環(huán)境空氣顆粒物中二次粒子與重金屬污染特征及危害性評價.pdf

1、大氣顆粒物是影響城市環(huán)境空氣質(zhì)量的首要污染物，會對生態(tài)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，大氣顆粒物的污染防治已成為我國目前及將來所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，對大氣顆粒物的污染進(jìn)行研究并提出防治建議，具有重要意義和應(yīng)用價值。
　　本論文以德州市為研究區(qū)域，于2012年2月～2012年9月分三個采樣季節(jié)六個采樣點(diǎn)位同步采集了TSP、PM10、 PM2.5樣品，通過對顆粒物化學(xué)組成的測定，研究了大氣顆粒物中二次粒子污染特征以及重金屬污染特征，并利

2、用模型對重金屬的危害性做了評價，具有一定的創(chuàng)新性。依據(jù)德州市大氣顆粒物組分的污染特征及其對環(huán)境和人體健康的危害風(fēng)險提出針對德州市大氣顆粒物的污染防治對策。主要結(jié)論如下:
　　(1)顆粒物中的主要水溶性無機(jī)離子(SO42-、NO3-、NH4+)的濃度值在TSP、PM10、PM2.5中分別為52.68μg/m3、51.56μg/m3和44.73μg/m3。SO42-、NO3-、NH4+的PM10/TSP和PM2.5/PM10中濃度的比

3、值范圍為0.54～1.19和0.56～0.90，表明二次離子更容易富集在細(xì)顆粒物中。SO42-的平均濃度值季節(jié)變化特征為非采暖季＞風(fēng)沙季＞采暖季;NH4+為采暖季＞風(fēng)沙季＞非采暖季;NO3-沒有呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化特征。在TSP中SO42-和NO3-對城區(qū)的污染更嚴(yán)重，NH4+的污染更多的在郊區(qū);而在PM10和PM2.5中這三種離子無明顯空間分布特征。NO3-/SO42-的比值范圍為0.11～0.29，平均值為0.17。表明德州市的大氣

4、顆粒物中N和S元素的污染源以固定源燃煤污染為主。
　　(2)各點(diǎn)位OC、EC在PM10/TSP和PM2.5/PM10中濃度的比值均大于0.5，表明OC、EC的粒徑分布表現(xiàn)為更容易富集在細(xì)粒子中。OC、EC的季節(jié)分布特征均為采暖季＞風(fēng)沙季＞非采暖季。OC/EC的比值均大于2.0，表明SOC對OC有一定的貢獻(xiàn)。SOC濃度范圍采暖季為2.86μg· m-3～27.79μg· m-3，風(fēng)沙季為2.38μg· m-3～10.62μg· m-

5、3，非采暖季為0.02μg· m-3～7.35μg· m-3。SOC濃度值的季節(jié)變化特征為采暖季＞風(fēng)沙季＞非采暖季。SOC/OC在TSP、PM10、 PM2.5中的年均值分別為16.65、22.15、19.27，說明SOC在OC中占有較大比例。
　　(3)在TSP、PM10和PM2.5三種不同粒徑中主要污染重金屬是Zn、Pb、Mn、Ba。V、Mn、Co、Ni、As、Sr和Zn主要分布在TSP中，Cu、Cd、Ba、Sn、Sb、Pb和

6、Cr主要分布在PM10中，Hg則主要分布在PM2.5中。重金屬的污染情況受時間季節(jié)的影響比較大，重金屬在非采暖季污染最嚴(yán)重，其次是風(fēng)沙季，即使排在最后的采暖季，重金屬污染也不容忽視。不同采樣點(diǎn)受重金屬污染情況不一樣，重金屬在城區(qū)分布比較多，而在郊區(qū)分布則比較少，因而重金屬在德州市城區(qū)污染要比在郊區(qū)嚴(yán)重。
　　(4)本文重金屬的環(huán)境危害性評價采用了地累積指數(shù)法、生態(tài)危害指數(shù)法和元素富集系數(shù)法。結(jié)果表明:Hg、 Co、Ba、V、Mn5

7、種重金屬的污染危害程度為無或輕度污染;Zn、Cd、Pb、Sb4種重金屬的污染危害程度為及其嚴(yán)重，且主要來源為人類活動;多種重金屬的污染危害程度的粒徑分布為PM2.5＞PM10＞TSP，表明重金屬在細(xì)顆粒中有更大的危害性。
　　(5)重金屬的人體健康風(fēng)險評價采用了致癌風(fēng)險和非致癌風(fēng)險指數(shù)。其中V、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Hg這7種重金屬在三種粒徑對兒童產(chǎn)生的非致癌風(fēng)險較小或可以忽略，重金屬Sn、Pb和TSP中的Cr、TSP和P

8、M10中的Cd對兒童存在一定的非致癌風(fēng)險。V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg這9種重金屬在三種粒徑中對成人造成的非致癌健康風(fēng)險較小或可以忽略。重金屬Sn和TSP、PM10中的Hg對成人存在一定的非致癌風(fēng)險。與成人相比，重金屬對兒童存在更大的非致癌風(fēng)險。Cr、Co、Ni、As、Cd這5種重金屬污染物致癌風(fēng)險值Risk均比重金屬致癌風(fēng)險閡值范圍10-6～10-4要低，不會對人體健康造成癌癥危害。但這5種重金屬總的致癌風(fēng)險值R