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西安市大气、土壤、降水中重金属的污染特征研究

闫旭  
【摘要】:重金属由于生物累积性强、环境危害性大,成为当今研究的热点问题之一。本文采集了2012年西安市春夏秋冬四季大气颗粒物样品73个、不同功能区土壤样品58个、降水样品19个。利用ICP-MS对As、Pb、Cr、Cd、Hg、Cu、Zn、Mn、Ni的质量浓度进行分析,研究了大气颗粒物、土壤、降水中重金属的污染特征,对重金属的干湿沉降进行了估算,并利用相关性分析、因子分析方法研究了重金属的来源,最后进行了重金属的污染评价。主要获得如下结论: 西安市2012年大气颗粒物中重金属元素浓度呈现出冬春大于秋夏的变化规律,从粒径分布来看,重金属元素主要富集在PM_(2.5)中;与正常天气相比,灰霾天气人为元素富集明显,沙尘天气地壳元素富集明显;PM_(2.5)中重金属之间的相关性表明:燃煤元素(Pb、As、Hg)相关性显著,交通污染元素(Cu、Zn、Ni)相关性显著,地壳元素(Fe、Mn)相关性较好;利用因子分析对PM_(2.5)进行来源分析,结果表明:土壤尘、燃煤和工业尘、汽车尘、生物质燃烧尘是PM_(2.5)的主要来源;健康风险评价表明,通过呼吸作用,PM_(2.5)中重金属健康风险值在最大可接受风险范围之内,不存在明显的健康危害。 西安市不同功能区(工业区、商业区、交通主干道、农业区、居民区)表层土壤中Pb、Cd、Cu、Ni在部分采样点的含量已超出国家土壤二级标准,超标率分别为1.66%、8.33%、3.33%、3.33%;工业区的Pb、Cr、Cd、Zn,交通主干道的Cu,商业区的Hg、Ni,居民区的Cd浓度偏高;西安市土壤重金属污染主要来自交通尾气和粉尘、工业“三废”;综合污染评价表明:西安市表层土壤各功能区的污染程度依次是工业区>交通区>商业区>农业区>居民区。 西安市2012年大气降水中Cu、Hg、Pb、Zn在部分样品超标(地表水一级标准),超标率分别为:4.76%、9.52%、28.57%、71.42%,其中Zn超标最严重;重金属表现出明显的四季变化:冬季最高,春秋次之,夏季最低;潜在生态危害评价表明,降水中重金属元素均处于轻微生态风险水平。 通过对大气、土壤、降水中元素的富集因子分析,发现雨水和PM_(2.5)中重金属富集明显,土壤中富集程度较低;西安市2012年重金属干沉降通量为93.87mg/m~2,湿沉降通量为42.62mg/m~2,重金属的干湿沉降总量为136.49mg/m~2。


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