级采样,建立并优化HNO3+H2O2+HF混合酸密闭消解的体系,并结合电感耦合等离子体质谱分析其中21种元素.结果表明,Na、Mg、Al、K、Ca、Fe元素浓度分别为469.12、286.61、430.75、390.92、783.59 ng.m-3和1289.32 ng.m-3,占所测元素的97.8%.粒径分布显示,Na、Mg、Al、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Sr、Ba在5.8—9.0μm粒径范围出现峰值;Co、Cu、Zn、As、Se、Mo、Cd、Tl、Pb在0.43—0.65μm和5.8—9.0μm粒径范围出现双峰.     

北京表层土壤重金属污染分布及大气沉降贡献

土壤重金属污染已成为影响城市可持续发展和生态环境安全的重大环境问题。对城市表土重金属污染状况以及来源进行系统分析具有重要意义。于2013年11月—2014年3月同步采集了北京城区及周边不同位置的大气沉降和0—10 cm表层土壤样品,采用ICP-MS测试了样品中主要重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的质量分数。利用富集因子和地累积指数法探讨了北京表层土壤重金属的污染状况,并对大气沉降贡献进行了定量表征。结果表明,北京表层土壤中重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的平均质量分数分别为0.5、76.8、51.3、25、35.2和133.4 mg·kg~(-1)。6种重金属质量分数都存在明显的"粒径递减"效应,即在2—63μm粒径段,表土重金属质量分数一般随粒径的减小而升高,粒径越小重金属在表土中的富集越明显。北京表层土壤中重金属Cr和Ni基本无污染,Cu、Zn和Pb轻微污染,Cd轻度污染;6种重金属都呈现不同程度的轻度富集(CdCuZnPbCrNi),均受自然源和人为污染源的共同影响。海淀区、朝阳区、东城区和西城区这4个区的交界区域存在Cd、Cu和Pb连片轻度、中度污染至偏重污染。朝阳区和东城区的交界区域、海淀区东南部、西城区西部、东城区西部存在Zn连片轻度污染至中度污染。北京表土中重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb的大气沉降平均贡献率分别为17.4%、21.2%、14.6%、12.2%、16.0%和20.0%。北京表层土壤重金属污染主要集中在细粒径颗粒,表现出较强的空间分异性,并且受大气沉降不同程度的影响。     

城市森林对大气中重金属的富集特征

为了探究城市森林不同树种对大气中重金属的富集能力和分析大气环境质量状况,本文以昆明市东三环边坡的城市森林为试验区,玉溪市磨盘山国家森林公园为对照区,选取两地区分布最广泛的蓝桉、云南松、华山松、圆柏为实验对象,通过测定植物叶片中的重金属含量,对其季节变化规律及重金属元素含量间的相关性进行了分析,结果表明:(1)植物叶片中重金属Zn、Cu、Pb、Cd含量(由春到冬)呈先下降后持续上升的变化趋势;Zn含量春季处于最高值(120.63 mg·kg-1);其余3种重金属元素含量冬季达到最高值.(2)叶片中Cu和Pb含量相关性极显著、金属元素的总含量和Zn、Cd的含量也极显著相关,其相关系数均达到0.85以上;Zn和Pb含量的相关性不显著.大气中重金属Pb污染严重的地区可选择华山松作为城市主要绿化树种、Zn污染严重的地区可选择蓝桉、Cu污染严重的地区可选择圆柏、Cd污染严重的地区4种植物均可选择;试验区的空气污染等级达到了Ⅱ级污染,属于轻度污染区,其中春季大气的综合污染指数最高.     

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.     

