地表灰尘重金属含量及分布特征 彭东旭

地表灰尘重金属含量及分布特征彭东旭

发表时间：2019-04-26T15:46:12.093Z 来源：《基层建设》2019年第3期作者：彭东旭

[导读] 摘要：为了对地理学科进行更加深入的探讨和研究，为了能更具有针对性地治理大气污染以及粉尘污染，为了更高效地明确各城市地表灰尘的来源以及更好地总结各大城市地表灰尘重金属的分布规律，此篇论文在查阅了多篇相关文献的基础上，论证了我国城市地表灰尘重金属含量及分布特征，并且通过实地调查和考研，分析了地表灰尘重金属的表现形式以及来源，也进一步阐述了地表灰尘重金属分布特点的形成原因和影响因素。

广西理工职业技术学院广西崇左 532200

摘要：为了对地理学科进行更加深入的探讨和研究，为了能更具有针对性地治理大气污染以及粉尘污染，为了更高效地明确各城市地表灰尘的来源以及更好地总结各大城市地表灰尘重金属的分布规律，此篇论文在查阅了多篇相关文献的基础上，论证了我国城市地表灰尘重金属含量及分布特征，并且通过实地调查和考研，分析了地表灰尘重金属的表现形式以及来源，也进一步阐述了地表灰尘重金属分布特点的形成原因和影响因素。

关键词：重金属; 累积; 灰尘; 城市功能区

前言

随着工业化进程的进一步加快，城市空气污染日益严重，若遇见大风天气，地表灰尘则会随风肆虐，常常会影响居民出行和交通安全，特别是在地表灰尘重金属超标的情况下，若人类大肆吸入此类灰尘，常常会造成呼吸道感染，严重者还会危及生命。所以，对城市地表灰尘重金属含量及分布特征进行研究与分析是十分有必要的。不少地理学家对我国的大中型城市特别是一二线城市进行了地表灰尘重金属含量的研究和探索，虽然城市不同，但其地表灰尘重金属基本上都是包括 Cd、Cu、Pb和Zn等化学元素，并且这些元素在城市工厂集中分布地区表现地最为明显。而且，不同城市因布局不同或城市规划以及道路建设的不同，其地表灰尘重金属含量及分布特征有明显差异。本文根据已有文献和在先人研究的成果的基础上，从空间、时间、地域等多重角度入手,通过互联网技术收集大数据，以全国各地区地表灰尘中重金属含量数据为样本，以省会城市的不同功能区为样例，随机选取几个城市，地表灰尘重金属数据的分析和比对，阐述我国地表灰尘重金属含量以及其分布特征。

1城市不同功能区地表灰尘重金属分布的表现形式

本次研究过程中我们将从全国随机抽取调查，并对随机抽取的数据进行相关的统计，我们可以看得出其实地表灰尘重金属分布在不同的城市中，地表灰尘的差异性较大，比如说有的城市中Cd的含量要远远超过其它城市，甚至于高出了将近9倍的含量，可见地表灰尘的严重性，而有在这些随机抽选的城市中，有的城市地表灰尘Cu含量却在39.3-850mg•kg。可见这些城市中地表灰尘的严重程度。

1.1商业区地表灰尘重金属分布

不同城市之间商业区地表灰尘重金属含量的分布比较均匀，众所皆知，城市地表灰尘重金属 4个元素即是 Cd、Cu、Pb 和 Zn，这4个元素的含量变异度均低于 100%。其中，Cd、Cu、Pb和Zn 含量最高的城市分别为沈杭州和洛阳，Cd 含量最低的城市是贵阳，Cu、Pb 和Zn含量最低的城市是济南。所以，综上所述，这些省会城市中，商业区地表灰尘重金属含量较高的城市是洛阳，地表灰尘重金属含量较低的城市是济南。

