大气重金属浓度分布特点
大气重金属浓度分布特点
本文作者：伊丽米热・阿布达力木迪丽努尔・塔力甫阿布力孜・伊米提作者单位：新疆大学化学与化工学院石油天然气教育部重点实验室
工业化，城市化，经济增长和能源需求增加导致城市空气质量深刻恶化[1]。经过多年对大气颗粒物进行的深入研究表明，其对环境的影响很大，比如能够改变太阳辐射的平衡并且降低能见度等，由于地区环境、经济的发展存在着差异，大气颗粒物的化学成分、组成具有很大变化[2]。空气中的悬浮颗粒物通常分为总悬浮颗粒物（TSP）和可吸入颗粒物[3]。可吸入颗粒物是指空气动力学粒径小于10μm 的分散在大气中呈固态或液态的颗粒状物质，是目前大气环境质量评价中的一个通用的重要污染指标。在PM10中，小于2.5μm的颗粒物（PM2.5）称为细颗粒物，介于2.5~10μm之间的颗粒物（PM2.5~10）称为粗颗粒物[4]。这些细颗粒物粒径小，在大气中滞留时间长，通过呼吸作用进入人体后可以沉积在肺泡内，从而危及人类健康。PM2.5由于其比表面积较大，携带有大量重金属、PAHs、诱变剂以及病菌等有毒有害物质，比起粗颗粒物更容易对人体健康构成威胁。研究表明，PM2.5与人类呼吸道疾病、心肺疾病引起的死亡率呈正相关关系[5]。
大气颗粒物中的重金属进入人体的途径主要有呼吸作用[6]、吞食作用[7]和皮肤接触。大气气溶胶是影响辐射传输的一个重要因素，它不但吸收和散射太阳辐射，影响大气的光学性质，改变大气能见度，而且对地气系统的辐射能量平衡也有重要影响。PM2.5细粒子污染对城市灰霾的形成及能见度的恶化有极大贡献。气溶胶粒子数浓度日际变化，主要受降水、风速、风向及相对湿度等气象条件的影响。偏东风有助于气溶胶浓度的增加[8]。能见度和细粒子质量浓度呈现较好的负相关，而与PM10质量浓度的相关性就差一些。细粒子质量浓度的高低是决定能见度好坏的主要因子。可以尝试利用细粒子质量浓度的观测结果来估算大气能见度。1999年6月持续高温期间即使细粒子质量浓度很高，能见度并不很低，而2000年1月细粒子质量浓度在并不高的情况下，能见度却较低。这可能是因为细粒子中的成分不同的缘故，因为能见度的细粒子中主要的化学组分具有密切关系。活跃的光化学可能是前者的主要来源，燃煤可能是后者的主要来源，二者在化学成分上具有很明显的差别[9]。有研究表明：全球变暖会导致地表水分蒸发的增加，从而引发全球干旱化的发展和加剧，干旱半干旱区问题将变得更为严重。对1970－1990年中国大气水分的变化研究表明：大气水分在20年中是增长的，其中增长多在对流层低层，主要增长地区在东北、西南和南部沿海地区，在华北和中南部分地区却呈下降趋势。大气水分与地面气温的关系取决于地区与季节。在东北地区，大气水分的增长与地面气温增暖相一致，华北地区则不然；在西南地区只有秋、冬两季的大气水分与地面气温有明显的相关关系。大气水分与降水具有密切的正相关关系。美国的相对湿度也呈下降趋势，与水滴蒸发成负相关关系。蒸发增加40%，相对湿度减少25%~45%，湿度减少是造成干旱的原因之一[10]。
乌鲁木齐市由于其特殊的地理位置、气象因素等条件使得其冬季采暖期风速变为全年最小，极易出现阴雾天气。此种气象现象经常持续数天使得大气污染物不易
水平运动和扩散稀释，随大气污染物不断累积，阴雾范围也随之扩大，导致采暖期内的乌鲁木齐市经常笼罩在烟雾之中[11]。可吸入颗粒物又是乌鲁木齐市最为严重的大气污染物。过去几年，政府采取了一系列污染治理措施，但是到后期可吸入颗粒物浓度变化不明显。到目前为止，关于乌鲁木齐市大气颗粒物中可吸入颗粒物的污染特征和源解析研究较少，而对于与人体健康和大气能见度密切相关的细粒子（PM2.5）的研究则更少。本实验通过采集乌鲁木齐市一年的可吸入颗粒物并对其进行分析研究，探讨了大气可吸入颗粒物中重金属在采暖期和非采暖期的变化规律，并对不同的重金属的来源进行了解析，同时还对其污染水平进行了评价。
1材料和方法
1.1样品采集
本研究从2009年7月－2010年4月，在新疆大学5号楼楼顶（北纬
43°77′、东经87°61′）采集大气可吸入颗粒物样品。采样设备有日本产NL20型撞击式大气颗粒物采样头、转子流量计、真空泵组成。采样头设定流量为
20L/min，样品的采集时间设定为24h，总共81个样品。该采样头共有3层构成，第一层放有2500QAT-UP型环形滤膜可以截留dp>10μm的颗粒；第二层放有
2500QAT-UP型环形滤膜可以截留2.5~10μm的颗粒（PM2.5~10）；最底一层放有QR-100型滤膜，可以截留dp<2.5μm的颗粒，采样介质为玻璃纤维膜，采样前后滤膜均恒温恒湿48h（温度25℃，湿度50%）并称重以确定可吸入颗粒物的质量浓度。
1.2样品的前处理
将1/2的样品滤膜剪碎，放入消解瓶内，加人6mLHNO3，3mLHClO4。瓶口放置小玻璃漏斗，放置过夜后在电板上加热至近干，取下小玻璃漏斗。电板上再加热至HClO4耗尽，取下样品冷却。用10mL左右的1%HNO3淋洗瓶壁，继续于电板上加热，保持微沸10min，取下冷却，微孔滤纸过滤，用1%HNO3定容至25mL容量瓶中，摇匀待测。取同批号，等面积空白滤膜按样品超声波提取及消解过程消解，测定空白值[12]。
1.3重金属测定
待测样品中Mn、Cr、Pb、Ni和Cu，Fe采用原子吸收分光光度法测定；Hg、As 检测用双道原子荧光光谱法检测定。
2结果与讨论
2.1PM2.5~10和PM2.5质量浓度的分析
PM2.5和PM2.5~10样品的质量浓度变化如图1所示，PM2.5-10质量浓度范围为12.3~138.9μg/m3平均值为79.85μg/m3，PM2.5质量浓度的变化范围为
36.6~406.6μg/m3，平均值为222.40μg/m3，超过美国EPA1997年颁布的PM2.5日平均值35μg/m3的6.4倍[13]。由2010年7月-2011年4月采样的可吸入颗粒物的日平均值可知，乌鲁木齐市PM2.5的月平均浓度最高的是2011年1月为406.25μg/m3；最低是2010年9月为36.7μg/m3。PM2.5~10的月平均浓度最高的是2011年1月为138.9μg/m3；最低是2010年9月为12.3μg/m3。由于乌鲁木齐市雾天气集中出现在冬季，从而导致颗粒物浓度较高，特别是由于可吸入颗粒的富集作用，导致1月的浓度最高。乌鲁木齐从12月开始进入深冬季节，光照较弱、日照时间短、逆温出现频率增大及大气对流不活跃等不利于空气中污染物质扩散的因素较多，因此空气质量维持在严重污染的水平。乌鲁木齐市的6、7、8月是较典型的夏季季节，温暖、湿润雨量充，雨水的冲刷及其他气象因素使得大多时候的空气质量较好[14]。
2.2PM2.5~10和PM2.5季节性变化
图2表示的是不同季节的PM2.5~10、PM2.5的浓度和气象因素的关系，从图2中可以看出在冬季浓度较大，这可能是由于在冬季风速低和湿度高于其他的季节（易发生相际反应）；夏季可吸入颗粒物浓度较小，这可能是夏季的温度高、湿度低、风速较高，粒子干燥。环境对粗颗粒的贡献比在其他的两个季节中的要高[1]。
2.3PM2.5和PM2.5~10中重金属的浓度分布特征
2.3.1采样期间PM2.5和PM2.5~10中重金属的总浓度分布特征
