成都市近地表大气尘的地球化学特征

通过对成都市近地表大气尘矿物组成、化学成分的分析,查明了成都市近地表大气尘矿物、元素的含量和空间分布特征。近地表大气尘主要矿物成分为石英、长石、伊利石、白云石,方解石。石膏等;近地表大气尘中重金属高值区主要在二环路内、黄田坝、琉璃厂和城东老工业区,部分元素呈明显污染郊区化趋势。与国内外其它城市街道灰尘及大气颗粒物重金属含量比较,总体上重金属含量相当,个别元素接近重工业城市水平。     

成都市近地表大气尘的地球化学特征

通过对成都市近地表大气尘矿物组成、化学成分的分析,查明了成都市近地表大气尘矿物、元素的含量和空间分布特征。近地表大气尘主要矿物成分为石英、长石、伊利石、白云石,方解石,石膏等;近地表大气尘中重金属高值区主要在二环路内、黄田坝、琉璃厂和城东老工业区。部分元素呈明显污染郊区化趋势。与国内外其它城市街道灰尘及大气颗粒物重金属含量比较,总体上重金属含量相当,个别元素接近重工业城市水平。     

上海市公园绿地树叶对大气重金属污染的磁学响应

为探究城市公园绿地树叶对大气重金属污染的磁学响应,按照上海市年均主导风设置纵横两个采样断面,采集城郊区公园绿地中广泛分布的香樟树叶,进行岩石磁学和重金属元素分析.结果表明,样品磁性矿物以亚铁磁性矿物为主导,磁性颗粒物的含量和粒径由典型工业区沿冬季风方向逐级递减.对叶片进行超声清洗后磁化率下降63%~90%,即样品的磁性特征主要取决于叶表附尘.树叶重金属元素Fe、Mn、Zn、Cu、Cr、V、Pb含量与磁参数显著相关(0.442≤R≤0.799,P0.05),说明城市公园绿地树叶磁参数可以作为大气重金属污染的替代指标.运用多元统计分析方法表明,研究区树叶磁性矿物及重金属含量主要受工业活动和交通道路污染的复合影响.     

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.     

我国城市不同功能区地表灰尘重金属分布及来源

为揭示城市不同功能区地表灰尘重金属的分布规律及污染来源,在文献调研的基础上,通过对多个省会城市主要功能区地表灰尘重金属数据的分析和比对,阐述了我国城市不同功能区地表灰尘中Cd、Cu、Pb和Zn的分布及累积差异,并探讨了不同功能区地表灰尘重金属的可能来源及影响因素.结果表明,工业区地表灰尘重金属含量最高,交通区地表灰尘重金属含量最低,商业区和居民文教区地表灰尘重金属含量处于中等水平.4种功能区之间地表灰尘重金属水平分异较大的元素是Zn和Pb,Cu和Cd在不同功能区地表灰尘中的含量差异较小.相对于城市土壤,工业区地表灰尘重金属累积最重,其它3个功能区地表灰尘重金属累积差异不明显,但相对而言,交通区地表灰尘重金属累积最轻.不同功能区地表灰尘累积程度差异最小的元素是Cd.     

成都市大气颗粒物源解析的PPR法

应用投影寻踪回归新技术(PPR),对成都市区大气采集样本中的元素含量数据和成都市大气颗粒物源成分谱进行分析,得到成都市大气颗粒物排放源的权重贡献率。结果表明:影响成都市大气颗粒物的主要贡献源为燃煤尘和土壤道路尘,它们的贡献率均达40%以上,与成都市区内大气污染来源的实际情况相符合。      

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

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.     

