大气颗粒物中的重金属监测方法分析

当前世界范围内环境污染问题已经成为了各国面临的主要问题,环境污染问题主要包括了大气污染、水污染和土地污染,其中大气污染主要指的是空气中含有大量的污染物质或有害物质,大气污染对人们的身体健康会带来巨大危害。我国在经济发展的过程中,受到工业化迅速发展的影响,空气污染问题尤为严重,那其中含有大量的重金属颗粒物,给人们的健康带来了极大的损害,针对该问题必须要进行有效的解决。所以本文就对大气颗粒物中的重金属监测方法进行分析。     

我国城市大气颗粒物重金属污染研究进展与趋势

为研究我国城市大气重金属(Pb、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、As、Hg)污染水平与特征,本文收集了近年发表的相关文献,并梳理统计了国内46个主要城市重金属数据。研究发现,我国城市大气重金属污染水平差异很大,各重金属浓度大致呈Zn>Pb>Cr≈Cu>As>Ni>Cd>Hg的分布规律;在时空分布上,表现为北方高于南方,内地高于沿海,冬春季高于夏秋季。其中,北方城市大气重金属Pb、Cd、Cu、Ni、Zn、Hg、As分别比南方城市高40. 3%、14. 3%、42,7%、140%、60. 8%、27. 7%和86%。我国城市大气重金属来源多样,主要有生活来源、工业来源、交通来源和其他来源。此外,由于不同重金属赋存形态的差异,其生物有效性也存在很大差别。鉴于城市大气重金属污染已经对居民身体健康构成潜在威胁,建议今后应从大气细粒子和超细粒子、重金属赋存形态、重金属毒理学以及健康风险评价等方面加大研究力度。     

ICP-AES测定南宁市大气颗粒物中重金属含量

采用石英滤纸和隔膜真空泵自制采样装置,对南宁市区的居民区、校园区、商业区和工业区进行连续10d的大气采样,所得样品经微波消解后,用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)同时测定铬、铁、铜、锌、砷、镉和铅七种重金属元素含量以检测南宁市空气质量,同时考察了仪器工作参数对测定结果的影响。实验表明:在选定的实验条件下,各元素的检出限低,准确性和精密度良好。样品测定结果表明,大气环境中重金属污染物以Fe、Zn和Pb为主;工业区,商业区,居民区重金属含量高于校园区。重金属平均浓度最大值为:Cr(0.06027μg/m)3、Fe(1.8541μg/m)3、Cu(0.02214μg/m)3、Zn(0.3666μg/m)3、As(0.02272μg/m)3、Cd(0.004733μg/m)3、Pb(0.1843μg/m)3,低于我国(TJ36-96)《居住区大气中的有害物质最高容许量》中规定值,说明南宁市空气质量良好。     

大气颗粒物中无机元素特性的研究

介绍用ICP-MS方法分析大气颗粒物中的无机元素,研究了部分污染元素在不同粒径颗粒物中的富集特征以及不同季节的浓度变化,并采用富集因子法对颗粒物的来源进行初步探讨。     

江苏省大气颗粒物及其重金属干沉降通量研究

大气颗粒物及其重金属严重威胁着生态系统功能及人类健康。为研究江苏省大气颗粒物的干沉降输入规律及农业区大气重金属的输入通量,该文利用参数化颗粒物干沉降速率模型,结合江苏省气象数据-空气污染物数据,计算了干沉降速率及通量。结合已有文献数据,对江苏省农业区域大气重金属沉降通量进行估算。结果表明：不同土地利用类型下,江苏省不同粒径颗粒物干沉降速率均呈现白天高、夜间低的日变化规律。农业区颗粒物干沉降速率具有较为明显的地域分布特征,主要表现为东南高、西北低、中部及部分沿海地区次之的分布情况。自2018年以来江苏省颗粒物干沉降通量逐年降低,细颗粒和粗颗粒干沉降通量分别在2019年和2020年出现显著降低,空间分布上表现为城区高于周边远郊及农业区,地域上则表现为西北高、东南低。农业区重金属干沉降通量中Pb、Mn和Cu均有较高的输入。农业区PM^2.5中12种重金属的年均干沉降通量合计约10.6～298.2 g/(hm²·a)。     