珠海近岸海域表层沉积物中的重金属及生态危害评价

为了研究珠江口近海海域重金属的污染状况,2009年8—12月对珠海珠江口4个站点的表层沉积物进行了6次采样,测定了表层沉积物中重金属Cd、Cr、Pb、Hg、Cu、Zn、Mn、Ni、Fe和金属Al的质量分数,分析了它们质量分数间的相关性,依据Lars Hakanson提出的沉积物中金属污染物评价方法,对Cd、Cr、Pb、Hg、Cu和Zn等6种典型重金属的潜在危害进行了评价。结果表明,Cd、Cu和Zn是该调查区域的主要重金属污染物,应该予以优先控制和治理。位于马骝洲水道入海口的S1位点上,金属元素（Cd除外）质量分数的季节特征是秋季（丰水期）〈冬季（枯水期）,重金属危害指数（RT）为轻微级,重金属潜在生态危害系数（Eir）顺序为Cd〉Hg〉Pb〉Cu〉Zn〉Cr;在S2位点,Cd、Cu、Hg、Ni和Fe的平均质量分数为秋季〉冬季,其它5种金属则为秋季〈冬季,RT为强级;在S3、S4位点上,8种金属元素（Hg、Mn除外）的质量分数呈现秋季〉冬季的现象,RT为很强级;S2、S3和S4站点的Eir均表现为Cd〉Hg〉Cu〉Pb〉Zn〉Cr的顺序。     

上海市郊春节期间大气颗粒物及其组分的粒径分布

利用电称低压冲击仪(ELPI)在线监测上海市嘉定区2009年春节前后不同粒径(50%切割粒径分别为:0.03、0.06、0.11、0.17、0.26、0.40、0.65、1.00、1.60、2.50、4.40、6.80μm)大气颗粒物的粒子数浓度变化.对比春节与非节日期间该地区大气颗粒物(<0.49、0.49—0.95、0.95—1.50、1.50—3.00、3.00—7.20、>7.20μm)中Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Pb 17种元素,F-、Cl-、NO 2-、SO24-、NO 3-、Na+、NH 4+、K+、Mg2+、Ca2+10种离子与有机碳(OC)、元素碳(EC)质量浓度的粒径分布.结果表明,春节对于大气颗粒物粒子数浓度的影响主要集中在0.11—1.60μm.如果以3.00μm为界将大气颗粒物划分成细(≤3.00μm)和粗(>3.00μm)颗粒物时,春节影响体现在细颗粒的元素为:Na、As、Pb,且主要集中于<0.49μm颗粒中;春节影响集中于大颗粒(>7.20μm)的元素为:Ni、Co;没有受到显著影响的为:Ca、V、Mn、Fe、Z...     

公路两侧大气颗粒物中的重金属污染特征及其影响因素

选择昌九高速公路(赣粤高速公路南昌至九江段)、昌樟高速公路(赣粤高速公路南昌至樟树段)为研究对象,采集了公路两侧10μm相似文献   

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。     

Pollution characteristics of lead,zinc, arsenic,and cadmium in short-term storm water roof runoff in a suburban area

Pollution of hazardous elements in roof runoff has been a potential danger to aquatic ecosystem as documented in previous studies. In this study, concentrations of lead (Pb), zinc (Zn), arsenic (As), and cadmium (Cd) in roof runoff were measured for short-term rainfall events. The concentrations of the selected elements varied to a high degree during the rainfall period, and the well-known first-flush phenomenon was not observed due to the short-term rainfall patterns. Based on event mean concentrations (EMCs) and fluxes, the elemental pollution may be ranked as Zn >> Pb > As > Cd. The average levels of Pb and Zn exceeded the fourth class value and fifth class value of the environmental quality standards for surface water in China. The relative high pollution could be caused by atmospheric deposition and the erosion of crust steel appurtenance installed above the rooftop. Furthermore, elements in particulate form dominated the roof runoff pollution, and the ratios of elements in particulate form to total amounts were 0.6 (As), 0.9 (Pb), 0.7 (Cd), and 0.5 (Zn). This study cleared the pollution characteristics of hazardous elements in short-term storm water roof runoff; it was useful for the selection of best management practices.     