福建省重点城市路面尘负荷及化学组成研究

采集并分析了福建省重点城市厦门、漳州、泉州和莆田城区具有代表性的57个地面扬尘和16个土壤样品的26种无机元素、8种水溶性离子和碳成分等组成.不同城市粒径≤100μm的路面尘负荷平均值在6.99 g.m-2与10.11 g.m-2之间,而粒径≤2.5μm的路面尘(PM2.5)负荷平均值在4.0 mg.m-2和12.5 mg.m-2之间.不同城市土壤尘和路面尘PM2.5中浓度最高的元素都是Si、Ca、Al、Fe和K,路面尘中Ca元素明显富集,而主要人为来源的重金属元素如Cu、Pb、Zn、Cr在路面尘PM2.5中的浓度显著高于土壤尘.漳州城区路面尘PM2.5中二次离子NH4+、NO3-和SO24-的含量明显高于其它地区,厦门、漳州和泉州城区路面尘PM2.5中Mg2+和Ca2+之间都存在显著的正相关关系.四城市路面尘中有机碳(OC)的含量均高于济南、石家庄以及北京地面扬尘OC的含量,元素碳(EC)的含量均低于北京地区路面扬尘EC的含量.泉州和莆田两地OC和EC的相关性较好,说明路面尘中OC和EC有相同或相似的来源.质量平衡结果显示泉州和莆田路面尘PM2.5中含量最高的是土壤尘,其次为有机物.按化学组成特征对路面尘PM2.5进行聚类解析,得到受大气沉降影响、受土壤尘影响、受大气沉降和土壤尘共同作用以及受土壤尘和建筑尘共同作用4类样品.     

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.     

四川盆地裸土起尘中颗粒物及重金属的赋存特性

为探索四川盆地裸土起尘中颗粒物及重金属的赋存特性,构建了"阳离子型污染物土壤表层运移行为研究系统",在系统模拟风速条件下进行裸土起尘试验,分析了起尘中各级粒径颗粒物的质量浓度、地面尘的沉降量随纵向的分布特征,并重点分析了起尘中颗粒物的尺寸效应与重金属含量、矿物组成的变化关系。结果表明:四川盆地裸土起尘初期1~5h内,颗粒物的浓度较高,污染较为严重;距起尘源1~2m区域内降尘质量最多,占地面尘总量的30%左右;铅(Pb)、铬(Cr)和砷(As)3种重金属元素在不同粒径颗粒物中的浓度水平具有明显的差异,在试验粒径范围内随着颗粒物粒径的减小,3种重金属元素的含量增加,呈现负相关关系;各级粒径颗粒物中矿物组成基本相同,主要由伊利石、石英、钠长石、绿泥石、方解石5种矿物组成,但颗粒物的粒径越细,黏土矿物(伊利石+绿泥石)的含量越多,对重金属离子的吸附能力越强。     

南京市树叶附尘对大气重金属污染的磁学响应

在南京10个国家空气质量监测站点附近采集桂花、樟树和雪松树叶,测试其磁性参数和重金属含量,分析监测站大气颗粒物浓度、树叶重金属与磁性参数的相互关系.结果表明:3种树叶中重金属含量较高的是Fe、Mn、Cu和Pb,As、Cd和Sb较低.Pb、Cu和Sb在交通密集区含量较高;Ni、Cd和Mn在工业区含量较高;V、Cr和Fe在靠近建筑工地的地区含量较高.V、Fe、As、Pb、Sb和Cr与树叶附尘中磁性矿物具有相似来源.对比3种树叶,雪松更易富集颗粒物,其磁性参数和重金属含量均较高,同时,雪松树叶附尘中大部分重金属含量与其磁性参数的相关性较高;而桂花树叶的SIRM值与监测站大气颗粒物浓度高低具有较好一致性.常绿树叶的磁性参数有潜力用来评估城市大气污染.     

植物叶表尘及重金属对城市大气颗粒物污染的指示与评估

城市大气颗粒物污染问题日渐突出,目前主要依靠大气站点的直接观测数据反映污染的即时状况,而植物叶表尘及重金属的监测为评价大气颗粒物阶段性污染状况提供了新的途径.本研究通过分析北京交通带和公园共7个样点的臭椿(Ailanthus altissima)、槐(Sophora japonica)、北京杨(Populus beijingensis)、榆树(Ulmus pumila)、紫叶李(Prunus cerasifera f.atropurpurea)等5种常见绿化树种的叶表尘及重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn含量,并计算尘金属综合累积指数(MAI),进而与邻近站点大气颗粒物观测数据对比并进行统计分析,尝试量化评价植物所处环境的大气颗粒物及尘重金属综合污染状况.结果表明:采用榆树叶表尘可量化评价大气可吸入颗粒物PM10的月均质量浓度,相对误差为1.2%~10.6%;臭椿叶表尘可量化评价大气细颗粒物PM2.5的月均质量浓度和月均空气质量指数(AQI),相对误差分别为0.18%~3.7%和0.26%~5.7%.MAI值可指示大气尘重金属综合污染状况,本研究中京承高速和朝阳公园大气尘重金属综合污染较重,其次为念坛公园、望京公园和玉蜓桥,最轻为岳各庄桥和麋鹿苑.     