大气颗粒物中重金属元素在不同粒径上的形态分布

采用DFJ 1型五段分级采样器 ,对衡阳市区冬、夏两季空气中不同粒径颗粒物中重金属元素的组成和化学形态进行了分析。应用ICP AES法测定了各形态中元素的含量 ,计算了元素在各种形态中的分配比例。结果表明 ,衡阳市大气环境中多数重金属元素的含量冬季明显高于夏季。对人体危害较大的金属元素主要富集在小于 2 0 μm的细颗粒上 ,Mn、Zn、Cu和Co主要分布在氧化态、水可溶态、碳酸盐态和有机态中 ,Pb和V主要分布在不溶态中     

大气中颗粒物组分的ICP—AES法测定

研究了适用于大气颗粒物组分测定的采样膜、采样时间及采样量。应用ICP—AES技术,测得了6500个大气颗粒物数据。并与中子活化法进行了方法对照。     

大气颗粒物中重金属的污染特性及生物有效性研究进展

重金属作为大气颗粒物中的主要成分之一,与人类健康密切相关,是国内外研究的重点。目前,国内外针对大气颗粒物中重金属的污染开展的研究工作主要有:污染状况、赋存状态分析,污染来源判别,以及生物有效性研究。本文综述了大气颗粒物中重金属的污染特性、生物有效性方面的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望。     

应用化学提取法评价大气颗粒物中重金属的生物有效性

以广州市楼顶降尘为研究对象,在分析其粒度分布和重金属总量的基础上,采用单一化学提取法（DWLP、TCLP）和多级化学提取法（SEP）研究了大气颗粒物中4种重金属元素的生物有效性。结果表明：样品中96％以上颗粒小于100μm,其中10μm和2．5μm以下颗粒分别占33％和11％。大气颗粒物中重金属含量很高,Cu、Pb、Zn和Cd的平均含量分别为362．43、1033．81、830．32和5．80mg／kg,是广东省环境土壤背景值的17～64倍。单一提取法中,TCLP的提取效率明显高于DWLP,表明pH值是影响大气颗粒物中重金属释放的主要因素。SEP法结果显示,Zn和Cd的生物可利用态比例远高于Cu和Pb。经DWLP和TCLP法提取后,颗粒物中重金属的总含量有不同程度的降低,生物可利用态所占比例明显增加。通过综合分析,发现SEP此其他两种方法更适用于评价大气颗粒物中重金属的生物有效性。     

不同粒径大气颗粒物几种重金属成分分析及其致突变性研究

采集冬季太原市一采样点不同粒径大气颗粒物,经分析,总悬浮颗粒物日均浓度为1.04mg/m~3,严重超标。其中粒径小于7.0μm的占49.6％,小于3.3μm的占33.5％。颗粒物无机提取液中5种金属元素的浓度由高到低依次为Pb、Mn、Cr、Ni和Cd。每一种元素均呈随颗粒物粒径减小浓度增高的趋势。以SOS显色法和小鼠体内骨髓细胞染色体畸变试验检测颗粒物的无机提取液和模拟肺泡液溶出液的遗传毒性,表明小粒径颗粒物遗传毒性较强;小于1.1μm的颗粒物,仅用相当于5m~3或10m~3空气量的样品液,即可诱发SOS反应或致染色体损伤。     

大气颗粒物及降尘中重金属的分布特征与人体健康风险评价

为了解PM_(2.5)、PM_(10)和降尘中Cu、Mn、Pb、Ti、V、Cd、Cr、Co、Mo、Ni等10种重金属元素的分布特征及人体健康风险,利用大流量颗粒物采样器采集了北京城区某地四季大气中PM_(2.5)、PM_(10)及降尘样品,用ICP-MS测定了上述10种金属元素的质量浓度.结果表明,PM_(2.5)和PM_(10)的年均质量浓度分别为153.40μg·m~(-3)和232.93μg·m~(-3),超出GB 3095-2012中二类环境功能区标准限值的5倍和3倍;PM_(2.5)/PM_(10)的均值为0.74,表明大气颗粒物中以粒径小于2.5μm的颗粒为主;后向轨迹分析结果表明外源颗粒物的来向随季节变化而改变,冬、春、夏、秋季主要来向为西北、北-东北、东南、东南-西北.PM_(2.5)和PM_(10)中10种元素的年均质量浓度从高到低依次为TiMnPbCuCrNiVCdMoCo,其中Ti、Mn、Pb、Cu和Cr这5种元素占10种目标元素总质量浓度的91.93%和92.49%.除PM_(10)中Cd年均质量浓度(6.53 ng·m~(-3))高于GB 3095-2012限定值(5.00 ng·m~(-3))外,其他元素的质量浓度均不超标.降尘中各元素的含量由高到低依次为TiMnPbCuNiCrVCoMoCd,Ti(2561.48μg·g~(-1))占所有元素的质量分数为72.57%,地累积指数(Igeo)结果表明,Cd(4.03)属重度污染,Pb(2.49)介于中度污染和重度污染之间,Cu(1.33)属中度污染,Ni(0.43)属轻微污染.重金属的致癌健康风险(10-4)和非致癌健康风险(1),均处于较低水平,短期内不会对人体健康造成威胁,但不能忽视长期处于此环境所带来的健康危害.     

