陕西西部某工业园区采暖期大气降尘重金属特征

为了解陕西省某工业园区采暖期大气降尘重金属元素特征,于2012年11月20日至2013年3月20日,通过被动采样的方式,采集该区域采暖期的大气降尘样品,利用火焰原子吸收分光光度法测定其中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr和Fe的含量,并分别计算各元素采暖期的日沉降通量和富集因子.结果表明:研究区采暖期大气降尘量普遍较高,并且受园区人为污染源和道路扬尘影响明显;大气降尘中重金属含量分布不均,位于园区内部点位的重金属含量明显大于上风向点位和对照点;各元素之间也有很大的差异,其中,Fe的含量远高于其他6种元素,Pb、Zn含量次之,Cu、Cd、Ni、Cr的含量较小;从采暖期日沉降通量来看,Fe、Zn、Pb的沉降通量较大,Cu、Cr、Ni、Cd的沉降通量较小.而根据富集因子分析结果可知,Zn、Pb、Cu、Cd主要来自人为源,Fe、Cr、Ni与当地的自然地质背景有关.     

我国大气重金属干湿沉降特征及时空变化规律

通过中国知网、ISI Web of Science、万方、维普和Google scholar数据库,检索1995~2015年公开发表的关于我国大气重金属元素沉降的文献,分析研究我国大气干、湿沉降中重金属元素含量特征及时空变化,大气重金属沉降通量特征及时空变化.文献数据统计分析结果表明:近20年来我国大气降尘中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Ni、Hg的均值或中位值含量均超过GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的一级标准值,超标倍数分别为3.0、7.4、7.9、1.1、16.5、1.5、1.2、2.3倍;我国大气降水中Pb、Hg含量的均值或中位值超过我国地表水Ⅰ类水质标准;与1995~2005年相比,2006~2015年我国大气降尘中Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni均值或中位值含量降低了32%~50%;我国南方大气降尘中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni和Hg的平均含量较北方高出60.9%、44.2%、137.5%、34.2%、68.0%、7.3%和25.0%,而As和Mn则低于北方;我国大气干湿沉降中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni、Hg的年沉降通量均值或中位值分别为(10.99±14.74),(78.87±313.23),(21.81±64.53),(10.38±48.10),(0.37±1.84),(2.54±3.85),(48.00±193.40),(4.79±13.56),(0.04±0.16)mg/(m2·a);与1995~2005年相比,2006~2015年我国大气干湿沉降中Cu、Zn、Pb、Cr、Mn的沉降通量均值或中位值分别高出了11.6%、37.3%、39.1%、95.9%、117.6%,As、Ni、Hg的沉降通量均值或中位值分别降低了41.0%、21.8%、50.0%;我国北方Cu、Zn、Cr、As、Mn、Ni的沉降通量均值或中位值较南方高出42.6%、16.3%、96.8%、130.5%、307.1%、124.2%,而南方的Pb、Cd沉降通量均值或中位值高出北方22.9%、30.3%.在控制土壤重金属大气干湿沉降污染源时应优先针对Cd、Pb、Hg采取措施.     

福建省泉州湾大气降尘中的重金属元素的沉降特征

2004年7月-2005年7月分季度对泉州湾大气降尘样品进行采集.利用ICP-AES对降尘中重金属元素含量进行了测定并利用ICP-MS对样品中Pb同位素组成进行了分析.通过对不同重金属元素的年沉降通量的计算及与国内外其他研究区的对比发现,泉州地区大气降尘已经受到一定程度的重金属污染,但与国内经济发达地区相比空气质量相对较好.Pb同位素研究表明,人们的生产活动可能是大气沉降中Pb污染的主要来源.富集因子的计算表明,Cd,Pb,Zn,Cr,Cu和Ni明显受到人为活动的影响.人们的生产活动、化石燃料的燃烧、污染土壤风化过程等可能是大气降尘中重金属的主要来源.      

