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    咸陽市道路灰塵重金屬污染研究

    2018-05-14 09:06:05相東
    絲路視野 2018年4期
    關(guān)鍵詞:重金屬污染咸陽市

    【摘要】國內(nèi)外研究結(jié)果表明,城市街道灰塵中的重金屬對人體健康構(gòu)成危害,對城市大氣環(huán)境和水環(huán)境造成污染,所以城市街道灰塵重金屬污染研究被逐漸關(guān)注。國外學(xué)者是從20世紀(jì)80年代開始對 城市街道灰塵重金屬的積累分布、粒徑效應(yīng)及其生物有效性展開了一系列研究,國內(nèi)對城市街道灰塵的研究關(guān)注起始于90年代初,研究的內(nèi)容主要包括重金屬污染特征與空間分異。

    【關(guān)鍵詞】咸陽市;道路灰塵;重金屬污染

    咸陽市位于關(guān)中平原中部(34.3?N、108.7?E),氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,年降水量在457mm,平均氣溫約11.6℃,市區(qū)面積約68.3平方千米,城市人口92.3萬,市區(qū)人口密度為每平方公里1753人,咸陽是陜西省重要的輕工業(yè)城市,有紡織、電力、化工、電子等多個工業(yè)門類。史興民和王建輝2008年對咸陽市街道灰塵中Pb、Cu、Cd三種重金屬污染情況進行了研究,然而,其他重金屬的污染情況并不清楚。

    本研究以咸陽道路灰塵為研究對象,首先檢測道路灰塵中Cu、Pb、Zn、Co、Cr、Mn、V、As、Hg和Ni的含量水平;其次分析道路灰塵中重金屬的空間分布特征;最后探討道路灰塵重金屬的污染水平。旨在為改善咸陽市人居環(huán)境提供了科學(xué)依據(jù)。

    一、材料與方法

    (一)樣品采集與預(yù)處理

    在實際調(diào)研的基礎(chǔ)上,在咸陽市區(qū)主要交通干道及十字路口布設(shè)道路灰塵樣品采樣點31個。在每個采樣點用塑料刷子和塑料簸箕清掃灰塵樣品,為保證樣品的代表性,每個灰塵樣品均由采樣點附近3~5處灰塵混合而成,每個樣品重約500g,密封在自封聚乙烯塑料樣品袋中,同時利用手持GPS定位。

    樣品帶回實驗室后,在通風(fēng)、陰涼、室溫的條件下自然風(fēng)干1~2周。風(fēng)干后的樣品過1mm尼龍篩,除去樣品中的樹葉、頭發(fā)、石頭等雜質(zhì),處理好的樣品裝入自封聚乙烯塑料樣品袋中。然后將每個樣品分成兩份,一份采用長春光學(xué)精密機械與物理研究所研制的ZM-1型振動磨研磨10s進行灰塵重金屬含量分析;另一份沒有研磨的樣品進行灰塵理化性質(zhì)分析。

    (二)樣品分析

    利用PHSJ-4A型pH計(上海雷磁)分析道路灰塵的pH值,利用PW2403型X-Ray熒光光譜儀(荷蘭帕納科儀器公司)分析了咸陽市道路灰塵中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V和Zn的含量。同時,利用AFS-810型雙道原子熒光光譜儀分析了灰塵中As和Hg的含量。

    (三)評價方法

    目前,國內(nèi)外對于城市道路灰塵中重金屬污染的評價沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和方法,本文采用地積累污染指數(shù)法,對咸陽市道路灰塵中的重金屬污染情況進行評價。

    (四)數(shù)據(jù)處理與空間分析

    測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SPSS13.0和Excel,重金屬的空間分布采用ArcGIS9.3中的地統(tǒng)計分析模塊(反距離二次權(quán)重)。

    二、結(jié)果與討論

    (一)道路灰塵理化性質(zhì)

