下载文档原格式
大气环境中重金属污染的溯源与迁移规律研究近年来，随着经济的快速发展和工业化进程的加速推进，大气环境中重金属污染正逐渐成为一个重要的环境问题。
重金属污染不仅对人类健康造成潜在威胁，而且对生态环境产生深远影响。
因此，对大气环境中重金属污染的溯源与迁移规律进行深入研究，有助于采取科学有效的污染控制措施和环境保护策略。
为了确定大气环境中重金属的来源，研究人员运用了多种方法进行溯源分析。
其中，化学分析和同位素分析是两种常用的方法。
通过化学分析，研究人员可以确定重金属物质的成分及其相应的特征。
例如，铅（Pb）在化学结构上存在不同的同位素，通过测定这些同位素的比例，可以确定铅的污染物是来自于汽车尾气还是工业废气。
除了化学分析外，同位素分析也可以提供重金属元素的来源信息。
同位素分析利用不同来源物质中同位素比例的差异，通过比较样品中的同位素比例来确定重金属的来源。
除了溯源分析外，研究人员还对大气中重金属的迁移规律进行了研究。
大气中的重金属可以通过大气扩散、干沉降和湿沉降等途径迁移至地表层。
其中，大气扩散是重金属迁移的主要途径之一。
通过数值模拟和实地观测，研究人员确定了大气扩散对重金属污染物的迁移过程具有重要影响。
此外，降水是另一种重要的迁移途径。
重金属污染物可以通过降雨沉降到地表水或土壤中。
研究人员通过监测不同区域的降雨样品，分析其中的重金属污染物含量，从而确定重金属的迁移规律。
大气环境中重金属污染的溯源与迁移规律研究不仅对环境保护具有重要意义，也对人体健康具有重要影响。
重金属物质可以进入人体内，对多个器官产生不同的危害。
例如，铅可以导致儿童智力发育不良，镉可以引起骨骼病变，铬可以导致呼吸系统疾病。
了解重金属的来源和迁移规律，有助于制定科学合理的防护策略和控制措施，减少人体暴露和健康风险。
为了加强大气环境中重金属污染的管理和控制，政府部门、科研机构和环境保护组织需要密切合作，加强重金属污染的监测与评估工作。
对于问题点位的重金属污染，需要制定相关的治理措施，以减少排放和净化大气中的污染物。
北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源研究北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源研究近年来，随着城市化进程的加快，北京的大气污染问题日益突出，特别是PM2.5污染问题对公众健康产生了严重影响。
PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5 微米的颗粒物，其能够悬浮在空气中很长时间，并且能够被人体吸入，对人体健康产生较大影响。
同时，大气干沉降也是北京空气污染问题中的重点研究对象之一，其直接影响到土壤和水环境的质量。
重金属污染是导致大气干沉降和PM2.5中有机物污染的主要来源之一。
重金属，如铅、镉、铜等，具有较大的毒性和累积性，不仅对人体健康有害，还会对生态系统造成严重破坏。
这些重金属的主要来源包括工业废气排放、交通尾气、农业和建筑工程等。
有机物污染是另一个重要的大气污染问题，其主要包括挥发性有机物和多环芳烃等。
这些有机物通常来自于燃烧过程、工业生产和交通运输等活动。
有机物的存在对人体健康和环境产生广泛影响，有些有机物甚至对人体具有致癌性。
为了研究北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染的来源，许多研究已经展开。
他们通过采集大气干沉降、PM2.5样品并进行化学分析，以确定其中的重金属和有机物的含量和组成。
研究表明，重金属污染主要来自于工业活动和交通排放。
例如，一些研究显示，沿着北京市主要交通干道，如五环路和二环路，重金属污染浓度较高。
