電感耦合等離子體質(zhì)譜法研究煙花爆竹PM2.5中重金屬的污染特征及生態(tài)健康風(fēng)險(xiǎn)

朱兆洲， 閆文蕊, 2， 張紫靜, 2

1. 天津師范大學(xué)天津市水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 天津 300387 2. 天津師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 天津 300387

引 言

PM2.5(空氣動(dòng)力學(xué)直徑小于2.5 μm的細(xì)顆粒物)是一種危害性極強(qiáng)的大氣污染物。 空氣中的PM2.5對(duì)陽光有散射和吸收作用， 當(dāng)它達(dá)到一定濃度水平時(shí)， 會(huì)對(duì)大氣能見度產(chǎn)生巨大影響[1]。 同時(shí)， PM2.5粒徑微小， 可以通過呼吸作用進(jìn)入人體的肺部和血液， 從而造成心血管疾病、 支氣管炎、 哮喘和肺癌等。 PM2.5中所含的重金屬元素是造成這些病變的重要誘因。 世界各地在重要節(jié)日均有燃放煙花爆竹的傳統(tǒng)。 而中國每年消耗的煙花爆竹占全球80%左右。

集中燃放煙花造成短時(shí)間內(nèi)空氣中PM2.5快速升高， 導(dǎo)致空氣嚴(yán)重污染[2]。 同時(shí)為了獲得絢麗的燃放效果， 煙花爆竹生產(chǎn)過程中通常會(huì)加入不同種類的重金屬元素。 國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于煙花爆竹PM2.5中重金屬元素的濃度特征已經(jīng)開展了部分研究工作。 南京[3]、 成都[4]和蘇州[5]等地的研究結(jié)果顯示， 春節(jié)期間K， Al， Ba， Mg， Pb和Cu等重金屬元素的濃度比煙花爆竹非燃放期高1.4～16.2倍。 英國倫敦排燈節(jié)和蓋伊?？怂构?jié)[6]的研究結(jié)果顯示， 煙花燃燒排放的重金屬(Ba， Cu， Sb和Sr)對(duì)夜間的影響明顯高于白天。 春節(jié)是煙花爆竹燃放最為集中的時(shí)段， 但是迄今為止， 春節(jié)煙花爆竹PM2.5中重金屬的分布特征及其產(chǎn)生的污染程度、 生態(tài)危害程度和健康風(fēng)險(xiǎn)仍缺少相關(guān)研究。 因此， 本研究以北京市大興區(qū)采育鎮(zhèn)為采樣點(diǎn)， 利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)試除夕前后煙花爆竹來源的PM2.5中重金屬的濃度， 分析其分布特征， 同時(shí)結(jié)合地累積指數(shù)法、 潛在生態(tài)危害指數(shù)法和健康風(fēng)險(xiǎn)模型評(píng)價(jià)其污染程度、 潛在生態(tài)危害及健康風(fēng)險(xiǎn)。 本研究期望為煙花爆竹源PM2.5中大氣重金屬污染的防控和煙花爆竹的控制策略提供科學(xué)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品采集

采樣點(diǎn)位于北京市大興區(qū)采育鎮(zhèn)育新苑居民社區(qū)(116°38′37″E， 39°39′56″N)， 采樣點(diǎn)周圍無明顯污染源， 采樣高度2 m。 采樣時(shí)間為2018年2月14日11：30—2月16日12：30， 每個(gè)樣品連續(xù)采集1 h， 共計(jì)采集樣品49個(gè)。 根據(jù)中國春節(jié)煙花燃放的時(shí)間特征， 本研究中將2月14日11：30—2月15日(除夕)12：30定義為煙花爆竹非燃放期； 2月15日(除夕)12：30—2月16日(春節(jié))12：30定義為煙花爆竹的燃放期。

PM2.5的采樣設(shè)備為美國ARA-N FRM大氣采樣器， 配備PM2.5切割頭， 流量設(shè)定為16.7 L·min-1。 采樣前對(duì)儀器進(jìn)行清潔和校準(zhǔn)。 采樣時(shí)采樣器每5 min自動(dòng)記錄一次PM2.5濃度和風(fēng)向、 風(fēng)力、 溫度和濕度等氣象數(shù)據(jù)。 使用的濾膜為直徑47 mm的高純石英濾膜(英國Whatman)。 濾膜使用前先用10%高純硝酸(德國Fisher Scientific)浸泡24 h； 再經(jīng)Milli-Q Element超純水(美國Millipore公司)潤洗三遍后浸泡12 h； 用烘箱50～60 ℃烘干， 在馬弗爐中700～800 ℃灼燒2 h； 最后放入干燥器中平衡24 h， 使用十萬分之一天平稱重， 在干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 樣品與數(shù)據(jù)分析

