新乡市大气PM2.5载带金属元素季节分布、来源特征与健康风险

为探究典型工业城市大气PM_2.5载带重金属的季节分布、来源及健康风险,于2019~2020年分季节采集PM_2.5有效样品112个,利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定了19种元素含量.结果表明,PM_2.5及其载带重金属元素的年均浓度分别为（66.25±35.73）μg·m^-3和（1.32±0.84）μg·m^-3.PM_2.5及其元素组分夏季浓度最低,Al、Ca、Fe、Mg和Ti等元素春季浓度最高,其它元素则是冬季浓度最高.利用PMF-PSCF模型共解析出5类排放源,分别为Ni和Co相关排放源（5.8%）、机动车源（13.7%）、Cd相关排放源（5.1%）、燃烧源（18.2%）和扬尘源（57.3%）.风险评价结果表明,每一类排放源的危害指数（HI）值均小于1,不存在明显的非致癌风险;致癌风险均处于10^-6~10^-4范围内,具有一定的致癌风险.与其它排放源相比,燃烧源的致癌风险（8.74×10^-6,36.9%）和非致癌风险（0.60,25.6%）最大,建议优先对燃烧源进行治理以降低区域人群暴露风险.     

西安市2019年秋冬季PM2.5中金属来源解析及健康风险评价

为进行西安市秋冬季PM_2.5中金属元素来源解析及健康风险评价,采集2019年10月至2020年1月的PM_2.5颗粒物样品,实验分析样品中PM_2.5及8种金属元素浓度。结果表明：采样期间西安市PM_2.5平均质量浓度为99.44 µg∙m⁻³,是国家环境空气质量二级标准值的1.3倍,世界卫生组织指导标准值的6.6倍;金属元素浓度大小依次为Al＞Zn＞Mn＞Pb＞Cu＞As＞Cr＞Ni。随着污染等级增加,Pb增幅最大,Cr增幅最小。富集因子结果表明重金属元素浓度受人为污染影响明显,Pb和Zn因子高达194.9和172.2。相关性分析表明Zn-Mn-Cu、As-Pb存在较强相关性。PMF源解析结果表明PM_2.5中金属元素的主要来源为扬尘源、交通源、燃煤源和工业源,贡献率分别为42.6%、29.6%、24.6%和3.2%。利用EPA健康风险暴露模型评估金属元素对成人和儿童的非致癌及致癌风险水平,发现Cr对成人存在致癌风险,As对儿童具有非致癌风险。成人的致癌风险主要途径为呼吸吸入,儿童则为手口摄入途径。燃煤源对成人和儿童的非致癌风险及致癌风险贡献较大。     

兰州大气PM2.5中金属元素污染特征及健康风险评价

大气PM_2.5中金属元素污染不仅影响兰州市的环境质量,还危害人体健康。2020年在兰州市城关区和西固区采集大气PM_2.5样品,测定PM_2.5中10种金属元素浓度,分析样品中金属元素浓度特征,利用正定矩阵因子模型（PMF）确定污染来源,使用美国环保局（EPA）暴露模型进行健康风险评价。结果显示：城关区、西固区大气PM_2.5年平均质量浓度为48.21 μg∙m⁻³、49.33 μg∙m⁻³,高于国家环境空气质量二级标准的年均浓度限值（35 μg∙m⁻³）。城关区、西固区10种金属元素浓度总和分别为241.03 ng∙m⁻³、296.80 ng∙m⁻³,其中Al、Mn、Pb都是两区主要的金属元素组分。两区均以工业/扬尘混合源为主要污染来源,工业源和燃煤/机动车混合污染源也占一定比例。两区各金属元素均不具备非致癌风险;此外,Cr、Ni、As和Cd的致癌风险指数均未超过10⁻⁴,因此,兰州市大气PM_2.5中金属元素通过呼吸途径的致癌风险在可接受范围内。可见,应加强对工业、扬尘源的治理,从而改善大气质量和确保人体健康安全。     