此外，一些工业区域、建筑活动和施工工地也是重金属污染的重要来源。
相比之下，有机物污染的来源更加复杂。
除了工业排放和交通尾气，农业活动、生物质燃烧和太阳辐射等也会产生大量有机物。
研究人员通过匹配污染物特征，参考污染物分布模型和预测模型，以及监测空气动力学模拟来推断这些源的贡献。
当然，以上仅仅是对北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源研究的简要介绍。
在实际研究中，科学家们从更广泛的角度出发，采用多种研究方法和技术，对这些问题进行深入研究。
《北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，大气污染问题日益突出，尤其是以北京为代表的大城市。
大气干沉降及PM2.5中的重金属和有机物污染成为关注的焦点。
本文旨在研究北京地区大气干沉降中重金属及有机物污染的状况，探讨其污染来源，以期为相关环境政策制定和污染治理提供科学依据。
二、研究背景与意义近年来，大气颗粒物（PM2.5）及其携带的重金属和有机物污染已成为全球关注的热点环境问题。
这些污染物不仅影响空气质量，还可能对人类健康产生潜在危害。
北京作为中国的首都，其大气污染问题尤为突出。
因此，对北京地区大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染的研究具有重要意义。
三、研究方法本研究采用现场观测与实验室分析相结合的方法，收集北京地区的大气干沉降样本和PM2.5样本，分析其中的重金属和有机物含量，结合气象数据、排放数据等进行综合分析。
四、研究结果1. 大气干沉降及PM2.5中重金属污染状况北京地区大气干沉降及PM2.5中重金属含量较高，主要重金属元素包括铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)、镉(Cd)等。
其中，Pb和Cd 的含量超过国家标准，表明存在一定程度的重金属污染。
2. 有机物污染状况PM2.5中的有机物种类繁多，主要包括多环芳烃、醛类、酮类等。
这些有机物的含量受季节、气象条件等因素影响，呈现出一定的时空分布特征。
3. 污染来源分析通过对比不同区域、不同时间的大气干沉降及PM2.5样本，结合排放数据和气象数据，发现北京地区的大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染主要来源于工业排放、交通排放、生活排放等。
其中，工业排放和交通排放是主要的污染源。
五、讨论与建议1. 讨论本研究表明，北京地区大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染问题严重，主要来源于工业排放、交通排放等。
为进一步改善空气质量，需要从源头上控制污染物排放，加强环境监管和治理。
同时，还需要加强公众环保意识教育，提高公众参与度。
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。
大气中重金属污染源解析与控制研究一、引言随着工业化进程的不断加速和人口数量的持续增长，大气污染问题日益严重，对人类健康和环境造成了严重威胁。
其中，重金属污染作为一种特殊的污染形式，引起了人们的广泛关注。
本文将对大气中重金属污染源的解析与控制研究进行探讨。
二、大气中重金属污染源解析1. 工业排放工业发展是大气中重金属污染的主要源头之一。
各类金属冶炼、电子产品制造以及废弃物处理等工业过程，都会产生大量重金属污染物。
这些污染物通过大气中的气溶胶或气体形式，进入人们的呼吸系统，对健康产生直接影响。