东莞市不同区域菜地土壤重金属污染状况研究

对东莞市及其不同区域菜地土壤重金属污染情况进行了调查和分析，参照国家土壤环境质量标准，运用单因子污染指数法和综合污染指数法对上述土壤质量进行了评价。结果表明，全市和各区土壤受到了不同程度的重金属污染，具体表现为：全市土壤Cd、Cu、Ni和Pb的超标率分别为4．9％，6．6％，3．3％和95．1％，均处于轻污染状态，以Pb污染最严重；土壤Cr未有超标，仅西北区域达到了警戒级水平。全市土壤重金属含量各样点间变异较大(Zn、Cr、Pb、Cd、Cu、Ni和有效Cu、Zn的变异系数分别为51．5％，54．1％，37．5％，48．8％，60．2％，57．3％和85．3％，64．7％)，但对各重金属元素而言却存在着不同程度的区域差异。     

拉萨巴嘎雪湿地土壤重金属分布及生态风险评价

巴嘎雪湿地是西藏拉萨河流域的代表性湿地之一.文章为了解巴嘎雪湿地的重金属分布特征,在2018年10月采集了巴嘎雪湿地的表层土壤样品,对土壤中的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg重金属的含量进行了检测.巴嘎雪湿地表层土壤的重金属污染评价采用的方法主要包括内梅罗综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态风险指数法.结果表明,重金属Cu、Zn、Cr、Ni、As、Hg含量的平均值低于国家土壤环境质量标准(一级),但Pb、Cd的含量略偏高;Ni、As、Cr、Hg的平均含量低于拉萨市环境背景值,但Cu、Zn、Pb、Cd平均含量高于环境背景值.该研究区域的内梅罗综合污染指数平均值P_N=1.50,说明湿地整体处于轻度污染;按照国家土壤环境质量标准(二级)作为背景值,得到的P_N=0.64,属于安全水平.地积累指数平均值在-2.587到-0.744范围内,I_geo<0区域整体上无污染;潜在生态风险指数的平均值RI=72.779,属于低风险.各元素组合之间总体相关性不足,说明重金属累积方式具有多源性特点.巴嘎雪湿地整体生态环境优于国内大部分湿地,其表层土壤中Hg、Pb、Cd元素为强度变异,在部分位点中存在明显富集,受到人类活动影响,应加强关注.     

Measurement of metal bioaccessibility in vegetables to improve human exposure assessments: field study of soil–plant–atmosphere transfers in urban areas,South China

The quality of cultivated consumed vegetables in relation to environmental pollution is a crucial issue for urban and peri-urban areas, which host the majority of people at the global scale. In order to evaluate the fate of metals in urban soil–plant–atmosphere systems and their consequences on human exposure, a field study was conducted at two different sites near a waste incinerator (site A) and a highway (site B). Metal concentrations were measured in the soil, settled atmospheric particulate matter (PM) and vegetables. A risk assessment was performed using both total and bioaccessible metal concentrations in vegetables. Total metal concentrations in PM were (mg kg^?1): (site A) 417 Cr, 354 Cu, 931 Zn, 6.3 Cd and 168 Pb; (site B) 145 Cr, 444 Cu, 3289 Zn, 2.9 Cd and 396 Pb. Several total soil Cd and Pb concentrations exceeded China’s Environmental Quality Standards. At both sites, there was significant metal enrichment from the atmosphere to the leafy vegetables (correlation between Pb concentrations in PM and leaves: r = 0.52, p < 0.05) which depended on the plant species. Total Cr, Cd and Pb concentrations in vegetables were therefore above or just under the maximum limit levels for foodstuffs according to Chinese and European Commission regulations. High metal bioaccessibility in the vegetables (60–79 %, with maximum value for Cd) was also observed. The bioaccessible hazard index was only above 1 for site B, due to moderate Pb and Cd pollution from the highway. In contrast, site A was considered as relatively safe for urban agriculture.     

