icp-ms對(duì)嘉興市pm2.5中鉛及其它重金屬的含量分析及研究【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　ICP-MS對(duì)嘉興市PM2.5中鉛及其它重金屬的含量分析及研究</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)

2、班級(jí) 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p>　　摘要: 嘉興市是中國(guó)受大氣污

3、染城市之一。本研究從實(shí)驗(yàn)觀測(cè)入手，分析了嘉興地區(qū)PM10和PM2.5中重金屬成分的時(shí)空變化特征和來(lái)源，為提出合理的防治措施提供科學(xué)依據(jù)。利用PM2.5，PM10采樣器采集了嘉興市大氣PM10和PM2.5樣品。結(jié)果表明，整個(gè)采樣期間嘉興市大氣PM10和PM2。5有明顯的年變化，季節(jié)差異極顯著，總體趨勢(shì)是：冬季>秋季>春季。采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀檢測(cè)了PM10和PM2.5樣品中Cd、Cu、Ni、Pb、Cr等元素含量。結(jié)果表明：

4、嘉興市大氣顆粒物中重金屬更易分布在粒徑較小的PM2.5中。大氣PM10和PM2.5中重金屬含量均值在不同季節(jié)有較大的差異性。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 電感耦合等離子質(zhì)譜；重金屬；PM2.5</p><p>　　Abstract: Jiaxing City is one of the cities affected by air pollution. From the experim

5、ental observation of this study analyzes the PM10 and PM2.5 in the Jiaxing region of the temporal variation of heavy metals and sources in order to provide a reasonable scientific basis for control measures. Use of PM2.5

6、, PM10 sampler collected atmospheric PM10 and PM2.5 Jiaxing samples. The results showed that during the entire sample atmospheric PM10 and PM2.5 Jiaxing significant annual variation, seasonal </p><p>　　Keywo

7、rds: Inductively coupled plasma mass spectrometry;heavy metal;PM2.5</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1．1大氣顆粒物中的重金屬及其危害1</p><

8、;p>　　1.1.1大氣顆粒物1</p><p>　　1.1.2大氣顆粒物種重金屬及其危害2</p><p>　　1.2 課題背景4</p><p>　　1.3 相關(guān)研究成果5</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分6</b></p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)時(shí)間7&

9、lt;/p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑7</p><p>　　2.2.1實(shí)驗(yàn)儀器7 </p><p>　　2.2.2實(shí)驗(yàn)試劑8</p><p>　　2.3 采樣方法8</p><p>　　2.4 分析方法8</p><p>　　3 結(jié)果與分析8 </p&g

10、t;<p>　　3.1 PM2.5和PM10中重金屬濃度的分析</p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 大氣顆粒物中的重金屬及其危害1</p&

11、gt;<p>　　1.2 課題背景4</p><p>　　1.3 相關(guān)研究成果5</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分6</b></p><p>　　2.3 采樣方法8</p><p>　　2.4 分析方法8</p><p>　　PM10和PM2.5中重金屬濃

12、度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)列于表3-1和表3-2。8</p><p>　　表3-1 PM2.5質(zhì)量濃度(ng/m)8</p><p><b>　　4 結(jié)論11</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>

13、;<p>　　1.1 大氣顆粒物中的重金屬及其危害</p><p>　　1.1.1 大氣顆粒物</p><p>　　大氣是人類賴以生存的基本環(huán)境要素。隨著工業(yè)的發(fā)展、城市人口密集、煤炭和石油燃料的迅猛增長(zhǎng)，大氣環(huán)境質(zhì)量日趨惡化，尤其是大城市和特大城市的空氣污染問(wèn)題日益突出。到了十九世紀(jì)中葉，隨著洛杉磯光化學(xué)煙霧和倫敦?zé)熿F事件出現(xiàn)后，環(huán)境空氣污染問(wèn)題已廣泛受到人們的關(guān)注。&l

14、t;/p><p>　　大氣顆粒物又稱大氣氣溶膠，是固體顆粒或小液滴在氣體介質(zhì)中形成的懸浮體系，是大氣中存在的各種固態(tài)和液態(tài)顆粒狀物質(zhì)的總稱。由于各種顆粒狀物質(zhì)均勻地分散在空氣中構(gòu)成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的懸浮體系，所以也把大氣顆粒物稱為氣溶膠。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑的大小，可分為總懸浮物（TSP）和可吸入顆粒物。TSP指粒徑小于100 μm的所有顆粒物；可吸入顆粒物指粒徑小于10 μm的顆粒物，用PM10表示，其中粒徑小于2.

