季节变化对贵阳市不同功能区地表灰尘重金属的影响

为揭示季节变化对城市不同功能区地表灰尘重金属含量的影响,分别于2010年7月和2011年2月在贵阳市城区采集对应灰尘样品,从整个城区和不同功能区两个尺度分析季节变化对地表灰尘重金属分布的影响.结果表明,季节变化对贵阳市地表灰尘重金属含量影响最大的元素是Pb和As;冬季灰尘中的As和Pb含量显著高于夏季,元素更易在细粒级灰尘中富集;受季节变化影响较大的功能区是城市广场和校园,其次是住宅区.夏-冬两季地表灰尘重金属粒级效应差异最大的元素是As和Pb,差异较大的功能区是城市广场、校园,最小的是商贸区.铅同位素比值分析表明贵阳市地表灰尘Pb与柴油尾气尘、油漆碎片和土壤有关.夏季降雨、冬季燃煤和夏冬两季温差等因素可能对贵阳市地表灰尘As和Pb含量季节变化有一定影响.     

宝鸡市不同功能区灰尘重金属污染特征与评价

采集宝鸡市不同功能区灰尘,用ICP-MS测定Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Co、Cd、As 8种重金属元素含量,采用生态风险指数法(RI)、污染负荷指数法(PLI)和GIS空间分析研究元素含量、污染水平及生态风险。结果表明:宝鸡市各功能区灰尘重金属含量水平总体偏高,Cd、Zn、Cu、As含量远超陕西省土壤背景值(1. 30～34. 79倍);工业区、交通区重金属含量明显高于其他功能区;不同功能区的RI值排序为交通区>工业区>文教区>住宅区>商业区,交通区和工业区RI值分别为698. 96、680. 01,生态风险达到很强级别; PLI值排序为工业区>交通区>文教区>商业区>住宅区,工业区和交通区处于中度污染水平,其余为轻度污染水平。宝鸡城区灰尘PLI_(zone)为1. 83,为轻度污染水平。RI值与PLI值的空间分布特征存在一致性,在任家湾火车站和市政府周围出现很强生态风险等级和中度污染水平。RI值在华城汽车产业园附近,PLI值在连天线东段也出现较高值。     

安徽省城市地表灰尘重金属污染及人体健康风险评价

本研究收集了安徽省合肥、蚌埠、芜湖、淮南、安庆、铜陵和宿州7个城市地表灰尘重金属含量的数据,分别采用地累积指数法、美国环境保护署(USEPA)人体健康风险评价法对地表灰尘重金属污染程度和人体健康风险水平进行评价。结果表明,所研究的安徽省7个城市地表灰尘中Pb、Cd、Cr、Zn和Cu平均含量分别为123.73±81.70、5.34±6.54、96.40±37.36、941.03±1 007.39和269.77±441.59 mg/kg,均高于安徽省土壤环境背景值。地累积指数法评价结果显示,安徽省城市地表灰尘Cr为轻度污染, Pb为中度污染,Zn为重度污染,Cd和Cu为严重污染。人体健康风险评价结果表明,安徽省城市地表灰尘重金属对儿童存在着明显的非致癌健康风险,对成人产生的非致癌健康风险不明显。重金属Cd和Cr致癌风险在安全范围内,不会对人群产生明显的致癌效应。手-口摄入是人体暴露于地表灰尘产生健康风险的主要途径,在同一暴露途径下儿童所遭遇的健康风险高于成人,儿童更容易受到地表灰尘中污染物的危害。     