海南岛西部农用地表层土壤重金属富集研究

对海南岛西部农业用地表层土壤进行了7种重金属元素含量测定,重金属元素的富集指数计算和相关性分析。结果表明：海南岛西部农业用地表层土壤中重金属元素富集程度大小依次为As〉Pb〉Zn〉Cu〉Ni〉Cd〉Cr。各采样点Cr、Cd和Cu元素处于贫乏状态,As和Pb元素达到严重富集,可能与当地农业活动密切相关。相关性分析表明,研究区土壤表层中重金属As与Pb元素可能存在复合富集与复合污染,应引起高度重视。     

宁波市回龙河表层沉积物重金属的形态分析及风险评价

为了解回龙河表层沉积物中重金属的污染状况,采集了表层沉积物样品,测定了重金属Zn、Cu、Pb、Cr、Cd和Ni的总量及其化学形态,并采用潜在生态风险指数法对重金属进行了生态风险评价。结果显示,回龙河表层沉积物中Zn、Cu、Pb、Cr、Cd和Ni均有一定程度的累积,总量分别为286.4～1277.9mg/kg、21.71～146.0mg/kg、10.33～44.20mg/kg、25.13～90.40mg/kg、0.07172～0.3901mg/kg、13.27～157.2mg/kg,其中Cu、Cr、Pb与Ni 4种重金属具有一定的同源特性;形态分析表明,Cu的形态分布以有机结合态为主,最容易迁移释放,Zn、Cr和Ni除残渣态外,铁锰氧化结合态和有机结合态占一定比例,具有潜在风险;潜在生态风险指数法分析表明,沉积物中重金属元素的单一潜在生态风险指数顺序为Cd〉Cu〉Ni〉Zn〉Pb〉Cr,潜在生态危害指数RI均小于150,总体上回龙河处于轻微的生态风险等级。     

Trace element atmospheric pollution in South Albania studied by the moss technique and inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry

Monitoring hazardous air pollutants is needed for understanding their spatial and temporal distribution and ultimately to minimize their harmful effects. For the first time, the moss biomonitoring technique has been applied to air pollution monitoring in South Albania. Moss samples were collected during the period of September–October 2010, and were analyzed for total concentration of the elements Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Sr, V, and Zn by inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry. Geographical distribution maps of the elements over the sampled territory were constructed using geographic information systems technology. Multivariate statistical analysis was applied to distinguish elements mainly of anthropogenic origin from those predominantly originating from natural sources. Four factors were identified: Factor 1 reflects wind-blown mineral particles or local emissions from industry (Al, As, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, V, Zn); Factor 2 is related to long-range atmospheric transport of elements or local emissions from industry (Cd, Pb); Factor 3 (Na, Mg) and Factor 4 (K) reflect the natural origin of elements as crustal, marine, and vegetation components.     

铅锌矿区周边耕地土壤团聚体重金属污染状况及风险评估

为了解铅锌矿区耕地土壤团聚体污染状况,以贵州省都匀范家河铅锌矿区周围耕地土壤为研究对象,研究土壤团聚体中镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)3种重金属垂直分布特征和赋存形态。采用三步连续提取法(BCR)对污染土壤团聚体中3种重金属进行赋存形态分析,利用分布因子法(DFx)和地质累积指数法(Igeo)评估其环境风险。结果表明:土壤样品中重金属Cd、Pb和Zn的平均质量分数分别为23.25、518.40、3471.83 mg·kg^-1,已分别达到贵州土壤背景值的35.23、36.35、14.73倍,且3种重金属在土壤团聚体中的含量与其主要赋存形态特征均存在明显差异。研究区域剖面土壤中各粒径Cd主要以残渣态和可还原提取态的形式存在,各粒径Pb主要以残渣态和可氧化提取态的形式存在,80%及以上各粒径Zn为残渣态,综合得出研究区域土壤中重金属潜在影响程度为Cd>Pb>Zn。分布因子法结果表明:在0-100 cm剖面深度,Cd主要富集在0.25-1 mm的颗粒中,Pb主要富集在1-2 mm的颗粒中,Zn主要富集在0.053-2 mm的颗粒中;地质积累指数法结果显示,各粒径颗粒中Cd、Zn的污染水平主要为重污染,Pb主要为偏重污染。研究矿区周围耕地土壤已受到严重的重金属污染,应采取有效措施进行修复治理。该文为范家河铅锌矿区环境风险评价提供基础,旨在为矿区环境管理提供数据支撑。