上海市公路沿線近地表大氣顆粒物重金屬特征研究.pdf

1、公路沿線近地面顆粒物重金屬污染是近幾年研究的熱點之一,由于受汽車排放等因素的影響,城市公路沿線局地系統(tǒng)近地面大氣顆粒物上重金屬隨著大氣環(huán)流,在近地面大氣中、公路灰塵、路邊土壤、綠化帶及周圍蔬菜中遷移、累積和轉化,從而成為公路生態(tài)環(huán)境的一個潛在威脅,也成為地球大氣環(huán)境惡化的一個重要因素。這類重金屬物質對大氣、土壤、水體造成的污染會直接或間接危害人體健康。
　　本文力圖循著這一主線,通過對城市公路沿線和公路交叉口不同高度、不同季節(jié)和特

2、殊氣象條件下大氣顆粒物及其重金屬含量進行監(jiān)測分析,并同步測定了城市公路沿線和公路交叉口表層土壤、大氣環(huán)境條件和交通通行狀況,對城市公路近地面大氣顆粒物重金屬污染特征進行了探討,提出科學的防治措施。本研究各點空間位置分布于上海市外環(huán)線、內環(huán)線、貫穿內外環(huán)線之間的金沙江路十字路口及路段和不同典型的功能區(qū)如:寶山工業(yè)區(qū)、學校等,共10個采樣站位,分別代表大中型工業(yè)區(qū)、文教區(qū)、商業(yè)和交通繁忙區(qū)等不同的功能區(qū)。采集的樣品為各線路十字路口及路段的近

3、地面大氣顆粒物、十字路口各角落及路段各綠化帶的表土,以及十字路口及路段交通流量情況和局地大氣環(huán)境數(shù)據(jù)以12小時采樣。
　　近地面大氣顆粒物采樣時間間隔3小時,采樣高度分別設定為地表1.2米與2.5米立體對照式采樣;同時統(tǒng)計交通流量即這一時間段內對各類型車(大型車、小型車和公共汽車);每隔一小時記錄局地溫度、濕度、風向及風速。共采集近地面大氣顆粒物77個樣,表土樣35個,以及1300個環(huán)境、交通流量數(shù)據(jù)。分析了近地表大氣顆粒物樣品和

4、沿線表土樣中重金屬Cr、Ni、Cu、Pb、Fe、As、Mn、Hg的含量,在獲得2328個有效數(shù)據(jù)的基礎上對公路沿線近地表大氣顆粒物重金屬含量分布特征進行了探討,并對城市公路沿線環(huán)境中近地面大氣顆粒物重金屬的污染程度和生態(tài)風險進行了評價,以期為上海市城市城市建設提供科學依據(jù)。
　　本文取得的主要研究結果如下:
　　(1)上海市公路沿線及交叉口近地面大氣顆粒物濃度變化較大,主要是受大氣狀況、交通流量、采樣地的周圍環(huán)境等綜合因素影

5、響。一般規(guī)律是外環(huán)濃度高于內環(huán)及內環(huán)和外環(huán)之間的濃度;同一采樣站位,顆粒物濃度隨距主干道的距離增大而降低,機動車直接排放的顆粒物以及行駛載帶的道路可揚塵作為大氣顆粒物直接來源;各采樣站位在一天12小時不同時間段內濃度變化較大,一般為在第一個時間段7:00-10:00較高,然后在10:00-13:00和13:00-16:00減少,或在16:00-19:00時間段出現(xiàn)高峰值。
　　(2)對比各采樣站位數(shù)據(jù),在各時間段的近地面大氣顆粒物

6、重金屬As、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb元素含量值平均值一般在交叉口上較高,而在公路沿線上較低。機動車行駛的速度對顆粒物重金屬累積影響較大;各采樣站位重金屬含量從外環(huán)至中環(huán)再到內環(huán)區(qū)域As、Cr、Mn、Ni、Pb、Fe、cu等各重金屬元素含量平均值逐漸增多;各采樣站位同一時間段內,近點近地面大氣顆粒物濃度大于遠點,但是遠點近地面大氣顆粒物中As、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb等各重金屬元素含量平均值明顯高于近點;各采樣站位在一

7、天內在各時段As、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn元素的含量濃度變化顯著,主要影響因素是交通流量,但交通流量對各采樣站位的影響明顯受到大氣環(huán)境條件限制。交通流量對公路沿線上采樣站位影響程度不一樣,具體表現(xiàn)為,外環(huán)＞內環(huán)＞中環(huán)。同一采樣站位遠近站位之間各元素濃度差異明顯,一般為遠點＞低點。
　　(3)上海市公路沿線路邊土壤重金屬Hg、Cr、Cu、Pb和Zn的平均含量分別為0.25、94.02、78.20、113.64、和41

8、9.65μg/g,分別為環(huán)境背景值的2.5、1.3、2.7、4.5和5倍,重金屬含量的空間分布差異較大,局部污染嚴重;公路交叉口和沿線土壤中重金屬含量濃度,在公路沿線路邊和路中央的綠化帶上,含量高;使用地質累積指數(shù)法、污染物負荷指數(shù)法、潛在生態(tài)危害法進行的評價表明發(fā)現(xiàn)上海市公路沿線土壤絕大部分為中度污染,也有少數(shù)區(qū)域處于強污染。從三種分析方法看出,Hg危害的級別都較高。
　　(4)從交通流量上分析,在外環(huán)線上,車流量大,機動車行駛