樣品測(cè)試前用潔凈的特氟龍剪刀將濾膜樣品剪碎放入聚四氟乙烯(PTFE)消解罐中， 加10 mL 6 mol·L-1的二次純化硝酸溶液(德國Fisher Scientific)， 使濾膜浸沒其中， 加蓋置于控溫電熱板(美國LabTech)上， 120 ℃下加熱回流2 h后冷卻， 以超純水淋洗消解罐內(nèi)壁， 加入約10 mL超純水， 靜置0.5 h進(jìn)行浸提， 過濾， 定容至40 mL， 存放于冰箱中待測(cè)。 采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS， Elan 9000型， 美國珀金埃爾默公司)測(cè)定PM2.5樣品中重金屬元素的濃度， 測(cè)試元素包括As， Ba， Cd， Co， Cr， Cu， Fe， Mn， Ni， Pb， V和Zn。 在測(cè)試樣品前， 使用質(zhì)量濃度為10 μg·L-1的調(diào)諧液(元素包括Be， Mg， Co， Rh， In， Ba， Ce， Pb和U)對(duì)ICP-MS的操作條件進(jìn)行優(yōu)化。 優(yōu)化后， 以1%超純硝酸溶液進(jìn)樣， 在質(zhì)量數(shù)220處儀器的背景值<0.5 cps。 以10 μg·L-1的Ce和Ba的混合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)樣， 氧化物比值(CeO+/Ce+)和雙電荷產(chǎn)出率(69Ba++/138Ba+)均<1%。 測(cè)試時(shí)樣品中加入Rh作為內(nèi)標(biāo)元素， 控制儀器信號(hào)漂移和信號(hào)衰減。 使用大氣沉降標(biāo)準(zhǔn)樣品(GBW07444 (GSF-4))進(jìn)行5次平行測(cè)試， 重金屬回收率95%以上， 重金屬濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<5%。

非煙花爆竹燃放期， 北京市大氣PM2.5的來源主要包括機(jī)動(dòng)車移動(dòng)源、 燃煤、 工業(yè)生產(chǎn)、 揚(yáng)塵等[7]， 其中機(jī)動(dòng)車移動(dòng)源的貢獻(xiàn)最大。 本研究基于OpenCV方法監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)周圍道路機(jī)動(dòng)車移動(dòng)源的結(jié)果顯示， 煙花燃放期和非燃放期的各時(shí)段機(jī)動(dòng)車移動(dòng)的數(shù)量相近， 且周圍無建筑施工， 因此可以判斷機(jī)動(dòng)車移動(dòng)源和揚(yáng)塵源對(duì)煙花燃放期和非燃放期PM2.5濃度的影響差別很小。 采樣點(diǎn)周圍無明顯工業(yè)污染源， 且都處于冬季供暖期， 因此煙花燃放期和非燃放期燃煤和工業(yè)生產(chǎn)對(duì)采樣點(diǎn)大氣PM2.5造成的影響也沒有明顯差別。 氣象條件狀況顯示， 煙花燃放期和非燃放期的采樣點(diǎn)風(fēng)向均以西風(fēng)或西南風(fēng)為主， 風(fēng)力≤2級(jí)； 氣溫分別為-6～5 ℃和-5～6 ℃； 空氣相對(duì)濕度均為21%～43%。 從上述數(shù)據(jù)分析可以看出， 除煙花爆竹源外， 燃放期和非燃放期的大氣污染來源和氣象條件基本相同。 因此， 本研究使用差值法估算煙花爆竹源PM2.5及其重金屬的濃度， 即煙花爆竹產(chǎn)生的PM2.5和重金屬的濃度為煙花爆竹燃放期PM2.5及其重金屬的濃度減去非燃放期PM2.5及其重金屬的濃度。

1.3 地累積指數(shù)

地累積指數(shù)又稱為Muller指數(shù)， 由德國科學(xué)家Muller提出， 是研究大氣中重金屬污染程度的重要指標(biāo)[4]。 其表達(dá)式如式(1)

Igeo=log2[ci/(K×Bi)]