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

兰州市采暖期和非采暖期大气降尘重金属的分布特征及来源

在兰州市设置6个采样点,于2010年4月至2018年3月每月采集大气降尘样品,测定其中的重金属(Fe、 Mn、 Zn、 Pb、 Cr、 Cu、 Ni和Cd)含量,探究重金属的时空变化规律,并综合运用偏相关分析、富集因子法和主成分分析法判别大气降尘中重金属的来源.结果表明,兰州市大气降尘中重金属的平均含量依次为:Fe>Mn>Zn>Pb>Cr>Cu>Ni>Cd,其中Cd、 Zn和Pb都存在一定的污染.从时间角度来看,除地壳元素Fe和Mn外,其他元素的含量大都表现为采暖期>非采暖期,其中2011年和2013年中各元素在非采暖期和采暖期的含量差异较大.从空间角度来看,各区域的非采暖期和采暖期存在一定的差异,但除Zn和Cd外,其他元素在各区域之间的差异不大.源解析结果表明,兰州市大气降尘重金属在非采暖期主要来源于工业源,其次是交通源和扬尘源;在采暖期主要来源于燃煤、交通和工业活动,其次是二次扬尘和自然源.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品，分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明，研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49，1.21，0.96，0.243mg/（m²·月），以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值，但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%），Pb的沉降通量最高，Cd最低，相较于国内其他工业城市，Cr、Cu的沉降通量偏高，Cd偏低.时间上，第三季度，5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr；第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上，As介于轻度和偏中度污染，Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险，降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

南京市不同功能区大气降尘的沉降通量及污染特征

选择南京市的钢铁工业区、工业与居民混合区、交通干道、居民生活区、风景区、城市郊区6种典型城市功能区,按月定期收集降尘,计算沉降通量.应用ICP-AES分析降尘中元素的含量,比较其化学组成和污染物特征.结果表明,研究期间南京市降尘沉降通量为3.39～65.95g/(m²·月),工业区降尘通量显著高于其他区域,说明其局部来源的贡献超过了区域背景;不同功能区降尘中地壳元素绝对含量均较高,为主要的成分,而一些污染元素(Cu、Zn、Pb、Ni、As)的含量在工业混合区和钢铁工业区则相对较高.降尘中Ca、Cu、Zn、Pb的富集系数均>10.北方远程来源的降尘对南京地区的影响很大,特别是对该地区的土壤“复钙”作用有很大的影响.     

福建省兴化湾大气重金属的干湿沉降

在兴化湾周围采集1年的大气颗粒物及降雨样品,测定分析了Cd,Pb,Zn和Cu 4种重金属的含量及其大气干湿沉降通量随季节的变化规律,并利用Pb同位素对大气颗粒物的来源进行了解析.结果表明:大气重金属的干沉降通量随季节变化不大,而湿沉降通量随季节变化明显.大气干沉降通量中,Cd,Cu随季节变化很小,而Pb,Zn有一定的季节变化,主要是因为降雨对大气颗粒物的去除作用.大气湿沉降通量中,所有重金属元素受降雨量影响显著,另外还与季节和风速有关.除Pb外,Cd,Zn和Cu的湿沉降通量均大于干沉降通量,说明湿沉降在大气对兴化湾重金属的输入过程中起主导作用.而Pb的输入则以颗粒态为主.根据Pb稳定同位素分析,兴化湾大气颗粒物中的重金属主要来源于工业活动.      

长江口大气重金属污染特征及沉降通量

于2009年8月与2010年5月在长江口青草沙水库及长兴岛采集了大气颗粒物样品,测定了Zn、Pb、Cr、Cu等重金属元素的浓度,并初步估算了大气气溶胶中这些重金属在长江口的干沉降通量.结果表明:长江口PM10的平均浓度在109~197μg/m3,重金属元素浓度水平由高到低为Zn>Cr>Mn>Cu>Ti>Ni>Pb>V,其中Zn、Cr、Mn、Cu、Ni、Pb存在明显的元素富集,浓度分别达到297, 241, 186, 181, 52, 32ng/m3,而相应的日平均干沉降通量分别为0.14, 0.09, 0.08, 0.08, 0.02, 0.02mg/(m2·d).通过与长江口水库重金属浓度对比,大气干沉降的总Cu约占水体中总Cu浓度的25%左右,大气沉降可能是长江口水中重金属的重要来源之一.     

株洲市大气降尘中元素特征及来源分析

为研究湖南省株洲市大气降尘中多种元素的分布特征以及来源,于2012年1~12月对株洲市12个点的大气降尘样品进行采集并对其中28种元素的含量进行分析.结果表明,株洲市城区各采样点大气降尘年沉降量为23.14~114.67 g·m~(-2),其中工业区和商住混合区年均值分别为89.46 g·m~(-2)和33.20 g·m~(-2),低于其它工业城市;工业区和商住混合区降尘中分别有10种元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zn、Pb)和8种元素(Na、Mg、Al、K、Ca、Ti、Fe、Zn)含量大于1 000 mg·kg~(-1),其中工业区2种重金属元素(Zn、Pb)含量超过10 000 mg·kg~(-1),远高于地壳中的含量.株洲市大气降尘主要来源为金属冶炼、地表扬尘、汽车尾气、建筑粉尘和与Mo、Ba元素相关的工业生产.相关性分析、主因子分析和迁移特征分析表明降尘中Mn、Fe、Co、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sn、Sb、Tl、Pb等13种元素主要来自株洲市工业区废气排放,其中Cu、Zn、As、Ag、Cd、Se和Pb等7种元素污染严重,工业区重金属元素含量是土壤背景值中含量的7.4~4 079.4倍,商住混合区是土壤背景值的3.6~1 413.4倍,背景比值最高的为Cd元素.工业区的污染程度明显高于商住混合区.     

