長沙市大氣顆粒物中主要金屬元素的濃度水平,分布特性與源解析.pdf

1、大氣顆粒物是長沙市目前大氣環(huán)境中的主要污染物之一。大氣顆粒物不僅自身對人體健康構(gòu)成危害，并且可以吸附重金屬增加其毒性效應(yīng)。研究大氣顆粒物中主要金屬元素的濃度水平，分布特征及來源，對于認(rèn)識區(qū)域和城市大氣污染狀況和控制顆粒物的污染具有重要意義。
　　本論文于2011年6月至12月在長沙市火車站、師大、東塘、天心區(qū)、雨花區(qū)、伍家?guī)X等12個(gè)采樣點(diǎn)采集了大氣總懸浮顆粒物（TSP）樣品，采用微波消解前處理與電感耦合等離子光譜聯(lián)用技術(shù)，分析了其

2、中17種主要金屬元素（Al、As、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mn、Ni、Pb、Ti、V、Zn）的濃度水平、污染來源和季節(jié)變化規(guī)律，并結(jié)合氣象背景資料對長沙市典型灰霾天氣期間顆粒物污染情況和后向氣流軌跡進(jìn)行了分析；于2011年6月至8月連續(xù)采集了火車站降塵樣品，2011年12月采集了長沙市14個(gè)點(diǎn)位的降塵樣品，分析了降塵中的主要金屬元素濃度水平，污染特征和來源。研究得出了以下主要結(jié)論：
　　（1）長沙市大氣

3、TSP中17種金屬的平均含量為0.0023~6.036μg/m3。TSP中主要金屬元素的平均含量按質(zhì)量濃度高低排序?yàn)椋篊a＞Fe＞Al＞K＞Zn＞Pb＞Ba＞Mn＞Cu＞Ti＞V＞Ni＞Cr＞As＞Cd＞Co＞Hg，其中地殼元素所占比例高于人為源元素。與國內(nèi)部分城市相比，長沙市大氣 TSP中金屬處于中等污染水平，并表現(xiàn)為夏季低、冬季高的季節(jié)波動規(guī)律?？臻g分布上工業(yè)區(qū)和商業(yè)區(qū)污染明顯高于郊區(qū)，雨花區(qū)是長沙市五個(gè)區(qū)中大氣污染最嚴(yán)重的區(qū)域。相

4、關(guān)分析表明，TSP中的Al、Ti、K等元素主要來自土壤，As、Ca、Cr、Cu、Fe、Hg、Mn、Ni、Pb等元素均與人類活動相關(guān)；富集因子分析表明，Ba、Ca、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等元素的富集程度高，主要受到人為源的影響，其中Cd和Ca在全市均有嚴(yán)重富集；主成分分析表明，長沙城區(qū)TSP中金屬來源非常復(fù)雜，4種污染源為長沙大氣TSP的主要來源，按貢獻(xiàn)率大小依次為：工業(yè)排放+建筑塵占34.34％，土壤揚(yáng)塵占25.14%，機(jī)動車排放

5、占15.74%，燃煤占13.23%；氣象條件對污染物濃度有著顯著的影響，灰霾天氣顆粒物質(zhì)量濃度均值均明顯高于年平均值；后向氣團(tuán)軌跡分析表明，除本地排放以外，來自中東部污染嚴(yán)重城市的區(qū)域性氣流輸送是導(dǎo)致長沙市顆粒物污染的重要來源。
　?。?）長沙市大氣降塵中主要金屬元素的平均含量為6.0~31470mg/Kg，按質(zhì)量濃度高低排序?yàn)椋篊a＞Fe＞K＞Al＞Zn＞Mn＞Ba＞Ti＞Pb＞Cu＞Ni＞Cr＞V＞Co＞As＞Se＞Cd。由于

6、區(qū)域型污染的復(fù)雜性，大氣降塵中17種主要金屬元素在長沙不同地區(qū)的質(zhì)量含量空間分布差別較大。富集因子分析表明各測點(diǎn)降塵中明顯富集的元素有Cd，Ca，Zn，Se，Pb，Cu，Ni等，Mn，K，As，Cr，Ba等元素除土壤來源以外可能還疊加了工業(yè)污染的來源；Fe，V，Co和Ti主要來源于土壤顆粒；主成分分析表明長沙城區(qū)降塵中主要金屬元素的四種污染來源，按貢獻(xiàn)率大小依次為：燃煤和工業(yè)排放占36.22%，機(jī)動車尾氣排放占21.99%，土壤揚(yáng)塵占1