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.     

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。     

我国城市街尘重金属污染研究进展与趋势

国外城市街尘重金属污染研究较早,国内相关研究虽起步较晚,但发展迅速。本文搜集了近10a来中国城市街尘重金属污染研究的主要成果,从重金属含量、空间分布特征、赋存形态、污染来源以及污染影响评价等方面进行详细梳理,并就未来我国城市街尘重金属污染研究的发展趋势提出了一些建议。     

兰州市室内大气降尘环境磁学特征及其随高度变化研究

对兰州大学齐云楼不同高度的室内大气降尘样品进行的系统环境磁学研究表明,兰州市室内大气降尘中磁性矿物含量较高,并且以多畴和假单畴的亚铁磁性矿物为主,降尘中的磁性矿物主要来自大气污染.兰州市近地表约24 m高度内,室内大气降尘中磁性矿物浓度具有随高度升高而降低、粒径随高度增加而变细的分布特点,称为低污染源决定的近地面吹扬模式.距离建筑物顶部约10 m范围的建筑物内部,随着高度的增加,降尘中磁性矿物浓度增大、粒径变粗,称为高污染源决定的建筑物阻尼模式.兰州市室内降尘的磁性矿物浓度可以有效反映大气颗粒污染状况,研究表明,兰州市距地表20~30 m的适当高度大气颗粒污染最小.研究结果可为了解兰州市大气颗粒污染状况以及开展大气污染治理提供科学依据.     

城市道路下垫面粗糙度对街尘累积分布与污染特征的影响

道路下垫面是街尘累积-冲刷这一城市地表径流发生核心过程的重要场所,研究道路下垫面粗糙度对街尘及其负载污染物的持留分布与污染特征将对估算地表径流负荷及控制策略提供重要科学依据.本文以典型沥青和混凝土路面的街尘为研究对象,采样配对法试验设计并结合分形理论,对比分析粗糙度对街尘单位面积含量、颗粒物粒径组成、负载的氮磷及重金属污染的影响.结果表明,相比沥青路面,粗糙度较小的水泥路面所持留的颗粒物单位面积含量较少,颗粒物粒径较细,分选性较好.氮、磷含量与2种下垫面的粗糙度并无显著的相关关系,主要受环境因素影响较大,各粒径的氮、磷含量负荷比与其质量比一致,细粒径颗粒物对氮、磷的吸附作用并不明显.而重金属污染则受2种下垫面的粗糙度影响较大,水泥路面重金属含量高于沥青路面,且细粒径颗粒物的重金属污染负荷比较大,高于其质量比2.4%~24.1%.不同下垫面街尘样品各粒径段颗粒物微观形态相似.破损路面对街尘累积过程的单位面积含量及粒径组成有着较大的影响,可能对街尘累积冲刷过程及污染物富集存在不同程度的影响.     

南京市大气沉降中重金属特征及对土壤环境的影响

为明确城市大气重金属沉降对土壤环境的影响,在对南京市6个典型城市功能区连续4a大气(干、湿)沉降中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni)含量、通量、时空变异等方面研究的基础上,结合不同功能区表土重金属含量与土壤剖面206Pb/207Pb特征,分析其在城市土壤的累积特征.研究显示,Cu、Zn和Pb在大气沉降中强烈富集,其中又以Cu和Pb为潜在生态危害的关键元素.大气沉降导致除在相对未受城市人为活动影响的风景区外各功能区表土重金属均有明显富集,这种富集受大气沉降重金属含量和沉降量的共同影响.土壤累积模式预测钢铁工业区表土受大气重金属沉降影响的长期累积增量最大,以Zn和Pb最明显.钢铁工业区土壤剖面Pb含量和同位素特征显示表层20cm土体受大气沉降影响明显,206Pb/207Pb二元模型与预测模式对定量大气Pb沉降的土壤影响结果较一致,表明土壤中某些重金属的累积与大气沉降密切相关.