常州市大气PM2.5中PAHs污染特征及来源解析

2016年1~8月期间,在常州市采集到55个大气细颗粒物PM_(2.5)样品,采用气相色谱-质谱联用仪测定其中17种PAHs的含量.结果表明,冬、春、夏季PAHs的季均浓度分别为140.24、41.42和2.96 ng·m~(-3),冬季污染较严重,且以4~6环中高分子量化合物为主.Ba P日均浓度平均值3.64 ng·m~(-3),超标日占总采样天数的41%.PAHs浓度与气温(相关系数-0.643)和能见度(相关系数-0.466)显著负相关,与大气压呈显著正相关(相关系数0.544),而与风速、相对湿度相关性较差.受昼夜温差、大气层结和污染源变化等因素影响,夜间PAHs浓度高于白天.气团后向轨迹模型分析表明,常州PM_(2.5)中PAHs主要受当地排放源和短距离传输的影响,长距离传输影响小(仅占11%).特征比值法分析发现,PAHs主要来源于燃煤、机动车尾气和生物质燃烧.利用超额终生致癌风险(ILCR)模型评估PAHs通过呼吸暴露途径对人体健康的影响,结果表明:成人的ILCR值高于儿童,冬季和春季人群的ILCR值略高于风险阈值,夏季则不明显.     

珠三角地区大气PM2.5中重金属污染水平及健康风险评价

采集了珠三角地区2014—2015年冬、夏两季的环境空气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离体质谱仪(ICP-MS)测定了样品中的重金属含量,并采用US EPA环境健康风险评价模型,对其健康风险进行了评估.结果表明:环境空气中重金属元素Pb、Cu、Zn、Cd、As、Ni、Cr的浓度分别为11.1~183.0、48.5~406.0、110~1218、0.2~14.4、3.5~77.0、0.38~18.90、2.89~93.20 ng·m-3,浓度大小顺序为:ZnCuPbAsCrNiCd;除As外,其余重金属浓度均表现为冬季高于夏季.元素As经皮肤黏滞及口腔摄入的非致癌风险值均在安全范围内,但经呼吸途径暴露存在非致癌风险;Cu、Zn、Cd、Cr经3种途径暴露不存在非致癌风险;元素Pb、As、Cd、Cr经皮肤黏滞及口腔摄入的致癌风险均值尚在安全值范围内,但经呼吸暴露存在致癌风险;元素Ni经3种途径暴露不存在致癌风险.对于综合危害指数(HI),除As外,其他金属元素的HI值均低于安全值,各金属元素的HI值大小顺序为:AsCdNiCr.研究表明,在珠三角区域环境空气PM_(2.5)中,元素As、Cr存在一定的健康风险.     

南昌市冬季大气PM2.5中重金属元素来源分析及健康风险评价

采集2015年南昌市冬季大气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定样品中重金属(V、Mn、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Ba和Pb)的含量,分析重金属的分布特征和来源,并对重金属健康风险进行评价。结果表明:采样期间PM2.5浓度总平均值为(29.74±16.82)μg/m~3,其中省外办最高,武术学校最低;各重金属元素总体平均浓度从高到低次序为:ZnPbCuMnBaNiVCrCdCo。因子分析结果表明:PM_(2.5)中重金属元素的来源包括道路交通尘和冶金化工排放、机动车尾气以及混合源。健康风险评价结果显示:PM_(2.5)中Mn对人体健康存在非致癌风险,其他元素(Cr、Ba、Co、Pb、Cd、Cu、V、Zn、Ni)基本没有非致癌风险;Cr对人体有较明显的致癌风险,Cd、Ni和Co对部分年龄段的人群(尤其是成年人)存在一定的致癌风险。     

泉州市大气PM2.5中有毒金属元素的环境风险评价

于2014年3月至2015年1月采集了泉州市5个采样点共136个PM_2.5样品, 采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定样品中11种有毒微量金属元素（Zn、Cu、Pb、As、Ni、Cd、Co、Ba、Cr、Be、V）的浓度。采用单级酸提取法分析了大气PM_2.5中有毒金属元素的化学形态,并利用元素酸提态含量占总量的比值计算了有毒金属元素的生物有效性。采用美国EPA推荐的人体健康风险评估模型对大气PM_2.5中有毒金属元素的人体健康风险进行了评价。结果表明：（1）各有毒金属元素生物有效性大小顺序为Zn > Cu > Pb > As≈Ni > Cd > Co≈Ba > Cr > Be > V;（2）大气PM_2.5中Ni、As、Cd、Zn、Cu和Pb为生物可利用元素,容易在环境介质中进行迁移和转化;Be、Cr、Co、V和Ba为潜在的生物可利用元素,在大气环境中较为稳定,但当大气环境条件发生变化时有可能会重新被释放出来;（3）泉州市大气PM_2.5中有毒金属元素主要通过口鼻吸入方式危害人体健康,Cr、Co、As对泉州市区居民有潜在的致癌风险,Ni和As有潜在的非致癌风险。     