2. 燃煤污染燃煤是中国大气重金属污染的主要来源之一。
燃煤过程中释放出的氧化物以及煤灰中富含的重金属元素，都会进入大气中并沉降到地表。
特别是在冬季取暖季节，燃煤排放的重金属污染物对空气质量的影响更加明显。
3. 交通尾气随着交通工具数量的快速增长，交通尾气排放成为大气中重金属污染的另一个重要来源。
车辆燃烧产生的废气中含有铅、镉、汞等重金属元素，这些污染物通过尾气进入大气中，不仅影响空气质量，还可能污染土壤和水体。
三、大气中重金属污染源的控制研究1. 技术创新技术创新在大气污染防治中发挥重要作用。
例如，利用新型高效过滤器和除尘设备能够减少工业排放中重金属颗粒物的释放。
同时，发展清洁能源替代传统燃煤，可以减少煤燃烧过程中的重金属污染排放。
2. 加强监管为了控制重金属污染源，加强监管力度是必不可少的。
国家和地方政府应制定严格的法规和标准，对工业企业和交通运输等行业的排放进行严格控制。
同时，建立全面完善的监测体系，定期监测大气中的重金属污染物浓度，及时发现和处理污染源。
3. 提倡环保意识提倡环保意识是重金属污染防治的长久之计。
通过开展宣传教育活动，提高公众对重金属污染风险的认识，引导大众合理使用和处置电子产品，减少废弃物的产生。
此外，政府应加大对环保产业的扶持力度，鼓励企业采用清洁生产技术，减少污染物的排放。
四、结论大气中重金属污染源的解析与控制研究是一个复杂而长期的课题。
大气环境中重金属污染物迁移与转化的分析研究在现代社会，重金属污染已成为我们面临的一个最为严重的环境问题之一。
重金属污染的来源有很多种，其中大气环境中的重金属污染也是非常重要的一种。
大气环境中的重金属污染物与空气混合后会通过沉降、干湿沉降等途径进入土壤、水体等生态环境，对生物体健康和生态环境造成不可逆转的影响，因此探究大气环境中重金属污染物的迁移与转化规律，对于普遍提高人们对于环境保护和生态平衡的意识是至关重要的。
一、大气环境中重金属污染物的来源大气环境中的重金属污染物主要来源于工业、交通以及城市和农村生活等诸多方面。
含铬废气、含铅废油烟气、含汞废气等都是工业排放的主要来源，而交通行业则通过汽车排放的废气中，排放出很多重金属物质，如铅、镉等，这些会进一步加剧大气环境的重金属污染程度。
此外，人类社会的不断发展和城市化进程的加快，带来了大量的废弃物和污染物质，这些排放出来的废弃物和污染物质不但直接危害到人类健康，还极劣地影响到大气环境质量与水质等等。
二、大气环境中重金属污染物的迁移与转化大气环境中的重金属污染物并不是静止不动的存在，它们在大气环境中流动与进化，在特定的条件下，也可以发生一些特定的化学反应，使得它们的特性发生变化，或是在特定的地方蓄积起来。
为了更好地了解大气环境中重金属污染物的迁移与转化机制，需要对其常见的迁移途径进行了解与分析。
1. 氧化亚氮氧化亚氮是大气中常见的一个化学物质，可以是通过交通运输和工业生产进入大气环境。
氧化亚氮在大气中可以与水蒸汽和其他氧气发生反应，形成氮氧化物，这些化合物中也常常会夹杂着重金属污染物。
在大气环境中，氮氧化物的含量越高，大气污染物质的作用就越显著。
2. 大气干湿沉降在大气环境中，重金属污染物可以通过干湿沉降与大气过程中的水分接触。
干湿沉降过程的主要原理是：重金属污染物与水分接触，通过水分的携带，沿着流动原则顺着水流向前流动，最终在具有積水处沉淀。
干湿沉降是地表水的一种常见水文响应过程，在大气环境中也起到了相应的作用。
大气气溶胶中重金属元素的监测与分析研究进展综述薛丹（北京大学深圳研究生院环境与能源学院10级硕士1001213258）摘要：由于大气气溶胶中的金属元素对环境污染严重、对人体健康威胁极大，因此在环境监测与分析领域也越来越受到研究者的重视。
