应用地质累积指数评价抚顺市PM10中元素的污染

2006-2007年采暖季、风沙季和非采暖季分别在抚顺市的6个采样点采集PM10样品,用等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定样品中Ti、Al、Mn、Mg、Ca、Na、K、Cu、Zn、As、Pb、Cr、Ni、Co、Cd、Fe、V等17种元素的含量,并用地质累积指数对其污染状况进行初步评价。结果表明:(1)从PM10中元素在不同采样点的含量看,抚顺市PM10中Ti、Mn、Mg、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Co这9种元素在各采样点间的差别较大;Al、Ca、Na、K、As、Cd、Fe、V这8种元素差别较小。(2)从PM10中元素在不同采样季的含量看,抚顺市PM10中Mn、Mg含量的季间差别较大,其余15种元素季间差别较小。(3)Zn、Cd污染较重;Ti、Al、Mg、Ca、Na、K、As、Fe和V污染较轻;其他6种元素在6个采样点和3个采样季污染程度差别较大。(4)水库采样点各元素污染级别均不是最高;新华采样点PM10中Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Co、Cd污染级别均较高。(5)3个采样季PM10中Cd、Zn污染均较重,属于重度或严重污染;在采暖季PM10中Cu、Pb、Cr的地质累积指数较风沙季、非采暖季大;在非采暖季PM10中Mn、Co受到的污染比采暖季和风沙季稍严重。     

杭州市大气降尘重金属污染特征及来源研究

于2006年6月至2009年6月期间,在杭州市主城区7个采样点对大气降尘进行采集,并对10种重金属元素含量进行了分析。结果表明:重金属元素Cu、Cd、Mn、Ni、Pb、Zn、Co、Al、Fe、Mo质量浓度分别为223.6、15.6、741.1、27.8、363.7、1 820.4、7.0、8 982.4、21 149.0、13.4mg/kg;各功能区差异较大,半山(工业区)Fe、Mn、Pb、Zn浓度较高,江城立交(交通枢纽)Cu、Cd浓度较高。富集因子评价结果表明,Cd、Mo、Pb、Zn、Cu富集程度较高,受到不同程度人为污染。主因子分析结果显示,Mn、Fe可能来自钢铁冶炼及机械制造;Cu、Cd可能来自交通源;Zn、Mo可能来自相关的冶炼加工及合金工业;Ni、Co可能由煤和石油等化石燃料燃烧排放;Pb来自工业排放;Al主要来自地壳。     

重庆市颗粒物中元素分布特征及来源分析

2012年在重庆市6个采样点采集PM10和PM2.5样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子光谱仪(ICP-OES)对样品中Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb共17种元素含量进行测定,在此基础上对各元素浓度分布特征进行分析,并采用富集因子法(以Al元素为参比元素)和主因子分析法定性分析其污染的主要来源。结果表明,除Al、Ca、Co外,其他与人类活动相关的各元素更容易富集于PM2.5上。Zn、As、Pb、Cd在PM10和PM2.5中极强富集,表明重庆市燃煤、城市交通、工业等污染严重。大渡口和沙坪坝站点PM10和PM2.5中各元素的污染程度相对偏高,南坪、缙云山、巴南、茶园4个采样点各元素的污染程度相对偏低。主因子分析结果表明,土壤尘、建筑尘、燃煤工业尘、道路尘是重庆市PM10和PM2.5的主要来源。     

黄石市冬/春季大气PM_(10)中重金属形态特征研究

采用三级序列提取程序分离黄石市黄石港区、西塞山区、大冶市、阳新县PM10中的不同形态重金属,并使用电感耦合等离子体质谱对分离后液体中8种重金属(Cu、Cd、Zn、Cr、As、Pb、Ni、Co)的含量进行测定。同时,将传统金属生物有效性系数(k)进行加权,从而以重金属生物有效性综合系数(K)直观表征4个区域空气PM10中重金属对人体健康的危害程度。结果表明:(1)As为黄石市主要重金属污染物,冬季西赛山区As的质量分数为85.5%。(2)黄石港区PM10中冬季Cu、Zn、Cd、Pb和春季Cu、Cr、Pb,西塞山区PM10中冬季Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、Co和春季Zn、Cd、Cr、Pb、Ni、Co,大冶市PM10中冬季Cu、Zn、Pb、Ni和春季Cd、As、Pb,阳新县PM10中冬季Zn、Cd、As、Pb和春季Zn、Cd、Pb,其k均大于0.2,对当地居民的健康存在潜在风险或风险。综合评价,阳新县冬季和大冶市春季的大气重金属污染较严重,其K分别为0.544和0.340,对人体健康风险较大。     

