北方某市环境空气颗粒物中重金属污染状况研究
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环境空气质量现状分析及治理策略随着城市化进程的加快和工业发展规模的不断扩大,环境空气质量成为人们越来越关注的问题。
本文将对环境空气质量的现状进行分析,并提出相应的治理策略。
一、环境空气质量现状分析1. 污染源分析目前,环境空气质量的主要污染源可归纳为工业排放、机动车尾气、燃煤污染以及城市垃圾焚烧等。
工业排放和机动车尾气是主要的污染源,对空气质量的影响最为显著。
2. 主要污染物分析环境空气中主要存在的污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等。
这些污染物对人的健康产生不良影响,严重时甚至会引发呼吸系统疾病等。
3. 空气质量状况评估通过监测数据可以看出,许多城市的空气质量严重超标。
颗粒物、臭氧和二氧化氮等污染物的浓度持续上升,对居民的健康构成威胁。
二、环境空气质量治理策略1. 加强法律法规建设建立健全环境保护法律法规,明确空气质量治理的责任主体,加强对环境污染的监管与执法力度,提高违法成本,形成有效的处罚机制。
2. 推动产业升级推动传统高污染产业向清洁生产和绿色制造转型,加大对污染排放的治理力度,减少污染物排放,降低环境空气质量的污染程度。
3. 促进节能减排鼓励合理使用能源,提倡节能减排,推广清洁能源的利用。
同时,加强对机动车的尾气排放管理,推动汽车产业向新能源转型。
4. 强化城市规划管理加强对城市建设的规划和管理,合理布局工业区域、交通路网和绿化建设。
通过科学规划,减少污染物的排放与扩散,改善城市空气质量。
5. 提高公众环境意识加强环境教育,提高公众对环境空气质量的重视程度,培养环保意识,倡导低碳、绿色生活方式,共同参与环境保护和治理工作。
6. 加强国际合作加强与其他国家和国际组织的合作,共同应对空气污染问题。
在技术交流、经验借鉴和政策协调方面,加强国际合作,形成合力。
三、结语环境空气质量的问题关系到每个人的身体健康和生活质量,必须引起全社会的高度重视。
通过加强治理策略的实施,我相信我们能够改善环境空气质量,为人民提供一个更加清洁和健康的生活环境。
《仪器仪表与分析监测》2015年第3期徐州市区总悬浮颗粒物中重金属污染研究Study on the Heavy Metals Pollution of TSP from Xuzhou陈"潘琪東美琴(仕*杨壮(凌(徐州工业职业技术学院化工学院,江苏徐州221000)[摘要]针对徐州大气颗粒物T S P中重金属铅、镉、铬、铜含量进行了测定及分析。
研究表明,徐州市大气颗粒污染较为严重,四个区的T S P浓度均高于大气环境质量标准($B 3095-1996)三级标准300ug/m3。
所采样品中铅、镉、铬、铜含量范围分别为0.245 8〜0.386 2ug/m3、0.169 65〜0.394 65ug/m3、0.009 84〜0.140 6ug/m3、0.044 77〜0.141 3ug/m3。
经分析各元素的含量污染次序为:铅>镉>铜>铬。
[关键词]TSP;重金属;铅;镉;铬;铜[中图分类号]X513 [文献标识码]A引言大气颗粒物是城市最主要的大气污染物之一, 由于其成分复杂,对人体和自然环境造成了严重的危害。
目前,国内对于大气颗粒物中的重金属元素研究主要是集中在元素总含量及其产生的危害[1]。
因此,我们对徐州市市区大气颗粒物中的重金属Cr、Cu、P b和C d进行了总量测定,能够 为徐州大气颗粒物中重金属污染提供相关的测定数据,这对于深人研究颗粒物中重金属元素的污染状况和评价徐州市大气环境质量都具有重要意义。
1重金属元素的危害性长期接触铅及其化合物会导致心悸,易激动,血象红细胞增多。
铅对植物的危害表现为叶绿素下降,阻碍植物的呼吸及光合作用。
镉会损伤肾小管,使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状,并使尿钙和尿酸的排出量增。
中主要 ,最 的是日本著名的公害病—痛痛病。
慢性镉中毒还可。
气体状,现 、、。
镉从消化道进人人体,则会出现呕吐、胃肠痉 、、状,因。
人体 ,,和,。
,硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍。
空气不同粒径颗粒物中重金属分布特征及其影响因素分析左仲善1,郭幸丽2,孙超2,石佩玉1(1.河北水利电力学院电力工程系,河北沧州061001;2.河北水利电力学院教务处,河北沧州061001)摘要:针对空气中重金属含量逐年增多问题,且重金属元素在空气中不能降解,以河北铅锌矿区为例,对空气不同粒径物中重金属分布特征以及影响因素进行分析。
在河北省各监测区域的空气监测过程,以Pb 、Zn 、Cu 、Hg 、Cr 等重金属元素为研究对象,记录其不同位置空气重金属含量,分别与铅锌矿区空气重金属含量作对比,记录对比分析结果。
实验证明,河北省一年之中冬季和秋季空气中的重金属含量较低,从夏季开始空气中重金属含量不断提高,春季空气中的重金属含量最高;化工厂越多的地区空气中的铅和镉含量越高。