图3给出了PM2.5~10、PM2.5中重金属在采样期内的总平均含量。由图3可知：乌鲁木齐市PM2.5~10和PM2.5中7种金属元素的浓度顺序排列为
Cr>Pb>Mn>Cu>Ni>As>Hg。Cr、Pb和Mn的含量也较高，平均浓度分别为195.43、120.15、100.03ng/m3和327.57、295.89、145.31ng/m3；Ni、Cu、As和Hg的含量较低，平均浓度分别为57.74、47.96、35.22、0.99ng/m3和59.55、81.88、30.78、2.03ng/m3，而且重金属在PM2.5中的含量均高于PM2.5~10中的含量，特别Mn、Cr、Pb、Hg、Cu和As。说明对人体危害较大的金属元素主要富集在小于2.5μm的细颗粒上，即重金属在细离子中易于富集。
2.3.2采暖期、非采暖期PM2.5和PM2.5~10中重金属的总浓度分布特征
由表1、2可知，除Ni之外其他重金属的浓度采暖期均高于非采暖期。
2.4重金属污染水平的评价
为了进一步了解乌鲁木齐市采暖期可吸入颗粒物中重金属污染水平及其对人体的危害，本研究采用评价沉积物重金属污染常用的地积累指数法，对重金属污染进行了评价。Mull污染指数Igeo的数学表达式为：Igeo=log2（Cn/1.5Bn）式中，Cn表示元素n在沉积物中的含量（mg/kg）；本研究中为各重金属元素在颗粒物中
的含量；Bn表示沉积物中该元素的地球化学背景值。这几种重金属取其在乌鲁木齐市土壤背景平均值，其值分别为Mn688.00、Cr47.40、Ni28.95、Pb11.20、
Ni28.95、Cu26.70、Hg0.06、As10.78mg/kg，Fe3.60（百分数）为中国土壤背景平均值[15]。Igeo≤0被列为无污染，0≤Igeo≤1为无污染到中等污染，1≤Igeo≤2为中等污染，2≤Igeo≤3为中等至重污染，3≤Igeo≤4为重污染，4≤Igeo≤5为重污染至严重污染，Igeo≥5为严重污染[16]。
2.4.1采暖期、非采暖期PM2.5~10中重金属污染水平的评价
由图4污染指数可以看出，无论是采暖期还是非采暖期，污染指数的最高点及最高平均值都落在了Pb、Hg上，两者采暖期的污染指数均高于非采暖期且为严重污染；Cr、Ni、As、Cu在非采暖期污染指数分别为5.42、4.64、4.5、4.48，在采暖期分别为5.48和4.06、4.89，4.08为重污染至严重污染，其中Cr采暖期及非采暖期的污染指数相当，Ni、Cu在非采暖期的污染指数高于采暖期，而As与Pb、Hg相同采暖期高于非采暖期；Mn的最小为非采暖期时的0.5，在采暖期时的0.90为无污染。
2.4.2采暖期、非采暖期PM2.5中重金属污染水平的评价
在PM2.5中Hg和Pb的最大值仍出现在采暖期，在非采暖期污染指数分别为6.36和6.44，采暖期分别为8.41和6.61并为严重污染；Cr和Ni、As在非采暖期的Igeo值分别为5.31和5.20、4.80，在采暖期分别为4.64和3.62、3.65判断为重污染至严重污染，并且这3种金属在非采暖期的污染水平高于采暖期；Cu 在非采暖期的Igeo值为4.54判定为重污染至严重污染，而在采暖期为3.15，为重污染；Mn的污染指数最小，非采暖期为0.15，采暖期为-0.29，无污染（图5）。
2.5PM2.5~10和PM2.5中重金属的来源分析
富集因子（EFs）是一个反映人类活动对自然环境扰动程度的重要指标。它是通过样品中元素的实测值与元素的背景含量进行对比来判断表生环境介质中元素的人为影响状况。富集因子计算公式为：EF=（Ci/Cn）样品（/Ci/Cn）土壤背景式中，Ci表示重金属元素i的质量百分数（W/W）；Cn表示标准化元素Fe的浓度（W/W）。如果元素富集因子接近于1，可以认为该元素相对于土壤来源基本没有富集，主要来自于土壤颗粒；如果元素富集因子大于10，则表明元素除土壤来源外还受人类活动影响[17]。由图6、7可知在PM2.5~10还是PM2.5中不论是采暖期还是非采暖期，除Mn之外，所测金属的EF值均大于1，均受出土壤之外的外部环境的影响。对于Cr、Ni、Cu、As而言非采暖期和非采暖期的EF值相当，既有相同的污染源；而Pb、Hg采暖期的富集因子远高于非采暖期，即乌鲁木齐市冬季的环境条件有利于2种金属的富集。
3结论
（1）乌鲁木齐市冬季大气颗粒物PM2.5~10的平均质量浓度超过了国家二级标准的1.07倍，PM2.5污染比较严重超过美国EPA1997年颁布的PM2.5日平均值的6.4倍。
（2）重金属在PM2.5中的含量均高于PM2.5~10中的含量，特别Mn、Cr、Pb、Hg、Cu和As。说明对人体危害较大的金属元素主要富集在小于2.5μm的细颗粒上，即重金属在细离子中易于富集。
（3）除Ni之外其他重金属的浓度采暖期均高于非采暖期。
（4）可吸入颗粒物中，Mn的污染指数Igeo≤1为无污染、Cu为重污染
（3≤Igeo≤4），Cr、As、Ni为重污染至严重污染（4≤Igeo≤5），Pb、Hg的Igeo≥5，为严重污染。
（5）重金属元素富集因子分析表明采样期间乌鲁木齐市空气PM2.5~10、
PM2.5中Mn含量与土壤背景值接近，没有受到明显的污染和富集。Cr、Ni、Cu、As的富集因子主要在1~10，表明这些元素除土壤来源外，还可能叠加工业污染的影响；Pb、Hg的富集因子普遍大于10，表明这些元素受到明显的污染。
重金属污染的分布、原因及其源头分析参考
土壤中重金属污染物来源与分布土壤中重金属的来源是多途径的，首先是成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外，人类工农业生产活动，也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。1.1 大气中重金属沉降大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。大气中的大多数重金属是经自然沉降[2]和雨淋沉降进入土壤的。如瑞典中部Falun市区的铅污染[3]，它主要来自于市区铜矿工业厂、硫酸厂、油漆厂、采矿和化学工业产生大量废物,由于风的输送，这些细微颗粒的铅,从工业废物堆扩散至周围地区。南京某生产铬的重工业厂[4]铬污染叠加已超过当地背景值4.4倍，污染以车间烟囱为中心，范围达1.5 km2，污染范围最大延伸下限1.38 km。俄罗斯的一个硫酸生产厂[5]也是由工厂烟囱排放造成S、V、As的污染。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染，主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧，汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布，以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱；随着时间的推移，公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。在宁—杭公路南京段[6]两侧的土壤形成Pb、Cr、Co污染晕带，且沿公路延长方向分布，自公路向两侧污染强度减弱。在宁—连一级公路淮阴段[7]两侧的土壤铅含量增高，向两侧含量逐渐降低，且在地表0~30 cm铅的含量较高。在法国索洛涅地区A71号高速公路[8]沿途严重污染重金属Pb、Zn、Cd，其沉降粒子浓度超过当地土壤背景值2~8倍，而公路旁重金属浓度比沉降粒子中高7~26倍。在斯洛文尼亚[9]从居波加到扎各瑞波公路两侧，铅除了分布在公路两侧以外，还受阶地地貌和盛行风的影响，高铅出现在低地，公路顺风一侧铅含量较高。经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，主要以工矿烟囱、废物堆和公路为中心，向四周及两侧扩散；由城市—郊区—农区，随距城市的距离加大而降低，特别是城市的郊区污染较为严重。此外，还与城市的人口密度、城市土地利用率、机动车密度成正相关；重工业越发达，污染相对就越严重。此外，大气汞的干湿沉降[10~12]也可以引起土壤中汞的含量增高。大气汞通过干湿沉降进入土壤后，被土壤中的粘土矿物和有机物的吸附或固定，富集于土壤表层，或为植物吸收而转入土壤，造成土壤汞的浓度的升高。