北京冬季PM2.5中金属元素浓度特征和来源分析

为了解北京冬季细颗粒物中金属元素的浓度水平及其来源,于2014年12月至2015年1月使用中流量PM_(2.5)采样器在北京城区开展了为期30 d的连续采样,采用滤膜称重法检测PM_(2.5)浓度,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析PM_(2.5)中16种元素总量,并采用富集因子法和因子分析法分析元素污染特征及其来源.结果表明,观测期间PM_(2.5)中主要金属元素为K、Ca、Fe、Al和Mg,占16种元素总量的90.7%.与白天相比,地壳元素如Mg和Al等在夜间的浓度下降30%以上,而人为源金属元素如Cu和Pb等的浓度则上升40%以上.从优良天到重污染天气,上述16种金属元素的总浓度上升1倍,但其在PM_(2.5)中的比例却逐渐降低,说明金属元素的富集不是PM_(2.5)上升的主要原因.随着污染程度的加剧,Cu、Zn、As、Se、Ag和Cd等主要来自人为源的金属元素浓度上升较快,重度污染天与优良天的浓度比值范围为2.9~5.3;而Al、Mg、Ca、Mn和Fe等地壳元素浓度上升则较缓,重度污染天与优良天的浓度比值范围为1.2~1.8.北京冬季PM_(2.5)中金属元素主要来源于燃煤和生物质燃烧、交通和工业排放以及地面扬尘,贡献率分别为34.2%、25.5%和17.1%.     

道路扬尘PM2.5中金属元素污染特征及健康风险评价

为了分析和比较城市和公园道路扬尘(RDPRD)中PM_(2.5)载带的部分金属元素的污染特征及其健康风险,本文利用再悬浮系统将道路扬尘中粒径小于2.5μm的颗粒物悬浮至滤膜上,分析了PM_(2.5)中载带的Na、Mg、Al、Fe、Cu、Mn、Ni、Sb、Zn、Cd和Pb等元素.结果显示,城市道路扬尘中Cu和Sb的平均含量为626 mg·kg~(-1)和23 mg·kg~(-1),明显高于公园道路扬尘(274 mg·kg~(-1)和11 mg·kg~(-1)),表明RD中Cu和Sb的含量可能受到非尾气(刹车磨损)排放的影响;地累计指数(I_(geo))分析显示,RD和PRD中Cd达到强到极强污染程度(4I_(geo)5),Cu、Sb、Zn和Pb为强或中到强污染程度(2I_(geo)4),Ni和Mn为未受污染到中度污染(I_(geo)1).RD和PRD中的Cu、Ni、Sb、Zn、Cd和Pb尚不存在非致癌风险,Ni和Cd的终生致癌风险小于10~(-6),无致癌风险.     

上海市PM2.5重金属污染水平与健康风险评价

为了解上海市大气环境中PM_2.5及其重金属的污染特征和健康风险,于2012年5~10月对上海市普陀区（PT）、闵行区（MH）和崇明岛（CM）大气颗粒物PM_2.5及其重金属（Cd、Cr、Cu、Pb、Zn）含量进行了监测.结果显示,PM_2.5质量浓度介于13.66~143.52 μg·m^-3之间,其中,普陀和闵行大气中PM_2.5的含量高于崇明岛,且于5月、9月和10月超出国家空气质量二级标准（24 h均值75 μg·m^-3）.3个监测点PM_2.5中重金属含量的时间分布规律与PM_2.5一致;崇明岛PM_2.5中Cd、Cu、Pb、Zn的含量整体上低于普陀和闵行,而Cr的含量则较高.5种重金属元素对成年男性的健康风险最大,其次是成年女性,对儿童青少年的健康风险则最小;其中,Cd和Cr的风险指数要高于Cu、Pb、Zn的风险指数.     

厦门港大气PM2.5中重金属污染特征及健康风险评价

于2020年夏季和秋冬季在厦门港海天码头和嵩屿码头进行大气PM_2.5的采集,并对20种元素污染特征、来源及健康影响进行了分析.结果表明,厦门港大气PM_2.5浓度较低,且两个站点的PM_2.5浓度并无显著性差异,也不存在明显的昼夜差异.地壳元素中以Ca和Si的含量最高,而痕量元素中以Zn和Mn的含量为最高.与标准值相比,重金属元素中只有Cr（Ⅵ）出现超标.受风向和吞吐量季节性变化的影响,部分元素浓度在夏季高于秋冬季. Cu、 Zn、 SO₂和NO₂有较一致的明显昼夜变化,但来自重油燃烧排放的V和Ni并无明显昼夜差异.PMF源解析确定码头PM_2.5的4个污染因子为工业源、船舶排放、交通源和海盐+建筑尘混合源,其中工业源对PM_2.5浓度的贡献率最大（55.2%～59.4%）,远高于船舶排放的贡献率（7.1%～7.7%）.健康风险评估显示,厦门港大气PM_2.5中重金属对人群具有潜在的致癌风险(>1×10^-5...     