(1)

式(1)中，Igeo為地累積指數(shù)，ci為樣品中元素i的濃度；Bi為元素i的背景濃度值， 本研究中選擇北京土壤背景值作為重金屬的背景濃度值；K為考慮各地背景值差異而設(shè)定的系數(shù)， 一般取值為1.5， 地累積指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)如表1所示。

表1 地累積指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification standard of geo-accumulation index

1.4 潛在生態(tài)危害指數(shù)法

潛在生態(tài)危害指數(shù)法是評(píng)價(jià)重金屬污染及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的方法。 該方法目前在大氣顆粒物中重金屬的生態(tài)危害評(píng)價(jià)方面得到了廣泛應(yīng)用[8]。 該方法將重金屬對(duì)環(huán)境的生態(tài)效應(yīng)與其生物毒性聯(lián)系， 并通過定量方法劃分潛在生態(tài)危害程度(表2)[9]， 其公式如式(2)和式(3)

表2 潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)Table 2 Classification of potential ecological risk assessment indicators

(2)

(3)

1.5 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

采用美國環(huán)保局推薦的健康風(fēng)險(xiǎn)模型對(duì)煙花爆竹來源的PM2.5中重金屬元素的健康風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。 大氣PM2.5中重金屬進(jìn)入人體的方式主要有三種： 呼吸吸入、 手口攝入和皮膚接觸， 其中呼吸吸入為最主要攝入方式。 因此， 本研究主要評(píng)估經(jīng)呼吸吸入途徑進(jìn)入人體的重金屬對(duì)人體產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)， 將人口細(xì)分為成年男性、 成年女性和兒童。

根據(jù)美國環(huán)保局國際癌癥研究署和綜合風(fēng)險(xiǎn)信息系統(tǒng)， 該模型將重金屬產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)分為非致癌風(fēng)險(xiǎn)和致癌風(fēng)險(xiǎn)。 模型公式如式(4)

ADD(LADD)=(c×IR×EF×ED)/(BW/AT)

(4)

式(4)中， ADD是指日均暴露劑量， mg·(kg·d)-1， 適用于非致癌風(fēng)險(xiǎn)； LADD是指終生日均暴露劑量， mg·(kg·d)-1， 適用于致癌風(fēng)險(xiǎn)。c為重金屬元素的濃度， mg·m-3， 本研究中選取平均濃度的95%置信上限值估算合理的最大暴露量。 IR， EF， ED， BW和AT等選取適合中國人群和本研究的參數(shù)， 各參數(shù)含義和數(shù)值見表3[10]。

表3 呼吸途徑的健康風(fēng)險(xiǎn)暴露參數(shù)Table 3 Health risk exposure parameters of respiratory pathway

單一重金屬非致癌風(fēng)險(xiǎn)通過計(jì)算危險(xiǎn)系數(shù)(HQ)來評(píng)估； 總非致癌風(fēng)險(xiǎn)是指各重金屬危險(xiǎn)系數(shù)的總和(i=11)， 由HI來表示。 其具體公式如式(5)和式(6)

HQ=ADD/RfD

(5)

HI=∑HQi

(6)

式(5)中， RfD為金屬參考劑量， mg·(kg·d)-1， 具體參數(shù)見表4[11]。 當(dāng)HQ(或HI)≤1時(shí)， 表示重金屬的非致癌風(fēng)險(xiǎn)較小或可忽略； 當(dāng)HQ(或HI)>1時(shí)， 則認(rèn)為重金屬存在非致癌風(fēng)險(xiǎn)[12]。

As， Cr(Ⅵ)， Co， Cd和Ni等5種重金屬元素的終生致癌風(fēng)險(xiǎn)通過R來評(píng)估； ILCR表示總的重金屬致癌風(fēng)險(xiǎn)(j=5)。 具體公式如式(7)和式(8)

R=LADD×SF

(7)

ILCR=∑Rj

(8)

式(7)中， SF為癌癥斜率因子， (kg·d)·mg-1， 具體參數(shù)見表4[11]。 當(dāng)R(或ILCR)<10-6時(shí)， 表示該元素沒有致癌風(fēng)險(xiǎn)；R(或ILCR)在10-6～10-4之間， 表示該元素存在可接受的致癌風(fēng)險(xiǎn)；R(或ILCR)>10-4， 該元素存在嚴(yán)重的潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)[13]。