大气重金属浓度分布特点
大气重金属浓度分布特点 本文作者：伊丽米热・阿布达力木迪丽努尔・塔力甫阿布力孜・伊米提作者单位：新疆大学化学与化工学院石油天然气教育部重点实验室 工业化，城市化，经济增长和能源需求增加导致城市空气质量深刻恶化[1]。经过多年对大气颗粒物进行的深入研究表明，其对环境的影响很大，比如能够改变太阳辐射的平衡并且降低能见度等，由于地区环境、经济的发展存在着差异，大气颗粒物的化学成分、组成具有很大变化[2]。空气中的悬浮颗粒物通常分为总悬浮颗粒物（TSP）和可吸入颗粒物[3]。可吸入颗粒物是指空气动力学粒径小于10μm 的分散在大气中呈固态或液态的颗粒状物质，是目前大气环境质量评价中的一个通用的重要污染指标。在PM10中，小于2.5μm的颗粒物（PM2.5）称为细颗粒物，介于2.5~10μm之间的颗粒物（PM2.5~10）称为粗颗粒物[4]。这些细颗粒物粒径小，在大气中滞留时间长，通过呼吸作用进入人体后可以沉积在肺泡内，从而危及人类健康。PM2.5由于其比表面积较大，携带有大量重金属、PAHs、诱变剂以及病菌等有毒有害物质，比起粗颗粒物更容易对人体健康构成威胁。研究表明，PM2.5与人类呼吸道疾病、心肺疾病引起的死亡率呈正相关关系[5]。 大气颗粒物中的重金属进入人体的途径主要有呼吸作用[6]、吞食作用[7]和皮肤接触。大气气溶胶是影响辐射传输的一个重要因素，它不但吸收和散射太阳辐射，影响大气的光学性质，改变大气能见度，而且对地气系统的辐射能量平衡也有重要影响。PM2.5细粒子污染对城市灰霾的形成及能见度的恶化有极大贡献。气溶胶粒子数浓度日际变化，主要受降水、风速、风向及相对湿度等气象条件的影响。偏东风有助于气溶胶浓度的增加[8]。能见度和细粒子质量浓度呈现较好的负相关，而与PM10质量浓度的相关性就差一些。细粒子质量浓度的高低是决定能见度好坏的主要因子。可以尝试利用细粒子质量浓度的观测结果来估算大气能见度。1999年6月持续高温期间即使细粒子质量浓度很高，能见度并不很低，而2000年1月细粒子质量浓度在并不高的情况下，能见度却较低。这可能是因为细粒子中的成分不同的缘故，因为能见度的细粒子中主要的化学组分具有密切关系。活跃的光化学可能是前者的主要来源，燃煤可能是后者的主要来源，二者在化学成分上具有很明显的差别[9]。有研究表明：全球变暖会导致地表水分蒸发的增加，从而引发全球干旱化的发展和加剧，干旱半干旱区问题将变得更为严重。对1970－1990年中国大气水分的变化研究表明：大气水分在20年中是增长的，其中增长多在对流层低层，主要增长地区在东北、西南和南部沿海地区，在华北和中南部分地区却呈下降趋势。大气水分与地面气温的关系取决于地区与季节。在东北地区，大气水分的增长与地面气温增暖相一致，华北地区则不然；在西南地区只有秋、冬两季的大气水分与地面气温有明显的相关关系。大气水分与降水具有密切的正相关关系。美国的相对湿度也呈下降趋势，与水滴蒸发成负相关关系。蒸发增加40%，相对湿度减少25%~45%，湿度减少是造成干旱的原因之一[10]。 乌鲁木齐市由于其特殊的地理位置、气象因素等条件使得其冬季采暖期风速变为全年最小，极易出现阴雾天气。此种气象现象经常持续数天使得大气污染物不易
重金属污染的特点以及传播特征
重金属污染的特点以及传播特征 重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然 界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富 集性，很难在环境中降解。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废重金属水银 水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体 表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。水体中金属有利或有害不仅取决于 金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使 有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属无 机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬比 三价铬毒性要大等等。 重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成 人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害，例如， 日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染，等公害病，都是由重金属污染引 起的。 重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的 储存库和最后的归宿。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放 造成污染。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生 物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染 土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。因此，底泥重金属污染问 题日益受到人们的重视。 重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业 污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对 环境和人的健康造成很大的危害，工业污染的治理可以通过一些技术方法、管 理措施来降低它的污染，最终达到国家的污染物排谨防茶叶中的重金属污染 排放标准；交通污染主要是汽车尾气的排放，国家制定了一系列的管理办法， 例如：使用乙醇汽油、安装汽车尾气净化器等；生活污染主要是一些生活垃圾 的污染，废旧电池、破碎的照明灯、没有用完的化妆品、上彩釉的碗碟等，对 于重金属的污染只要我们从其来源加以控制，就多多少少可以减少重金属污染。专家分析指出：目前我国塑料生产企业的工艺、设备、技术研发较落后，是造 成污染严重的主要原因，而管理不善、地方保护及人们环保意识淡薄，加剧了 污染，强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来，倡导环保，使用环保型助剂 才能使PVC行业健康长远发展。