在综述了气溶胶重金属元素的来源、分布特征以及迁移转化特征的相关内容与分析方法之后，又对其采样、前处理以及浓度测量仪器方法进行了归纳总结，最后对大气气溶胶中重金属元素的研究方向进行了展望。
关键词：气溶胶；重金属元素；来源；分布；迁移转化；检测方法1. 引言大气颗粒物是大气环境中组成最复杂、危害最大的污染物之一，而其中的痕量金属则是最大的污染源之一。
重金属一旦进入环境体系就成为永久性潜在污染物质，其在环境中的转化通常只涉及不同价态间的转变，不能被微生物分解，只会在生物体内富集，并通过食物链危害人类健康。
[1]而且，重金属污染物所具有的不可降解性和长期存性也会对环境构成极大的潜在威胁。
[2]在城市中，大气污染主要来源于土壤扬尘、燃煤排放、工业粉尘、汽车尾气等，它们分散并悬浮在大气中，对人体危害极大。
因此研究大气颗粒物的化学组成，特别是重金属元素的组成、含量、迁移转化与分布特征，对研究大气污染[3]、气溶胶与人体健康的关系以及气-海物质循环交换[4]具有重要的基础意义。
此外，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[5]。
2. 大气气溶胶中重金属元素的来源分析大气气溶胶中重金属元素的来源主要分为两种，一种是自然源，一种是人为源,而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[6]。
元素的富集因子是双重归一化数据处理的结果，常用来进行大气中痕量金属来源的判定，其计算公式为：E f = (C i / C r) a /(C i / C r) b其中Cr是选定的参比元素浓度，Ci是样品中元素浓度，a代表气溶胶颗粒中元素浓，b代表地壳中元素浓度。
北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源探究一、引言巨大的经济进步和人口增长使得中国的空气质量成为世界所关注的问题之一。
作为中国的首都，北京的大气质量一直备受关注。
近年来，随着中国的工业化进程不息加快，北京的空气质量逐渐恶化。
重金属和有机物污染被认为是导致空气质量恶化的主要原因之一。
本探究旨在探讨北京大气中重金属和有机物的来源以及其对环境和人体健康的影响。
二、北京大气干沉降及PM2.5中重金属污染及来源探究1. 重金属污染状况北京大气中的重金属污染严峻影响了空气质量和人体健康。
探究发现，主要的重金属污染物包括铅、镉、汞等。
其中，铅主要来源于工业废气和机动车尾气，镉主要来源于化工和电子制造过程中的废弃物，汞主要来自燃煤和电力工厂等。
2. 重金属污染的影响重金属污染对环境和人体健康产生严峻影响。
它们可以通过空气中的PM2.5颗粒物进入人体，引发诸如呼吸系统疾病、心血管疾病、神经系统疾病等健康问题。
此外，它们还对土壤和水体造成污染，破坏生态平衡。
3. 重金属污染的来源重金属污染的主要来源有工业废气排放、机动车尾气、污水处理厂排放以及农药和化肥的使用。
其中，工业废气排放是主要的重金属污染源之一，而机动车尾气的重金属污染也日益严峻。
三、北京大气干沉降及PM2.5中有机物污染及来源探究1. 有机物污染状况北京大气中的有机物污染主要包括挥发性有机化合物和多环芳烃等。
这些有机物主要来自于石油、化工、农药和汽车尾气等。
2. 有机物污染的影响有机物污染对环境和人体健康同样产生严峻影响。
挥发性有机化合物会对人的呼吸系统和皮肤造成刺激，多环芳烃则可能致癌。
此外，有机物的排放还会导致光化学烟雾等空气污染问题。
3. 有机物污染的来源有机物污染的主要来源包括工业排放、机动车尾气、焚烧废弃物以及农药和化肥的使用。
其中，机动车尾气的有机物排放量在北京的大气污染中占据重要塞位。
