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石家庄市街道积尘重金属污染研究

赵宙  
【摘要】: 街道积尘是指城市街道表面的一层松散沉积物,在外力扰动下易反复扬起-沉降,对行人呼吸健康产生危害。探讨街道积尘的粒度分布和重金属污染状况对城市环境问题基础研究和环境质量改善均有帮助。本研究以环境空气污染严重的代表性城市石家庄市为研究区,分析街道积尘颗粒粒度特征、重金属元素含量特征及近地表环境颗粒物(以大叶黄杨叶片为载体)粒度的空间分布特征,为石家庄市进一步生态环境规划和污染防治提供了基础。 本研究采集了63个街道积尘和大叶黄杨叶片滞尘样品,利用原子吸收光谱仪(AA204Z和AA240FS,美国)测试积尘样品重金属元素含量,利用粒度粒形分析仪(CIS-50,荷兰产)测试样品粒度分布。并利用ArcGIS9.0及EXCEL2000分析积尘重金属含量、粒度参数的空间分布特征。 结果显示,石家庄市街道积尘的粒径均值为1.52~2.29μm,PM_(10)占街道积尘中颗粒个数总量的95%以上;街道积尘中重金属元素中Pb、Zn、Cr、As的平均含量均高出河北省土壤背景值的2~3倍,Cd高出7.5倍,说明在城市化进程中,石家庄市出现Cd的富集。 利用地积累指数评价法和生态危害性指数评价法对街道积尘中重金属元素的健康风险性进行了分析。地积累指数评价结果显示,各元素中Cd的地积累指数最大,为4.14;Pb的地积累指数最小,为—5.39。由于受人为污染程度和重金属元素地球化学环境背景值的影响,Cd出现极强的风险程度;生态危害性指数评价结果显示,Cd生态危害性指数最大,为225.17;Zn的最小,为3.10。虽然两种方法结果略有差异,但总体看两种评价方法均得出Cd元素健康危险程度最大,这与Cd元素在石家庄市的富集程度以及它的生物毒性有关。在空间变化上,Pb元素的污染在空间上变化要大于其它重金属元素,这由Pb的多源性决定的。除研究区域的东北部外,环路以内的主城区街道积尘重金属元素的健康风险性指数明显高于环路以外的城乡过渡带。 利用大叶黄杨叶片滞尘效益推演近地表颗粒物悬浮状况的研究结果表明,大叶黄杨叶片滞尘量平均为0.3843 g·m~(-2)·d~(-1),其中约80%~90%来自近地表环境中的局地污染源,并且在空间上存在差异性,能够反映街道积尘被扬起后的空间分布状况。同时大叶黄杨叶片滞尘颗粒物粒度均值仅为1.9185μm,且98.27%的颗粒物小于10μm,说明大叶黄杨对滞尘颗粒物的尺度具有分选性,这种分选性使之成为城市环境中消除、过滤可吸入颗粒物的良好载体。 综合街道积尘重金属元素健康风险性和大叶黄杨叶片滞尘量空间分布进行比对,得出三类不同的积尘重金属污染区域:市区东二环及京珠高速路沿线附近、火车站等地为两者数值均比较大的区域,该类区域积尘重金属污染严重,在积尘污染治理中要首先关注;东开发区北部、市区西部为两者数值较小区域,积尘污染较轻;环路以内则为两者数值复杂区域,这些区域两者的关系不明确,需要进一步探讨。


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