大气重金属
一、“十二五”相关政策 十二五环境保护重大工程：重点行业重点地区污染防治工程（含重金属、持久性有机污染物等污染防治和污染土壤修复示范工程）十二五规划框架中将大气汞、铅、二噁英和苯并(a)芘为“十二五”有毒废气优先控制因子。 二、对大气气溶胶中重金属元素研究的重要性有： 1)重金属元素大都具有较强的生物毒性，且具有不可降解性和生物累积性．漂浮在大气中的气溶胶颗粒极易通过呼吸系统进入人体，特别是粒径小于1 m 的细颗粒可以直接到达人的肺泡内．因此气溶胶颗粒可以作为重金属的载体进入人体，从而对人类健康产生影响． 2)重金属铅，锌和铜及其化合物在常温下基本上是固态，在大气中主要存在于颗粒相中． 3)重金属元素通常都有其独特的来源，可以作为气溶胶颗粒的示踪元素，揭示气溶胶颗粒的来源． 三、中国大气中重金属需要关注 Zn：北京的大气TSP中锌含量在2001和2006年之间的平均浓度是996ng/m3，2004年冬天PM2.5中锌的平均含量高达880ng/m3。 广州市区和郊区大气TSP中锌的浓度，分别为l190ng/m3，899ng/m3，2007年1月15日上海大气PM2.5中锌的含量竟然高达4790ng/m3。（葡萄牙Oporto城市大气气溶胶中锌浓度564ng/ m3）Cu：北京TSP在2001年和2006年之间Cu的平均含量却高达146ng/m3．同样2004年广州TSP中Cu的含量也有82ng/m3．上海
地区大气PM2.5中Cu含量有50ng/m3。．（日本东京为30，越南大气只有12）。 四、资料整理
收集到的大气沉降颗粒物中某种重金属元素的总量除以采样器的截面积计算而得。
大气污染的空间分布与时空变化特征
大气污染的空间分布与时空变化特征现今社会，大气污染已经成为一个极为严峻的难题。其对环境、生态和人类的健康都带来恶劣影响。一方面，大气污染在城市生 产和日常生活中的产生和积累，已经导致空气质量越来越下降， 严重干扰着人们的生存和发展；另一方面，污染物随着大气运动 在地球大气层之间的传输、扩散、输送，在空间和时间上呈现出 明显的变化特征。因此，了解大气污染的空间分布及其时空变化 特征，对于开展环境保护和管理工作，具有重要意义。本文将全 面探讨大气污染的空间分布和时空变化特征。 一、大气污染的空间分布 大气污染具有明显的空间分布特征。根据研究显示，我国的大 气污染主要集中在东部沿海和城市群地区，以及一些工业集中的 地区，如长三角地区、珠江三角洲地区、京津冀地区、山东半岛 和河南省南部等。具体来说，浙江、上海、广东、山东、江苏、 河北等省份的空气质量最差，PM2.5、SO2和NO2等指标超过了 国家和世界卫生组织标准。而在西部地区，铅、汞等有毒重金属 元素污染比较突出，主要是因为工业排放和采掘活动。此外，气 候条件也是影响大气污染空间分布的一个重要因素。夏季高温条 件和持续高压增加O3的浓度，夏季的高温和持续高压增加了O3
的浓度，而霾天相对稳定的气象条件则有利于PM2.5的累积和积 聚导致空气污染。 二、大气污染的时空变化特征 大气污染的时空变化特征显现出明显的季节性和日变化规律。 从季节性变化来看，大气污染一般集中在相对冷凉的季节，尤其 是在重污染地区，春季和冬季空气质量会明显下降。而高温季节 和气压较高的夏季，因为气象条件的影响，一些臭氧、VOC等氧 化物浓度较高。同时，由于降水等气象因素的关系，一些大气污 染物的浓度会出现显著的日变化规律，一般在晚上时分浓度较高。随着社会经济发展和环保意识的提高，我国在大气污染治理方面 不断采取力度更大的措施，同时城市对空气质量的认识和对大气 污染预防意识逐渐加强，2013年以来全国各地对改善环境质量的 投入不断增加。这也使得我国相比之前取得了明显的成效，空气 质量有所改善，目前各类污染物呈下降趋势，但城市化的快速发展，特别是土地的快速开发，造成大量污染物的排放，加之汽车 数量的快速上升，大气污染治理问题仍然困扰着我们。 从时空变化特征的角度看，大气污染需要具有针对性的治理， 这就需要对污染物的来源、种类和排放方式等方面进行仔细分析，
大气污染物的来源及时空分布特点
大气污染源及大气污染物的时空分布特点 本期主要为大家介绍一下大气污染源以及大气污染物的时空分布特点，现将具体情况阐述一下： 1、大气污染源 大气污染源也就是我们平常所说的大气污染物的来源，它可分为自然污染源与人为污染源两类。自然污染源是指自然原因向环境释放污染物的地点，如火山喷发、森林火灾、飓风、海啸、土壤和岩石的风化及生物腐烂等自然现象形成的污染源。人为污染源是指人类生活活动和生产活动所形成的污染源。人为污染源有各种分类方法。按污染源的空间分布可分为：点源，即污染物集中于一点或相当于一点的小范围排放源，如工厂的烟囱排放源；面源，即在相当大的面积范围内有许多个污染物排放源，如一个居住区或商业区内许多大小不同的污染物排放源。按照人们的社会活动功能不同，可将人为污染分为生活污染源、工业污染源和交通运输污染源三大类。根据对主要大气污染物的分类统计分析，大气污染源又可概括为三大方面：燃料燃烧、工业生产和交用运输。前两类污染源统称为固定源，交通运输工具（机动车、火车、轮船、飞机等）则称为流动源。 2、大气污染物的时空分布特点 与其他环境要素中的污染物质相比较，大气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点，了解该特点，对于获得正确反映大气污染实况的监测结果有重要意义。 大气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。 气象条件如风向、风速、大气湍流、大气稳定度总在不停的改变，故污染物的稀释与扩散情况也不断变化。同一污染源对同一地点在不同时间所造成的地面空气污染浓度往往相差数十倍；同一时间不同地点也相差甚大。一次污染物和二次污染物浓度在一天之内也不断地变化。一次污染物因受逆温层及气温、气压等限制，清晨和黄昏浓度较高，中午较低；二次污染物如光化学烟雾，因在阳光照射下才能形成，故中午浓度较高，清晨和夜晚浓度低。风速大，大气不稳定，则污染物稀释扩散速度快，；反之，稀释扩散慢，浓度变化也慢。 污染源的类型、排放规律及污染物的性质不同，其空间分布特点也不同。一个点污染源（如烟囱）或线污染源（如交通道路）排放的污染物可形成一个较小的污染气团或污染线。局部地方污染浓度变化较大，涉及范围较小的污染，称为小尺度空间污染或局地污染。大量地面小污染源，如工业区窑炉、分散供热锅炉及千家万户的饮炉，则会给一个城市或一个地
大气环境中重金属元素的迁移与转化研究