15、5 μm的顆粒物被稱為細(xì)顆粒物，用PM2.5表示。</p><p>　　圖1 大氣顆粒物的分類</p><p>　　可吸入顆粒物(PM10)在環(huán)境空氣中持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)人體健康和大氣能見(jiàn)度影響都很大，被人體吸入后，會(huì)累積在呼吸系統(tǒng)中，引發(fā)多種疾病。特別是細(xì)顆粒(PM2.5)，危害更大。PM2．5在PM10中所占的質(zhì)量百分比范圍為50％-75％，可以攜帶重金屬、硫酸鹽、有機(jī)物、病毒等直接

16、深入呼吸道和肺部，一些吸附在顆粒物上的有害物質(zhì)就可以被人體吸收而進(jìn)入血液中，能引發(fā)心臟病、肺病、呼吸道疾病，降低肺功能，對(duì)于老人、兒童和已忠心肺病者等敏感人群風(fēng)險(xiǎn)更大。</p><p>　　為此，PM10和PM2.5成為表征城市空氣污染的指標(biāo)之一，目前，人們研究它的物質(zhì)組成、污染現(xiàn)狀、分布特點(diǎn)和規(guī)律，同時(shí)還剖析它的來(lái)源，這對(duì)治理城市空氣污染，保護(hù)人體健康有著很大的意義。</p><p>　

17、　1.1.2 大氣顆粒物中的重金屬及其危害</p><p>　　大氣顆粒物可吸附大氣中二氧化硫、氮氧化物、芳烴類及重金屬等多種有毒元素及化合物，因此對(duì)人體健康產(chǎn)生重要影響。大氣中其它污染物大多以顆粒物為依附，通過(guò)人的呼吸道進(jìn)入人體而引起各種各樣的疾病。近年來(lái)流行病研究表明，大氣環(huán)境中顆粒物易誘發(fā)肺癌而使死亡率增高，越來(lái)越多的環(huán)境化學(xué)家、環(huán)境毒理學(xué)家和流行病學(xué)家確信：大氣中顆粒物是人類生存環(huán)境中不可忽視的隱形殺手。

18、大氣顆粒物整體的致毒效應(yīng)的研究正朝著越來(lái)越細(xì)致和深入的方向發(fā)展，對(duì)人類健康的影響研究從直接對(duì)肺的毒性發(fā)展到血液毒性，再到其它部位毒性及整體毒性上。</p><p>　　大氣顆粒物中，一般粒度越細(xì)，其對(duì)人體的直接危害越大。大約75％-90％的重金屬分布在PM10中，且顆粒越小，重金屬含量越高。曾有研究表明：大于10 μm的顆粒會(huì)被人的鼻子阻擋，5 μm-10 μm的顆粒會(huì)被呼吸道阻擋。對(duì)人體健康危害更大的PM2.5

19、在大氣中顆粒物中占有相當(dāng)大的數(shù)量，其在工業(yè)重污染區(qū)濃度大大超過(guò)輕污染區(qū)，小于2.5 μm的顆?？蛇M(jìn)入肺泡中，并可能導(dǎo)致與心、肺功能障礙相關(guān)的各種疾病(如心血管病)。許多研究表明PM2.5對(duì)人體危害更大，這是因?yàn)榧?xì)粒徑的顆粒物可以在肺泡中沉積并進(jìn)入血液循環(huán)，因而許多發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始對(duì)細(xì)粒子制定了大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行控制，美國(guó)是目前世界上唯一制定PM2．5標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家，我國(guó)己開(kāi)始考慮制定PM2.5的控制指標(biāo)。</p><p&g

20、t;　　大氣中的重金屬對(duì)生物的生命活動(dòng)有顯著影響，它們可以通過(guò)干沉降或濕沉降到達(dá)植物表面，繼而影響其生理、生化過(guò)程，或在動(dòng)物、人體呼吸過(guò)程中被攝入，從而造成直接影響。另一方面，降塵可將顆粒物本身及其吸附的重金屬等污染物帶入土壤、水體等環(huán)境介質(zhì)中去，不僅影響土壤、水體的質(zhì)量，還會(huì)由此間接地對(duì)各種生物體產(chǎn)生影響，最終會(huì)通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，危害人體健康。重金屬?gòu)拇髿庵谐两颠M(jìn)入土坡表層或地表水體，可以看出：大氣中重金屬是整體陸地生態(tài)系統(tǒng)中重金屬