潞城市大气PM_（10）中化学元素分布特征

利用ICP-AES分析了潞城市采暖期和非采暖期4个不同功能区PM10样品中16种化学元素,对不同元素的时空分布特征进行了研究,并采用富集因子和主成分分析初步研究了潞城市PM10中元素的主要来源。结果表明,潞城市PM10中重金属污染较为严重,且各元素在采暖期的平均浓度均明显高于非采暖期。PM10中Ca、V、Cr、As、Ni、Mn、Cu、Zn、Al和Pb的富集因子EF〉10,主要来源于人为污染;而Na、Mg、Si、Fe和K的EF〈10,除部分来自人为活动外,主要来自土壤风沙等自然来源。主成分分析结果显示,潞城市PM10中元素的主要来源按贡献率大小依次为：煤烟尘和工业粉尘50.39%,自然源34.37%和机动车尾气15.24%。     

巢湖表层沉积物中重金属的分布特征及其污染评价

以巢湖表层沉积物为研究对象,利用BCR连续提取法研究了沉积物中Cr、Co、Ni、Cu、Cd、Zn、V和Pb等8种重金属元素的分布特征,同时运用潜在风险指数法和地累积指数法综合评价了巢湖沉积物中重金属的生态风险。结果表明,巢湖沉积物中的重金属含量在空间上表现出东西高、中间低的分布特征。巢湖表层沉积物中Cr、Co、Ni、V和Cu 5种重金属都主要以残渣态为主,Zn和Cd主要以弱酸提取态为主,Pb以可还原态为主,同时,Co和Cu 2种元素的可交换态及可还原态含量占有较高比例,具有潜在危害性。相关性分析显示,Cr、Cu、Pb、Ni、Zn和Cd 6种重金属元素的来源和分布可能具有相似性,Co和V 2种重金属元素具有相似的地球化学行为且其主要来源可能与其他几种重金属不同。潜在生态风险指数评价结果表明,巢湖表层沉积物中8种重金属元素构成的生态危害顺序为:Cd>Pb>Co>Cu>Ni>Zn>V>Cr,Cd具有高的生态危害等级,其他7种重金属元素均为低生态危害等级。地累积指数法评价结果表明:巢湖沉积物重金属元素的富集程度为Cd>Zn>Pb>Co>Cu>V>Ni>Cr,Cr属于清洁级别,Co、Cu、V和Ni处于轻度污染水平,Zn和Pb处于偏中度污染,Cd达到了重污染水平。     

乌鲁木齐市地表灰尘中微量元素空间分布与来源解析

为研究典型绿洲城市地表灰尘中微量元素的污染及来源,在新疆乌鲁木齐市采集83个地表灰尘样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb与Zn等9种微量元素含量,采用地质累积指数法评价地表灰尘中微量元素污染水平,基于地理信息系统(GIS)技术与地统计法分析微量元素空间分布格局,并利用多元统计分析法分析地表灰尘中微量元素的主要来源。结果表明,乌鲁木齐市地表灰尘中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn分别为新疆土壤背景值的2.00、1.35、1.38、8.24、1.28、2.09、3.26倍。地表灰尘中Hg呈现中度污染,Cd、Pb和Zn呈现轻微污染,As、Cr、Cu、Mn和Ni呈现无污染。研究区地表灰尘中各微量元素的空间分布格局各不相同。从污染来源来看,研究区地表灰尘中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb与Zn来源主要受到人为污染源的影响,Mn来源主要受到土壤地球化学特征的控制。     

基于地球化学标准化方法的平湖市农田土壤重金属污染评价

运用地球化学标准化方法评价浙江省平湖市农田土壤重金属污染状况.结果显示,约50%的农田土壤受到了重金属人为污染,其中除了5.6%的农田土壤受到了Hg中度人为污染外,其余均为轻微人为污染.每种重金属元素的地球化学基线值均可信,Cr、Pb、Cu、Zn、Ni和As与标准化元素Al线性相关性较好,而Hg和Cd与Al线性相关性不好,原因可能与后者受人类活动或土壤环境影响较大有关;多变量聚类分析结果表明,平湖市农田土壤重金属元素组成特征为Cd一族、Hg一族,而Cu、Pb、Ni、As、Cr和Zn为一组合族.     