大气环境中重金属元素的迁移与转化研究 一、引言 随着工业化进程的加速，大气环境中重金属元素的污染引起了越来越多的关注。这些重金属元素包括铅、汞、镉等，它们对人体健康和生态环境造成了巨大的威胁。因此，研究大气环境中重金属元素的迁移与转化机制对于减轻污染和保护生态环境具有重要意义。 二、大气中重金属元素的来源和迁移路径 大气中重金属元素的主要来源包括工业排放、汽车尾气和燃煤排放等。这些源 头释放的重金属元素经由空气中的气溶胶或气态形式迁移，进而沉积到地表或水域中。重金属元素的迁移路径包括干沉降和湿沉降两种形式。干沉降是指重金属元素随气溶胶沉降到地面，而湿沉降是指重金属元素随降水沉降到地面。 三、重金属元素在大气环境中的转化过程 重金属元素在大气环境中经历了气-溶胶、气-气和溶液-颗粒三个相互转化的过程。在气-溶胶转化过程中，重金属元素与气溶胶表面发生吸附和解吸作用，从而 影响其在大气中的存在形态和浓度分布。而在气-气转化过程中，重金属元素与大 气中其他气体发生反应，形成新的化合物。最后，在溶液-颗粒转化过程中，重金 属元素通过湿沉降进入地表或水域中，对环境产生影响。 四、重金属元素迁移与转化的影响因素 重金属元素的迁移与转化过程受到多种因素的影响。首先，环境因素如温度、 湿度和风速等对重金属元素的迁移和转化有重要影响。温度和湿度的变化可以改变气体的扩散速度和水分蒸发速率，进而影响重金属元素的转移速率。此外，风速的大小也会影响气溶胶的扩散和沉降速度。其次，重金属元素的物化性质和存在形态也会对其迁移和转化过程产生影响。不同的重金属元素具有不同的亲和性和溶解度，
这将影响其在大气中的迁移行为。最后，人为活动和自然因素的干扰也会对重金属元素的迁移和转化产生影响。例如，工业排放和交通排放的增加会导致重金属元素浓度的增加，进而加剧大气环境中的污染程度。 五、大气环境中重金属元素的生态风险评估 重金属元素对生态环境和人体健康造成严重威胁，因此进行生态风险评估对于 制定有效的环境保护措施至关重要。生态风险评估可以通过采集大气中的样品进行实验室分析，确定重金属元素的浓度和存在形态，并结合生态效应数据，评估其对生态系统的潜在危害程度。通过生态风险评估，政府和相关部门可以制定相应的环境监测和治理措施，减轻重金属元素的污染对生态系统的影响。 六、结论 大气环境中重金属元素的迁移与转化机制是一个复杂的过程，受到多种因素的 影响。研究大气中重金属元素的迁移与转化机制对于减轻污染和保护生态环境具有重要意义。通过生态风险评估，可以更好地了解重金属元素对生态系统的潜在危害，为环境保护和治理提供科学依据。我们应该加强对大气环境中重金属元素的研究，采取有效措施减轻其对环境和人类的危害，实现可持续发展。
燃煤排放可吸入颗粒物(PM10)中重金属元素分布与富集特征
燃煤排放可吸入颗粒物(PM10)中重金属元素分布与富集特征鲁静;孙俊民;邵龙义;张涛 【期刊名称】《地球化学》 【年(卷),期】2009(38)2 【摘要】研究了我国西南地区小龙潭、阳宗海和贵阳三个燃煤电厂排放可吸入颗粒物(PM10)中重金属元素(As、Se、Be、Pb、Cd和Co)的分布与富集特征.同粒径大于10μm的飞灰相比,大多数重金属倾向于在PM10中富集.经历了挥发-凝聚过程的As、Se、Cd和Pb元素,在PM10粒径大小和化学成分差异等因素的共同作用下,随着PM10粒径的减小,其含量和富集系数在总体增大的趋势下局部存在低值异常;未经历挥发-凝聚过程的重金属元素(小龙潭电厂、贵阳电厂Be和Co)表现出在不同粒级PM10中均匀分布和正常富集的特征.煤粉燃烧过程中重金属元素的挥发-凝聚特性改变了燃煤产物中重金属元素的环境迁移能力,经历了挥发-凝聚过程的重金属元素主要赋存于飞灰表面,形成纳米级颗粒覆盖层,其水溶性和酸溶性增强,环境危害性增大. 【总页数】6页(P147-152) 【作者】鲁静;孙俊民;邵龙义;张涛 【作者单位】中国矿业大学,煤炭资源与安全开采国家重点实验窒,北京,100083;清华同方能源环境公司,北京,100084;中国矿业大学,煤炭资源与安全开采国家重点实验窒,北京,100083;中国矿业大学,煤炭资源与安全开采国家重点实验窒,北 京,100083 【正文语种】中文
【中图分类】P595 【相关文献】 1.乌鲁木齐市大气PM10中重金属元素的浓度和富集特征 [J], 孙龙仁;郑春霞;王文全;牛玲 2.百色不同功能区大气PM10与土壤中重金属富集特征的相关性分析 [J], 刘芳;梁莉莉;王静;黄科瑞 3.燃煤锅炉PM10排放及元素分布特性的实验研究 [J], 隋建才;徐明厚;丘纪华;郭欣;高翔鹏;王泉斌;曹倩 4.对燃煤电厂可吸入颗粒物（PM10）排放的测试研究 [J], 苏华莺 5.鄂东南铁山地区土壤—植物系统中重金属元素分布及富集特征 [J], 张晓军;胡明安 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
重金属污染的特点、来源及在环境中的存在状态
重金属污染的特点、来源及在环境中的存在状态现在科技的发展让很多金属也有了用武之地，而且应用于各个领域，可以说金属已经成为我们生活的一部分。在109种化学元素中，83种是金属，密度大于5的金属统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。常说的重金属污染，主要是指汞、镉、铅、铬，以及它们的类金属物等生物毒性显著的重金属物引起的污染。 重金属污染的特点是： (1)天然水中的微量重金属就可产生毒性效应。重金属产生毒性大小的浓度范围取决于该金属的性质(如价态、形态)，如汞、镉产生毒性的浓度范围是 0.001～0.01mg/L。(2)它们与有机污染物不同，水中微生物不仅不能降解重金属，相反地某些重金属元素在微生物的作用下转化为金属有机化合物，产生更大的毒性。经过“虾吃浮游生物，小鱼吃虾，大鱼吃小鱼”的水中食物链被富集，浓度逐级加大。而人正处于食物链的终端，通过食物或饮水，将有毒物摄入人体。若这些有毒物不易排泄，将会在人体内积蓄，引起慢性中毒。在生物体内的某些重金属又可被微生物转化为毒性更大的有机化合物(如无机汞可转化为有机汞)。(3)重金属可通过食物、饮水、呼吸等多种途径进入人体，从而对人体健康产生不利的影响，而且这种影响具有隐蔽性，有些重金属对人体的积累性危害影响往往需要一二十年才显示出来。(4)重金属离子在水体的迁移转化是一个复杂的过程，它与水体的酸碱条件、氧化还原条件等有着密切的关系。一般的迁移反应可归纳
为：离子性化合物的溶解，形成各种无机的、有机的配位化合物；可溶性物质在固体表面的吸附和解吸，沉淀或在固体表面上共沉淀，合并于固体物质或晶体结构。(5)进入水体的重金属污染物大部分沉积于底泥中，少部分以可溶态及颗粒存在于水体。(6)重金属污染物不易或不能用感官察觉到，就如同人们不能用感官去认知空气是否存在细菌、病毒一样，只有用科学的调查、化验分析才能确认。 (7)受重金属污染的蔬菜、水果、水产品并不能通过浸泡、清洗、多次煮来去除其含有的重金属，因为它存在于动植物的体内，不像农药那多洗就可以清除干净。 总的来说，重金属污染的威胁在于它不能被微生物所降解，反而生物体可以富集重金属，并且把某些重金属转化为毒性更大的金属有机化合物，从而严重威胁到生物体和人体的健康。因此对重金属污染的防治工作显得尤为重要。 1.3 重金属污染的来源以及在环境中的存在状态 人体组织中含自然界各种元素，其元素的种类和含量与其生存的地理环境表层元素的组成以及膳食摄入量有关。存在于食物中的各种元素，其理化性质及生物活性有很大的差别，有的是对人体有益的元素（如钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌等），但是过量摄入会带来伤害。而有的是对人体有害的元素（如铅、铬、镉、汞等），人们较早就对各种元素的食品安全性问题给予重视。研究表明，食品重金属污染的化学元素以镉最为严重，其次是铅、砷、铬、汞等[3]。 重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入