21、的有機(jī)組成部分。</p><p>　　圖2 大氣顆粒物中重金屬進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)途徑的示意圖</p><p>　　同時(shí)，大氣顆粒物能夠直接或者間接的破壞農(nóng)作物。當(dāng)長(zhǎng)期曝露于顆粒物中，蔬菜作物可能遭受更多的損害，葉細(xì)胞會(huì)被細(xì)小顆粒物破壞，產(chǎn)量和生產(chǎn)率都會(huì)下降，有些蔬菜甚至?xí)劳?。農(nóng)作物和植物葉子上的灰塵會(huì)抑制光合作用而影響植物的生長(zhǎng)，而且，顆粒物還能夠能過(guò)散射陽(yáng)光，減少陽(yáng)光照射強(qiáng)度，同樣影響到農(nóng)

22、作物的產(chǎn)量。因此顆粒物不論對(duì)人類及植被的直接或是間接影響都很突出。重金屬具有高毒性和持久毒性，且重金屬被動(dòng)植物吸收富集，經(jīng)過(guò)食物鏈傳遞最終會(huì)進(jìn)入人體，進(jìn)而危害人類健康。所以，重金屬污染物在環(huán)境中的含量、分布、存在形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化、生物效應(yīng)及防治對(duì)策等方面都日益引起人們的關(guān)注。</p><p>　　在大氣環(huán)境中，常見(jiàn)的重金屬元素有Cd，Cr，Cu，Hg，Pb，Zn，As，F(xiàn)e，Mn，Ni，Co等，這些重金屬對(duì)人體健康

23、有很大危害。</p><p>　　Cu既是重金屬污染元素又是植物必要的營(yíng)養(yǎng)元素，過(guò)量的Cu不僅影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)與產(chǎn)量，更為嚴(yán)重的是將通過(guò)食物鏈對(duì)人畜的健康產(chǎn)生危害。進(jìn)入體內(nèi)的Cu主要蓄積在血液、肝、腎和腦中，如果體內(nèi)的Cu太多，就會(huì)損傷細(xì)胞膜、引起血紅蛋白變性，并且抑制一些酶的活性，造成溶血性貧血、肝和。腎壞死、神經(jīng)失常、紅細(xì)胞破裂，甚至死亡。</p><p>　　Pb的主要污染源是蓄電池

24、、冶煉、五金、機(jī)械、涂料和電鍍工業(yè)等部門排放的廢水以及汽車尾氣。Pb是可在人體和動(dòng)植物組織中蓄積的有毒重金屬元素之一，迄今為止未發(fā)現(xiàn)它對(duì)人體有任何有益的生物功能。它的毒性長(zhǎng)期而持久，主要通過(guò)消化道、呼吸道進(jìn)入人體，然后以可溶性酸鹽、蛋白復(fù)合物或離子等化學(xué)形態(tài)進(jìn)入血液循環(huán)，其中95％的不溶性磷酸鉛在骨骼內(nèi)沉積。Pb有很強(qiáng)的親組織性，影響和損害人體許多器官和系統(tǒng)，如生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)以及細(xì)胞的基本生理過(guò)程和基因表達(dá)。&l

25、t;/p><p>　　Cd污染主要來(lái)自于電鍍、染料、采礦、冶煉、化學(xué)制品、塑料工業(yè)、合金及一些光敏元件制備等行業(yè)排放的“三廢(廢水、廢氣、固體廢物)”。原油中均含有微量的Cd，在燃燒過(guò)程中可以釋放到大氣，最終沉入土壤。Cd同時(shí)也是一種生物積累性劇毒元素，對(duì)腎、肺、肝、睪丸、腦以及血液系統(tǒng)等均可產(chǎn)生毒性，并具有一定的致癌和致突變性。另外，Cd在體內(nèi)的半衰期長(zhǎng)達(dá)10-35年，易在體內(nèi)蓄積。</p><

