广州和香港两地都市区路尘和下水道积尘中有机污染物及元素组成比较研究

【摘要】：随着珠江三角洲地区工业化和城市化进程的迅速发展，机动车排放的尾气颗粒物对城市环境的污染越来越严重。路街路尘不仅是汽车尾气颗粒物和其他来源的尘土汇聚的载体，同时又是大气颗粒物污染、城市地表水体及沉积物污染的重要来源。但长期以来与路尘有关的有机污染物的研究还十分有限。本文通过对广州-香港都市区路街路尘及相关路街下水道进水坑口积尘和隧道烟尘中有机污染物的实验分析，全面、系统比较研究了两地在有机污染物丰度、组成和分布特征方面的异同点。这些研究显示，香港和广州两地路尘和相关积尘中的有机质污染主要源自汽车尾气排放的颗粒物，这些有机污染物在组成和分子标记物特征方面在两地路尘中既有一定的可比性，但也存在显著的差异性。这些差异性为评估两个大城市汽车尾气污染对珠江三角洲区域环境影响提供了新的指征体系。总体而言，该研究主要有以下主要结论和认识： 1．香港路尘、下水道积尘和隧道烟尘中有机质含量分别显著高于广州路尘、下水道积尘和隧道烟尘中有机质含量。然而，两地路尘、下水道积尘和隧道烟尘中有机质的相对族组成分布非常相似。广州路尘中有机质含量与下水道积尘中有机质含量之间的关系可以分为三种类型：路尘中有机质含量明显高于下水道积尘中有机质含量、路尘中有机质含量与下水道积尘中有机质含量相近和路尘中有机质含量大大低于下水道积尘中有机质含量，而香港路尘中有机质含量均显著高于下水道积尘中有机质含量。这些差异主要是由于广州路尘来自于建筑工地等尘土的含量较高，其次还与两地道路的清扫和冲洗频率以及下水道结构差异引起的粒度分异有关。 2．两地隧道烟尘中有机质含量的差异主要表现为沥青质含量的差异。这种差异除了与汽车燃料品质有关外，主要是由于两地隧道行车历史长短不同，聚集的烟尘受风化时间长短不一造成的。此外，两地南向行车隧道顶壁烟尘中有机质含量也明显高于北向行车隧道顶壁烟尘中有机质的含量。这种差异可能主要与南北两向隧道的通风状况不同有关。这一研究成果具有积极的工程实际意义。 3．广州路尘和下水道积尘中正构烷烃的分布大致可以分为三种类型：前峰型、平台型和孤峰型，而香港路尘和下水道积尘中正构烷烃呈前峰型、后峰型、 广州和香港两地都市区路尘和下水道积尘中有机污染物及元素组成比较研究 双峰型和鱼刺型等分布。广州路尘和下水道积尘中烷烃UCM呈高沸点和低沸 点双模态或者高沸点单模态分布，而香港路尘和下水道积尘中烷烃ucM主要 呈高沸点单模态分布。低沸点UCM主要来源于机动车燃料不完全燃烧产物， 而高沸点UCM主要来自于润滑油的贡献。 4.广州隧道烟尘、路尘和下水道积尘中C23三环菇烷为主要的低环数三菇 烷，C3oap蕾烷丰度最高，伽玛蜡烷含量较高;幽烷丰度依次为C29C27C28幽 烷。香港隧道烟尘、路尘和下水道积尘中低环数三菇烷以CZ;四环菇烷为主， C29ap霍烷丰度最高，街烷丰度依次为C27C沪C28当烷，重排备烷含量较高。 这种差异表明广州一香港两地机动车燃料具有不同的来源。 5.广州路尘和下水道积尘中含有丰富的菲及其烷基化多环芳烃化合物，而 香港路尘和下水道积尘中缺失低分子量多环芳烃，含有高丰度的含硫多环芳烃 化合物，表明香港路尘和下水道积尘中多环芳烃曾遭受过风化作用。而两地路 尘与下水道积尘中多环芳烃化合物分布剖面和特征参数比值均存在差异，表明 多环芳烃从路面传输到下水道进水坑口的过程中发生了变化。 6.根据广州一香港路尘和下水道积尘中有机质特征综合来看，广州一香港市 区路尘和下水道积尘中有机质主要来源于机动车尾气颗粒物，而背景土壤有机 质对路尘和下水道积尘中有机质的贡献非常轻微，相反，香港偏远小岛路尘和 下水道积尘却受到都市区尾气颗粒物的影响。 7.广州路尘和下水道积尘中有些元素的区域分布差异显著，而有些元素则 保持相对稳定。路尘中控制元素丰度和分布的主要因素是元素的来源，而下水 道积尘中元素的丰度和分布主要受路尘传输过程中粒度分异作用控制。如Cu， Zn，Mg，Ba等元素的含量在路尘和下水道积尘中有显著差异，即表明它们在从 路面传输到下水道的过程中发生了分异。