大气环境中重金属污染的来源与迁移规律
大气环境中重金属污染的来源与迁移规律大气环境中的重金属污染一直是当前环境问题的热点之一。重金属的大气污染主要来源于化石燃料的燃烧、工业废气排放和发电厂的烟气等。这些污染源根据其性质和形态的不同，对大气中的重金属污染物的输送和迁移规律也会有所差异。 1. 化石燃料的燃烧 化石燃料的燃烧是重金属污染的重要来源之一。燃烧过程中，含有重金属的煤炭、石油和天然气中的污染物被释放到大气中。这些污染物通常以气态形式存在，例如氧化物、硫化物和氯化物。它们主要通过空气对流、大气扩散和降雨沉降等方式向大气中迁移。 2. 工业废气排放 工业生产过程中产生的废气排放也是重金属污染的重要来源。工业废气中含有各种重金属元素和其化合物，如铅、汞、镉等。这些污染物通常以颗粒物或气态形式排放，通过烟囱等排放口进入大气中。气态重金属污染物主要通过空气对流扩散，颗粒态重金属污染物则以气溶胶的形式向大气中迁移。 3. 发电厂的烟气排放 发电厂的烟气排放也是重金属污染的主要来源之一。发电厂燃烧煤炭等燃料时会释放出大量的重金属污染物，如汞、镉和铅等。这些污染物随烟气通过烟囱排放到大气中。由于烟囱的高度和烟气温度的影
响，大气中的重金属污染物在垂直和水平方向上会发生不同程度的迁移。 在大气中迁移的污染物会受到陆地和海洋的影响，从而对环境和人 类健康造成威胁。重金属污染物在大气中的输送和迁移规律主要受以 下几个因素的影响： 1. 大气环流 大气环流对重金属污染物的迁移具有显著影响。全球大气环流系统 的存在导致重金属污染物在不同地区之间发生迁移。一些污染物会通 过气流的输送，从污染源地迁移到远离污染源的地区。 2. 降水沉降 降水沉降是将重金属污染物从大气中清除的重要途径。当大气中的 污染物遇到降水时，会附着在水滴或颗粒上并随降水一同沉降到地表。沉降的污染物可能对土壤、水体和植物产生影响。 3. 地理条件 地理条件对重金属污染物的迁移也起到一定的影响。地形的起伏、 海陆分布以及气象条件等都会影响重金属污染物在大气中的输送和沉积。 4. 动态平衡
空气中污染物的时空分布特点
空气中污染物的时空分布特点 与其他环境要素中的污染物相比较，空气中的污染物具有随时间、空间变化大的特点。了解该特点，对于获得能正确反映空气污染实际状况的监测结果有重要意义。 空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、气象等条件密切相关。 气象条件如风向、风速、大气湍流、大气稳定度等，总在不停地改变，故污染物的稀释与扩散情况也在不断地变化。同一污染源对同一地点在不同时间所造成的地面空气污染 浓度往往相差数倍至数十倍，同一时间不同地点也相差甚大。一次污染物和二次污染物的浓度在一天之内也不断地变化。一次污染物因受逆温层及气温、气压等限制，清晨和黄昏浓度较高，中午浓度较低；二次污染物如光化学烟雾，因在阳光照射下才能形成，故中午浓度较高，清晨和夜晚浓度低。风速大，大气不稳定，则污染物稀释扩散速度快，浓度变化也快；反之，稀释扩散速度慢，浓度变化也慢。 污染源的类型、排放规律及污染物的性质不同，其时空分布特点也不同。例如：我国北方城市空气中SO：浓度的变化规律是：在一年内，1月、2月、11月、12月属采暖期，SO，浓度比其他月份高；在一天内，6：00—10：00和18：00—2l：00为供热高峰时段，sO：浓度比其他时段高。点污染源或线污染源排放的污染物浓度变化较快，涉及范围较小；
大量地面点污染源(如工业区炉窑、分散供热锅炉等)构成的面污染源排放的污染物浓度分布比较均匀，并随气象条件变化有较强的变化规律。就污染物的性质而言，质量较小的分子态或气溶胶态污染物高度分散在空气中，易扩散和稀释，随时空变化快；质量较大的尘、汞蒸气等，扩散能力差，影响范围较小。 为反映污染物浓度随时间的变化，在空气污染监测中提出时间分辨率的概念，要求在规定的时间内反映出污染物的浓度变化。例如：了解污染物对人体的急性危害，要求分辨率为3min；了解光化学烟雾对呼吸道的刺激反应，要求分辨率为10min。在《环境空气质量标准》中，要求测定污染物的lh平均浓度及日平均、月平均、季平均、年平均浓度，也是为了反映污染物随时间的变化情况。六、空气中污染物浓度表示方法空气中污染物浓度有两种表示方法，即质量浓度和体积分数，根据污染物存在状态选择使用。 (一)质量浓度 质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量，常用mg／m。或灿g／m’为单位表示。这种表示方法对任何状态的污染物都适用。 (二)体积分数 体积分数是指单位体积空气中含污染气体或蒸气的体积，常用mL／m。或斗L／m。为单位表示。显然这种表示方
环境空气颗粒物中重金属元素分布特征及检测方法
环境空气颗粒物中重金属元素分布特征及检测方法 摘要：随着社会经济的发展，我国的环境问题越来越受到重视，社会公众开始 将目光集中于自然环境的保护与污染治理等方面。在环境监测领域，空气污染的 防治及大气环境的治理是近年来的环保工作重点。空气中的污染物除了常见的大 颗粒物，PM2.5 以外，还包含有着更严重危害的重金属元素。重金属元素多以附 着形式分布在尘埃等微小颗粒上，对人体伤害极大。为了有效控制空气中重金属 元素带来的污染，应对其分布特征及对应的检测方法进行深入的研究。结合实践 和测试结果对不同季节，不同区域的重金属元素分布规律展开探索。并在此基础 上给出环境空气颗粒物中重金属元素的检测方法。希望以此帮助环境监测与空气 污染治理的效果得到进一步的改善。 关键词：环境监测；环境空气颗粒物；重金属；分布检测 引言 近年来，环境污染事件频发，环境污染问题已成为全世界关注的焦点，环境 中污染物的检测及评定越来越受到重视。土壤污染大致可以分为无机污染物和有 机污染物两大类。无机污染物主要包括酸碱、重金属、盐类，放射性元素铯、锶 的化合物，含砷、硒、氟的化合物等。在整个生态环境执法的过程中，环境监测 是最为重要和必不可少的，通过环境监测数据结果来决定是否需要作出相应的行 政处罚。要确保所认定的案件构成要件事实清楚，就必须要有足够且合法的证据 支撑，这就需要有质量保证的监测数据。执法监测数据真准全，现场采样是核心 和基础，现场采样的质量决定了监测全过程的质量，所以现场采样的质量控制是 监测数据具有法律效力的最基本保障。有组织低浓度颗粒物执法现场监测涉及多 个方面，为此需要对影响现场监测质量的所有环节进行质控，以确保样品的真实性、代表性和完整性，使得最后的执法监测数据具有法律效力。 