模拟酸雨条件下浙江省金华市城市灰尘磷污染的分布特征
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2014定 广东微量元素科学 GUANGDONG WEILIANG YUANSU KEXUE 第21卷第2期
文章编号:1006—446X(2014)02—0005—07
模拟酸雨条件下浙江省金华市城市灰尘
磷污染的分布特征
王学烨 李凤全 王志刚 杨玉丽 徐香琴 杨秋彬 叶剑飞
(浙江师范大学地理系,浙江金华321004)
摘要:目的 在城市不同功能用地的不透水地面采集48份灰尘样品。方法利用磷钼蓝分光光 度法测定其在不同pH的模拟酸雨溶液浸提下可溶磷的析出值,并采用单因子指数评价法对金华 市婺城区灰尘水溶性磷的污染程度进行评价。结果 (1)从空间上看,各功能区水溶性磷含量 由大到小的顺序为旅游区,商业区,居民区,工业区。(2)从时间上看,模拟实验初期磷元素的 溶出量是最多的,随时间变化磷的溶出量逐渐减少。(3)纯水浸提液中磷含量要高于酸雨浸提液 中的磷含量,平均值分别为4.329 mg/kg与3.311 mg/kg。(4)在金华市酸雨背景下,酸雨溶出的 磷的单因子指数除了工业区值<1,其它功能区值均>1。结论表明城市灰尘中的磷被溶出对地 表水及地下水已造成污染。 关键词:城市灰尘;磷污染;非点源;酸雨 中图分类号:X 831 文献标识码:A
Distribution Characteristics of Phosphorus Pollution of
Simulated Acid Rain on City Du st in Jinhua of Zhejiang
WANG Xueye,LI Fengquan,WANG Zhigang,YANG Yuli,XU Xiangqin,YANG Qiubin,YE Jianfei
(Department of Geography,Zh ̄iang Normal University,Zhejiang Jinhua 321004,China)
Abstract:0bjective Forty—eight dust samples were collected from the impervious surface of urban area used for different functions.Methods The precipitation level of phosphorus in the samples immerging in the simulated acid rain solutions of different pH values were tested by phosphorus molybdenum blue
spectrophotometer.The single factor index method was used to evaluate the degree of soluble phosphorus contamination in wucheng district,jinhua.Results The results showed that:(1)From the perspective of space,the rank,from high to low,of the degree of soluble phosphorus contamination in different domains was tourism area,commercial area,residential area and industrial area;(2)From the
perspective of time,the highest level of phosphorus appeared at the initial stage of the simulated experiment,and later,it became lower and lower;(3)The level of phosphorus in pure water was
收稿日期: 基金项目: 作者简介: 通讯作者: 2O13—11—24 浙江师范大学2013年度开放实验项目(序号:82) 王学烨(1992一),女,在读学士,专业方向地理科学。 李凤全(1971一),男,博士,副教授,从事环境地理研究。
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higher than that in simulated acid rain solutions,with specific data as 4.329 mg/kg and 3.3 t 1 ms/kg
respectively;(4)In the acid rain context of Jinhua,the single factor index of phosphorus precipitated from acid rain was lower than ode in industrial area,while other domains’indices were higher than one.
Conclusion Indicating that the precipitated phosphorus in wucheng district’S dusts had already