    咸陽市道路灰塵的pH值范圍是7.3~10.2,平均值為8.6,呈堿性;粒徑分析表明,灰塵主要由5~50μm(28.61%)和>50μm(64.53%)的中粗顆粒組成。

    (二)道路灰塵重金屬含量

    咸陽市道路灰塵中Cu、Zn、Pb、Co、Cr、Mn、V、As、Hg、Ni的含量范圍分別為11.2~200.7、39.5~372.0、33.5~246.5、15.5~33.2、105.6~486.3、301.7~632.8、44.4~82.7、0.2~9.2、0.2~3.9、12.4~30.8mg/kg,平均含量分別是54.6、196.0、100.7、21.8、162.3、463.3、63.3、4.1、0.6和22.4mg/kg。與陜西省土壤背景值比較發(fā)現(xiàn),重金屬元素的平均含量均高于陜西省土壤背景值(Mn、Ni、V和As除外),其中Hg的相對含量最高,是陜西省土壤背景值的16.6倍,Cu、Zn、Pb、Co和Cr含量的平均值是陜西省土壤背景值的2~5倍,說明灰塵中重金屬元素存在不同程度的污染。

    從道路灰塵中重金屬變異系數(shù)大小來看,除Mn和V 外,其他重金屬變異系數(shù)均較大,特別是Cu、Pb、As和Hg的變異系數(shù)分別高達0.7、0.6、0.6和1.1,表明其受人為因素影響較為明顯。

    (三)道路灰塵重金屬污染評價

    Co的地積累污染指數(shù)范圍是-0.04~1.1,平均值為0.4,處于輕度污染水平;Cr的范圍是1.2~2.4,平均值為0.7,處于輕度污染水平;Cu的范圍是-1.5~2.6,平均值為0.5,處于輕度污染水平;Mn的范圍是-1.5~-0.4,平均值為-0.9,不存在污染;V的范圍是-1.2~-0.5,平均值為-0.7,不存在污染;As的范圍是-6.3-0.9,平均值為-2.5,不存在污染;Ni的范圍是-1.8~-0.5是,平均值為-1.0,不存在污染;Zn的范圍是-1.4~1.8,平均值為0.8,處于輕度污染水平;Pb的范圍是0.1~2.9,平均值為1.5,處于偏中度污染水平;Hg的范圍是2.1~6.4,平均值為3.3,處于偏重度污染水平。

    三、結(jié)論

    (1)理化分析表明,咸陽市道路灰塵的pH值為8.58,呈堿性;灰塵主要由的中粗顆粒組成。(2)含量分析表明,道路灰塵中的重金屬Cu、Zn、Pb、Co、Cr、Mn、V、As、Hg和Ni的平均含量均高于陜西省土壤背景值(Mn、Ni、V和As除外),其中Hg的相對含量最高,是陜西省土壤背景值的16.6倍。(3)空間分析表明,Pb、Zn和As主要分布在市區(qū)的西南,Co和Mn的濃度中心基本分布在市區(qū)四周,市區(qū)中心出現(xiàn)“空心效應(yīng)”,Cr主要分布在市區(qū)東南,Cu在整體上南部高于北部, V和Ni濃度的高值區(qū)在東南和西北,Hg主要集中在市區(qū)中心。(4)污染評價表明,Co、Cr、Cu、Zn為輕度污染,Mn、Ni、V、As未污染,Pb屬于偏中度污染,Hg處于偏重度污染水平。重金屬污染程度的大小順序為:Hg>Pb>Zn>Cr>Cu>Co>V>Mn>Ni>As,Hg污染最為嚴(yán)重。

    參考文獻

    [1]劉文婷.揚州市城區(qū)道路兩側(cè)土壤和灰塵中重金屬污染研究[D].揚州:揚州大學(xué),2011.

    作者簡介:相東(1987.01—),男,陜西咸陽人,本科,禮泉縣第二中學(xué),研究方向:地理科學(xué)。

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