长沙市大气颗粒物中重金属形态分析和污染研究

作     者：陈琳 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：翟云波

授予年度：2010年

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

主      题：大气颗粒物 重金属形态分析 源解析 生物有效性评价 微观结构 

摘      要：本文使用TH-150C中流量采样器对长沙市夏季和秋季大气颗粒物(TSP)样品分别进行采样,使用重量法测定颗粒物的质量浓度,并使用BCR和Tessier形态分析法对TSP中的重金属元素的浓度和形态分布进行了定量分析研究。结果表明长沙市夏季大气颗粒物污染较为严重,平均浓度值为220.7±42μg／m3,超过国家二级标准(200μg／m3),但四个采样点均未超出国家三级标准(300μg／m3)。从站点来看,TSP浓度高低顺序为：经开区开福区高开区马坡岭;颗粒物中重金属含量高,浓度高低顺序为：ZnPbCuMnCd。从站点分布来看,重金属总浓度值大小顺序为：经开区马坡岭高开区开福区,表明TSP浓度与重金属浓度关系不大。从四个站点来看,重金属的形态分布比较相似,但在含量方面还是有很大的不同;从污染因子计算中可以得出：重金属的迁移大小为：CuZnCdPbMn;从因子分析中可以得出,这五种重金属元素主要来自于人为污染源,长沙市TSP中重金属元素在3个主要影响因子占总成因率达85%。长沙市秋季大气颗粒物污染较为严重,雨花区和火车站的TSP浓度超过大气环境质量年平均浓度二级标准200μg／m3,但三个采样点均没有超过年平均浓度三级标准;颗粒物中重金属含量高,Zn和Pb的浓度远远高于Cu和Cd的含量,其中Zn的平均浓度为2.528μg／m3,Pb为2.347μg／m3,Cu为0.187μg／m3,Cd为0.002μg／m3;颗粒物重金属的形态分析表明Cu的可生物利用态含量最高,Zn、Pb、Cd的可生物利用态含量稍低,除火车站Pb和Zn,其余的均超过了50%;在生物有效性评价中,Cu和Cd的生物有效性要大于Zn和Pb。本文还采用扫描电镜和其配套的能谱分析仪对长沙市TSP的微观形态特征进行分析研究。研究表明：硅铝酸盐类颗粒是主要成分,可能的来源是土壤扬尘和燃煤过程的一次粒子排放;长沙市TSP主要来自于土壤的扬尘、燃烧飞灰和石膏等含Ca的矿物颗粒,并且颗粒物由两种以上矿物组成;长沙市TSP中细颗粒数比粗颗粒数要多,不规则形状较多。