青岛市冬季降尘中重金属的形态分析及其环境风险评估

在2017年冬季采集青岛市交通区、居民区、高教区和工业区等功能区的降尘样品,研究了金属元素(Al、Fe、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn)的赋存形态和环境风险.结果表明,Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均含量为0.5、56.4、231.2、143.5、394.1 mg·kg~(-1),均超出了青岛土壤背景值,Cu的含量是背景值的12.8倍.Cd的可交换态(24.5%)和碳酸盐结合态(19%)所占比例较高,Pb、Zn的铁锰氧化态含量高,分别为23.7%、44.6%;Cu以有机态(70.2%)为主,Al、Fe、Cr、Pb金属主要赋存于残渣态中(46%—83%).功能区中的Cd、Pb、Zn的交换态和碳酸盐结合态以交通区和居民区比重较大,且与总量呈极显著相关(P0.01);Cu、Cr的可交换态在居民区和交通区含量较高,两种金属的碳酸盐结合态分别在工业区和高教区含量较高,Cu的可交换态与总量呈正相关(P0.05).风险评价编码法(RAC)表明降尘对环境构成的风险排序为CdZnPbCuCr,Cd在各功能区处于高风险,Pb和Zn属于中等风险,Cr属于低风险.Cu在工业区处于中等风险,在其他3个功能区处于低风险.     

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。     

污灌湿地系统土壤-植物中铬的赋存形态研究

采取逐级提取法对江苏盐城某污水灌溉湿地土壤中的铬的赋存形态以及其上生长的丰要植物芦苇的不同组织部位中的总铬进行了分析测定，并研究其生物有效性。结果表明：与对照点相比，污灌土壤中铬质最分数明显升高而受到不同程度的污染，其赋存形态质量分数由高到低顺序为残渣态（RES-）→铁锰态（（OFeMn-））→碳酸态（CARB-）→有机态（OM-）和交换态（EX-）之和。芦苇不同组织部位中铬分布研究表明根部质量分数远大于茎和叶，说明根系吸收为主要作用，而后迁移至其它易积累部位。对各种形态的铬与植物中的铬总量之间的相关性进行了分析，相关系数表明，植物中的生物富集量与各种赋存形态都有一定的线性关系，其中强有机质结合态与生物富集量具有最好的线性相关性。     

中国大气降尘地域性分布特征研究

为了研究中国大气降尘量的地域性分布特征,探讨大气降尘的影响因素,文章以中国大气降尘研究为基础,汇总近20年25个行政区44个地区的降尘量数据,以10 t·km-2·month-1为间隔首次划分降尘区间,为中国降尘量标准的制定提供参考。中国大气降尘现有研究多集中在东北部、中东部地区以及西北沙漠地区,降尘量整体分布为北方高于南方,西部多于东部。除涉及强沙尘暴袭击区域外,现有研究区域的降尘量算术平均值为14.73 t·km-2·month-1,53.7%的研究区域降尘量小于该平均值。降尘量少于20 t·km-2·month-1的地区多集中于沿海地区、长江中下游地区以及东北平原地区,此类地区多为旅游景区和重要的商品粮产地,植被覆盖率较高,水土保持性能良好,且不易有较大的风沙侵袭;华北平原地区、内蒙古高原地区和准噶尔盆地一带降尘量相对偏高,此类区域多为重工业区,发展经济的同时造成了不同程度的环境污染和资源掠夺;降尘量最大的地区位于塔里木盆地一带,最大值为2915.96 t·km-2·month-1,属于沙尘暴多发区。大气降尘量虽会在一定程度上受到经济发展、工业布局、能源结构的影响,但更多的是因为其地域性差异而造成降尘量不同。中国现有的各地降尘量的数据较少,且研究区多位于城市等人类活动中心,更多地区的降尘量尚需要进一步研究。     

煤矿区大气降尘饱和烃分布特征

煤矿区域粉尘较多,大气环境状况较差。应用GC-MS技术鉴定平顶山市石龙区降尘样品中饱和烃组分,分析其样品中正构烷烃的分布特征,并结合生物标志物参数解析其来源。结果表明,降尘样品中共鉴定出nC11～nC35正构烷烃、34种萜类化合物和18种甾烷化合物,还有二环倍半萜烷、烷基环己烷系列和丰富的姥鲛烷和植烷。正构烷烃碳数主要呈三峰态和双峰态分布,其碳优势指数CPI值分布在1.45～3.78之间。生物标志物参数C29甾烷20S/(20S 20R)值范围是0.34～0.40,C31霍烷22S/(22S 22R)值范围是0.54～0.59。由正构烷烃碳数分布特征和植物蜡碳数Cn(wax)分布特征、以及CPI值、甾烷和萜烷标志物参数值等分析认为,石龙区降尘饱和烃具有自然源与人为源双重来源。煤的普遍存在与其开采、加工活动密集是其最大的人为来源,而较明显的生物来源则可能为生物质碎屑或磨脱颗粒,或者是由于粗大的大气颗粒物易富集生物源正构烷烃所致。     