北京市PM2.5污染特征 、来源分析及其重金属健康风险评价

分析了2016年北京市的PM_(2.5)及其中的Zn、Pb、Mn、Cu、Cr、As、Ni、Cd、Sb、Co、V、Ba、Al、Fe、Mg、Ti、Ca、S 18种元素含量,并对重金属As、Cr、Pb、Cd、Ni、Mn、Cu和Zn进行了相应的健康风险评价。结果表明:PM_(2.5)质量浓度为14.63～206.35μg/m~3,年平均值为74.00μg/m~3,超过《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准(35μg/m~3)1倍多;PM_(2.5)中S、Zn、Sb、Pb和Cd的富集程度较高,主要来源于机动车尾气排放、燃煤和工业活动;Mn、Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Ni 8种重金属对儿童、成人女性、成人男性的非致癌总风险均小于1,不存在非致癌风险;As、Cd、Cr和Ni 4种重金属的致癌风险为1.94×10~(-7)～6.04×10~(-5),均小于10~(-4),部分重金属可能存在潜在致癌风险,主要是As和Cr存在潜在致癌风险。     

湖南某铅锌锰冶炼区总悬浮颗粒物重金属来源及健康风险评价

通过监测湖南某典型铅锌锰冶炼区大气总悬浮颗粒物(TSP)和铅锌冶炼企业外排废气中Cd、Cr、As、Ni、Pb、Zn、Cu和Mn的浓度水平,应用富集因子、相关性及主成分分析研究了铅锌冶炼企业外排废气中重金属含量与大气TSP中重金属含量的关系,采用美国环境保护署(USEPA)的人体暴露风险评价模型进行了健康风险评价。结果表明:废气中重金属平均浓度表现为ZnCrMnCuNiPbCdAs。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为4.87、27.06、0.09、12.54μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为5.87、17.98、10 426.87、23.52μg/m~3。大气TSP中重金属平均浓度表现为ZnCuPbMnNiCrAsCd。其中,致癌物质Cd、Cr、As、Ni的平均质量浓度分别为1.07、1.63、1.59、2.00μg/m~3,非致癌物质Pb、Cu、Zn、Mn的平均质量浓度分别为36.30、65.54、189.79、35.03μg/m~3。Zn、Pb、Cu、Ni、Mn可能为同一来源,主要来源于铅锌冶炼企业的外排废气,Cr主要来源于电解锰企业的废渣堆放,Cd主要来源于煤燃烧。大气TSP中致癌物质Cd、Cr、As与Ni的致癌风险基本都高于10-4,说明Cd、Cr、As与Ni存在较大的致癌风险;非致癌物质Pb与Mn的非致癌风险高于1,存在较大的非致癌风险,尤其是Mn。     

北京高校校园道路灰尘重金属污染特征及健康风险评价

为了解高校校园道路灰尘重金属污染特征及其可能带来的健康风险,在北京10所高校共采集了50个道路灰尘样品,测定了灰尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的浓度,采用美国环境保护署(USEPA)推荐的健康风险评价模型对高校道路灰尘重金属做了初步的健康风险评价。结果表明,北京10所高校校园道路灰尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb的平均质量浓度分别为0.77、85.07、82.41、34.03、54.30、308.31mg/kg,均高于北京土壤重金属背景值。10所高校的重金属平均地累积指数(Igeo)排序为ZnCdCuCrPbNi,其中Zn、Cd和Cu处于中度污染水平,Cr和Pb处于轻度污染水平,Ni处于无污染水平。对于非致癌风险,呈现摄食皮肤接触呼吸吸入的特征,摄食是主要的暴露途径,Cr和Pb是主要的风险元素。对于致癌风险,Cr、Ni、Cd的致癌风险均低于风险阈值。高校校园道路灰尘重金属引起的健康风险处于较低水平。     

南京大气细粒子中重金属污染特征及来源解析简

利用2011年1月、4月、7月和10月在南京市区和北郊采集的气溶胶样品,研究了南京大气细粒子中Zn、Pb、Hg、As和Cd 5种重金属的污染水平,通过元素相关性分析和因子分析方法,对细粒子中这些重金属的污染来源进行了初步解析。结果表明,南京大气细粒子及其重金属污染严重,北郊普遍比市区严重;As严重超标,Cd在南京北郊超标约5倍,Zn在市区与北郊的质量浓度均高于其他重金属元素。每种重金属的浓度均随季节而变化。市区细粒子中,As和Zn可能主要与燃煤、轮胎灰尘和建筑扬尘等有关,Pb、Hg和Cd主要来自交通尘、城市垃圾焚烧等。北郊细粒子中,As、Hg和Zn主要来源于燃煤、钢铁冶炼等工业,Pb和Cd主要与农作物秸秆燃烧、汽车尾气、道路扬尘等影响有关。     