表4 重金屬經(jīng)呼吸途徑進(jìn)入人體的金屬參考劑量和癌癥斜率因子Table 4 Reference dose and Cancer slope factor of heavy metals to human body through respiratory system

值得注意的是Cr存在Ⅲ價(jià)和Ⅵ價(jià)兩種價(jià)態(tài)， 但目前的研究表明只有Cr(Ⅵ)對(duì)人類有明確的致癌作用。 大氣顆粒物中Cr(Ⅵ)濃度約為Cr總濃度的5%～15%[14]。 為合理估算Cr(Ⅵ)造成的最大潛在致癌風(fēng)險(xiǎn)， 本研究中Cr(Ⅵ)的濃度以Cr總濃度的15%進(jìn)行量化計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 煙花爆竹PM2.5中重金屬的濃度

圖1表示的是采樣期間大氣PM2.5及其重金屬濃度變化特征。 前24 h為煙花爆竹的非燃放期， 作為本次研究的背景。 PM2.5背景濃度范圍為37～186 μg·m-3， 1 h平均濃度(平均濃度±標(biāo)準(zhǔn)偏差)為(83±36) μg·m-3。 PM2.5中重金屬的1 h平均濃度由高到低依次為Fe， Zn， V， Mn， Pb， Ba， Cu， As， Ni， Co， Cd和Cr， 它們的1 h平均濃度分別為(959.7±408.8)， (54.3±22.6)， (51.0±14.7)， (40.3±17.9)， (39.0±17.4)， (38.0±15.7)， (15.1±6.5)， (5.5±2.0)， (3.9±2.0)， (1.0±0.5)， (0.7±0.3)和(0.6±0.3) ng·m-3。

圖1 春節(jié)前后PM2.5及其重金屬濃度變化趨勢(shì)Fig.1 Variation trend of PM2.5 and its heavy metals concentration during Chinese New Year

煙花爆竹燃放期， PM2.5濃度范圍為17～459 μg·m-3， 1 h平均濃度為(175±141) μg·m-3。 PM2.5中重金屬的1 h平均濃度由高到低依次為Fe， Ba， Cu， Pb， Zn， Mn， V， As， Cr， Ni， Co和Cd， 1 h平均濃度分別為(1 315.9±854.5)， (343.5±335.4)， (282.7±290.3)， (266.1±263.9)， (152.4±133.6)， (84.3±66.6)， (45.6±19.9)， (12.6±9.8)， (10.7±10.7)， (5.7±4.0)， (1.9±1.4)和(1.3±0.9) ng·m-3。

煙花爆竹來源的PM2.5及其重金屬的濃度用它們?cè)谌挤牌跐舛群头侨挤牌跐舛鹊牟钪当硎尽?使用差值法估算結(jié)果顯示： 煙花爆竹來源的PM2.5濃度范圍為0～352 μg·m-3， 1 h平均濃度為(93±117) μg·m-3， 超過國家標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值。 PM2.5中重金屬的1 h平均濃度由高到低依次為Fe， Ba， Cu， Pb， Zn， Mn， Cr， As， Ni， Co和Cd， 它們的1 h平均濃度分別為(360.1±619.6)， (305.5±326.0)， (267.6±286.5)， (227.2±252.0)， (98.1±119.8)， (44.1±55.6)， (10.1±10.5)， (7.1±8.5)， (1.8±2.9)， (0.9±1.1)和(0.6±0.7) ng·m-3。 其中煙花爆竹源PM2.5中Cu， Cr， Ba， Pb， Zn和As的濃度高于研究背景值， 它們分別是研究背景濃度的17.8， 16.6， 8.1， 5.8， 1.8和1.3倍。 煙花爆竹PM2.5中Mn和Co的濃度與研究背景濃度較為接近； Fe， Ni和Cd的濃度低于研究的背景濃度。 值得注意的是， 本次研究中V在燃放期PM2.5中的濃度略低于非燃放期PM2.5中的濃度， 這說明煙花爆竹源PM2.5中不含有V或者它的濃度極低， 可以忽略不計(jì)。

2.2 地累積指數(shù)評(píng)價(jià)