四、重金属和有机物污染治理对策处置重金属和有机物污染的治理对策是改善北京空气质量的重要手段。
《北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染及来源研究》篇一摘要：本研究关注于北京大气环境的干沉降现象，特别是其对PM2.5中重金属及有机物污染的影响。
通过综合分析，本文探讨了北京地区PM2.5中重金属和有机物的污染程度、主要来源及其对环境和人体健康的影响。
研究方法包括现场观测、实验室分析和模型模拟，并综合现有文献进行了全面探讨。
一、引言北京作为我国首都，其大气环境质量对于城市可持续发展和居民健康至关重要。
近年来，PM2.5问题已经成为环境科学的重点研究领域。
除了PM2.5本身的危害，其所携带的重金属和有机物污染也引起了广泛关注。
这些污染物来源复杂，对环境和人体健康造成潜在威胁。
因此，本研究旨在深入探讨北京大气干沉降及PM2.5中重金属和有机物污染的特征、来源及影响。
二、研究方法1. 现场观测：在北京市多个典型区域设置监测点，持续观测大气干沉降现象及PM2.5浓度变化。
2. 实验室分析：收集PM2.5样品，利用现代分析技术检测其中的重金属和有机物含量。
3. 模型模拟：结合气象数据和化学传输模型，模拟污染物来源和传输路径。
4. 文献综述：综合国内外相关研究，分析北京地区PM2.5中重金属和有机物的来源及影响因素。
三、干沉降现象及其对PM2.5的影响干沉降是指大气中的颗粒物因重力作用而沉降到地面的过程。
在北京地区，干沉降现象显著，对PM2.5浓度有重要影响。
干沉降过程中，携带的重金属和有机物也会一同沉降到地面，对环境和人体健康造成潜在威胁。
四、PM2.5中的重金属污染及来源通过实验室分析和现场观测，我们发现北京地区PM2.5中重金属含量较高，主要来源于工业排放、交通尾气和自然因素等。
其中，铅(Pb)、锌(Zn)、铜(Cu)等重金属在PM2.5中尤为突出。
这些重金属对人体健康有极大危害，如铅可导致神经系统损伤、影响儿童智力发育等。
五、PM2.5中的有机物污染及来源PM2.5中的有机物主要来源于化石燃料燃烧、生物质燃烧、工业生产和农业活动等。
大气沉降物中重金属污染来源和生态风险研究随着现代工业的高速发展，大气中的重金属污染日益严重，对环境和人类健康产生了巨大的威胁。
大气沉降物是大气中含有的固体和液态颗粒物质，在降水、降尘过程中与大气中的污染物相结合形成，是重金属污染的重要来源之一。
了解大气沉降物中重金属污染的来源和了解其对生态风险的影响具有重要意义。
一、重金属污染的来源大气沉降物中重金属污染主要来自于以下几个方面：1. 工业排放：工业生产过程中的烟尘、废气等含有大量的重金属元素，经由大气传播后与沉降物结合，形成沉降物中的重金属污染。
特别是钢铁、电力、化工等行业的排放物，含有大量的铅、汞、镉等重金属元素，对大气环境的污染较为严重。
2. 燃烧排放：燃烧过程中释放出的烟尘和废气中含有大量的重金属物质。
例如，车辆尾气中的铅、镉、铬等重金属元素，对大气沉降物的污染具有很大的贡献。
3. 农业影响：农业活动中使用的农药、化肥等含有较高的重金属成分，经由土壤和气象条件的作用，这些重金属元素可能会以尘埃和气溶胶的形式进入大气层，并通过降水或沉降物的方式进一步污染大气环境。
4. 自然来源：大气中的重金属污染并不完全来自于人类活动，一些地球化学过程也会导致大气中含有重金属物质。
例如，火山爆发、矿山运作等自然因素都会释放出大量的重金属物质，这些物质经过传播和沉降后将成为重金属污染的重要来源。
二、重金属污染对生态风险的影响重金属污染对生态系统产生了广泛的影响，对植物、动物和人类健康造成了危害。
其主要的影响有以下几个方面：1. 植物受害：大气沉降物中的重金属物质沉积在土壤中，通过植物根系吸收进入植物体内。
