江西省高速公路沿線環(huán)境介質(zhì)中重金屬污染特征及其影響因素研究.pdf

1、公路交通是環(huán)境中重金屬污染物的主要排放源之一。公路重金屬污染一直是國(guó)際環(huán)境地球化學(xué)高度關(guān)注的研究熱點(diǎn)。由于受汽車排放等因素的影響，公路沿線大氣顆粒物上重金屬隨著大氣環(huán)流，在近地面大氣、公路灰塵、路邊土壤、綠化帶及周圍蔬菜中遷移、累積和轉(zhuǎn)化，從而成為公路生態(tài)環(huán)境的一個(gè)潛在威脅，也成為地球大氣環(huán)境惡化的一個(gè)重要因素。這類重金屬物質(zhì)對(duì)大氣、土壤、水體造成的污染會(huì)直接或間接危害人體健康。
　　 到目前為止，采取了很多措施減少汽車尾氣中污

2、染物的排放，獲得了不錯(cuò)的成效。但非尾氣排放源仍然是交通活動(dòng)重金屬污染物的主要來(lái)源。
　　 本論文以昌九高速公路（贛粵高速公路南昌至九江段）、昌樟高速公路（贛粵高速公路南昌至樟樹(shù)段）、溫厚高速公路（滬昆高速進(jìn)賢縣溫家圳至新建縣厚田鄉(xiāng)段）為研究對(duì)象，采集了昌九高速公路、昌樟高速公路沿線大氣顆粒物，昌九高速公路、昌樟高速公路和溫厚高速公路沿線道路灰塵和路旁表層土壤，測(cè)定了其中鋅、鉛、錳、銅、鎘、銻的濃度，研究了高速公路沿線環(huán)境介質(zhì)中鋅

3、、鉛、錳、銅、鎘、銻污染狀況和分布規(guī)律，并探討了車流量、天氣及距公路距離等因素對(duì)重金屬分布的影響，還對(duì)重金屬的污染狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。另外，還選擇昌九高速公路兩側(cè)大氣顆粒物、道路灰塵和土壤為研究對(duì)象，分析了其中銅、鉛、鋅、鎘、錳和銻的形態(tài)分布特征，研究了高速公路兩側(cè)各環(huán)境介質(zhì)中重金屬的生物有效性。本文獲得的主要結(jié)論如下:
　　 1.大氣顆粒物、道路灰塵和土壤中重金屬濃度從高到低呈現(xiàn)了相似的規(guī)律:Zn＞Cu，Pb＞Sb，Cd。大氣顆粒

4、物、道路灰塵和土壤中鋅、銅、鉛、銻和鎘含量都與交通流量成正比，證明了這幾種重金屬的主要來(lái)源是交通活動(dòng)。
　　 2.交通活動(dòng)釋放的鋅主要來(lái)源于輪胎磨損，溫度對(duì)輪胎磨損影響較大;雖然汽油中禁止添加鉛，交通活動(dòng)仍然繼續(xù)向環(huán)境中釋放鉛，土壤中已積累的Pb將長(zhǎng)期影響公路兩側(cè)土壤環(huán)境以及植物;道路灰塵和土壤中銅、銻的富集因子近似進(jìn)一步說(shuō)明了銅、銻具有相同來(lái)源，剎車片磨損被認(rèn)為是銅、銻的主要來(lái)源;雖然道路灰塵和土壤中鎘的濃度并不高，但與背景值

5、相比，鎘的污染非常嚴(yán)重，輪胎磨損是城市中鋅和鎘的主要來(lái)源;道路灰塵及土壤中錳主要來(lái)源于自然環(huán)境，大氣顆粒物中錳應(yīng)該主要來(lái)源于汽油中添加的錳基抗爆劑。
　　 3.大氣顆粒物中鋅、鉛、錳、銅、鎘和銻之間相關(guān)性很好，主要來(lái)源于交通污染;道路灰塵及土壤中銅、鉛、鋅、鎘、銻的相關(guān)性較好說(shuō)明了銅、鉛、鋅、鎘、銻主要來(lái)源于交通活動(dòng)。
　　 4.道路灰塵中重金屬單項(xiàng)污染指數(shù):Cd＞＞Zn、Cu＞Sb＞Pb，基本都處于重度污染水平。土壤中