北京北部水系沉积物中重金属的研究

主要研究了北京市北部水系沉积物中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Ti和Zn)含量和来源.在潮白河及密云水库流域采集了17个沉积物样品,温榆河流域采集了5个样品,重金属含量As和Hg采用原子荧光光谱法测定,Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Ti和Zn含量用电感耦合等离子发射光谱法测定.研究结果表明,沉积物中重金属元素没有出现明显的富集状况,只有Hg、Cd、Cr和Zn在一些采样点有较高的富集.相关性分析表明Hg、Cd、Zn和Cu互相之间呈显著正相关(r0.06;p0.01),而Hg与Cr、Mn、Ni、Pb和Ti没有明显的相关性.通过主成分分析研究重金属的来源,发现前3个主成分贡献率分别为38%、23%和17%.因此,Hg、Cd、Zn和Cu作为第一主成分被认为与人类活动的工矿业开采有关,第二主成分As和Mn与人类活动的农业生产和生活污水排放有关,第三主成分Cr、Ni和Ti与岩石风化和土壤侵蚀有关.     

天山地表水重金属的赋存特征和来源分析

2011年8月1日~15日,在天山山地以约50km的间距取51个水样品,并对代表性Pb、Ni、Cd、Co、Hg、As、Cu、Mn、Zn、Cr 10种重金属元素进行测试.然后运用相关分析、主成分分析和聚类分析等方法对这些重金属的赋存特征与来源做了探讨,结果表明:10种重金属变化范围为0~91.876μg/L.在所有水样中10种重金属元素平均浓度顺序为:Ni>As>Cu>Zn>Co>Mn>Hg>Cd>Pb;不同类型样品中重金属赋存特征为:灌溉渠道>河流支流>河流干流>湖泊>机井.相关分析结果显示,Cu、Mn、Hg、Zn、Ni和其他元素相关性较强.主成分分析表明,样品中重金属指标第1主成分Cu、Ni、Cr、Cd、As、Co和Cr来源于河流底部母岩矿物的风化及沿岸陆源碎屑矿物的自然风化侵蚀作用,第2主成分Mn、Hg、Zn、Pb来源于城镇附近的污染工厂及道路附近含铅污染物,第3主成分Hg、Pb、Cr主要来源于工农业排污.聚类分析表明:样品中重金元属可归为4类,其中Co、Ni、Cr为一类,Cd、Cu、As为一类,Pb、Zn、Mn为一类,Hg单独为一类.单一来源如,锌、铜矿开采、河流底母岩重金属迁移等因素对样品中重金属浓度影响较大.     

沈阳浑河冲洪积扇土壤的重金属空间分布特征及来源

以沈阳市浑河冲洪积扇下游的彰驿站镇为研究区,实测分析了98个土壤表层(0~20 cm)样品中的w(Cr)、w(Cu)、w(Mn)、w(Ni)、w(Pb)、w(Zn)、w(Fe)、w(Hg)、w(As)和w(Cd),运用地统计学空间分析与多元统计源分析相结合的方法,对土壤中各重金属的质量分数、分布特征及其来源进行研究. 结果表明:除w(As)外,其余重金属的质量分数均超过辽宁省土壤中相应重金属的背景值,其中Hg和Cd积累最为显著,w(Hg)和w(Cd)分别是其相应背景值的2.33和5.44倍,对应的采样点中高于背景值的比例均接近100%,呈明显累积趋势. 地统计学空间分析表明,w(Ni)、w(Cr)和w(Fe)受土壤母质、地形等结构性变异主导,其他重金属质量分数主要受人为活动等随机因子的影响,w(Cu)、w(Pb)、w(Zn)、w(Hg)和w(Cd)分布规律比较相似,元素来源较为集中;10种重金属元素的来源可分为3类,其中Cr、Ni、Fe和Mn主要受自然因素的影响,Pb、Zn、Hg和Cd主要受人为因素的影响,而Cu和As受2种因素的协同影响.      