大辽河主要污染源重金属特征及污染评价

为了解大辽河水环境中重金属污染来源及其污染程度,对大辽河上游来水以及主要排污口的表层水体和表层沉积物主要重金属(Cr、Co、Cd、Mn、Zn、Ni、Cu、Pb、As)浓度进行了研究,并分别采用综合污染指数评价法和地累积指数评价法对表层水体和表层沉积物污染程度进行了评价。结果表明,大辽河上游来水中Cr、Cd、Zn、Cu、As、Pb元素浓度均低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准规定的限值;太子河中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb元素浓度较高,海城河Mn、As元素浓度较高;主要排污口水体中Cr、Cu、As、Cd、Pb元素浓度均低于GB 3838—2002的Ⅰ类标准规定的限值,其中纱厂潮沟、港监潮沟排污口水体重金属浓度较高。大辽河沉积物重金属浓度表现出自上游向下游递减的特征,西潮沟、港监潮沟排污口沉积物重金属浓度高于其他排污口。综合污染指数评价法表明,大辽河水质情况较好,太子河存在较高的潜在污染风险;而地累积指数评价法表明,大辽河主要汇入河流和主要污染源沉积物重金属污染程度大多为清洁,只有西潮沟排污口沉积物中As处于轻度污染,需要引起注意。     

常州市春季大气PM2.5中金属元素的分析及污染特征

建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,同时测定大气PM2.5中K、Na、Ca、Mg、Fe、Al、Zn、Si、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、As、Cd和Pb等18种金属元素的分析方法.样品用HNO3+H2O2(5∶1)经微波消解系统进行前处理.该方法操作方便,酸用量少,由于是密闭消解,对环境污染也少.经过反复调试,确定了仪器最佳操作条件.结果表明,各种元素标准曲线的线性相关系数均在0.9990以上,方法检出限在0.07 μg/L ～1.16 mg/L之间,精密度实验中各元素的RSD均小于7.53％,回收率在91.38％～117.53％之间.该方法能够快速有效地实现多元素同时测定,检测线性范围宽,测试结果准确可靠,可以应用于大气颗粒物中多种金属元素的测定.采用富集因子分析法对常州市大气中PM25做来源分析表明,常州市大气PM25中,大部元素的富集因子都大于10,其中,Ni、Cu、Zn、As、Cd、Co和Pb在各个采样点的富集因子都非常高,表明主要来自于人为污染.     

云浮硫铁矿矿区土壤重金属含量的空间分布

对云浮硫铁矿矿区及其周边土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和Ni等元素含量进行了测定分析,利用地统计学方法研究了6种重金属的空间结构与分布特征。结果表明,6种重金属元素平均含量都超出当地土壤元素背景值;结构性因素对Cd、Cu、Zn的空间变异起着较显著的主导作用,而随机性因素对其空间变异的影响是较弱以及不显著的;Pb和Cr表现为具有中等程度的空间相关性,随机效应与结构效应相近;土壤中Cd、Cr、Cu与矿石加工企业以及矿渣的堆放密切相关,Zn的污染主要来源于农业施肥,Ni的含量除了受企业的影响外,农业施肥对重金属污染的影响也是不可忽略的。Pb含量的增加主要是由于矿石的开采造成。     

雷州半岛土壤重金属分布特征及其污染评价

在雷州半岛采集了106个土壤表层样品,分析了其中8种重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、Hg和As)的全量.结果表明,雷州半岛土壤重金属污染由高到低排序为Ni＞Cr＞Hg＞Cu＞Zn＞Cd＞As＞Pb,Zn、Cd、As和Pb质量浓度均没有超标,Hg和Cu质量浓度超标率亦不高,但Ni和Cr平均质量浓度达49.81、87.13 mg/kg,高于国内外其他对照区域,超标率分别为25.47%和24.53%;重金属元素在雷州半岛各土壤利用类型中分布规律不明显,按4种主要土壤利用类型受重金属污染程度大小排序为甘蔗地＞果园土＞水田＞菜地;雷州半岛土壤综合污染指数总平均为0.970,土壤总体上尚清洁,重金属污染处于警戒水平;雷州半岛各区域中,徐闻、雷州两地土壤重金属质量浓度明显高于其他地区,其主要原因是徐闻、雷州两地成土母质主要为玄武岩,造成土壤Cr、Ni及其他重金属背景值较高.     