洛阳市不同功能区道路灰尘重金属污染及潜在生态风险

以洛阳市为例,调查了工业区、商业区、居民区、城乡结合处、城市绿地和城市主干道等6个功能区道路灰尘中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd)含量,并采用Hkanson潜在生态危害指数评价重金属污染水平及其潜在风险.结果表明,洛阳市各功能区道路灰尘重金属含量均显著高出河南省土壤重金属环境背景值,平均含量依次为Zn(1 019.75 mg.kg-1)>Cr(401.63mg.kg-1)>Cu(240.94 mg.kg-1)>Pb(176.04 mg.kg-1)>Cd(2.33 mg.kg-1).在所有功能区,Cd均是污染最重的重金属,平均污染系数Cif高达35.84,之后依次是Zn(16.32)>Cu(12.05)>Pb(7.90)>Cr(6.36).各功能区道路灰尘中的重金属含量和污染水平存在较大差异,工业区的重金属总量最高、污染最重.不同功能区灰尘重金属综合潜在生态危害指数RI依次为工业区(1 709.51)>城市绿地(1 581.50)>商业区(1 297.45)>居民区(1 111.25)>城市主干道(889.97)>城乡结合部(641.39),且均已达到很强生态危害水平.产生潜在生态危害的重金属主要是Cd,在所有功能区均超出极强生态危害水平,其潜在生态危害指数Eir平均值达1 075.16,其次是Cu(60.23)和Pb(40.77),平均达中等生态危害水平,而Zn(16.32)和Cr(12.71)则为轻微生态危害水平.减少工业污染和交通污染可能是有效降低道路灰尘中重金属污染和风险的主要措施.     

不同城市功能区地表灰尘Pb水平及粒级行为——以贵阳市为例

本文以我国西南贵州省会城市贵阳为例,对地表按城市功能分区采集灰尘样品,从不同功能区灰尘Pb总量和不同粒级灰尘Pb含量及贡献两个角度探析城市功能对地表灰尘Pb的影响。研究表明,贵阳市地表灰尘Pb平均含量为93.2mg/kg。商贸区和交通区地表灰尘Pb离散度较小,工业区和垃圾站地表灰尘Pb分异较大,住宅区、广场和学校灰尘Pb数据离散度处于中间水平。不同功能区地表灰尘Pb水平存在较大差异,工业区地表灰尘Pb含量显著高于商贸区和垃圾站;广场和学校地表灰尘Pb含量显著高于商贸区和交通区;住宅区Pb含量显著高于交通区。城市功能区从功能和地理位置两个方面影响城区地表灰尘Pb水平。各功能区地表灰尘不同粒级颗粒物中Pb含量存在较大差异,但所有区域地表灰尘中<250μm粒级颗粒物对地表灰尘Pb的贡献基本达到80%。     

上海城市地表灰尘重金属污染累积过程与影响因素

选择上海中心城区典型样点开展地表灰尘重金属累积过程的实证研究.结果表明,交通区地表灰尘负荷平均值为12.4 g/m,范围为5.04 ～23.2 g/m;文教区道路灰尘负荷为6.1g/m,范围为3.8～10.0 g/m.持续时间长、强度较大的降雨对颗粒物负荷有明显的削减作用,而小雨则会使其总量有所增加,土地利用类型和道路交通行为是影响地表灰尘大气环境“源-汇”效应的重要因素.在干期累积过程中,随着无雨天数的增加,地表灰尘负荷随之升高,同时颗粒物粒径逐渐增大.在交通流量较高的地区,灰尘重金属浓度呈现降低趋势,表现出对大气悬浮颗粒物的“源”效应,而交通流量相对较低的区域灰尘重金属浓度则有所升高,显示出其对大气悬浮物的"汇"效应.干期累积过程中,污染物负荷变化取决于灰尘负荷和污染物浓度两者的共同作用,呈现出S型增长趋势,降雨过后10 d内,污染负荷增长缓慢,10～15 d迅速增加,15 d后,污染负荷增长速率减小,颗粒物与大气悬浮物交换保持平衡状态.     