石家庄市大气降尘重金属元素来源分析

在石家庄市采集了51件大气降尘样品,对其重金属来源进行了解析。主要针对样品所含有的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种重金属元素,进行相关性、富集因子及主成分分析。通过分析表明Pb与Cr、As、Hg、Ni相关性明显,Cr元素主要来源于土壤颗粒,As、Zn、Pb、Ni、Cu元素可能叠加工业污染,Hg、Cd污染严重,Pb元素主要受到燃煤和交通污染。重金属元素的空间分布表明市区含量低,二环外含量高,受交通和废气污染较重。     

南京不同功能区街道路面积尘重金属污染评价与源分析

以南京不同功能区(商业区、居住区、交通区、风景区、文教区、工业区和城乡结合区)的街道路面积尘为研究对象,测定其w(Cd),w(Cr),w(Cu),w(Ni),w(Pb),w(Zn),w(Mn),w(As),w(V),w(Fe)和w(Ti). 通过富集因子法和综合污染指数法评价重金属污染水平,采用主因子分析法分析重金属可能的污染源. 富集因子法评价结果表明,Cr和Ni为中度富集,其中Cr在商业区的富集程度最大,Ni在工业区的富集程度最大. Cd,Cu,Pb,Zn和As为显著富集,其中Cd在居住区的富集程度最大,Cu,Pb,Zn和As在商业区的富集程度最大. 内梅罗综合污染指数法评价结果表明,Cr在警戒限内,属于尚清洁;Cu,Ni和Zn属于轻度污染;Cd为重度污染. 不同功能区的内梅罗污染指数各不相同,如商业区、居住区和交通区的Pb,Zn,Ni和Cd的内梅罗污染指数较高. 主因子分析结果显示,污染可能来自3个方面:Ni,Mn,Fe,Ti和V可能来自于当地的土壤;Cd,Cu,Pb,Zn和As可能来自于混合源;Cr可能来自于石化工业源.      

上海某生活垃圾焚烧厂周边土壤重金属污染特征、来源分析及潜在生态风险评价

通过原子光谱法对上海某生活垃圾焚烧厂周边表层土壤样品中As、Cu、Cd、Cr、Pb、Ni、Zn、Ti、Mn和Hg等10种重金属含量进行测定,利用富集因子、多元统计和空间插值方法分析重金属来源和空间分布特征,并评价土壤重金属的潜在生态风险水平.结果表明,除Hg和As未检出外,土壤中其他重金属平均含量范围为0.399~4 220 mg·kg~(-1),Cu、Cd、Cr、Pb、Ni、Zn和Mn等7种重金属平均含量均高于土壤背景含量,其中Cd平均含量是背景含量的2.9倍.通过相关性分析、主成分分析、富集因子分析和重金属空间分布特征分析可知,Ti、Mn和Ni空间分布特征相似,主要由自然源贡献;Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的分布特征具有一定相似性,其来源主要与工业生产、焚烧烟气和交通运输污染有关.潜在生态风险评价结果显示,被检出重金属的综合潜在生态风险指数均值为108.92,表明垃圾焚烧厂周边土壤处于中等生态风险水平,其中Cd贡献率高达79.63%,应引起重视.     

渤海东部和黄海北部沉积物中重金属分布特征

通过对渤海东部及黄海北部海域138个站位沉积物样品的重金属等含量分析,研究了该海域沉积物重金属元素分布特征及其控制因素.渤海东部及黄海北部海域沉积物中As、Cu、Cd、Cr、Co、Hg、Ni、Pb、V、Zn的平均含量分别为:9.87,20.1,0.15,58.9,11.6,0.02,26.7,23.0,74.0,65.5μg/g;重金属元素Cu、V、Cr、Co、Ni、Zn含量与有机碳含量、小于63μm细粒沉积物呈显著正相关,其在表层沉积物中的分布明显受到有机质含量和沉积物粒径的控制,而As、Hg分布没有明显受到有机质含量和沉积物粒径的影响.富集系数显示, Cr、Co、Ni、Pb、V和Zn为无富集;Cu为轻度富集;As、Cd和Hg为中度富集;依据Q-型聚类分析特征,将研究区域沉积物划分为3个不同的重金属分区,Ⅰ类区沉积物Hg富集程度较高;Ⅱ类区沉积物As富集程度较高;Ⅲ类区重金属元素含量普遍较高,尤其Cu、Zn和Cd含量明显增高.     