為評(píng)估煙花爆竹PM2.5中重金屬的污染程度， 利用式(1)計(jì)算了12種重金屬元素逐小時(shí)的地累積指數(shù)(見圖2)。

從圖2可以看出， Cr， Ni， Co， Mn， V和Fe等6種重金屬的地累積指數(shù)在煙花爆竹燃放期內(nèi)始終小于0， 即它們沒有對(duì)環(huán)境造成污染。 Cu， Pb， Cd， As， Zn和Ba等6種重金屬的地累積指數(shù)則呈現(xiàn)出單峰型的變化趨勢(shì)。 除夕12：00—18：00 Cu， Pb和Cd的地累積指數(shù)在-12.7～-0.8之間， 這一時(shí)間段這3種重金屬?zèng)]有產(chǎn)生污染。 除夕18：00—春節(jié)1：00地累積指數(shù)呈快速增長， Cu的地累積指數(shù)由-5.0上升至4.9， Pb的地累積指數(shù)由-2.8上升至4.4， 污染程度由無污染升級(jí)為強(qiáng)-極強(qiáng)污染； Cd的地累積指數(shù)由-1.9上升至3.8， 污染程度由無污染升級(jí)至強(qiáng)污染。 春節(jié)1：00左右這3種重金屬的地累積指數(shù)最高， 污染程度也最高。 春節(jié)1：00以后地累積指數(shù)逐漸下降； 春節(jié)10：00左右大氣PM2.5中已基本沒有煙花爆竹來源的重金屬， 煙花爆竹造成的污染基本消除。 煙花燃放期內(nèi)， As， Zn和Ba的變化趨勢(shì)與Cu， Pb和Cd相似， 峰值出現(xiàn)在春節(jié)1：00， 地累積指數(shù)分別為1.5， 2.1和0.5， 污染程度分別達(dá)到中等、 中等-強(qiáng)和輕度-中等級(jí)別。 通過以上分析可知， 煙花爆竹源PM2.5中重金屬的地累積指數(shù)大小順序?yàn)椋?Cu>Pb>Cd>Zn>As>Ba>Cr， Mn， Ni， Co， V和Fe； 煙花燃放期內(nèi)重金屬的污染主要來自于Cu， Pb和Cd， 同時(shí)As， Zn和Ba也會(huì)造成中等強(qiáng)度左右的污染， 本研究中其他重金屬的污染程度相對(duì)較輕。

圖2 煙花爆竹各重金屬逐小時(shí)地累積指數(shù)Fig.2 Hourly geo-accumulation index of heavy metals in fireworks

從重金屬地累積指數(shù)的時(shí)間分布特征來看： 除夕20：00至春節(jié)8：00重金屬污染較為嚴(yán)重， 該時(shí)間段內(nèi)污染程度可以達(dá)到中等級(jí)別以上； 除夕22：00—春節(jié)5：00污染非常嚴(yán)重， 該時(shí)間段內(nèi)Cu的污染程度可達(dá)到強(qiáng)-極強(qiáng)。 煙花燃放期其他時(shí)段， 重金屬污染程度都在中等以下， 污染程度相對(duì)較輕； 春節(jié)10：00之后， 煙花爆竹源PM2.5中重金屬的影響基本可以忽略不計(jì)。

2.3 潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)

圖3 煙花爆竹各重金屬逐小時(shí)潛在生態(tài)危害Fig.3 Hourly potential ecological risk of heavy metals in fireworks

從重金屬造成的潛在生態(tài)危害的時(shí)間分布特征來看： 除夕20：00—春節(jié)8： 00， 燃放煙花爆竹存在的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大， 該時(shí)間段內(nèi)潛在生態(tài)危害程度在中等以上； 春節(jié)00：00—4：00， 燃放煙花爆竹產(chǎn)生的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重， 這期間單因子Cd的潛在生態(tài)危害程度達(dá)到極強(qiáng)， 重金屬總生態(tài)危害程度為很強(qiáng)。 除夕20：00之前， 煙花爆竹只有零星燃放， 沒有造成中等強(qiáng)度以上的潛在生態(tài)危害。 春節(jié)8：00之后， 由于煙花爆竹燃放數(shù)量的減少和大氣的擴(kuò)散作用， 所有重金屬的單因子生態(tài)危害程度和總生態(tài)危害程度均會(huì)逐漸降低， 潛在生態(tài)危害相對(duì)較小。