关键词:颗粒物;重金属;分布特征;影响因素中图分类号:X51文献标识码:A文章编号:1001-7119(2017)12-0270-04DOI:10.13774/ki.kjtb.2017.12.058Distribution Characteristics and Influencing Factors of Heavy Metals in Air Particles with Different Particle SizesZuo Zhongshan 1,Guo Xingli 2,Sun Chao 2,Shi Peiyu 1(1.Department of Electric Power Engineering ,Hebei University of Water Resources and Electric Engineering ,Cangzhou 061001,China ;2.Office of Educational Administration ,Hebei University of Water Resources andElectric Engineering ,Cangzhou 061001,China )Abstract :The heavy metal content in the air is increasing year by year,and the heavy metal elements in the air can not degradation in Hebei lead-zinc mining area as an example,the air of different size in the distribution characteristics of heavy metals and influencing factors.In the process of air monitoring of the monitoring area of Hebei Province,Pb,Zn,Cu,Hg,Cr and other heavy metals as the research object,record the different position of air heavy metal content,respectively compared with the air content of heavy metal Pb Zn mine,record the results.Experiments show that Hebei province a year of heavy metalcontent in winter and autumn in the air is low,from the beginning of the summer heavy metal content in the air spring in the air increases,the highest concentrations of heavy metals;lead and cadmium content in chemical plant more areas in the air is more high.Keywords :particulate matter ;heavy metals ;distribution characteristics ;influencing factors收稿日期:2017-01-23基金项目:河北省教育厅自然科学青年基金项目(编号:QN2016219)。
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。
2023年环境影响评价工程师之环评技术方法高分通关题库A4可打印版单选题(共40题)1、(2011年)布袋除尘器的工作原理是()。
A.重力分离B.惯性分离C.离心分离D.过滤分离【答案】 D2、下列关于生态影响的补偿的表述不正确的是()。
A.补偿是一种重建生态系统以补偿因开发建设活动而损失的环境功能的措施B.异地补偿类似于恢复,但建立的新生态系统与原生态系统没有一致性C.异地最常见的补偿是耕地和植被的补偿D.补偿措施体现社会群体等使用和保护环境的权利,也体现生态保护的特殊性要求【答案】 B3、(2015年真题)经调查,某水体有10个物种,每个物种个体数均为5,则该水体生物多样性状态是()。
A.物种种类丰富,个体分布均匀B.物种种类丰富度较低,个体分布比较均匀C.物种种类丰富度较高,个体分布比较均匀D.物种定义,多样性基本丧失【答案】 C4、建设项目景观影响评价程序中首先应()。
A.确定景观敏感性识别基础B.做景观保护措施的研究C.确定视点D.确定景观美感程度【答案】 C5、建设项目竣工环境保护验收时,验收水质监测采样过程中应采集不少于()的平行样。
A.5%B.10%C.15%D.20%【答案】 B6、对处理、处置固体废物设施的环境影响评价内容,根据(),依据《环境影响评价技术导则》进行环境影响评价。
A.处理处置的工艺特点B.污染物排放限制要求C.污染物预处理的防治措施D.处理处置的设施调查资料【答案】 A7、生活垃圾填埋场周围应设置绿化隔离带,其宽度不小于()。