26、p>　　Ni污染主要來(lái)源于工業(yè)污染和礦山開(kāi)采，Ni是腫瘤的促進(jìn)因子，它的致癌作用己引起全球的關(guān)注。與Ni粉接觸的工人呼吸道腫瘤明顯增加，且環(huán)境中Ni含量與鼻咽癌呈正相關(guān)。另外，Ni還可以誘發(fā)直腸癌、咽癌、口腔癌和肺癌等。經(jīng)皮膚接觸而致鎳皮炎人數(shù)自20世紀(jì)以來(lái)急劇增加，并且發(fā)現(xiàn)鎳過(guò)敏與手濕疹相關(guān)。</p><p><b>　　1.2 課題背景</b></p><p&

27、gt;　　嘉興市位于浙江省東北部、長(zhǎng)江三角洲杭嘉湖平原腹心地帶，是長(zhǎng)江三角洲重要城市之一。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，城市人口快速增長(zhǎng)導(dǎo)致了嘉興市以燃用原煤為主的城市能源消費(fèi)量呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，從而加重了城市大氣污染程度?！　　?嘉興市空氣中可吸入顆粒物的濃度從2006年開(kāi)始一直是超過(guò)或接近國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。空氣中可吸入顆粒物的增加，主要來(lái)自市區(qū)建筑施工和道路清潔中的揚(yáng)塵污染。另外每年11月份，農(nóng)作物收獲季節(jié)農(nóng)民焚燒秸柑造成的空氣污染也不容忽

28、視。 但到目前為止，關(guān)于嘉興市大氣中顆粒物的污染特征、化學(xué)成分和源解析的系統(tǒng)研究還比較少，而對(duì)于與人體健康和大氣能見(jiàn)度密切相關(guān)的細(xì)顆粒(PM2.5)的研究則更少，大氣PMl0和PM2.5中的重金屬污染研究幾乎空白，籍此對(duì)PM2.5的污染特征進(jìn)行全面的分析，對(duì)PM2.5的來(lái)源、所造成的環(huán)境和健康影響及控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。</p><p>　　本文通過(guò)對(duì)嘉興市區(qū)大氣中的可吸入細(xì)顆粒物(PM2.5)進(jìn)行

29、連續(xù)的采樣和質(zhì)量濃度、主要重金屬元素(Cd、Cu、Ni、Pb、Cr)含量分析，了解其污染水平的特征及可能來(lái)源，為制定行之有效的控制對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)；同時(shí)，為深入研究嘉興大氣顆粒物的污染水平和污染特征提供必要的數(shù)據(jù)資料。</p><p>　　1.3 相關(guān)研究成果</p><p>　　世界各地學(xué)者對(duì)細(xì)顆粒物PM2.5進(jìn)行了廣泛的研究，其中美國(guó)對(duì)PM2.5的研究開(kāi)展得最早，也最深入。研究揭示：

30、由呼吸道疾病、心血管病、肺癌造成的死亡與細(xì)顆粒物污染有關(guān)。</p><p>　　2006年美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(Environmental Protection Agency，EPA)運(yùn)用關(guān)鍵設(shè)計(jì)值模型(CDV)對(duì)全國(guó)所有擁有5年以上(1999-2003)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的PM2.5監(jiān)測(cè)點(diǎn)未來(lái)超出國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)(NAAQs)的可能性進(jìn)行了評(píng)估。2000年6月-2001年11月，歐洲共同體呼吸健康研究計(jì)劃(ECRHS II)

31、首次研究了歐洲空氣污染和呼吸健康的長(zhǎng)期相關(guān)關(guān)系。觀測(cè)結(jié)果表明歐洲PM2.5年均和冬季平均濃度空間分布變化很大。Lonati等對(duì)意大利米蘭的研究表明微量元素平均濃度在工業(yè)和交通區(qū)明顯升高，Mn、Cu、Pb的濃度相對(duì)于郊區(qū)背景點(diǎn)高1個(gè)數(shù)量級(jí)。Dockery等人對(duì)美國(guó)六個(gè)城市8000名25-74歲的成年人進(jìn)行了為期14-16年的流行病學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)PM2.5的濃度每增加10 g/m3，相對(duì)危險(xiǎn)(RR)為1.14，即死亡率增加14％。美國(guó)健康影響