一些重金属元素对植物有毒性，会阻碍植物的光合作用和营养吸收，造成植物叶片变黄、萎缩甚至死亡，对农作物和植被的生长发育产生了不利影响。
2. 动物危害：动物通过饮食链摄入沉积在植物体内的重金属物质，进一步加重了重金属对生态系统的威胁。
重金属元素在动物体内积累，会引发一系列健康问题，如免疫功能下降、生殖能力减退、内脏器官损害等，严重时还可能导致动物死亡。
收稿日期:2008204208;修回日期:2008206226基金项目:国家自然科学基金项目(40673061)和东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室开放基金项目(070714)第一作者简介:于瑞莲(1972—),女,副教授,博士研究生,研究方向为环境化学。
E 2mail :ruiliany @ 大气降尘中重金属污染源解析研究进展于瑞莲1,2,胡恭任2,3,袁 星1,赵元慧11.东北师范大学环境科学系,长春 130024;2.华侨大学环境科学与工程系,福建 泉州 362021;3.东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,南昌 330013)摘 要:重金属污染是大气降尘污染的一个重要方面,治理污染首先要查明污染源。
文章概述了近几年来国内外大气降尘重金属污染源解析的常用方法及其研究方法中的一些特点,重点阐述了铅、锶同位素示踪技术在大气降尘中重金属污染溯源研究中的应用,针对以往研究工作的不足和存在的问题,指出了今后重金属污染源解析研究中的重点:采用Pb 、Sr 同位素示踪法结合元素地球化学追踪重金属污染源和评价污染程度;利用Pb 、Sr 同位素示踪技术研究大气降尘重金属污染物的迁移转化规律。
关键词:重金属污染;铅、锶同位素示踪;污染源解析;大气降尘中图分类号:X 51 文献标识码:A 文章编号:167229250(2009)0120073207 大气降尘是大气中粒径大于10μm 的固体颗粒物的总称,是城市主要污染因子之一。
随着城市化和工业化的不断推进,城市降尘量明显增加,降尘中各种污染金属含量亦增加,来源复杂,影响因素很多,它既可来自固定排放源又可来自无组织排放,既受人群活动的影响又受到风速大小、空气湿度及地面植被程度等诸多因素的制约。
为了控制和削减大气中总悬浮颗粒物的含量,提高空气质量,进行大气降尘防治,必须了解大气降尘中颗粒物的来源,要定性地识别大气颗粒物的来源,定量地计算出各个源对环境污染的贡献值(分担率),这就是源解析(Source Apportionment )[1,2]。
源解析的结果是制定大气污染防治规划的依据,对于确定污染治理重点和环境管理科学决策有着十分重要的指导意义。
本文概述了近几年来国内外大气降尘重金属污染源解析的常用方法及研究成果。
1 受体模型在大气降尘污染源解析中的应用 环境科学中污染物来源的数学模型总体上分两种:以污染源为对象的扩散模型(diff usion model )和以污染区域为对象的受体模型(receptor mod 2el )[3]。
20世纪70年代起,开始由排放源转移到受体,进行大气颗粒物源解析[4]。
受体模型就是通过对大气颗粒物环境和源的样品的化学或显微分析来确定各类污染源对受体的贡献值的一系列源解析技术。
受体模型一般适用于城区尺度,通过在源和受体处测量的颗粒物的化学物理特征,确定对受体有贡献的源和对受体的贡献值。
目前的研究方法主要为显微分析法和化学法[4]。
1.1 显微分析法此法的前提是要建立庞大的源数据库(即显微清单),适用于分析形态特征比较明显的颗粒物,根据单个颗粒物粒子的大小、颜色、形状、表面特性等形态上的特征,结合污染源的标志性矿物组成及颗粒物形貌来判别其来源。