A.5mB.15mC.10mD.20m【答案】 C8、清洁生产评价资源能源利用指标不包括()。
A.物耗指标B.能耗指标C.新水用量指标D.废气产生指标【答案】 D9、生态影响评价中,关于综合指数法应用的说法,错误的是()。
A.综合指数法适用于生态系统功能评价B.综合指数法适用于生态系统结构评价C.综合指数法适用于生态多因子综合质量评价D.综合指数法适用于生态因子单因子质量评价【答案】 B10、某公路通过某一预测点的小型车车流量19200辆/d,中型车14400辆/d,中型车流量可折算为小型车流量的1.5倍,则昼、夜问通过该预测点的小型车的平均小时车流量为()辆/d。
兰州市某城区冬夏季大气颗粒物及重金属的污染特征林海鹏;武晓燕;战景明;路文芳;张艳平;王胜利;谢满廷;刘占旗【摘要】在2010年7月与2011年1月,对兰州市西固区、榆中县的大气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5)进行了采集,并对颗粒物浓度及不同粒径颗粒物上的重金属(Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn)含量进行了分析.结果显示,夏季TSP的浓度均值均未超过国家标准值,而冬季只有研究区均值超过国家标准值,超标倍数为0.36倍;研究区 PM10冬、夏季浓度均值皆高于国家标准值,超标倍数分别为1.18和0.19倍,而在对照区只有冬季均值超过了标准值,超标倍数为0.05倍;冬季PM2.5的浓度均值在研究区和对照区均超过参考标准值,超标倍数分别为1.94倍和1.0倍,而夏季浓度均值只在研究区超标,超标倍数为0.31倍.颗粒物TSP、PM10及PM2.5的浓度均值呈现的整体特点为冬季高于夏季,且研究区显著高于对照区.应用潜在生态风险指数法评价显示,大气颗粒物中重金属元素的生态危害顺序为:Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr,其中Cd的潜在生态危害程度为极强;多种重金属联合的生态风险指数显示,TSP、PM10、PM2.5的重金属生态风险程度均为极强,其中PM2.5的潜在生态风险指数最高.%The TSP, PM10, PM2.5 particles were sampled at Xi Gu Area and Yu Zhong County (in Lanzhou City) in July 2010 and January 2011. The contents of TSP, PM10, PM2.5 particles and heavy metals(Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn) in TSP, PM10, PM2.5 particles were analyzed. The result indicated that the average concentration of TSP in winter in research area was 0.36 times higher than national standard level-II, while concentration was lower in summer. In research area, the average concentration of PM10 both in winter and summer increased 1.18-fold and 0.19-fold respectively, in comparison with that of national standard level-II. In comparison area, theaverage concentration of PM10 in winter was 0.05 times higher than national standard. Compared with American daily mean value standard, the average concentration of PM2.5 in research area and in comparison area in winter increased 1.94-fold and 1.0-fold, while the value increased 0.31-fold in research area in summer. In conclusion, average concentration of TSP, PM10, PM2.5 in winter was higher than that in summer, and the concentration in research area was higher than that in comparison area. An order of potential ecological risk inedx of heavy metals in atmospheric partiles was Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr, in which the potential ecological risk degree of Cd reached terribly strong. While the potential ecological risk index of TSP, PM10, PM2.5 were all reached the terribly strong level, in which the PM2.5's potential ecological risk index was highest.