32、研究所(HEI)于2000年對(duì)上述研究進(jìn)行重新分析，確認(rèn)了原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量并證實(shí)了其研究結(jié)果。為此，美國(guó)在1997年制定了細(xì)顆粒(PM2.5)的大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定年均值為0．015 g/m3，日均值為0．065 g/m3。</p><p>　　近年來(lái)我國(guó)PM2.5的研究也具有一定規(guī)模，如王瑋等人曾于1988-1996年間對(duì)廣州、柳州、山西云崗和廈門等地的細(xì)顆粒物(PM2.0、PM2.5)進(jìn)行過(guò)短期的研究；王麗京

33、等人取北京大學(xué)、東四和中國(guó)氣象局探測(cè)基地3個(gè)觀測(cè)站每個(gè)代表月的所有觀測(cè)日的平均值作為北京市該季度PM2.5的質(zhì)量濃度，對(duì)其季變化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)夏季PM2.5的質(zhì)量濃度最高，秋季最低，春冬兩季差別不大；而朱易等人研究發(fā)現(xiàn)，南寧市PM2.5的污染春、冬季明顯大于夏、秋季；陳明華等對(duì)上海市PM2.5的研究也得到了相同的結(jié)果，冬季的質(zhì)量濃度80.2 g/m3，明顯高于夏季35.9 g/m3；黃鸝鳴對(duì)南京市不同功能區(qū)的PM2.5質(zhì)量濃度的季變化

34、進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)秋季各功能區(qū)污染水平明顯低于冬春兩季，交通干道、居民生活區(qū)、商貿(mào)飲食區(qū)的粒子濃度在冬春兩季差別不大，而對(duì)化工區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)來(lái)說(shuō)，冬季明顯高于春季；梁明剔等收集了廣州市2005年12月至2006年2月的PM2.5濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)及同步氣象數(shù)據(jù)，分析了冬季PM2.5質(zhì)量濃度日變化趨勢(shì)以及霾日期間PM2.5質(zhì)量濃度日變化和小時(shí)變化趨勢(shì)；孟昭陽(yáng)等對(duì)太原地區(qū)冬春季PM2.5污染特征及影</p><p>　　有毒

35、重金屬元素對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等造成的危害備受關(guān)注。PM2.5中含有鉛及多種重金屬元素，對(duì)人們的身心健康有嚴(yán)重影響。本文利用原子吸收光譜法對(duì)PM2.5中重金屬含量檢測(cè)并進(jìn)行分析。研究嘉興市區(qū)大氣中的可吸入細(xì)顆粒物(PM2.5)的質(zhì)量濃度、主要重金屬元素(Cd、Cu、Ni、Pb、Mn)含量分析，了解其污染水平的特征及可能來(lái)源,意義重大。</p><p><b>　　2 實(shí)驗(yàn)部分&

36、lt;/b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)時(shí)間</b></p><p>　　2010—2011年,選擇嘉興市嘉興學(xué)院點(diǎn)位做為研究對(duì)象,并于11、12、1、2、3五個(gè)月每月連續(xù)監(jiān)測(cè), PM2.5和PM2.5-10在同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)位同步進(jìn)行連續(xù)24小時(shí)監(jiān)測(cè),見(jiàn)表1。</p><p>　　表1 　采樣時(shí)間、采樣點(diǎn)周圍情況</p&

37、gt;<p>　　采樣點(diǎn)位 采樣時(shí)間 采樣點(diǎn)周圍污染源類型 采樣點(diǎn)周圍情況簡(jiǎn)單介紹</p><p>　　嘉興學(xué)院采樣點(diǎn) 11月 12月 1月 2月 3月 城市車輛流動(dòng)源 監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍半徑1里</p><p>　　內(nèi)主要為居民區(qū)、商業(yè)中心區(qū)</p><p>　　嘉興市環(huán)境空氣顆粒物監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

38、示意圖見(jiàn)圖1。</p><p>　　圖1 　嘉興市環(huán)境空氣顆粒物監(jiān)測(cè)點(diǎn)位示意圖</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑</p><p><b>　　2.2.1實(shí)驗(yàn)儀器</b></p><p>　　1.中流量采樣器：PM2.5是3L/min，PM2.5-10是1.7L/min。</p><p>