大沽排污河污灌区土壤重金属富集特征和来源分析

测定了天津大沽排污河污灌区耕作层(0～25cm)和底层(25～50cm)土壤中重金属、As、Fe及TN、TP和有机质等的含量,采用污染指数、相对富集系数和聚类分析等方法研究了重金属的富集特征和可能来源.结果表明, Hg、Cd、Pb和zn达到土壤环境质量二级标准, As、Ni和Cr达到一级标准.耕作层Hg的含量为0.323mg/kg,污染指数(CF)和相对富集系数(REF)分别为10.8和7.2,属于严重污染和重度富集, Cd的含量为0.341mg/kg, CF和REF分别为3.8和4.5,属于重度污染和中度富集, Pb、Zn和As的含量分别为44.7,108.29和11.2mg/kg, CF和REF均小于3,呈现中度污染和低度富集, Ni和Cr的含量分别为29.86和66.6mg/kg,基本没有富集. Hg、Pb和Zn在耕作层土壤中富集较严重, As在底层土壤富集较严重, Cd、Ni和Cr在两层的含量接近.与1985年的调查结果相比, Cd和As的含量有所增加, Hg、Pb和Zn的含量有所下降, Cr和Ni的含量略低于土壤环境背景值.通过聚类分析并结合大沽排污河污染源调查,表明Hg除受污水灌溉的影响外,燃煤释放的Hg可能是重要来源之一,也是As含量增加的主要原因, Cd、Pb和Zn可能来自污水灌溉和大气沉降,以污水灌溉的贡献为主, Ni和Cr以自然来源为主.     

阳朔典型铅锌矿区流域土壤重金属空间分布特征及来源解析

以广西阳朔县典型铅锌矿为研究对象,对其流域内水系表层土壤中10种金属元素（Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Hg和Pb）含量进行分析测定.综合运用Pearson相关性分析、主成分分析（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.在168个表层土壤样本分析数据中,土壤中Zn、Cd、Hg和Pb的含量平均值高于国家土壤环境质量标准,Sb、Cd、Cu、Pb和Zn的含量平均值分别比当地背景值高出约1.01、5.50、3.29、9.11和10.67倍,表明重金属在表层土壤中已经富集.土壤重金属地累积指数（I_geo）结果显示,研究区污染最严重的是Hg,其次为Pb、Zn和Mn.相关性分析和主成分分析结果表明,区内表层土壤中金属污染来源较为复杂,且明显受到人为活动的影响.Cu、Zn、Cd、Sb、As和Pb主要来源于采矿活动;Hg、Cr和Ni由土壤母质控制;Mn和Cd主要来源于工矿与农业活动.PMF模型分析结果表明,表层土壤中金属来源分为3种,工矿活动源、自然源和工矿及农业活动复合源的综合贡献率分别为58.0%、13.5%和28.6%.Ni、Cu、Zn、As、Sb、Hg和Pb以工矿活动源为主,贡献率分别为46.9%、89.6%、45.5%、67.8%、99.3%、58.3%和96.8%;母岩矿物风化和降雨冲刷等自然源对Cr的相对贡献率达到44.6%,对Ni和Hg也分别有23.2%和21.0%的相对贡献率;工矿及农业活动的复合源对Mn和Cd的相对贡献率分别达到75.4%和70.4%.     

珠江三角洲冲积平原土壤重金属元素含量和来源解析

利用全国地球化学基准计划在珠江三角洲地区的22个点位上采集的44件冲积平原土壤样品,分析了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8个重金属元素的含量特征,并利用多元统计分析方法和铅同位素示踪技术研究了重金属元素的来源.结果表明,珠三角地区冲积平原土壤8个重金属元素含量均高于全国土壤背景值,Hg在表层土壤中显著富集,As、Cd、Cu、Pb、Zn在表层土壤的含量略高于深层土壤中含量,Cr、Ni在表层土壤和深层土壤中含量相当.因子分析结果显示,土壤Cu、Cr、Ni主要受地质背景控制,Zn、Cd的高含量既与地质背景有关,也受人类活动影响,As、Pb、Hg的异常则受人为活动影响较严重.富集因子法得出8个重金属元素受人类活动影响程度大小排序为：Hg > As > Cd > Cu > Pb > Zn > Cr > Ni,当深层土壤某元素有外源输入时,会导致其富集因子偏低.铅同位素示踪结果显示,表层土壤铅含量与²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb呈显著的负相关关系,根据二元混合模型推测表层土壤中有超过30%的外源铅输入.综合来看,珠三角地区冲积平原土壤Hg、Cd、As、Pb受到较为严重的人为污染.