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】6页(P810-815)【关键词】TSP;PM10;PM2.5;重金属;兰州市【作者】林海鹏;武晓燕;战景明;路文芳;张艳平;王胜利;谢满廷;刘占旗【作者单位】中国辐射防护研究院,国家环境保护环境与健康重点实验室(太原),山西太原030006;中国辐射防护研究院,国家环境保护环境与健康重点实验室(太原),山西太原030006;中国辐射防护研究院,国家环境保护环境与健康重点实验室(太原),山西太原030006;中国辐射防护研究院,国家环境保护环境与健康重点实验室(太原),山西太原030006;中国环境科学研究院,北京100012;兰州大学资源环境学院,甘肃兰州730000;中国辐射防护研究院,国家环境保护环境与健康重点实验室(太原),山西太原030006;中国辐射防护研究院,国家环境保护环境与健康重点实验室(太原),山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】X513大气颗粒物已经成为影响我国城市大气环境质量的主要污染物.其中,可吸入颗粒物(PM10)在环境空气中持续的时间很长,对人体健康和大气能见度都有较大影响,而且被人体吸入后,会累积在呼吸系统中,引发诸多疾病.而直径更小的细颗粒物(PM2.5)则更容易成为许多污染物(如重金属、硫酸盐、有机物、病毒等)的运载体和反应体,可直接深入到细支气管和肺泡,能引发心脏病、肺病、呼吸道疾病等,对人体的危害更大[1-5].研究发现,颗粒物浓度的变化与人群呼吸系统和心血管系统的疾病发病率及死亡率之间有相关性[6-9].重金属作为一类特殊的污染物,能够长期滞留于环境中,人体通过颗粒物的形式将重金属吸入体内同样会存在蓄积的作用,当达到一定阈值后,就会对人体的健康产生危害.颗粒物是兰州市大气的主要污染物[10],本研究旨在通过对不同粒径颗粒物及颗粒物中重金属污染特征的分析,为兰州市大气污染治理及颗粒物对人群健康的影响提供依据.1 材料与方法1.1 采样区概况及采样点兰州市是西北重要的工业城市,地处陇西黄土高原的西部,青藏高原东北侧的黄河河谷盆地中,城区南北群山对峙,东西地形较狭长,形成一个巨大的“马鞍形”,是典型的“河谷带状”城市.市区主体位于盆地内,南北宽 2~8km,东西延伸 35km.地形狭窄封闭,盆地周围的高山屏障效应使兰州市低层大气的风速非常小.通过多年的发展,兰州市逐渐形成了以石油、化工、机械、冶金、电力等为重点的工业城市.工业污染源与生活污染源排放量大,以及城区特殊的狭长河谷盆地,形成了兰州市特有的气象条件,即大气层结稳定、逆温层厚、强度大、静风频率高等,使得大气污染不易扩散,容易发生大气污染事件.特殊的地理位置、地形条件和气象条件以及不尽合理的工业布局使兰州市大气污染形势十分严峻,使之成为国内外空气污染较严重的城市之一,尤其是在冬季,大气污染十分严重.兰州市大气污染类型为典型的复杂地形城市颗粒物和煤烟型污染[11-13].本研究选取兰州市的西固区及郊区的榆中县为研究区域,两地相距约55 km.西固区位于兰州市的西端,整个地区为三面环山的河谷盆地,海拔在 1500m左右,北山和南山一般高出城区300m以上,东西方向较平坦,经河谷走廊与市区相连,南北最宽为7km,东西长约10km.区域内有众多石油、化工企业,如中石化兰化公司、西固热电厂、化肥厂、炼油厂、合成药厂等,污染源多、且污染较为严重,本次研究选择该区为研究区.榆中县地处兰州市的东南部,距市区约有 35 km,区域内工业污染源较少,且以农田和林地为主,选为对照区.1.2 采样方法采样时间分为冬夏季采样,夏季采样时间为2010年7月15~18日,冬季采样时间为2011年1月15~18日,具体采样地点的天气状况见表1.每次采样均为24h连续采样,从早晨8:00至次日8:00.采样仪器为武汉天虹的中流量采样器,采样流量分别为 TSP,102 L/min; PM10,100L/min; PM2.5, 78L/min.采样滤膜为进口石英纤维滤膜,滤膜直径为90mm,使用前均在650℃高温下烘干4h.