1环境空气颗粒物中重金属元素分布特征 1.1依照时间变化分析重金属元素在大气中的分布特征 随着工业技术的发展，重金属元素的排放量呈现逐年递增的趋势。根据相关 调查数据显示，季节变化是环境空气颗粒物中重金属元素的含量高低的关键影响 因素，由于夏季为雨水多发季节，降雨量是改善环境空气质量的重要因素，因此 颗粒物中的重金属元素含量明显比冬季环境空气颗粒物中的重金属元素含量低， 对应的空气质量要高。相应的，由于冬季为采暖期，大量煤矿的燃烧会释放废气 废渣，推高了金属元素在大气环境中的含量。 1.2根据区域性分析重金属元素的分布特点 我国不同地区的核心经济产业模式有所差异，重工业发达地区的工业规模通 常较大，工厂所排放出的废气和废渣大多含有重金属元素，这些都会对空气质量 造成极大的影响。一般来说，在大气环境中附着在颗粒物上的重金属元素包括铍、铜、锌、铝、锰等。而含量最高的三种金属元素分别是铝、铍和锌。具体的重金 属元素种类会受到工业生产模式及产品类型的影响。工业区内环境空气颗粒物重 金属的元素还要远高于城市密集居住区。通过判断和分析环境空气中重金属元素 的种类及占比就能大致获得重金属元素分布的特征及规律。通过大量的环境监测 数据分析经验可以总结出重金属元素占比与其颗粒大小的数量关系。通过换算公 式可对重金属元素的质量分数作出客观评价。一般来说，在获得某种具体重金属 元素的占比后，可根据与其质量分数相近的其他金属元素的对应比例而换算出与 之关联的重金属元素的占比。根据实际测定的结果来看，工业密集区域的环境空
大气颗粒物中的重金属研究(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】 大气颗粒物中重金属的研究 摘要：大气颗粒物，特别是可吸入颗粒物(PM10)中含有的重金属通过呼吸进入人体后，会造成各种人体机能障碍,影响身体健康。文章总结了国内外有关大气颗粒物中重金属元素的研究现状，主要围绕大气颗粒物中重金属元素的来源、分布、化学特性、迁移转化等方面进行论述，同时也讨论了颗粒物中重金属检测方法的研究进展。 关键词：大气颗粒物；重金属；化学种态；源解析 大气颗粒物(TSP)是大气污染物中数量最大、成分复杂、性质多样、危害较大的一种物质，大气颗粒物中的重金属污染物具有不可降解性，不同化学形态的金属元素具有不同的生物可利用性，重金属的长期存在可能对环境构成极大的潜在威胁[1]。近年来，国内外对TSP中金属元素的特征及浓度研究较多，但对TSP 中金属元素的形态及迁移研究尚不多见[2]粒径小于10μm的大气颗粒物[称可吸入颗粒物(PM10)或可吸入悬浮颗粒物(RSPM)] 含有更高含量的重金属，据报道,大约75%～90%的重金属分布在PM10中，且颗粒越小，重金属含量越高[3]。大气颗粒物通过呼吸进入人体后，其中的重金属可造成各种人体机能障碍,导致身体发育迟缓，甚至引发各种癌症和心脏病。基于以上原因，大气颗粒物重金属的行为机理一直是国内外环境科学者所关注的热门课题，并在重金属来源、分布与积累、环境活性、迁移转化、生物毒性等方面积累了较多的研究成果。本文综合他人研究结果，对大气颗粒物中重金属的相关研究进行综述。 1大气颗粒物的来源分析 大气颗粒物中重金属的来源分析方法一般有聚类分析(HCA)、化学质量平衡(CMB)、因子分析(FA)、多重线性回归分析(MLR)、富集因子法(EF)等，其中聚类分析和富集因子法是常用的重金属来源研究的分析手段。 聚类分析法又称群分析、簇群分析，是一种多变量统计方法。该分析法首先根据所研究的样品之间存在的不同程度相似性(亲疏关系)，找出一些能够度量样品之间相似程度的观测量，以这
环境空气中重金属元素分布特征及检测方法
环境空气中重金属元素分布特征及检测方法 摘要：随着工业化的飞速发展，各种化石燃料的燃烧加剧，机动车数量增加， 导致工业粉尘和汽车尾气排放量增加，导致大量工业粉尘和汽车尾气大量排放。 数量的有毒有害颗粒物，以及空气环境质量下降。空气中的重金属通过吸附或化 学反应浓缩在颗粒物质中，该颗粒物质被用作转运蛋白进入人体，导致人体功能 障碍，导致癌症，心脏病等疾病。之前发布的GB 3095-2012“环境空气质量标准” 首次提出了环境空气中Cd，Hg，As，Cr（Ⅵ）的参考浓度限值，调整了年平均浓 度限值和季节性平均Pb浓度极限，标志着重金属污染防治从宏观处理到具体数 值控制。本文以环境空气颗粒物中重金属元素分布特征及检测方法进行初步分析。 关键词：环境空气；颗粒物；重金属； 引言 空气污染正变得日益严重，并已引起全世界的关注，已成为影响周围空气质 量的主要污染物，并已成为用于环境定量风险评估的历史污染物。空气污染健康。大气颗粒物不仅对人体健康造成危害，而且对居住环境产生不利影响。大气颗粒物，例如气溶胶冷凝结节，可以将硫氧化物和氮氧化物吸收到空气中以形成雾滴，导致雨水的pH值下降，从而形成酸雨。大气颗粒对光的吸收和扩散将影响气候，降低土壤温度并提高海拔高度。大气颗粒物还会降低能见度并形成灰霆天气，这 严重影响人类健康和生态环境。 颗粒所携带的大量碳组分，水溶性离子，重金属以及其他有毒有害物质对环 境和人类健康的影响要大于颗粒本身。重金属是颗粒材料的重要组成部分。它们 具有高毒性和高累积性。颗粒物质进入人体后，会对心脏等造成伤害。 1颗粒物中重金属元素的含量 表1提供了在不同采样站不同粒径的15种重金属的平均浓度值。从数据中可以得出，大气颗粒的三种粒径中Mn，Zn，Ba和Pb的含量大于其他金属元素， 其中最高的Zn元素达到1.57ug/m3。锌和铅的主要来源是人类污染。主要来自汽 车尾气，汽车橡胶轮胎的磨损，重金属的工业排放和煤炭燃烧。 表1 TSP，PM10，PM2.5中重金属元素含/ug/m3 数据来源：新浪数据库（辽宁鞍山市大气颗粒物调查分析） 2重金属元素的粒径分布特征 分析不同粒径的空气中重金属元素的浓度变化，并利用全年不同粒径的每种 重金属元素的浓度值，求出大气中不同粒径的重金属含量。示例：从图1中可以 看出：TSP中重金属污染的主要元素是Zn，其浓度值高达0.7638ug/m3，其次是 Pb和Mn，其浓度值为0.1841ug/m3。重金属的质量浓度顺序为： Zn>Pb>Mn>Ba>As>Sr>Cu>Cr>V>Ni>Sn> Cd>Sb>Hg>Co.PM2.5中的主要重金属元素为Zn，其浓度值为0.5004ug/m3，其次是Ba和Pb，浓度值为0.224ug/m3和 0.1856ug/m3，其他含量12种重金属元素较低，在0.2ug/m3以下，PM2.5中重金属元素的浓度关系为：Zn>Ba>Pb>Mn>Cu>As>Sr>C r>Ni>V>Sn>Cd>Sb>Hg>Co。 PM2.5中重金属的主要元素是Zn，其值超过0.7087ug/m3，其次是Pb，浓度为 0.1568ug/m3。其他13种重金属元素均低于0.1ug/m3，各重金属含量均在PM2.5 以下，元素浓度比为：Zn>Pb>Mn>Cu>As>Ba>Sr>Cr>Ni>V>Sn>Cd>Sb>Hg>Co。 图1不同粒怪颗粒物中重金属元素浓度ug/m3
大气颗粒物中重金属污染研究进展