1.2交通区地表灰尘重金属分布

因某市特殊的地理位置和地貌结构，地表灰尘重金属中Cd含量远远高于其它城市，所以其参与比较的各功能区不同城市之间 Cd 的变化程度都较高。除Cd外，不同城市交通区地表灰尘Pb的变异度相对较高，最高值437 mg•kg 。而北京是最低值60.7 mg•kg的7.2倍。其它两个化学元素的含量变异度都较低，特别是 Zn，最高值788 mg•kg相差仅3.72倍。所以，总体看来，在这些省会城市中，交通区地表灰尘重金属含量较高的城市是重庆，地表灰尘重金属含量较低的城市是西安。

2城市不同功能区地表灰尘重金属来源

一般城市的功能分区划分为工业区、交通区、商业区和居民文教区，下面将重点分析这四大功能区的地表灰尘重金属来源及影响因素。工业区地表灰尘重金属含量远高于城市土壤，说明该区域灰尘重金属并不主要来源于土壤，而是很大程度上来源于工业生产。与之相关的不同类型的工业活动释放的重金属元素不同，其城市不同功能区地表灰尘重金属的表现形式也随之不同。若城市的工业类型以重工业为主，那么其工业区的地表灰尘重金属元素的表现形式则是 Zn，例如钢铁制造业的是Zn，汽车制造业的是 Pb ，冶炼和机械加工因原材料的不同释放的元素也不同，如洛阳的铜业生产则可能释放大量的含 Cu的微量元素，这种微量元素进入周边环境之后会导致灰尘 Cu 含量增高，影响让人们的生活质量。另外， Cd 的释放可能与机械、电镀等工业类型有关，热电工业与 Pb 等多种重金属的释放有关，若地表灰尘重金属中这两种元素的含量过多，也容易引起呼吸道疾病的传播与感染。

在研究的过程中发现，能够影响地表灰尘的是交通活动，城市之间的交通区地表灰尘重金属来源主要是机动车辆在刹车的过程中刹车块、轮胎及其它零件的磨损以及汽车尾气的排放和道路旁反复扬起或沉积的灰尘。其中，化学元素Zn主要来源于轮胎的磨损，ZnO元素作为硬化过程的催化剂被添加到轮胎中，在轮胎中占0.4% ～4%; 而所谓的Cu元素，其主要来自于刹车块的磨损时所产生的。 Pb元素可能来源于平衡轮胎的铅块的磨损和尾气的排放; 而反复扬起和沉积的道路扬尘的物质组成较为复杂，它包含了多种来源的有害重金属，以印度交通路口的重悬浮颗粒物为例，不少科学家对其作了定量分析，研究显示41%来自道路灰尘，15%来自机车释放，15%来自海洋气溶胶，6%来自金属工业，6%来自煤的燃烧。因此扬尘的再次沉降是交通区地表灰尘多种元素的共同来源。

商业区地表灰尘来源相对多样和复杂，与工业区和交通区不同，商业区没有工业生产和交通运输等释放重金属的主体活动，商业区的特点是位于城市干道旁、商品种类繁多和人群聚集且流动量大，因此商业区地表灰尘重金属既来源于土壤、空气沉降，又部分受交通活动的影响，还与建筑物外墙的风化、城市设施表面油漆碎片的脱落、商品的磨蚀以及人群的聚集所产生的灰尘有关，人群聚集较多的地区其地表灰尘的重金属含量也会较高。居民文教区相对于工业区而言，其污染源较少；相对于交通区而言，其车辆密集度不高，道路扬尘现象也并不严重；相对于商业区而言，人群聚集现象较为可观，所以这一区域的地表灰尘金属含量较少。但是，这并不代表居民文教区的地表灰尘不含有金属。由于这一区域小区众多，而小区内的环境参差不齐，有些小区绿化面积较好，这种小区内的地表灰尘重金属含量就较低，反之，则地表灰尘重金属的含量就较高。另外，家庭所用的家具和日用品所释放的重金属的微粒经过日积月累的沉积然后通过垃圾倾倒等方式进入室外，与室外的空气相流通，最后的结果就是沉降到地表，造成地表灰尘重金属含量过高，特别是灰尘中的Pb和Cd两种化学