表1 采样时间及相应的天气条件Table 1 Sampling dates and weather conditions采样时间温度(℃) 湿度(%) 风向温度(℃) 湿度(%) 风向西固区榆中县2010-07-15 19.2 ~ 32.8 54 东北 15.4 ~ 28.7 72 西南、东北夏季2010-07-16 18.7 ~ 26.8 67 西南 15.9 ~ 23.2 82 西北2010-07-17 16.4 ~ 31.9 57 东北11.8 ~ 29.4 67 西南2010-07-18 18.7 ~ 29.5 49 东北、西北 13.2 ~ 24.9 63 西南2011-01-15 -15.6 ~ -3.1 50 东北 -21.1 ~ -4.8 63 西北、西南冬季2011-01-16 -13.7 ~ -2.4 52 东、东北 -18.7 ~ -6.2 64 西北2011-01-17 -13.6 ~ -4.6 52 东北 -17.9 ~ -6.7 66 西北、西南2011-01-18 -12.7 ~ -3.8 55 东北、东南 -18.9 ~ -6.3 69 西北、西南1.3 分析方法采用重量法对TSP、PM10、PM2.5的浓度进行测定,样品的称重使用CP225D十万分之一精密微量电子天平(德国赛多利斯公司).不同粒径颗粒物上的重金属(Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn)含量采用原子吸收分光光度法测定,所用仪器为原子吸收光谱仪(SOLAAR M6AAS).1.4 潜在生态危害指数法1980年瑞典学者Hakanson基于元素丰度和释放能力的原则,提出了潜在生态危害指数法.该评价假设的前提条件:元素丰度响应,即潜在生态风险指数(RI)随沉积物重金属污染程度增加而增加;对污染物的协同效应,即沉积物的金属生态危害具有加和性,多种金属污染的潜在生态风险更大,铜、锌、铅、镉、铬、砷、汞是优先考虑对象;各种重金属元素的毒性响应具有差异,生物毒性强的金属对RI具有较高的权重.在这些前提下产生评价指标:式中: 为第i中重金属的污染系数;Ci为样品中第i种重金属含量的实测值, mg/kg; 为第i种重金属的背景值, mg/kg; 为第 i中重金属的潜在生态风险系数;为第i种重金属的毒性系数,反映其毒性水平和生物对其污染的敏感性;RI为多种重金属的潜在生态风险指数[14-17].表2 潜在生态风险评价指标的分级Table 2 Classification criteria of the potential ecological risk indexE 单因子生态危害程度 RI 总的潜在生态风险程度i r<40 轻微<150 轻微40~80 中 150~300 中等80~160 较强 300~600 强160~320 强>320 极强>600 极强重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的毒性系数分别为30、2、5、5、5、1;潜在生态风险指数(RI)体现了生物有效性和相对贡献比例及地理空间差异等特点,是综合反映重金属对生态环境影响的指标,广泛应用于分析评价重金属的潜在生态影响,具体分级见表2.2 结果与讨论2.1 颗粒物的浓度分布特征2.1.1 TSP、PM10、PM2.5的污染水平我国环境空气质量标准(GB 3095-1996) [18]中规定的TSP、PM10的二级标准日均值分别为 0.3mg/m3和0.15mg/m3.但是我国目前尚无PM2.5的环境标准值,本次研究参考采用美国环保署(USEPA) PM2.5的日均标准值0.035mg/m3[19].TSP、PM10、PM2.5在研究区与对照区的的监测结果见表3.表3 研究区、对照区冬夏季大气颗粒物的浓度监测结果(mg/m3)Table 3 Concentrations of TSP, PM10, PM2.5 particles in research area and comparison area in summer and winter(mg/m3)注: n为样品个数颗粒物区域n 均值(夏季冬季X±S) n 均值(X±S)研究区12 0.246±0.087 12 0.409±0.085 PM2.5 对照区6 0.033±0.006 6 0.070±0.045 PM10 对照区6 0.117±0.011 6 0.157±0.046研究区12 0.046±0.017 12 0.103±0.035 TSP 对照区 60.135±0.013 6 0.22±0.011研究区12 0.178±0.016 12 0.327±0.057图1 研究区与对照区冬夏季TSP、PM10及PM2.5浓度对比Fig.1 Concentrations of TSP, PM10, PM2.5 particles in research area and comparison area in summer and winter由表3知,夏季TSP的浓度均值均未超过国家标准值,而冬季只有研究区均值超过国家标准值,超标倍数为0.36倍;研究区PM10浓度冬、夏季浓度均值皆高于标准值,超标倍数分别为1.18、0.19倍,而在对照区只有冬季均值超过了标准值,超标倍数为0.05倍;冬季PM2.5的浓度均值在研究区和对照区均超过参考标准值,超标倍数分别为1.94倍和1倍,而夏季浓度只有研究区超过参考标准值,超标倍数为0.31倍.图1为研究区与对照区冬夏季TSP、PM10及PM2.5浓度均值对比图.