许多大气颗粒物的单个粒子具独特的形态特征,这些形态特征反映了颗粒物的污染源,例如,燃煤排放的颗粒物一般呈灰褐色,表面相对平滑,形状以球形居多,表面主要含有A1、Si 、Fe 、S 等元素;燃油排放的颗粒物大多呈黑色,表面高低不平,海绵多孔结构,表面含有Pb 、V 、Si 、S 等元素。
根据这些形态特征可利用显微技术从颗粒物单个粒子的显微图象来判断颗粒物的来源[5]。
如G omez 利用扫描电子显微镜(SEM )方法分析大气372009年第37卷第1期Vol.37.No.1,2009地 球 与 环 境EAR T H AND ENV IRONM EN T颗粒物的物相组成,并鉴别其来源[6]。
陈天虎等[7,8]在X射线衍射分析的基础上,进一步用TEM对合肥地区大气降尘进行观察研究,验证了X射线衍射仪(XRD)等分析结果,发现一些XRD没有检测出的物相,如磷灰石、玻璃微珠、纳米炭球和无定形SiO2等,这些物相对判断大气颗粒污染物来源有重要的意义,根据这些特征信息,揭示合肥地区大气污染物来源占第1位的是地表扬尘,以黏土矿物为标志;占第2位的是来源于大气化学次生气溶胶,主要是和SO2、CO2、NO X等与气态污染物排放有关,以石膏、碳酸盐和易溶盐类为标志;占第3位的是来源于汽车尾气排放的烟尘,以炭球为标志;占第4位的是来源于燃煤烟尘排放,以球形玻璃珠为特征。
张红用扫描电镜2X射线能谱分析了晋城市大气颗粒物的形态特征和元素含量,在一定程度上定性得出了颗粒物的来源,为化学质量平衡法计算大气颗粒物的贡献率提供了依据[9]。
董树屏等用扫描电镜2能谱系统观测和识别了大气颗粒物中单颗粒的形貌特征和主要来源[10]。
显微分析法分析时间长,费用昂贵,对在颗粒物中占有很大比例的无定性有机成分不敏感,在观测粒子密度和体积时误差较大,有必要对颗粒物的微观特征在源评估上的作用做进一步的研究。
1.2 化学法该方法是用大气颗粒物中所含有的标志性化学元素及元素含量比率来判别污染物来源,也可以利用元素化合形态和有机物成分来判别污染物来源。
许多污染源都有标志性元素,如Br、Pb和Ba是交通运输污染的标志性元素,Se、As、Cr、Co、Cu和Al 是燃煤污染的标志性元素,V是农药和精炼厂污染的标志性元素,Mn是钢铁厂污染的标志性元素,Ca 是水泥污染的标志性元素。
用这些特征元素可以大致判别污染来源,但这种方法往往不是单一的应用,而是结合“受体模型”和各种多元统计分析方法来判断污染来源及其对受体贡献量的大小。
该方法的应用范围比较广,都基于质量守恒的假设,是质量平衡分析的应用,即在某一采样点处测量到的大气颗粒物特征值是对颗粒物有贡献的各污染源相应特征值的线形叠加。
该方法最为成熟,具体有化学质量平衡法(CMB)、因子分析法(FA)、富集因子法(EF)、主成分分析法、目标转换因子法(T TFA)、多元线性回归(ML R)、混合受体模式,以及建立绝对因子得分法等[11]。
这些方法在国内应用广泛。
太原市大气颗粒物中金属元素的富集特征研究表明,对人体危害较大的金属元素主要富集在直径≤2.0μm的细颗粒上,Pb、Cu、Zn、Se、As等主要来自人为污染,Al、Fe、Ca等主要来自自然来源[12]。
塔里木盆地大气降尘的重矿物组合和粒度分析发现,大气降尘与塔克拉玛干沙漠砂的背景值以及亚沙土、黄土具有较好的相似性,证实塔里木盆地的大气降尘主要来源于盆地内部沙漠砂的微砂和粉砂组分[13]。
徐光用CMB化学质量平衡模型和二重源解析技术,定量解析了沈阳、抚顺、葫芦岛三个城市的大气颗粒物来源[14]。