南京城市土壤中重金属的化学形态分布

采取Tessier连续提取法，研究了南京市不同城区表层土壤中Fe,Mn,Cr,Ni,Co,V,Cu,Zn,Pb的化学形态分布。结果表明，南京城市土壤中Fe,Mn,Cr,Ni,Co,V,Zn,Pb以残渣晶格态为主，可交换态比例极低；Cu在城市道路旁的土壤中有机物结合态所占的比例最高，其他区域残渣晶格态所占的比例最高，与非城区自然土壤相比，主要来源于人为输入的Mn,Cu,Zn,Pb残渣晶格态所占的比例低，活性态比例大；Cr和主要来源于原土壤物质的Fe,Ni,Co,V在城市土壤与非城区自然土壤中各形态所占的比例相似，残渣晶格态比例大，活性态比例极低。     

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.     

模拟酸雨条件下降尘中Cu,Pb,Zn,Cr各形态的溶出和转化研究

本文用Ｔｅｓｓｌｅｒ方法，研究了模拟酸雨条件下，降尘中Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ各形态的溶出和相互转化。试验表明：（１）降尘中Ｃｕ，Ｃｒ的溶出量随酸雨酸度的增大而增加；Ｐｂ，Ｚｎ没分别在ＰＨ＝３．５和ＰＨ＝４．５时溶出量最大，溶出的金属多源于可交换态和碳酸盐结合态，说明这两种形态的稳定性较差。（２）在模拟酸雨条件下，Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｃｒ各形态的含量发生了较大变化；Ｃｕ从其优势形态有机结合态向可交换态     

深圳市城市绿地土壤中重金属的含量及化学形态分布

对深圳市中心区城市绿地表层土壤(0-20cm)中Cu,Zn,Pb和Cd的含量、化学形态分布和迁移性进行研究.结果表明,土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量分别为6.4-188.2(26.3)mg·kg-1,34.9-284.8(69.1)mg·kg-1,15.2-245.5(47.2)mg·kg-1和0.01-3.48(0.47)mg·kg-1.道路绿化带土壤中Cu,Zn和Pb的平均含量最高,在公园绿地土壤中Cd的平均含量最高.分别有75.6%,87.0%,98.8%和98.8%的土壤中Cu,Zn,Pb和Cd的含量超过广东省赤红壤的背景值,重金属在土壤中呈现明显的富集特征.土壤中Cu,Zn和Cd以残渣态所占比例最高,Pb以铁锰氧化物结合态最高.随着土壤中Cu,Zn,Pb和Cd含量的增加其残渣态所占比例降低,铁锰氧化物结合态或交换态所占比例增加,重金属活性增大.土壤中Cd迁移能力最强,迁移能力依次为Cd>Zn>Pb和Cu.     

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。     

Changes in chromium distribution during the electrodialytic remediation of a Cr (VI)-contaminated soil

A laboratory study has been carried out to determine the feasibility of in situ remediation of chromium (VI)-contaminated soil using electrodialysis in relation to its speciation in soil. This technique is best suited for low-permeability soils or sediments, which may be difficult to remediate by other means and implies the application of a low-intensity direct current to the soil, which is separated from the electrode compartments by ion-exchange membranes. A clayey soil was prepared for use in the experiments and was characterized before being mixed with a solution of potassium dichromate for several days to produce a final Cr content of 4,056 mg/kg of soil dry wt. Remediation tests were carried out under constant-voltage conditions for periods of 7–14 days and the evolution of applied current to the cell, pH, and conductivity of the electrolytes were recorded periodically. Fractionation of chromium was determined for soil samples before and after remediation using a standardized four-step sequential extraction procedure (SEP) with acetic acid, hydroxylamine, hydrogen peroxide, and aqua regia solutions. Results show that chromium is mobilized from the most labile phases (soluble/exchangeable/carbonate). In a 15 V test, SEP results show that the amount of chromium extracted in the first step drops from 80% to 9%, but also that changes in the total chromium distribution occur during the treatment with some transferred to other soil phases that are more difficult to mobilize.     

施硅对污染土壤中铬形态及其生物有效性的影响

关于硅对蔬菜重金属生物有效性和对菜田土壤重金属铬形态影响的问题的研究目前仍嫌较少,该文采用盆栽试验结果讨论了在铬污染菜田土壤上施不同量硅对铬形态和蔬菜生物有效性的影响作用.研究表明,在铬污染条件下,施可溶性硅酸盐,与对照相比,土壤的交换态铬含量降低,而沉淀态铬和残渣态铬含量提高,因而可降低铬的蔬菜生物有效性,使小白菜(Brassica chinensis)体内的铬含量明显降低.同时还可使小白菜的生物量显著提高.     