结合表3及图1可发现,兰州市大气颗粒物呈现的整体特点为冬季高于夏季,且研究区显著高于对照区.2.1.2 TSP、PM10、PM2.5之间的相互关系表4列出了冬夏季PM10中PM2.5所占比例以及PM10在TSP中所占的比例值.从表4可知在研究区和对照区粗颗粒物浓度较高,PM10/TSP比例值范围在71%~87%,说明该地区扬尘较大,这与当地的实地情况相符.PM2.5在 PM10中的比例基本维持在25%~45%左右,对照区与研究区差别较小.表4 研究区与对照区冬夏季PM2.5/PM10、PM10/TSP的比例均值Table 4 Average ratios of PM2.5/PM10 and PM10/TSP in research area and comparison area in summer and winter夏季比例(%) 冬季比例(%)区域PM2.5/PM10 PM10/TSP PM2.5/PM10 PM10/TSP 研究区 26.20 77.37 31.4 80.5对照区 28.54 86.99 46.4 71.32.1.3 与近年来兰州市 PM10污染水平的比较兰州市近10a PM10的污染水平见表5,由表5可知,兰州市 PM10的整体污染水平呈下降趋势,说明近年来兰州市的污染治理已取得了一定成效.比较发现,本次监测结果均值要大于近年来的年均值,笔者分析有两个原因:本次监测选择的监测天数较少;本次监测只选择了夏季和冬季,并未选择在春、秋季监测,季节代表性不全.2.2 颗粒物中重金属的分布特征2.2.1 重金属在不同粒径颗粒物中的污染水平重金属在不同粒径颗粒物中的浓度均值见表6.从表6可知,TSP、PM10中重金属污染顺序为:Zn> Pb>Cu>Cr>Ni>Cd,而在PM2.5中Cu的污染水平要大于Pb,其余顺序无变化.可见,在颗粒物中Zn、Pb、Cu的含量较大,Cd含量最小.表5 兰州市2001~2009年PM10的污染水平(mg/m3)Table 5 The concentrations of PM10 in Lanzhou city between 2001~2009(mg/m3)项目20012002200320042005 2006 2007 2008 2009年份PM100.260.1990.1740.1690.158 0.193 0.129 0.150 0.132表6 研究区、对照区TSP、PM10、PM2.5中重金属浓度均值(ng/m3)Table 6 Average concentrations of heavy metals in TSP, PM10, PM2.5 (ng/m3)重金属研究区对照区夏季冬季夏季冬季Cd 0.81±0.09 1.63±0.466 0.48±0.231.39±0.11 TSP Cr 25.08±3.772 32.33±12.80 18.88±0.89 23.50±1.34 Cu64.62±28.45 195.53±83.61 30.31±3.02 308.01±91.92 Pb 173.52±24.50 357.36±86.47 126.81±22.95 268.53±147.83 Ni 25.99±13.26 39.35±14.13 8.66±0.97 9±0.89 Zn 562.91±73.05 502.31±97.64 499.42±70.07332.74±25.17 Cd 0.86±0.40 1.07±0.69 0.44±0.28 0.96±0.60 PM10 Cr17.48±7.14 17.17±0.71 17.85±13.80 25.01±3.45 Cu 47.98±31.94136.40±131.39 80.78±103.20 263.56±44.15 Pb106.27±108.54251.18±111.04 61.49±68.29 276.30±233.38 Ni 10.5±8.09 17.73±11.16 11.05±7.66 5.48±0.06 Zn 473.94±170.86333.83±129.04425.47±186.75 281.85±117.78 Cd 0.35±0.14 0.26±0.130.16±0.090.54±0.43 PM2.5 Cr 35.19±12.16 24.10±9.02 34.88±18.47 30.87±14.55 Cu 99.78±40.48 68.22±13.88 120.95±13.51 54.58±2.54 Pb 90.30±23.20115.03±40.45 86.12±13.13 113.65±50.82 Ni 9.75±2.82 9.54±3.83 5.60±5.64 5.16±1.23 Zn 361.15±134.38 220.72±57.95 252.65±108.92 336.76±59.74在TSP中,除Cu以外的重金属均表现为研究区浓度值高于对照区;而在PM10中,Cu则表现为对照区高于研究区,在夏、冬季相差倍数分别为0.68和0.93倍,Ni 的浓度在冬季时研究区显著高于对照区,相差倍数为2.23倍;在PM2.5中,研究区Ni在冬夏季的污染水平均高于对照区,而两区的冬季 Pb浓度值明显高于夏季.其余重金属在PM10、PM2.5中无明显差异.