克拉玛依市地表灰尘重金属空间分布特征与来源解析

从新疆典型石油城市-克拉玛依市采集52个地表灰尘样品,分析其中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Hg等6种重金属元素的含量,采用污染负荷指数法（PLI）评价地表灰尘中重金属元素污染水平,基于GIS技术与地统学理论,分析重金属元素含量空间分布格局,利用多元统计分析法,讨论地表灰尘中重金属元素的主要来源。结果表明：克拉玛依市地表灰尘中As、Cd、Cu、Pb和Hg等元素平均含量分别为新疆土壤背景值的1.61、1.75、1.50、1.23和2.94倍。地表灰尘中Hg呈现中度污染,As、Cu、Cr和Pb呈现轻度污染,Cd呈现轻微污染。从空间分布结果来看,克拉玛依市地表灰尘重金属元素含量及污染高值区主要分布于研究区西北部。从污染来源来看,研究区地表灰尘中Hg、As、Pb和Cd等元素主要受到人为污染源的影响,Cu与Cr主要受到土壤地球化学特征的控制。     

淮南市不同功能区叶面尘和地表灰尘中重金属分布特征、来源及健康风险评价

以淮南市叶面尘及对应地表灰尘为研究对象,采集了6个不同功能区的石楠叶面尘和相应地表灰尘,研究了Cr、Cu、Zn、Pb、As、Ni、V的分布特征及其来源,并采用美国EPA人体暴露风险评价模型,对不同功能区、不同暴露途径的儿童重金属致癌和非致癌健康风险进行评估.结果表明:淮南市叶面尘中重金属含量显著高于地表灰尘,叶面尘主要污染元素为Zn、Pb、Cu、As、Ni,地表灰尘中主要污染元素为Cu、Zn、Pb.不同功能区重金属来源存在差异,商业交通区、经济开发区和煤炭运输区,交通排放是其主要来源,文教区、公园绿地、居住区来源较为复杂,除来自于交通排放,还可能来自于工业排放、燃煤燃烧、炊事活动和公共设施的磨损.叶面尘和地表灰尘中Ni、As、Cr的致癌风险均小于安全阈值,地表灰尘中非致癌总风险为0.58,叶面尘为1.36,超出了安全阈值1.0,已经对儿童健康构成危害,手-口摄入是主要暴露途径;各功能区叶面尘重金属非致癌风险除煤炭运输区外,均大于1.0,排序为:文教区公园绿地居住区经济开发区商业交通区煤炭运输区,地表灰尘均小于1.0,排序为:公园绿地经济开发区文教区商业交通区煤炭运输区居住区.叶面尘中重金属的非致癌风险排序为:AsPbCrVNiCuZn,地表灰尘为:AsCrPbVCuNiZn.     

浙江省城市汽车站地表灰尘中重金属含量及其来源研究

为了解不同区域城市汽车站地表灰尘重金属的积累、有效性及其可能来源,在浙江省范围内选择了73个城市汽车站,采样并分析了地表灰尘颗粒组成及Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、Hg、As、Se、Al、Fe、Mn和Co等元素的含量,用连续提取程序研究了地表灰尘中主要污染元素的化学形态.同时,应用相关分析、主成分分析和聚类分析等方法探讨了城市汽车站地表灰尘中重金属的可能来源及各城市汽车站地表灰尘组成的差异.颗粒组成分析结果表明,浙江省城市汽车站地表灰尘以粗颗粒组成为主,地表灰尘主要来源于车站附近的土壤、建筑、垃圾等,大气沉降对地表灰尘的贡献相对较小.与浙江省土壤背景值相比,Pb、Zn、Cu、Cd、Cr、Ni、Hg、As和Se等元素均有不同程度的污染,其平均含量分别为287.1、424.0、172.8、1.21、122.3、54.4、0.71、16.00和2.07mg·kg-1.因子分析将13个元素变量压缩为3个因子,可解释浙江省城市汽车站地表灰尘元素的来源:Pb、Zn、Cu、Cd、Cr和Ni主要与交通活动、工业污染等有关;Al、Fe、Mn和Co与当地成土母质等地质背景有关;Hg、As和Se等元素受交通污染、居民生活污染和工业污染等多重影响.根据地表灰尘元素组成的差异,可把城市汽车站分为5类.重金属元素化学形态研究表明,城市汽车站地表灰尘中不同元素的化学形态有较大的差异,有效性较高的元素为Zn、Mn和Cd,其次为Cu、Ni和Hg,而Pb、Cr和Fe的活性相对较低.     