39、;　　2.采樣濾膜：國(guó)家環(huán)保局PM2.5空氣自動(dòng)站專用采樣濾膜。</p><p>　　3.Agilent 7700X電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。</p><p><b>　　4.電熱板。</b></p><p>　　5.聚四氟乙烯燒杯。</p><p><b>　　2.2.2實(shí)驗(yàn)試劑</b></p

40、><p>　　1.硝酸：=1.42 g/ml，優(yōu)級(jí)純。</p><p>　　2.過(guò)氧化氫：=30%,優(yōu)級(jí)純。</p><p>　　3.氫氟酸：=40%，優(yōu)級(jí)純。</p><p>　　4.硝酸溶液：1+9。用硝酸（1）配置。</p><p>　　5.硝酸溶液：1+1。用硝酸（1）配置。</p><p>

41、;　　6.硝酸溶液：1%。用硝酸（1）配置。</p><p>　　7.硝酸-過(guò)氧化氫混合液：1+1。用硝酸（1）和30%過(guò)氧化氫（2）配置。</p><p>　　8.鉛，鎘，銅，鎳，鋅，鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液</p><p>　　9.氬氣：純度不低于99.9%。</p><p><b>　　2.3 采樣方法</b></p&

42、gt;<p>　　采集PM2.5和PM10雙通道TH - 15S型PM10和PM2.5采樣器,采氣速度為PM2.5是3L/min，PM2.5-10是1.7L/min。采集PM10和PM2.5 的濾膜為國(guó)家環(huán)保局PM2.5空氣自動(dòng)站專用采樣濾膜。進(jìn)入采樣器的氣流分為兩路: 一路為3 L/min , 采集的是直徑小于2.5 μm 顆粒物;另一路為1.7 L/min ,采集的是直徑為2.5～10 μm 顆粒物。兩者之和為PM10

43、。</p><p><b>　　2.4 分析方法</b></p><p>　　分析用美國(guó)安捷倫公司生產(chǎn)的Agilent 7700X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀?？瞻拙鬯姆蚁V膜在103～105 ℃條件下烘干2小時(shí),樣品采集后放入干燥器干燥平衡48小時(shí)再進(jìn)行稱重。取一片樣品濾膜,用不銹鋼剪刀剪成小塊, 置于聚四氟乙烯燒杯中, 加入（1+1）硝酸-過(guò)氧化氫混合液10mL浸

44、泡2 h以上,加熱至微沸（勿使其崩濺），保持10 min，冷卻。滴加40%氫氟酸2 mL，加熱蒸至近干，使氫氟酸揮發(fā)殆盡，冷卻。加（1+9）硝酸溶液5 mL，加熱使殘?jiān)芙猓鋮s。將溶液轉(zhuǎn)移至50 ml容量瓶中，再用水稀釋至標(biāo)線。</p><p><b>　　3 結(jié)果與分析</b></p><p>　　3.1 PM2.5和PM10中重金屬濃度分析</p>

45、;<p>　　PM10和PM2.5中重金屬濃度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)列于表3-1和表3-2。</p><p>　　表3-1 PM2.5質(zhì)量濃度(ng/m)</p><p>　　表3-2 PM2.5-10質(zhì)量濃度(ng/m)</p><p>　　由表3-1和表3-2可知，在采樣期，大氣PM10和PM2．5中不同重金屬存在差異性，其中重金屬Zn、Cu、Ni的差異性極

46、顯著。重金屬含量的季節(jié)變化趨勢(shì)是：鉻、鎳、銅元素濃度在秋季明顯高于冬、春兩季；鉛元素的濃度在秋、冬兩季高于春季。在嘉興市中工業(yè)企業(yè)也以煤作為主要能源，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生和排放大量工業(yè)粉塵和廢氣。可見(jiàn)工業(yè)污染源對(duì)PM2．5中金屬元素的貢獻(xiàn)是持續(xù)的。</p><p>　　近年來(lái)汽車數(shù)量逐年增加，盡管含鉛汽油被禁止使用，但汽車尾氣仍然是大氣中Pb含量的貢獻(xiàn)之一。另外，煤燃燒所產(chǎn)生的工業(yè)廢氣已成為大氣Pb污染的重要來(lái)源。有報(bào)