我国环境空气质量标准(GB 3095-1996)[18]中规定 Pb在 TSP中的季均值和年均值分别为1.5μg/m3和1.0μg/m3.由表6可知,污染区及对照区TSP中的Pb浓度值远低于标准值.与魏复盛等人在20世纪90年代的研究结果相比,发现TSP中 Pb 的浓度值有大幅度的降低,约为原来的1/3[20-21].这表明,兰州市在近10年的时间里,城市Pb污染状况有了显著的改善.2.2.2 TSP、PM10、PM2.5中各重金属比例分析重金属在颗粒物中的含量分布与积累随时空的变化呈现出不同的特点,其在不同粒径的大气颗粒物中均有不同程度的富集.根据对大气颗粒物样品中的数据统计,重金属元素在不同粒径颗粒物中的所占的比例分配见表7.可见, TSP、PM10、PM2.5中Zn、Cu、Pb占相应颗粒物浓度超过 90%,为主要富集元素;且Cr在细颗粒中的比例逐级增大,Ni在TSP中富集程度较高,其余元素在各级粒径颗粒物中所占比例变化差异不明显.表7 重金属元素在不同粒径颗粒物中富集的分配率(%)Table 7 The distribution rate of heavy metals in TSP, PM10, PM2.5 (%)重金属元素颗粒物C d C r C u Pb N i Z n T S P 0 . 1 2 2 . 8 0 1 6 . 8 2 2 6 . 0 2 2 . 3 3 5 1 . 9 0 P M 10 0 . 1 22 . 7 1 1 8 . 4 6 2 4 . 2 7 1 . 5 6 5 2 . 8 9 P M 2.5 0 . 0 6 6 . 0 2 1 6 . 5 4 1 9 . 51 1 . 4 5 5 6 . 4 12.3 重金属在不同粒径颗粒物中的潜在生态风险特征选取的背景值为甘肃省土壤中重金属的背景值,Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn的背景值分别为0.116,70.2,24.1,18.8,35.2,68.5mg/kg[22].表 8为兰州市大气颗粒物中单个重金属的生态危害系数及多种重金属的生态风险指数.表8 兰州市大气颗粒物重金属潜在生态危害系数及生态风险指数Table 8 The potential ecological risk index of heavy metals in ambient particles颗粒物潜在生态风险系数 i Er Cd Cr Cu Pb Ni Zn潜在生态风险指数RI研究区 943.97 2.58 76.85 26.85 112.15 25.67 1188.06 PM2.5 对照区 1616.38 21.34 461.09 32.37 300.66 91.00 2522.84 PM10 对照区 1280.17 4.44 245.76 17.19 162.32 39.65 1749.54研究区 1163.79 12.62 260.38 36.33 198.08 64.46 1735.67 TSP 对照区 1280.17 3.51 168.52 13.96 153.40 38.04 1657.61研究区 1047.41 2.15 71.23 15.05 96.95 26.89 1259.69由表 8可知,在 TSP、PM10中,Cr、Pb、Zn的生态危害程度为轻微,Ni的生态危害程度为较强,而Cu处于中等~较强,Cd的生态危害程度为极强;在 PM2.5中,Cr、Pb的生态危害程度为轻微,Zn处于中等~较强,Ni的生态危害程度为强,Cu的生态危害程度为强~极强.按生态危害程度排序,兰州市大气颗粒物中重金属元素的生态危害顺序为:Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr.多种重金属联合的潜在生态风险指数显示,TSP、PM10、PM2.5的重金属潜在生态风险程度均为极强,其中PM2.5的潜在生态风险指数最高,其顺序为PM2.5>PM10>TSP,而且多种重金属的联合生态风险指数中主要的贡献因子是Cd.虽然对照区的颗粒物浓度要小于研究区,但是由表8知,对照区大气颗粒物中重金属生态危害指数要大于研究区,这表明,在对照区周围可能存在重金属污染源;具体原因还有待进一步的深入研究.从上述分析可看出,无论是单种的重金属生态风险系数还是多种重金属联合的生态风险指数,重金属污染最严重的为细颗粒物,而人体吸入的细颗粒物可直接深入到细支气管和肺泡,所以对人体的危害更大,其中主要的污染物为Cd、Cu和 Ni;因此需要引起高度的重视,尽早从源头治理,避免污染进一步的加剧.3 结论3.1 夏季颗粒物监测结果显示,TSP的浓度均值未超过标准值;PM10、PM2.5只在研究区超过了标准值,其超标倍数分别为0.19倍和0.31倍;冬季监测结果显示,TSP 只在研究区超标,超标倍数为0.36倍;PM10、PM2.5在研究区和对照区均超过了标准值,其中PM10在研究区、对照区的超标倍数分别为1.18、0.05倍; PM2.5的超标倍数分别为1.94倍和1.0倍.3.2 颗粒物TSP、PM10及PM2.5的浓度均值呈现的整体特点为冬季高于夏季,且研究区显著高于对照区.3.3 在颗粒物(TSP、PM10、PM2.5)的重金属污染水平中,Zn、Pb、Cu含量较大,Cd含量最小. 