城市区域近地表灰尘及重金属沉降垂向季节变化

随着城市高层建筑的出现,人类日常生活的垂向空间范围逐渐向上延伸,近地表灰尘及重金属沉降垂向分布的季节特征值得关注.本研究分别在春、夏、秋、冬四季采集贵阳市某生活-文教区近地表不同空间高度平台上的灰尘样品,分析灰尘沉降通量及灰尘中Ca、Fe、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量,探讨灰尘沉降通量及元素含量随空间高度的变化,揭示区域近地表灰尘及重金属沉降垂向分布的季节变化特征.结果表明,空间高度灰尘沉降通量季节变化总体上表现为冬季灰尘沉降通量最大,春季次之,夏季最低;冬季灰尘沉降通量沿垂向空间高度的分布差异最大,其次是夏季,春秋两季灰尘沉降通量垂向空间差异较小;季节变化对低层空间平台灰尘沉降通量影响大于高层空间;春季灰尘中元素含量最高,秋季灰尘重元素含量相对较低;元素含量随时空变化最大的是Zn,变化较小的是Ca.冬、春季节大气逆温层可能是灰尘沉降量和Pb、Zn等元素含量升高的原因之一.     

高速公路沿线路面灰尘及土壤中重金属污染特征研究

本文选择昌九、昌樟、温厚三条高速公路为研究对象,采集了路面灰尘和路旁表层土壤,测定了其中锰、锌、铜、铅、锑和镉的浓度。通过分析重金属之间的相关性、重金属含量与车流量之间的关系,比较本研究与国内外相关文献,希望能说明锰、锌、铜、铅、锑和镉这几种重金属的来源,并对这几种重金属的污染状况进行了评价。研究结果表明,交通活动释放的锌主要来源于轮胎磨损;铜和锑主要来源于制动板的磨损;虽然汽油中禁止添加铅,汽车轮轴轴承摩擦、制动衬面摩擦还会释放出铅;轮胎、润滑油和金属表面都会释放出镉;虽然汽油中添加的锰基抗爆剂会向环境中释放锰,但交通环境路面灰尘和土壤中的锰仍主要来源于自然环境。路面灰尘和土壤中重金属含量与车流量之间显著正相关,其浓度从高到低呈现了相似的规律:Zn > Cu、Pb > Sb、Cd。路面灰尘中重金属单项污染指数:Cd≫Zn、Cu > Sb > Pb。土壤中重金属单项污染指数从高到低依次为:Cd > Sb > Cu > Zn > Pb。公路旁环境介质中重金属污染风险等级:Cd≫Cu > Pb > Zn。汽车尾气、制动板和轮胎磨损是交通源污染物的主要来源,而非尾气排放源是交通环境重金属污染物的主要来源。     

宣威街道尘中重金属的分布特征及其健康风险评估

云南肺癌高发区(宣威)的环境污染与人群健康之间的关系一直是环境科学研究领域的热点之一.本研究采集了宣威市电厂及其上风向地区和下风向地区的街道灰尘,利用ICP-MS对样品中的重金属元素进行了分析;利用富集因子法对样品中的重金属污染及来源进行探究;并运用美国环境保护署(US EPA)发布的人体暴露风险评价方法对样品中重金属元素的健康风险进行了评估.结果表明,宣威街道尘土中Al、V、Ni、Co、Zn和Cd等金属元素的质量浓度明显呈"电厂来宾倘塘"的特征;V、Cd、Cr、Cu、Mn、Co、Ni、Pb、As和Zn等10种重金属的含量明显高于云南省土壤背景值,显示宣威市地表灰尘重金属污染较为严重;宣威街道中Cr、Cu、Zn、Pb、As和Cd等重金属主要来源于电厂排放的燃煤颗粒物.健康风险评估的结果表明,宣威街道灰尘中10种重金属元素对儿童的非致癌风险大于成人,手-口摄入是灰尘重金属暴露的主要途径;宣威街道尘土中Cd、Cr、Ni、Co和As等5种致癌重金属存在潜在的致癌风险;Cr是威胁儿童健康的主要污染因子.     