2.4 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

表5表示的是呼吸作用途徑下， 利用煙花爆竹PM2.5中重金屬計(jì)算得出的非致癌及致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。 對(duì)比表5中不同人群重金屬的非致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)， 它們呈現(xiàn)出兒童>成年男性>成年女性的特征， 重金屬對(duì)兒童的非致癌風(fēng)險(xiǎn)最高。 煙花爆竹PM2.5中單一重金屬的HQ值從大到小的順序?yàn)镸n>Co>Pb>Cr(VI)>As>Cu>Ba>Cd>Zn>V>Ni。 煙花爆竹PM2.5中重金屬的HQ值在7.61×10-7～3.08×10-2之間； 煙花爆竹PM2.5中重金屬對(duì)成年男性、 成年女性和兒童的HI值分別為0.031， 0.026和0.034， 煙花爆竹PM2.5中重金屬HQ值和HI值均小于1， 這說明2018年春節(jié)期間煙花爆竹PM2.5中重金屬對(duì)人體產(chǎn)生的非致癌風(fēng)險(xiǎn)很小或可以忽略。

表5中重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)顯示， 煙花爆竹PM2.5中重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)出成年男性>成年女性>兒童的特征。 煙花爆竹PM2.5中重金屬元素的R值的大小順序?yàn)锳s>Cr(VI)>Co>Cd>Ni。 煙花爆竹PM2.5中重金屬的致癌風(fēng)險(xiǎn)在1.40×10-9～4.05×10-7之間； 煙花爆竹PM2.5中重金屬對(duì)成年男性、 成年女性和兒童的ILCR值分別為6.88×10-7， 5.85×10-7和1.50×10-7， 煙花爆竹PM2.5中重金屬的R值和ILCR值均小于1×10-6， 這說明在目前禁燃禁放的措施下， 北京的煙花爆竹燃放對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)。

表5 煙花爆竹源PM2.5中重金屬元素的非致癌風(fēng)險(xiǎn)及致癌風(fēng)險(xiǎn)Table 5 Non-carcinogenic risk and carcinogenic risk of heavy metals in PM2.5 from fireworks

3 結(jié) 論

利用ICP-MS法對(duì)北京2018年春節(jié)期間煙花燃放期和非燃放期大氣中PM2.5的重金屬濃度進(jìn)行逐小時(shí)的連續(xù)測(cè)試， 得出以下主要結(jié)論：

(1)煙花爆竹燃放期， 煙花爆竹產(chǎn)生的PM2.51 h平均濃度為(93±117) μg·m-3， 超過國家標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)濃度限值。 煙花爆竹中Cu， Cr， Ba， Pb， Zn和As等6種重金屬的濃度高于它們?cè)诒尘爸抵械臐舛龋?Mn和Co的濃度與背景值相近， Fe， Ni和Cd的濃度低于背景濃度。 煙花爆竹中V的濃度很低或可忽略不計(jì)。

(2)重金屬的地累積指數(shù)大小順序?yàn)椋?Cu>Pb>Cd>Zn>As>Ba>Cr， Mn， Ni， Co， V， Fe。 煙花燃放期重金屬的污染主要來自于Cu， Pb和Cd， As， Zn和Ba也會(huì)造成中等強(qiáng)度左右的污染， 其他重金屬的污染程度相對(duì)較輕。 煙花爆竹造成的污染最嚴(yán)重的時(shí)段為除夕22：00至春節(jié)5：00， 燃放期其他時(shí)段的污染相對(duì)較輕。

(3)重金屬的生態(tài)危害系數(shù)大小順序?yàn)椋?Cd>Cu>Pb>As>Zn， Cr， Co， Ni， Mn， V。 煙花燃放期重金屬的潛在生態(tài)危害主要來自于Cd， Cu和Pb， 其他重金屬的生態(tài)危害相對(duì)較小。 煙花爆竹造成的潛在生態(tài)危害最嚴(yán)重的時(shí)段為春節(jié)0：00—4：00， 燃放期其他時(shí)段的潛在生態(tài)危害相對(duì)較小。

(4)煙花爆竹PM2.5中重金屬對(duì)人體產(chǎn)生的非致癌風(fēng)險(xiǎn)順序?yàn)閮和?成年男性>成年女性， 單個(gè)重金屬和總的重金屬非致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1， 非致癌風(fēng)險(xiǎn)可以忽略不計(jì)。 致癌風(fēng)險(xiǎn)順序?yàn)槌赡昴行?成年女性>兒童， As， Cr(Ⅵ)， Co， Cd和Ni的R值和ILCR值均小于1×10-6， 它們產(chǎn)生的致癌風(fēng)險(xiǎn)可以忽略不計(jì)。