3.4 应用潜在生态危害指数法评价结果显示,兰州市大气颗粒物中重金属元素的生态危害顺序为:Cd>Cu>Ni>Zn>Pb>Cr.多种重金属联合的潜在生态风险指数显示,TSP、PM10、PM2.5的重金属生态风险程度均为极强,其中PM2.5的生态危风险指数最高,其顺序为 PM2.5>PM10>TSP,而且多种重金属的联合生态风险指数中主要贡献因子为Cd.参考文献:[1] 魏复盛,胡伟,滕恩江,等.空气污染与儿童呼吸系统患病率的相关分析 [J]. 中国环境科学, 2000,20(3):220-224.[2] Koch M. Airborne fine paoticulates in the environment:A review of health effect studies,monitoring data and emission inventories [R]. International Institute for Applied Systems Analysis, 2000.[3] 黄鹂鸣,王格慧,王荟,等.南京市空气中颗粒物 PM10,PM2.5污染水平 [J]. 中国环境科学, 2002,22(4):334-337.[4] 杨民,丁瑞强,王式功,等.兰州市大气气溶胶的特征及其对呼吸道疾病的影响 [J]. 干旱气象, 2005,23(1):54-57.[5] 姚兆坤,冯满,吕森林,等.上海城区和临安本底站PM2.5的物化特征及来源解析[J]. 中国环境科学, 2010,30(3):289-295.[6] Burnete RT, Cakmak S, Brook JR, et al. The role of particulate size and chemistry in the association between summertime ambient airpollution and hospitalization for cardiorespiratory diseases [J]. Environmental Health Perspectives, 1997,105(6): 614-620.[7] 陈仁杰,陈秉衡,阚海东.我国113个城市大气颗粒物污染的健康经济学评价 [J]. 中国环境科学, 2010,30(3):410-415.[8] 王艳,张宜升,李欣鹏济南城区空气污染对呼吸道疾病门诊量的影响 [J]. 中国环境科学, 2008,28(6):571-576.[9] 谢鹏,刘晓云,刘兆荣,等.珠江三角洲地区大气污染对人群健康的影响 [J]. 中国环境科学, 2010,30(7):997-1003.[10] 王式功,张镭,陈长和,等.兰州地区大气环境研究的回顾与展望[J]. 兰州大学学报, 1999,35(3):196-206.[11] 陈雷华,余晔,陈晋北,等.2001-2007年兰州市主要大气污染物污染特征分析[J]. 高原气象, 2010,29(6):1627-1633.[12] 王冠,夏敦胜,杨丽萍,等.兰州市街道尘埃元素质量分数季节变化特征 [J]. 兰州大学学报(自然科学版), 2008,44(1):6-10.[13] 徐惠,翟钧,刘振全,等.兰州市大气环境污染现状及治理对策研究 [J]. 环境保护科学, 2003,29(119):4-5.[14] Lars Hakanson.An ecological risk index for aquatic pollution control-a sedimentological approach [J]. Water Research, 1980, 14(8):975-1001. [15] 林海鹏,于云江,李定龙,等.沈抚污灌区土壤重金属污染潜在生态风险评价 [J]. 环境与健康杂志, 2009,26(4):320-323.[16] 徐争启,倪师军,庹先国,等.潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算 [J]. 环境科学与技术, 2008,31(2):112-115.[17] 安立会,郑丙辉,张雷,等.渤海湾河口沉积物重金属污染及潜在生态风险评价 [J]. 中国环境科学, 2010,30(5): 666-670.[18] GB 3095-1996环境空气质量标准 [S].[19] 王琳琳,王淑兰,王新锋,等.北京市2009年8月大气颗粒物污染特征 [J]. 中国环境科学, 2011,31(4):553-560.[20] Wei F, TENG E, Wu G, et al. Ambient concentrations and elemental compositions of PM10 and PM2.5 in four Chinese cities [J]. Environ. Sci. Technol., 1999,33(23): 4188-4193.[21] 魏复盛,Chapman R S.空气污染对呼吸道健康影响研究 [M].北京: 中国环境科学出版社, 2001:26-52.[22] 中国环境监测总站.中国土壤元素背景值 [M]. 北京:中国环境科学出版社, 1990.。