贵阳市秋冬季PM2.5中重金属污染特征、来源解析及健康风险评估

为掌握贵阳市大气PM_2.5中重金属的污染特征、潜在来源和健康危害,于2017年10月—2018年2月白天(08:00—19:00)、夜间(20:00—翌日07:00)连续采集秋、冬两季大气颗粒物PM_2.5样品(n=202),采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,检测样品中10种重金属(Pb、Cd、Cr、As、Zn、Mn、Co、Ni、Cu和V)含量,分析其昼夜质量浓度特征及变化规律,运用PMF(正定矩阵因子分析)模型和HMHR(健康风险评价模型)分别探讨其来源及健康风险.结果表明:①秋、冬两季大气颗粒物ρ(PM_2.5)日均值分别为(53±18)(62±20)μg/m3,均低于GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准(75 μg/m3);ρ(As)、ρ(Zn)和ρ(Mn)均呈冬季高于秋季的特征,其他元素变化不明显.②白天ρ(PM_2.5)为(61±20)μg/m3,稍高于夜间〔(58±24)μg/m3〕;ρ(Pb)白天低于夜间,ρ(Ni)、ρ(Mn)、ρ(Zn)和ρ(Cu)则白天高于夜间,其他元素昼夜质量浓度无明显差异.③PMF模型分析表明,交通污染、燃煤、工业冶金和土壤扬尘是采样期间10种重金属的主要来源,其贡献率分别为39%、37%、14%、10%.④HMHR结果表明,Cd和Mn对儿童存在非致癌风险,其他重金属元素对人群无非致癌风险.致癌元素As、Cr和Cd的致癌风险值介于4.3×10-6~4.4×10-5之间,对人群可能存在致癌风险;而Ni和Co的致癌风险值均低于可接受水平(10-6).研究显示,贵阳市秋、冬两季PM_2.5中重金属污染水平整体较低,交通污染和煤炭燃烧是其主要来源,重金属元素中Cd、Mn、As和Cr对人群存在一定的健康风险.      

上海郊区家庭妇女PM2.5重金属组分暴露水平、来源与健康风险

为了解上海市郊区家庭妇女大气PM_(2.5)及重金属组分的呼吸暴露水平和潜在健康风险,于2017年2月至2018年6月使用SKC个体采样泵对松江区143位研究对象开展个体暴露监测,采用能量色散X射线荧光光谱法(ED-XRF)测定PM_(2.5)中13种无机元素的质量浓度.利用PMF源解析技术和美国环保署推荐的健康风险评价模型,对Ni、V、Cr、Mn、As和Pb的来源和暴露风险进行分析.结果表明,家庭主妇PM_(2.5)的年日均暴露浓度为40. 61μg·m-3,普遍高于周边环境监测站点的PM_(2.5)平均水平.Cr(Ⅵ)和As的致癌健康风险超过了可接受水平(10-6); V、Cr(Ⅵ)、Mn、Ni和As的非致癌风险处于安全水平,但5种元素的非致癌风险加和超出了安全阈值( 1). PM_(2.5)中10种无机元素(Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、As和Pb)的主要来源包括扬尘与室内源混合源(43. 8%)、工业冶炼尘(34. 6%)、燃煤(14. 5%)和燃油(7. 2%).根据源类的健康风险评价结果,应进一步加强工业冶炼和化石燃料燃烧综合防控.     

山西大学城PM2.5中元素特征、来源及健康风险评估

为研究山西大学城PM_2.5中元素的污染特征及来源,采用能量色散X射线荧光光谱仪(energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer, ED-XRF)对研究区域2017年PM_2.5样品中21种元素进行分析,并对Mn、Zn、Cu、Sb、Pb、Cr、Co和Ni等重金属进行健康风险评估,同时采用主成分分析方法(principal component analysis, PCA)和正定矩阵因子分解法(positive matrix factorization, PMF)定量解析元素的主要来源.结果表明, 2017年山西大学城PM_2.5中21种元素中Ca质量浓度最高,其次是Si、Fe、Al、S、K和Cl,这7种元素占元素总质量浓度的95.71%.其中,Cr元素浓度超过我国环境空气质量标准年平均浓度限值的104倍.春季、夏季和冬季PM_2.5中Ca质量浓度最高,而秋季S元素质量浓度最高.对3类人群具有非致癌风险的元素均为Mn,且风险大小依次为儿童>成年男性>...     