47、道，煤炭燃燒灰鉛約占20％，其中約1／3灰分排入大氣中形成飄塵，這是造成大氣中重金屬Pb污染的重要來(lái)源。煤燃燒排出的煙氣、有色金屬冶煉排出的“三廢"和某些汽車潤(rùn)滑油中的Cd是大氣中Cd的重要來(lái)源。大氣中Cu主要來(lái)源是燃煤和冶煉產(chǎn)生的廢氣。</p><p>　　3.2 重金屬富集程度</p><p>　　大氣中的重金屬污染有自然來(lái)源和人為來(lái)源兩種，由宇宙天體作用及地球上各種地質(zhì)作

48、用而使某些重金屬元素進(jìn)入大氣中屬于自然來(lái)源；人為來(lái)源的重金屬主要為工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等，它們主要分布在工礦企業(yè)的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)。</p><p>　　分析嘉興市大氣中重金屬元素的質(zhì)量濃度，這對(duì)于重金屬的源解析研究是必不可少的。為了了解重金屬元素在顆粒物中的富集特征，對(duì)嘉興市大氣顆粒物中重金屬元素的富集因子進(jìn)行了計(jì)算。</p><p&g

49、t;　　富集因子法是一種雙重歸一化的方法。選擇一種相對(duì)穩(wěn)定的元素R作參比元素，將大氣顆粒物中待考查元素i與參比元素R的相對(duì)濃度和地殼中相對(duì)元素i和R的平均豐度比求得相對(duì)濃度，按下式求得富集因子(EF)：</p><p><b>　　EF=</b></p><p>　　關(guān)于參比元素，通常是選擇地殼中大量存在的，人為污染很小，化學(xué)穩(wěn)定性好和揮發(fā)性較低的元素。國(guó)際上多選用F

50、e，Al或者Si作為參比元素。本文取Fe作為參比元素。嘉興市土壤中這幾種重金屬的背景平均值分別為：Pb 19.40、Cu 26.70、Cd 0.10、Ni 28.95、Cr 70.42、Zn 69.11(單位為mg/kg)，F(xiàn)e 3.60(百分?jǐn)?shù))為中國(guó)土壤背景平均值。</p><p>　　某元素的富集因子值小于10則可以認(rèn)為相對(duì)于地殼(或表土)來(lái)源，沒(méi)有富集，它們主要是土壤或巖石風(fēng)化的塵刮入大氣中造成的；如果(

51、EF)值大于10很多，如幾十到幾萬(wàn)，則可認(rèn)為該元素被富集了，它不僅是地殼物質(zhì)的貢獻(xiàn)，也可能與人類的各種活動(dòng)的不同貢獻(xiàn)有關(guān)。</p><p>　　表3-3 PM2.5中重金屬富集因子分析 </p><p>　　表3-4 PM2.5-10中重金屬富集因子分析</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　

52、　本研究對(duì)大氣顆粒物不同粒徑的空間分布進(jìn)行分析，利用PM2.5，PM10便攜式采樣器，采集了嘉興市PM10和PM2．5樣品，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對(duì)PM10和PM2.5樣品中Cd、Cu、Ni、Pb、Mn等元素的含量進(jìn)行了分析，得到以下結(jié)論：</p><p>　　1．PMl0和PM2.5中重金屬含量</p><p>　　數(shù)據(jù)表明，重金屬較易富集在粒徑較小的PM2．5上。大氣PM10和PM

53、2.5中重金屬的含量均值在不同季節(jié)有較大的差異性，其中Pb、Cu、Cd、Mn四種重金屬元素在采暖期的濃度均值高于非采暖期：重金屬Ni在非采暖期的濃度均值多數(shù)高于采暖期。</p><p><b>　　2．富集因子分析</b></p><p>　　大氣PM10中Pb、Cu、Cd、Ni、Cr、Zn六種重金屬富集因子基本大于10；PM2．5中重金屬在各采樣時(shí)段都有明顯富集，Z

54、n 、Cr 、Cu、Pb的富集因子全部大于l0，Ni兩種重金屬的富集因子絕大多數(shù)小于l0。說(shuō)明這幾種重金屬元素的富集與人類活動(dòng)有關(guān)，主要是工業(yè)燃煤、采暖期供熱取暖排放的顆粒物、金屬冶煉，機(jī)械制造、交通運(yùn)輸?shù)?，但亦有?lái)自地殼物質(zhì)(如土壤揚(yáng)塵)。PM10和PM2．5中Cd的富集因子全部低于10，說(shuō)明Cd則主要是來(lái)自于地殼物質(zhì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

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