不同粒径地表街尘中重金属在径流冲刷中的迁移转化

在我国快速城市化进程中,街尘及其径流冲刷引起的重金属污染日显突出.通过对北京市城乡道路街尘及其人工降雨模拟径流冲刷过程中不同粒径街尘中重金属的分析,探讨街尘与径流冲刷过程中的粒径效应及不同重金属赋存形态的动态变化规律.结果表明,同一粒径颗粒物从"静态"街尘到"动态"径流中的颗粒物,重金属浓度呈下降趋势.街尘中重金属在径流冲刷过程中,存在溶解与解析现象,颗粒物粒径越小,减少比率越大,5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的减少比率分别为24.3%、56.8%、34.3%、22.8%、27.3%.街尘中的弱酸可提取态比例要略大于径流颗粒物中弱酸可提取态比例,部分以水溶态进入水体中.在径流冲刷过程中,水相溶解态重金属变化不大,水相颗粒态重金属含量随降雨时间径流过程迅速降低.固相颗粒物的重金属浓度随降雨时间总体上呈下降趋势.粒径越小,冲刷率越大,最大为62.1%,最小为4.6%.地表街尘在径流冲刷过程中,小粒径颗粒物具有较强的迁移能力,较容易进入水体造成污染.     

安徽铜陵矿区不同功能区域土壤中重金属对微生物及酶活性的影响

为揭示土壤微生物及酶活性与重金属污染的内在关系,并建立土壤重金属污染水平的酶活性及生物学参数表征体系,以安徽铜陵狮子山矿区周边土壤为研究对象,测定矿区内不同功能区域（采矿区、选矿区、堆矿区、尾矿库以及菜园）土壤中w（Cu）、w（Zn）、w（Cd）、w（Pb）和基础呼吸、微生物量碳含量、代谢熵等理化性质以及6种土壤酶（脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶）的活性.结果表明,所选矿区不同功能区域的内梅罗综合污染指数（P_N）依次为堆矿区（10.77）>采矿区（4.38）>选矿区（4.06）>尾矿库（2.55）>菜园（1.35）;4种重金属（Cu、Zn、Cd和Pb）的单因子指数（P_i）依次为Cd > Cu > Zn > Pb.不同功能区域内6种土壤酶活性之间有显著差异并呈不同程度变化,且均以菜园土壤酶活性为最大,其中,过氧化氢酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性均可以有效地表征w（Cu）、w（Zn）、w（Cd）和w（Pb）的水平.与基础呼吸或者微生物量碳含量指标相比,代谢熵能更好地表征土壤环境污染状况.研究显示,土壤酶活性、代谢熵与Cu、Zn、Cd、Pb这4种重金属含量均呈极显著相关,因此可通过测定土壤酶活性和代谢熵等生物学参数为矿区土壤环境质量评价及生态修复提供参考依据.      

北京市典型室内外灰尘中重金属的粒径和季节变异特征及人体暴露评估

于2012年采集了4类分别来自于北京市办公室、宾馆、大学生宿舍和道路的灰尘样品,探究Cu、Zn、Cr、Pb、Cd和Ni等6种重金属元素在灰尘中的粒径分布规律.不同重金属在灰尘中的粒径分布规律呈现出不同特征,道路灰尘中重金属元素更易于在细颗粒物上富集.分别于2012年3~8月和2012年3~12月对北京市一座办公楼内的2间办公室进行了每周1次和每2周1次的灰尘样品采集,发现Cu、Zn、Cr、Pb、Cd和Ni等6种重金属元素在灰尘中的含量随季节变化总体保持稳定,但Cr和Pb含量的波动性较其它4种重金属显著.地积累指数法显示,Zn、Cu和Pb在所测灰尘样品中污染程度较高,且Zn在办公室和宾馆灰尘中达到了中度污染水平.人体健康风险评估结果显示,6种重金属在4类灰尘中的非致癌健康风险值都远小于1,即风险可以忽略.     