北京城区PM2.5中致癌重金属季节变化特征及其来源分析

于2009年4、7、10月和2010年1月在北京城区采集了PM2.5样品,采用电感耦合等离子体质谱仪分析得到29种金属元素,对7种致癌重金属浓度、富集程度及其可能的来源进行了分析.结果表明,7种致癌重金属As、Cd、Co、Cr、Ni、Pb和Se年均值浓度分别为(11.6±14.0)、(2.6±2.4)、(1.0±0.7)、(11.3±9.4)、(4.0±2.4)、(142.5±98.9)、(3.3±2.2)ng·m-3,其中仅As年均值浓度超过WHO参考限值的0.8倍.7种致癌重金属仅As、Cd、Pb和Se等4种重金属有明显富集现象,富集因子均超过500,其中夏季富集因子明显高于其它季节.春、秋和冬季4种高富集致癌重金属主要来源于北京周边的燃煤和城区机动车排放,夏季则主要来源于区域性污染源的输送.     

临沂市PM2.5和PM10中元素分布特征及来源解析

为探究临沂市PM_2.5和PM₁₀中元素的污染特征及来源,于2016年12月至2017年10月对临沂市环境空气中PM_2.5和PM₁₀进行了同步采样.利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了其中的23种元素,并采用富集因子法和PMF法分析其来源.结果表明,采样期间临沂市PM_2.5和PM₁₀中主要元素为Si、Ca、Al、Fe、K、Na和Mg,分别占所测元素的质量分数为92.93%和94.61%. 18种元素(除Ti、Ni、Mo、Cd和Mg)的浓度水平在冬春季最高,夏秋季最低.其中Si、Al、Ca、K和Na表现为春季浓度最高,主要分布在粗颗粒中;Cu、Zn、Pb和Sb表现为冬季浓度最高,主要分布在细颗粒中.富集因子结果表明Cd、Sb和Bi元素富集程度显著,主要受燃煤、工业生产、垃圾焚烧等人为源共同影响.PMF源解析结果表明,临沂市PM_2.5中元素来源主要有燃煤和铜冶炼的混合源、市政垃圾焚烧...     

泉州市大气PM2.5中PAHs的污染特征、来源及其健康风险评价

为了解泉州市大气PM_(2.5)中PAHs的污染特征,明确关键污染源,于2016年2月～10月采集了清源山、涂山街、万安和东海四个站点的PM_(2.5)样品,采用前进样口直接热解析气相色谱-质谱联用仪(TD-GC/MS)定量分析了19种多环芳烃(PAHs)的浓度水平,并对其健康风险进行评价。结果表明,采样期间泉州市大气PM_(2.5)中∑PAHs质量浓度为1. 98±0. 75 ng/m~3,显著低于国内大多数城市;呈现冬季春季夏季秋季的季节变化特点,以及涂山街万安东海清源山的空间分布特征。其中,5环PAHs占比最大,为30%～38%,其次为3环,4环和6环,占比分别为18%～27%、22%～25%、和13%～19%。特征比值法分析发现,夏、秋季PAHs受生物质燃烧或煤燃烧的影响大于冬、春季;冬、春季化石燃料燃烧(如机动车排放)的影响较大。大气PM_(2.5)中PAHs对儿童和成人的超额终生致癌风险分别为0. 7×10~(-7)和1. 4×10~(-7),不具有致癌风险。     

2013年1月北京市PM2.5区域来源解析

2013年1月,北京地区经历了多次严重的灰霾天气,细颗粒物污染已成为北京地区所面临的重要问题.了解和掌握北京细颗粒物的污染来源,是解决细颗粒物污染的重要途径,也是制定防治政策的重要依据.通过建立三维空气质量模型系统,对2013年1月20~24日的污染过程进行模拟,并运用PSAT技术探究北京市细颗粒物污染的区域来源.结果表明,本地源排放是北京市PM2.5的主要来源,平均贡献率为34%;河北和天津的平均贡献率分别为26%和4%;京津冀周边地区及模拟边界外的贡献分别为12%和24%.在重污染日,区域传输对北京市PM2.5的影响显著增强,是北京PM2.5污染的主要来源.PM2.5中的硝酸盐主要来自北京市周边地区的贡献,而硫酸盐和二次有机气溶胶呈现远距离传输的特性,铵盐和其他组分则主要来自北京本地的贡献.