7种树木的叶片微形态与空气悬浮颗粒吸附及重金属累积特征

为揭示树木叶片微形态与吸附空气悬浮颗粒及累积重金属的关系,在淮南市交通繁忙点选择银杏等7种树木进行实验.分析了:①叶片吸附不同粒径空气悬浮颗粒的百分率;②单位叶面积吸附不同粒径颗粒的质量与叶片微形态的关系;③单位叶面积不同粒径颗粒吸附量与重金属累积量的相关性.结果表明,叶片面积小、表皮角质丰富和细胞壁凸凹不平、无表皮毛阻挡、气孔密、气孔口大的树木,属气孔吸附主导型,主要吸附细颗粒物;表皮毛多的树木,属表皮吸附主导型,主要吸附粗颗粒物.7种树木叶片累积重金属除铅外都具显著差异,其中银杏、女贞、香樟对重金属的累积能力较强;7种树木叶片对Cd、Cr、Ni、Zn、Cu这5种重金属及总含量的累积与单位面积吸附的可吸入颗粒量呈正相关,d10与d2.5、d10与d1.0、d2.5与d1.0的相关系数分别是0.987、0.971、0.996,达到极显著水平,d2.5/d10、d1.0/d10、d1.0/d2.5的值分别是0.844、0.763、0.822,表明由交通污染产生的颗粒物主要是细颗粒物.     

利用二重源解析技术解析抚顺市大气颗粒物的来源

在利用CMB模型对大气颗粒物进行解析时经常遇到一组数据多种结果的现象,同时,扬尘属于混合尘源类,与一些单一尘源类之间可能存在严重的共线性,从而很难准确地解析出各单一尘源类对受体的贡献值.二重源解析技术较好地解决了上述问题.本文利用二重源解析技术对抚顺市的大气颗粒物来源进行了解析.解析结果表明扬尘、土壤风沙尘、煤烟尘和有机碳是抚顺市环境空气中TSP的四大排放源类,其贡献率分别为扬尘37.5%、土壤风沙尘15.9%、有机碳13.9%、煤烟尘6.0%.     

紫色水稻土颗粒有机质对重金属的富集特征

在重庆合川区和铜梁区随机采集了20个紫色水稻土,将其分成颗粒有机质(0.053~2 mm,POM)、砂粒(0.053~2mm)和细土(0.053 mm)这3个组分,通过比较不同组分的有机碳及重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)含量和分布状况,研究了紫色水稻土中POM对重金属的富集特征及其与土壤理化性质如pH、CEC、黏粒和土壤有机碳(SOC)等的关系.结果表明,采样区紫色水稻土的POM含量范围为7.31~44.76 g·kg~(-1),平均值为19.20 g·kg~(-1),有机碳含量为96.61~263.17 g·kg~(-1),平均值为151.34 g·kg~(-1),显著高于原土及其他组分,对土壤有机碳的贡献率为8.63%~48.62%,代表了一大部分土壤有机碳库.POM中的Cu、Zn、Pb和Cd平均富集系数分别为3.35、1.14、2.88和2.14,显著高于其他组分,表现出一定的富集作用,对上述重金属的贡献率分别为6.02%、2.22%、5.24%和3.21%,POM对Cu、Pb的富集能力和贡献率均显著大于Zn和Cd.相关分析结果表明,POM含量与SOC、pH、CEC、黏粒(0.002 mm)呈显著或极显著正相关,SOC是主要因素.POM-C含量与总量分别与黏粒含量、SOC呈显著相关.POM中重金属总量与SOC、pH、POM-C总量呈显著或极显著正相关,SOC是最关键因子;与其他重金属相比,Zn在POM中的总量与土壤性质的回归系数最高,关系最为密切.     