近地面O_3含量升高条件下土壤中腐殖质单体儿茶酚转化的放射性~（14）C示踪研究

近地面大气臭氧（O3）含量不断升高对生态环境的影响已引起人们的广泛关注,然而O3含量升高对土壤有机碳的矿化及转化影响却少有研究。土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分,土壤碳库的微小变化将引起大气CO2浓度的显著改变。文章以典型土壤腐殖质单体化合物儿茶酚为代表,利用14C示踪技术,研究了O3含量比当前背景升高约0.15μmol·mol-1时对土壤中腐殖质苯酚类前体化合物的矿化及转化的影响。结果表明,O3含量升高会对土壤中培育12d后儿茶酚的矿化及残留物分布具有显著的影响,而且这种影响程度和规律同土壤有关。O3含量升高促进了黄棕壤中儿茶酚的矿化,增加了儿茶酚残留物在黄棕壤腐殖酸（HA）中的总量,并使残留物在HA中偏向于同大分子结合。O3含量升高对灰潮土中儿茶酚的矿化有抑制作用,但对儿茶酚残留在HA内总量及分布没有显著影响。O3含量升高对儿茶酚在土壤中的稳定性及归趋的影响可能是O3对于微生物活性的抑制作用和O3的直接氧化作用的共同结果。后续工作中应研究土壤腐殖质中其它组份的稳定性及转化对近地面大气O3含量升高的响应,以全面考察O3含量升高对土壤碳库的影响。     

腐殖酸对铊污染土壤中铊形态和分布的影响

选用云浮含铊硫铁矿周围冲积土壤为供试样品,在土样中投加不同比例腐殖酸,采用连续浸提法对比研究了外源腐殖酸对受铊污染土中的铊不同形态及活性的影响.结果表明:随腐殖酸投入比的加大,酸可交换态含量明显下降,Fe/Mn氧化物结合态反之,有机质结合态与Fe/Mn氧化物结合态雷同,残余态几乎无变化;腐殖酸对酸可交换态铊分配比率最高为13.6%～30.5%,分别是有机态铊和Fe/Mn氧化态铊的2.8～15.1倍和2.8～3.7倍.结果说明腐殖酸有降低冲积土壤上有害活动态铊的功能,其作用机制在于腐殖酸具备的络合(螯合)能力和胶体特性.研究确认,腐殖酸可作为土壤重金属污染修复的优质材料.     

Spatial and temporal distribution of atmospheric mercury species over the Adriatic Sea

Field measurements of atmospheric mercury and related species were carried out during an intensive cruise campaign performed over the Adriatic sea from October 26th to November 12th, 2004 on board the R/V Urania. Hg⁰ ranged between 0.8 and 3.3 ng/m³ with an average of 1.6 ± 0.4 ng/m³ over the entire period. Hg(II) concentrations ranged from 0.1 to 62.8 pg/m³ with an average of 6.7 ± 11.7 pg/m³ whereas Hg-p levels were in a range of 0.04 and 51 pg/m³ with an average of 4.5 ± 8 pg/m³. Higher Hg⁰ and Hg-p concentrations were observed in the Gulf of Venice and Gulf of Trieste due primarily to air masses transported from the mainland reflecting the contribution from anthropogenic sources. In contrast, higher Hg(II) concentrations observed during the first period of the cruise campaign were likely due to the occurrence of photo-oxidants production which are the main players of the gas phase oxidation of to Hg(II)_(g). These findings have been confirmed by the backward trajectories analysis of air masses crossing the studied area during selected days.     

北方典型城市降尘时空分布特征及影响因素分析

降尘部分反映大气污染情况,是土壤中污染物的主要来源之一,分析其分布特征并探明其影响因素将为区域环境质量改善提供数据支持.文章通过对1997-2006年沈阳市81个大气降尘监测点位数据进行统计分析发现,沈阳市降尘量总体呈下降趋势,月平均降尘量由1997年的23.05 t·km-2·month-1下降至2006年的17.36 t·km-2·month-1,采暖期降尘量高于非采暖期;沈阳市各城区降尘量大小顺序为:于洪区>沈河区>和平区>大东区>铁西区>东陵区>皇姑区;对比同期环境质量公报与气象数据,推断燃煤和区域气象条件是影响沈阳市降尘的重要内在和外来因素.     

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。     

土壤与酸的反应时间对土壤酸度及土壤溶液中铝离子形态分布的影响

用两种土壤研究土壤与酸的反应时间对土壤酸度及土壤溶液中铝离子形态分布的影响。结果表明,土壤溶液pH随反应时间增加而增加,安徽红壤pH的增幅大于江西红壤。在pH3.0的HNO3溶液中,土壤溶液中的总铝及Al3 均随反应时间增加而减少,而在pH3．5的HNO3溶液中,土壤溶液中总铝及Al－F络合物先随反应时间的增加而减小．然后又有所增加。