污泥焚烧底灰中重金属残留特性的实验研究

利用原子吸收分光光度计和程序控制温升炉研究了沈阳市污水处理厂污泥在不同焚烧工况下重金属Cu、Cr、Cd、Zn、Ni和Pb在焚烧底灰中的残留特性。考察了升温速率、焚烧温度、含水率以及停留时间等因素对重金属在污泥底灰中的残留特性的影响。实验表明 ,Pb、Cd和Cu在灰渣中的残留率随着温度和停留时间的增加而降低。大部分的重金属元素Zn、Cu和Cr残留在灰渣中 ,Cd、Pb和Ni部分残留在灰渣中     

滦河干流表层沉积物中营养元素和重金属含量分布特征及其风险评价

选取滦河干流为研究对象,采集表层沉积物并分析其粒径分布、营养元素(N、P、C、S)及重金属(Cd、Ni、Cu、Zn、Cr和Pb)含量分布特征,对重金属采用富集系数法进行源解析,并利用地积累指数法、污染指数法和潜在生态危害指数法进行系统性的生态风险评价。结果表明:沉积物营养元素TN、TP、TC、TS均值为1 047.6、1 427.4、20 060.9和1 564.2 mg·kg~(-1),且分布存在空间差异性;粒径分布特征为粉砂或砂占比重大,黏土占比重小;重金属Cd、Cu、Ni、Zn、Cr和Pb含量均值分别为0.28、40.48、31.48、88.67、16.45和21.5 mg·kg-1,Cd、Cu、Ni、Zn超过河北省土壤背景值;Cd富集系数均值为2.31,其污染主要源是人为输入,其余重金属未见明显富集现象;相关性分析和主成分分析表明Cd与Cr、Cu、Ni、Zn呈显著正相关,Cr与Cu、Ni、Zn呈显著正相关,Pb与Fe、TP呈显著正相关,Cu与Ni、Zn呈显著正相关,Ni与Zn呈显著正相关;基于地累积指数法得Cd为重金属首要污染物;单项生态危害指数均值大小顺序为Cd(94.39)Cu(9.28)Ni(5.11)Pb(2.16)Zn(1.13)Cr(0.48);沉积物风险指数(SPI)相应等级为低风险级别(SPI=2.755),且整体潜在生态风险指数(RI)相应的亦为低生态风险(RI=112.561150)。     

南方某铅锌锰冶炼区周边大气降尘重金属污染水平及风险评价

于2016年8月至2017年1月分别对南方某铅锌锰冶炼区周边(污染区)及大新村(对照区)进行大气降尘干法采集,测定了大气降尘中Cd、Zn、Pb、Mn、Cu、As、Ni、Cr含量,采用富集因子法、潜在生态风险指数法和健康风险评价对大气降尘重金属污染进行源解析与风险评价。结果表明,污染区大气降尘中Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、As、Zn、Cu均值分别为166.6、104.5、6 109.0、80.9、635.9、53.6、8 838.5、180.3mg/kg,分别为背景值的691.3、2.1、11.6、2.4、24.5、2.9、106.6、6.9倍。富集因子法分析得出,污染区大气降尘中Cd、Zn和Pb主要来源于铅锌冶炼以及电解锰企业;Mn、Cu、As和Ni在大气降尘中富集程度次之,既受自然源,也受人为源影响。生态风险评价表明,污染区大气降尘中Cd为极强生态危害,Pb、Zn属于强生态危害,Cu、As、Ni、Cr均为轻微生态危害,综合潜在生态风险达到很强生态危害等级。健康风险评价表明,污染区大气降尘中重金属主要健康风险来源于非致癌风险,致癌风险可忽略。大气降尘中Pb、As、Cd经手-口摄入途径对儿童存在非致癌风险,应采取措施降低污染区大气降尘中Pb、As、Cd含量,控制手-口摄入途径对儿童的非致癌风险。     

长荡湖沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为明确长荡湖重金属污染特征及生态风险,于2018年9月至2019年8月采集长荡湖入湖河流、湖泊水体及表层沉积物样品,分析8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg)含量,采用正定矩阵因子(PMF)模型和主成分分析多元线性回归(PCA-MLR)模型对湖泊重金属污染来源进行解析,评估长荡湖沉积物重金属污染程度及风险等级。结果表明,8种重金属有7种超出江苏省土壤环境本底值,秋季长荡湖沉积物中重金属含量普遍较低。Cr、Cd、Zn和Ni的分配系数较高,现阶段不易从沉积物中释放到水体中,但由于Cd多为可交换态且在沉积物中含量较大,因此仍具有从沉积物中释放到水体中的潜力;Cu、As和Hg的分配系数较低,具有从沉积物中释放到水体中的潜力。Hg、Cd、As和Cu污染来源中农业生产占比最高,Pb和Zn交通污染占比最高,Ni自然来源占比最高,Cr工业活动占比最高。长荡湖春季和夏季受重金属污染程度更高,Cd和Hg的生态风险较高,需重点关注。