6、重金屬單項(xiàng)污染指數(shù)從高到低依次為:Cd＞Sb＞Cu＞Zn＞Pb，鎘、銻、銅屬于重度污染，鋅屬于輕度到中度污染，鉛處于尚清潔水平到輕度污染狀況。公路旁環(huán)境介質(zhì)中重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí):Cd＞＞ Cu＞Pb＞Zn，鎘的污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)極強(qiáng);銅的污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于輕微到中等水平，鉛、鋅的污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)基本處于輕微水平。
　　 5.公路旁環(huán)境介質(zhì)中鋅、鉛、銅，鎘和銻濃度隨著車流量增加增加，證明了交通活動(dòng)是這些重金屬的主要來(lái)源。道路灰塵和土壤中錳含量

7、與交通流量無(wú)關(guān)，證明了道路灰塵和土壤中錳的主要來(lái)源不是交通活動(dòng)。
　　 6.交通路口停車-啟動(dòng)的行駛狀態(tài)是影響交通污染水平的主要因素。收費(fèi)站路面灰塵中鋅的含量是行駛路段路面灰塵中鋅的2.5倍;銅、鉛、銻和鎘在收費(fèi)站和行駛路段的差別比鋅小。
　　 7.雨天對(duì)公路兩側(cè)大氣顆粒物中鉛、錳、銅、鎘、銻含量的影響不大。
　　 8.隨著距離高速公路越來(lái)越遠(yuǎn)，各重金屬濃度都有下降的趨勢(shì)，但降低不多，這可能是因?yàn)檫@些重金屬主要以

8、PM10存在，遷移能力較好。鉛、銻在鄉(xiāng)村與在公路大側(cè)大氣中濃度相比，明顯下降，這可能是因?yàn)殂U、銻主要來(lái)源是交通源。其他金屬可能有其他來(lái)源。
　　 9.在較大粒徑和較小粒徑大氣顆粒物中鋅、錳、銅的濃度都較高，鉛、鎘、銻主要存在于較小粒徑大氣顆粒物中。
　　 10.環(huán)境介質(zhì)中銅主要以殘?jiān)鼞B(tài)或有機(jī)物結(jié)合態(tài)存在;大氣顆粒物中鉛主要以酸可提取態(tài)存在，道路灰塵和路邊表層土壤中鉛主要以殘?jiān)鼞B(tài)存在，這說(shuō)明了大氣顆粒物中鉛來(lái)源于交通活動(dòng)—

9、汽車軸承摩擦、制動(dòng)襯面摩擦，而道路灰塵、土壤中的鉛主要來(lái)源于沉積在土壤中的鉛;鋅、鎘在各環(huán)境介質(zhì)中酸可提取態(tài)的比例都很高;銻很明顯地主要以有機(jī)物結(jié)合態(tài)存在于各環(huán)境介質(zhì)中;錳在大氣顆粒物和道路灰塵、土壤中的存在形態(tài)也有明顯的差別，大氣顆粒物中錳主要以酸可提取態(tài)存在，道路灰塵和土壤中的錳以殘?jiān)鼞B(tài)存在的比例明顯增加，這些也說(shuō)明了公路沿線環(huán)境大氣顆粒物中錳主要來(lái)源于汽車尾氣，而道路灰塵與土壤中錳受自然環(huán)境的影響很大。
　　 11.不同粒

10、徑大氣顆粒物中重金屬的化學(xué)形態(tài)組成沒(méi)有明顯區(qū)別，這些說(shuō)明了大氣顆粒物中重金屬主要以PM10存在。較大粒徑道路灰塵中以有機(jī)物結(jié)合態(tài)存在的重金屬的比例顯著增加，這說(shuō)明了較大粒徑灰塵中重金屬主要來(lái)源于周圍土壤顆粒?？赡苁且?yàn)榻佑|時(shí)間較短的原因，雨水的沖刷作用對(duì)大氣顆粒物中重金屬的形態(tài)分布影響較小。
　　 12.根據(jù)連續(xù)提取法中可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)與全量之間的比值來(lái)評(píng)價(jià)重金屬元素的生物有效性，大氣顆粒物中重金屬生物有效性:鋅＞鉛＞錳＞