黄辉军等对南京市大气颗粒物的元素质量谱分布分析、PM10的富集因子分析,应用CMB法计算了各类源对颗粒物PM10的贡献:建筑尘(35.45%)、煤烟尘(22.13%)、土壤尘(20.27%)、硫酸盐(5143%)、汽车尘(4.61%)、海盐(1191%)、冶炼尘(1169%)、其它源(8151%)[15]。
还有人以不同颗粒物中元素浓度为参数研究了华北清洁地区大气污染物来源[16];用化学质量平衡法(CMB)研究了上海市大气颗粒物高浓度区污染物来源[17];用目标转换因子分析了成都市大气飘尘的污染源及其贡献:道路交通尘(16.8%)、冶金尘(19.2%)、垃圾与草木焚烧烟尘(16.8%)、燃煤飞灰(54.0%),揭示了成都市大气飘尘污染以煤烟为主[18];用因子分析法,研究了兰州市大气降尘的污染来源及各源所占的比例,表明4种污染源是大气降尘的主要来源,贡献率依次为:燃煤(41104%)、风沙扬尘(22197%)、汽车尾气(16187%)、建材(12184%),其他约4148%[19]。
国外应用这些方法的研究主要有:A I2Rajhi等研究发现沙特阿拉伯Riyadh市室内灰尘和室外街道灰尘中重金属的含量主要来源于汽车尾气排放[20]。
通过元素相关性分析以及主成分分析,得出印度Delhi街道灰尘中的Cu,Cr和Ni主要来源于工业污染源,Pb和Cd主要来源于不同污染源所排放的废气,而Zn来源于工业和交通污染的混合源[21]。
通过多元素分析、主成分分析和聚类分析将街道灰尘中重金属元素分为自然源元素、城市源元素以及混合源元素[22]。
用因子分析得出香港街道灰尘来源于:金属颗粒物和地壳物质的混合物、汽车尾气排放、路面材料以及海洋气溶胶和地壳物质的混合物[23]。
通过相关分析和因子分析研究了利物浦市街道灰尘的磁化率与灰尘中重金属Ti,Fe,Pb47地 球 与 环 境 2009年 和Zn之间的联系,发现灰尘主要来源于城市污染源[24]。
有人用受体模型和扩散模型研究Dundee U K 气溶胶中PM10颗粒污染物的来源及贡献率[25];用因子分析法比较了不同地理位置上的3个城市伯明翰、科英布拉、拉合尔的大气污染物来源,发现它们的来源非常相似[26];用正矩阵因子分解(PFM)模型研究孟加拉国城镇及半城镇地区的大气颗粒物来源,鉴别了6种来源:道路飞灰、交通尘埃、水泥、海盐、机动车辆及有机物焚烧[27];用富集因子分析方法分析了阿根廷的拉普拉塔市的微量元素来源,发现主要来源于机动车辆排放[28]。
2 元素同位素示踪技术在大气降尘污染源解析中的应用2.1 铅同位素示踪自然界中的铅有四种稳定的同位素,分别为204 Pb、206Pb、207Pb和208Pb。
不同来源的铅同位素的组成存在差异,通过测定四种稳定同位素的比率,可以得到许多有用的信息,用来判断铅的污染源。
铅的污染源主要有燃煤飞灰、工业排放和含铅汽油的尾气等。
各排放源的铅同位素丰度比206Pb/207Pb分别为:1.14～1.18;1.14～1.22;1.06～1.08。
颗粒污染物铅的同位素丰度比是各个污染源的混合,丰度居中,因此可用铅同位素示踪大气污染,结合线型混合模型、聚类等方法确定污染来源及其贡献。
铅同位素示踪最早用于大气颗粒物铅污染源的研究。
北美汽油和煤的铅同位素组成测定表明,大气中两种重要的铅来源(汽油铅和燃煤铅)的同位素组成有明显的差异,可以用来示踪和鉴别大气环境中的铅污染源[29-31]。
对1979年中期至1981年早期采自悉尼地区的气溶胶和汽油样进行了铅同位素分析,发现这阶段气溶胶的铅同位素组成出现了4%的规则变化,反映了至少有三种不同来源的铅进行了不同比例的混合。
经识别,这三种来源铅主要为布罗肯希尔、芒特艾萨矿区和密西西比河谷矿区(U SA)的混合。
获得的汽油铅同位素比值与气溶胶的成正相关关系,表明悉尼大气中的大部分铅来源于交通工具的排放物[32]。