contaminated its surface water and the underground water. Key words:city dust;phosphorus pollution;nonpoint source;acid rain
城市灰尘是指附着、沉淀于城市人工铺地(道路、桥面、街面、广场)及地面附着物、建筑
物的裸露面上,未被固化黏结易于被地表径流、雨水及大气带动、运移和飘浮的粒径小于20目 (<0.841 mm)的固体颗粒物…。作为污染物的重要载体,地表灰尘是城市环境中各种污染物质 的“源”和“汇”,与水体环境污染和大气污染密切相关 。J。在风和大气流体的作用下,城市
地表灰尘与大气颗粒物相互转化,形成典型的“点、线、面”型污染;而在雨季特别是暴雨时 期,由于不透水地面水文活动性的增强,灰尘中携带的大量污染物质在径流的搬运下,形成典型
的水体非点源污染,对受纳水体造成危害;未经处理的径流用作农作物灌溉或淤泥作为农作物追 肥等不合理的物质迁移方式,使污染物进入土壤、农作物、人体循环系统,形成潜在的污染生态 效应,对环境和人体健康产生直接或间接的影响 J。因此,对城市地表灰尘进行研究和评价己
经成为目前环境研究及评价的新热点 。 目前,水体富营养化的问题仍然是国内外大多数城市所面临的困扰之一_1 “J。在控制外源
负荷输入的过程中,科学认识和评估城市地表灰尘的磷污染贡献及其分布特征,是评价和改善城 市环境质量的一种积极有效的手段。然而,目前国内外对于城市地表灰尘污染的研究仍以重金
属、难降解有毒有害物质等污染特征及其环境健康风险作为热点,而对诱发水体富营养化的灰尘 中磷元素污染等问题关注并不多¨ 。近年来,作为金华人民母亲河的金华江已经或正在受到
污染,虽然已实施“531污染防治工程”来改善金华江水环境质量,但水体污染和富营养化状况
依旧很严重,造成整个金华市的供水紧缺,究其原因,可能与城市非点源污染有着密切联系。因 此,从水环境保护角度,本研究在模拟酸雨条件下,对金华市婺城区不同功能区地表灰尘磷含量
的空间分布差异进行分析研究,以便为该市非点源污染负荷估算污染贡献评估及控制对策制定提 供科学依据。
1材料与方法
1.1研究区概况
’ 金华市位于浙江省中部,北纬28。32 ~29。4l ,东经119。14 ~120。46 30”,面积10 941 km ,
地处金衢盆地东段,为浙中丘陵盆地地区。金华市沿金华江两岸分布,金华江主流长180 km,
流域面积9 687.3 km ,占钱塘江流域江总面积的23.1%,年平均径流量为76亿m ,占径流量 的20%,即金华江流域的水污染对整个金华市乃至贯穿整个浙江中部的钱塘江起着举足轻重的
作用,而近几年随着长三角的发展经济链带动,浙江中部地区沿金华江两岸地方产业经济得到迅 猛发展,由此突现出地表水污染问题也越显严重,因此分析其污染因子也是解决问题的关键。
本文研究选择以金华市核心城区婺城区的二环线以内为主要研究对象,婺城区作为金华市的 核心城区,集商业、金融、文化中心于一体,并已形成了较完整的工农业体系,因此研究区的选
择较具代表性。按工业区(A )、商业区(B )、居住区(c )和旅游区(D )等4个功能
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数约为8.134 mg/kg,其含量约为商业区的3.6倍;商业区地表灰尘中水溶性磷平均质量分数约
为2.248 mg/kg,最大值为4.159 mg/kg,最小值为1.049 mg/kg;水溶性磷在居民区地表灰尘中
的平均质量分数1.827 mg/kg,变异系数<30%,表明地表灰尘水溶性磷的空间分布一致性较
好;而工业区灰尘中水溶性磷的均值质量分数也是最少的,只含1.033 mg/kg。 究其原因,主要有以下几点:(1)在旅游区内,植被覆盖率相对其它功能区较高。植物的
生长需要吸收磷等营养物质,因此,城市园林部门为了确保旅游区内植被的正常生长,会经常施
用许多含氮、磷物质的肥料,而这些物质不可能完全被植物体吸收,一旦在风力或是地表径流的
作用下,很容易成为新的街道灰尘,所以旅游区内街道灰尘在强外源的作用下,磷含量比其它功
能区的含量要高。(2)商业区是人类活动频繁的场所,人口流动密度大,污染物众多,因此磷
含量也较高。(3)城市居民区灰尘中磷含量也不低,主要是人类目前使用的许多日用产品中含 有大量的磷元素,这些磷随着生活垃圾以及生活污水聚集在街道灰尘中,使得居民区内的街道灰
尘中磷含量也很高。(4)工业区一般地处城市郊区,人口也不多,地表灰尘更多地受所在区内
企业的影响,而受人类生活影响较小,因而磷来源途径比较少,其含量也相对较低。
表1不同功能区灰尘中水溶性磷含量的统计分析 单位:mg/kg
2.2灰尘的水溶性磷的溶解量随时间的变化
磷元素是湖泊水体富营养化的关键因子之一,其作为非点源污染物产生的过程十分复杂 。
地表灰尘作为环境污染物的主要载体,在大气降水期间,磷元素会发生解吸溶出并随地表径流输
入到河流、湖泊和近海水体中,给水体环境质量带来巨大压力。
从表1可见,总体上水溶性磷的溶出量随时间的变化(从0.5 h到1.5 h)而逐渐减少。其中, 旅游区在0.5、1、1.5 h三个时间段中,在模拟实验初期(0.5 h左右)磷元素的溶出量是最高的,
约为9.405 mg/kg,1 h左右水溶性磷质量分数约8.134 mg/kg,1.5 h后较0.5 h减少了一半,约
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