大气颗粒物中重金属污染研究进展 摘要近年来由于大气颗粒物中的重金属污染，对人体和环境造成一系列的危害，因此大气颗粒物中的重金属受到学者们的广泛研究。针对颗粒物中重金属在不同时间和空间及不同粒径颗粒物中的含量和分布特征，以及重金属的来源解析和形态分析上进行综述，总结近年来大气颗粒物中重金属研究的成果，并就该领域研究方向进行了展望。 关键词大气颗粒物；重金属；分布特征；来源解析；形态分析 大气颗粒物（Particulate Matter，PM），是指大气中除气体之外的物质，包括各种各样的液体、固体和气溶胶，其粒径范围在0.01～200.00 μm[1]。 我国的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）中定义：悬浮颗粒物为能悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于100 μm的颗粒物，用TSP表示；可吸入颗粒物为悬浮在空气中，空气动力学当量直径小于等于10 μm的颗粒物，用PM10表示；环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5 μm的颗粒物，用PM2.5表示[2]。TSP的粒径范围为0.1～100.0 μm，它不仅包括被风扬起的大颗粒物，也包括烟、雾以及污染物相互作用产生的二次污染物等极小颗粒物[3]。 重金属原义是指比重大于5的金属，如Cu、Pb、Zn、Fe、Co、Ti、Mn、Cd、Hg、W、Mo、Ni、V、Ta、Au、Ag等。生物的生命活动中需要某些微量或者痕量的重金属如Cu、Zn、Mn等来促进生物的生长需要，但大部分重金属如Pb、Cd等并非生命活动所必须，而且所有重金属具有生物积累性，在生物体内富集，超过一定浓度时都具有显著的生物毒性对人体、环境都具有危害。 随着经济的快速发展，工业化进程的加速，重金属的开采、冶炼、加工、使用，使得大量重金属及其化合物以各种形式存在于大气、水体、土壤等中，对环境产生严重污染。由于重金属的毒性和它们通过食物链生物积累导致了严重的生态和健康问题，因此对于重金属污染的研究也成为目前环境研究的热点问题。 大气颗粒物中重金属的来源有很多，大体分为自然源和人为源。自然源主要来自于地壳土壤中的金属，由于气象等因素到大气中。人为源主要是由于人类活动引起的，如汽车尾气排放、燃煤燃料的燃烧等。我国的大气颗粒物中重金属污染比较严重，尤其是城市大气颗粒物中的重金属污染。因此众多学者对我国城市大气颗粒物中的重金属进行了一系列的研究。 1 大气颗粒物中重金属的分布特征 1.1 时间分布 金属元素在大气颗粒物中的时间分布变化显著，往往具有明显的季节变化和日变化规律[4]。闫向阳等[5]对沈阳市环境空气颗粒物中的重金属污染进行研究
大气环境中PM2.5的研究进展与展望
大气环境中PM2.5的研究进展与展望 大气环境中PM2.5的研究进展与展望 近年来，随着全球经济的快速发展和工业化进程的加快，大气污染问题日益引发人们的关注。其中，细颗粒物PM2.5作为一种主要的大气污染物质，给人类健康和环境带来了严重威胁。因此，对PM2.5的研究成为了重要且紧迫的任务。本文旨在概述大气环境中PM2.5的研究进展，并展望未来的研究方向。 PM2.5是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，它来 自于工业排放、汽车尾气、燃煤、扬尘等多个来源。与其它颗粒物相比，PM2.5具有更小的粒径和更大的比表面积，使其具 有更加毒性和更长的大气滞留时间。因此，PM2.5对人体健康 和大气环境产生的影响更为严重。已有研究表明，长期暴露于高浓度的PM2.5环境下，有可能导致呼吸系统疾病、心脑血管疾病甚至癌症。此外，PM2.5还能够吸附一些有毒有害物质， 如重金属离子和挥发性有机化合物，进一步加剧了其对环境的危害。 近年来，大量的研究用于监测和评估PM2.5的浓度和来源。一种常见方法是利用大气采样器采集PM2.5颗粒物，并使用重量法、光学方法和化学分析等手段进行浓度测定和组分分析。此外，利用气象和大气模型还可以预测和模拟某一地区的 PM2.5浓度分布，进而帮助制定有效的大气污染防治措施。通 过这些研究，我们了解到不同地区的PM2.5浓度具有显著的季节性和空间分布特征，受到天气条件、地理因素和排放源的影响。这些成果为解决大气污染问题提供了重要的依据。 未来的研究重点将集中在以下几个方面。首先，需要进一步了解PM2.5的粒径分布和化学组分，以便更好地评估其对健
康和环境的危害。其次，需要深入研究PM2.5的排放来源和传输途径，以便制定针对性的大气污染治理策略。再次，需要开展对PM2.5的空气质量标准的修订和制定工作，以更好地保护公众健康和环境。此外，还需要加强PM2.5的监测网络和技术手段的研发，提高监测数据的时空分辨率和准确性。最后，需要加强国际间的合作与交流，共同应对全球范围内的大气污染问题。 综上所述，大气环境中PM2.5的研究是一项重要的科学课题。通过研究进展，我们对PM2.5的生成机制、浓度分布和危害特性有了初步认识。然而，仍有许多问题有待深入研究和解决。只有通过持续不断的努力和国际合作，我们才能更好地理解和应对大气环境中PM2.5的挑战，以保护人类健康和环境的可持续发展 综上所述，研究大气环境中PM2.5的浓度分布和特征对于制定有效的大气污染防治措施至关重要。这些研究发现了显著的季节性和空间分布特征，并揭示了天气条件、地理因素和排放源对PM2.5浓度的影响。未来的研究应该关注PM2.5的粒径分布和化学组分、排放来源和传输途径、空气质量标准的修订和制定、监测网络和技术手段的改进以及国际合作与交流。只有通过持续不断的努力和国际合作，我们才能更好地理解和应对大气环境中PM2.5的挑战，以保护人类健康和环境的可持续发展
重金属空间分布
4城区区域分布平面图 x 104 图1 城区不同功能区分布平面示意图 从图形中可以看出，该城市东北区域为山区，工业区位于城市西北方向。8种主要重金属元素在该城区的空间分布：
X Y 4.692.343.11x 10 4 5 10 15 20 25 图2 金属砷等高线分布图 金属 Cd 二维等高线分布图 X Y 167.9162.9231.169.4153.9x 10 4 200 400 600 800 1000 1200 1400 图2 金属镉等高线分布图
X Y 33.1533.7952.4136.4822.93x 10 4 100 200300400500600700800 图3 金属铬等高线分布图 金属 Cu 二维等高线分布图 X Y 18.9612.9612.87.56x 10 4 200 400600800100012001400160018002000 图4 金属铜等高线分布图
X Y 10.7137.526.79x 10 4 2000400060008000100001200014000 图5 金属汞等高线分布图 金属 Ni 二维等高线分布图 X Y 15.9812.9419.9117.667.65x 10 4 10 2030405060708090100110 图6 金属镍等高线分布图
X Y 33.4629.1728.6229.0222.0931.37x 10 4 50 100150200250300350400 图7 金属铅等高线分布图 金属 Zn 二维等高线分布图 X Y 55.7163.8896.5353.0638.21x 10 4 500 1000 1500 2000 2500 图8 金属锌等高线分布图