开封市公园灰尘重金属含量及潜在生态风险

采集河南省开封市区4个典型公园(清明上河园、龙亭公园、铁塔公园、相国寺)52个地表灰尘样品,采用原子荧光(AFS)法、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定灰尘重金属含量,并用调整后的Hkanson潜在生态危害分级标准对重金属潜在生态危害进行评价。结果表明:灰尘Cd、Hg、Pb、Zn、Cu富集显著。重金属单项生态风险指数(E)顺序为HgCdPbCuNiZnCoCrMnTi,除Hg和Cd出现强烈以上生态风险外,其他重金属风险轻微。所有公园灰尘重金属潜在生态总风险(RI)均在很强等级以上,其大小依次为RI相国寺RI龙亭公园RI铁塔公园RI清明上河园。灰尘Hg和Cd对RI的平均贡献率分别为45.28%和46.77%,是最主要的风险因子。     

宝鸡市城区灰尘重金属空间分布、来源及健康风险

通过对宝鸡市城区灰尘中Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Co、Cd、As 8种重金属元素含量的测定,采用GIS空间分析、人群健康风险评价方法,对元素含量、空间分布及健康风险进行研究与评估,并借助富集因子法、多元统计分析识别重金属元素的来源。结果表明,宝鸡市城区地表灰尘重金属Cd、Zn、Cu、As含量分别为陕西省背景值的19. 47、4. 77、3. 10和2. 97倍。元素Cd、Zn、Cu的空间分布特征较为相似,高值区出现在车流量极大的市政府以西和代家湾周围; Ni、Cr分别在任家湾火车站、马营镇和虢镇地区出现高值;在陈仓大道东段向北至千河镇的大部分区域,因其种植园施肥及工业污染物排放,出现了As的高值区。健康风险总体较小,致癌重金属风险值均小于10-6,非致癌风险值均小于1。儿童所受非致癌风险大于成人,手-口接触是其主要暴露途径。从空间分布特征来看,人群健康风险指数在城区西部老工业区偏高,低值区出现在东风路、金台大道及滨河公园一带。相关分析、因子分析表明宝鸡市灰尘中重金属主要有3个来源:Zn、Cd、Cu主要源自交通污染; As、Ni、Co源于汽车零部件生产、土壤母质和农药化肥施用的复合污染; Cr主要来源于工业活动。     

贵州典型酸雨城市降尘中有毒重金属时空分布及来源分析

对2012年贵阳、遵义、安顺市区和背景点降尘样品进行逐月采集,并利用微波消解、ICP-MS对降尘中Cr、As、Cd、Hg、Pb的含量进行测定,分析其来源与贡献。结果表明,降尘五种重金属元素中,Pb含量最高,Hg含量最低。与土壤背景值相比,除Cr外,其它四种重金属元素含量总体明显升高;As、Cd、Hg含量季节性变化明显,Cr、Pb不明显。从降尘中五种重金属元素总量看,安顺夏季最高,市区点降尘总量均高于背景点,遵义和贵阳冬季最高,且在秋冬季背景点含量高于市区点。相关系数和主成分分析表明,贵阳、安顺、遵义降尘中重金属污染均受燃煤影响,其贡献率分别为61%、35%、75%。此外,安顺市交通尘贡献率为50%,遵义市风沙扬尘贡献率为21%。与其他城市相比,研究区城市降尘重金属元素除Cr外,As、Cd、Hg、Pb含量均较高。