ICP-MS对再生水灌溉区土壤重金属含量的测定

采用ICP-MS(电感耦合等离子光谱)对北京市3个再生水灌溉区8种土壤重金属含量进行分析测定,并将其分别与当地井灌区土壤重金属含量作对比,探究再生水灌溉对土壤重金属含量的影响。结果表明:3个再生水灌区均存在不同程度的汞污染,土壤中的Cd、Ni、Cu和As含量均符合国家土壤环境质量一级标准,而Pb、Zn和Cr含量的最大值(39.90、103.1和120.3 mg/kg)未超过国家土壤环境质量二级标准;Ni和Hg在多数采样点出现重金属向土壤深层移动的趋势;与对照区(井灌区)相比,Cd在3个再生水灌区的土壤中含量均无显著变化,Hg含量仅在通州区大北关井灌区超过再生水灌区,其余6种重金属则呈现不同程度的重金属累积现象。再生水灌溉区土壤重金属污染并非一定由再生水灌溉所致,早期的污水灌溉和有机肥施用等也是不可忽视的因素。     

上海市嘉定区大气颗粒物网格化监测

目的深入研究大气网格化监测的实际应用。方法利用2017—2018年上海市嘉定区大气网格化监测数据,对嘉定区颗粒物浓度变化趋势进行分析,同时结合颗粒物激光雷达扫描数据,对颗粒物污染过程进行解析。结果颗粒物污染浓度水平较高的区域主要集中在嘉定北部地区。2017年PM10和PM2.5浓度均表现出冬季>春季>夏季>秋季的趋势。在东北偏北风向条件下,发生区域传输污染时,污染较重区域集中在嘉定的东部和中部;在风速较小的静稳条件下,企业夜间排放的大量废气极易对周边区域空气质量产生影响,夜间到次日凌晨浓度值不断升高,次日凌晨5时45分的PM2.5的浓度值为前一日20时浓度值的3.1倍。结论大气网格化监测的实施及配套大气减排监管工作开展,使嘉定区环境质量改善明显。     

颗粒态重金属通过河流与大气向海洋输送

本文综述了河流与大气向海洋输送颗态重金属的过程、特点及输送通量、参考文献８３篇。     

机动车源大气颗粒物粒径分布及碳组分特征

颗粒物的粒径分布特性与碳质组分的表征已成为大气颗粒物源解析的重要方法.利用微孔均匀沉积式碰撞采样器与有机碳/元素碳分析仪,研究采集自不同区域的机动车源大气颗粒物粒径分布特性及其碳组分含量特征.结果表明,随着粒径级增大,发动机原排颗粒物质量浓度逐渐降低.实验室排空大气颗粒物在0.32~0.56μm粒径级浓度较高;地下停车场大气颗粒物在1.0~1.8μm粒径级浓度较高.柴油机原排颗粒物OC1、OC2和OC3所占比例较多,EC2为元素碳的主要部分.机动车源扩散区域大气颗粒物OC3和OC4含量所占比例较多,地下停车场大气颗粒物EC1占元素碳绝大部分.柴油机原排颗粒物的OC/EC比值较小,在0.92~2.50之间.实验室排空与地下停车场大气颗粒物的OC/EC比值分别在1.40~2.53与2.36~4.82之间.此外,地下停车场大气颗粒物的OC/EC比值均大于2.0,最高可达4.82,可以判定地下停车场有较多的二次颗粒物生成.上述特性可为机动车源大气颗粒物的辨识提供参考依据.     

北京市大气气溶胶PM2.5中极性有机化合物的测定

提出了用GC-MS分析大气细粒子中极性有机化合物的测定方法,给出了2类衍生化反应的最佳条件.标准物质工作曲线相关系数在0.995～1.000之间,仪器精密度为1%～10%,标准物质的标准偏差为3%～20%,实际样品的标准偏差为3%～17%,仪器定量限为0.1～4.0 ng·μL^-1.实测了北京市夏、秋、冬3季大气细粒子样品,定量极性有机化合物42种,其中一元羧酸30种、二元羧酸5种、无水单糖3种、甾醇类3种和苯甲酸,并对这些化合物的可能来源进行了探讨.