城鄉(xiāng)環(huán)境的污染特性綜述

1、城鄉(xiāng)環(huán)境的污染特性綜述     樣品分析街塵中重金屬總量的測定方法如下:稱取0.25g樣品，精確到0.0001g，往聚四氟消煮管依次加入濃硝酸9mL，鹽酸2mL，氫氟酸3mL，密封后放入微波萃取系統(tǒng)(型號:MARS，CEM，America)消煮，消煮后定容至25mL低溫密封保存待測重金屬賦存形態(tài)分析采用BCR分級提取法16，依次提取重金屬的弱酸可提取態(tài)、可還原態(tài)、可氧化態(tài)和殘渣態(tài)，具體分級提取過程見表2以上消煮液和提取液均采用Perkin-ElmerElan6000ICP-OES測定為減少試驗誤差，試驗所用試劑均為優(yōu)級純，所有容器均預(yù)先在10%稀硝酸溶液

2、中浸泡24h以上，依次用自來水、去離子水、超純水沖洗，以減少污染分析過程中，通過土壤標準物(GSS-1、GSS-2)重復(fù)測定和試劑空白來進行質(zhì)量控制土壤標準物質(zhì)中重金屬測定的回收率在90%110%，樣品重復(fù)之間的相對標準偏差介于5%10%之間數(shù)據(jù)處理街塵中各粒徑污染物負荷比的計算采用文獻17推出的公式:（式略）式中，GSFLoad為單個粒徑所含污染物對全部粒徑的污染物含量貢獻;ci是單個粒徑污染物的濃度(mgkg1);GSi是單個粒徑占全部粒徑街塵的質(zhì)量比;m是全部粒徑的個數(shù)采用SPSS16.0進行方差分析和多重比較(LSD法)，作圖軟件采用Origin8.0文中數(shù)據(jù)及柱狀圖均以均值±

3、;標準偏差(SD)表示結(jié)果與分析城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下街塵中重金屬濃度的差異對比城鄉(xiāng)環(huán)境梯度影響著街塵中重金屬的濃度表3為不同城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下街塵中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn這5種重金屬的濃度及對比分析結(jié)果Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的平均濃度分別是(61.1±8.5)、(47.2±29.3)、(18.9±3.7)、(42.2±7.9)、(224.0±62.2)mgkg1城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下5種重金屬濃度從高到低順序略有不同:其中Cr、Ni、Pb為中心城區(qū)城中村郊區(qū)區(qū)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村村莊;Cu、Zn則為中心城區(qū)郊區(qū)區(qū)縣城中村鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村村莊5種重金屬均在中心城區(qū)具有最

4、高濃度，在農(nóng)村村莊存在濃度最低值對比分析結(jié)果表明:Cr，中心城區(qū)與農(nóng)村村莊存在顯著差異;Cu，中心城區(qū)與其他4種環(huán)境梯度存在顯著差異;Ni、Pb，中心城區(qū)則與郊區(qū)區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊存在顯著差異;Zn，中心城區(qū)與城中村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊存在顯著差異城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下街塵中重金屬賦存形態(tài)的變化由于城鄉(xiāng)環(huán)境的差異，城鄉(xiāng)環(huán)境梯度影響著街塵中重金屬賦存形態(tài)(見圖1)，Cr、Ni主要以殘渣態(tài)為主，Cu主要以可氧化態(tài)為主，Pb主要以可氧化態(tài)和可還原態(tài)為主，Zn主要以弱酸可提取態(tài)為主Cr的殘渣態(tài)比例在郊區(qū)區(qū)縣最高(75.3%)，而中心城區(qū)、城中村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的殘渣態(tài)比例相對較低(69.6%、62.9%、58.5%)，這

5、可能與Cr主要來源于電鍍、電池、不銹鋼等工業(yè)生產(chǎn)，且這些工業(yè)生產(chǎn)主要分布于郊區(qū)有關(guān)Cu的弱酸可提取態(tài)比例在不同城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下大致相同，但可氧化態(tài)比例以中心城區(qū)和郊區(qū)區(qū)縣為最高(63.8%、54.2%)，在水化學(xué)條件變化時可氧化態(tài)會發(fā)生轉(zhuǎn)化進入水體造成污染Ni、Pb、Zn的弱酸可提取態(tài)都是在中心城區(qū)和郊區(qū)區(qū)縣比例最高(25.0%、20.7%)、(12.8%、9.9%)、(36.9%、35%)，較易進入水體造成污染城鄉(xiāng)環(huán)境梯度對街塵粒徑及量分布的影響城鄉(xiāng)環(huán)境梯度決定著街塵的粒徑組成比例與單位面積質(zhì)量單位面積街塵質(zhì)量從低到高依次為:郊區(qū)區(qū)縣(20gm2±16gm2)中心城區(qū)(21gm2&#

6、177;24gm2)城中村(59gm2±63gm2)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(147gm2±112gm2)村莊(147gm2±198gm2)圖2為不同城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下各粒徑的質(zhì)量分布情況在各環(huán)境梯度下，街塵的62105m粒徑段所占質(zhì)量比例最高，在中心城區(qū)、城中村、郊區(qū)區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊中的質(zhì)量比例分別為37%、19%、36%、30%、40%粒徑105m街塵在中心城區(qū)含量比例最高(49.6%)，其次是村莊、郊區(qū)區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城中村(47.8%、44.3%、38.1%、22.9%);粒徑4501000m街塵則在中心城區(qū)和郊區(qū)區(qū)縣質(zhì)量比例最低(8.24%、6.77%)由此可見，中心城區(qū)和郊區(qū)

7、區(qū)縣的街塵量相對較少，主要以細粒徑為主;而管理水平差的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊的街塵量多，并且大粒徑顆粒含量高。不同粒徑街塵中重金屬濃度變化粒徑對街塵中重金屬總量和賦存形態(tài)都有著重要影響為不同粒徑街塵中5種重金屬的濃度變化，隨著粒徑的增大，5種重金屬濃度都呈下降趨勢，粒徑越小，重金屬含量越高5種重金屬在所采集樣品中的平均濃度分別為(61.7±17.6)、(45.3±24.8)、(19.1±8.2)、(41.8±10.1)、(257.1±97.7)mgkg1，從總的標準偏差來看，各粒徑之間波動較大，這是由于不同城市化水平研究區(qū)之間的差異較大不同粒徑街塵中5種重

8、金屬的濃度變化Fig3Concentrationchangesoffiveheavymetalsindifferentparticlesize相對于其他賦存形態(tài)，殘渣態(tài)比例組成隨著粒徑的變化不大，Cr、Cu、Ni、Pb、Zn中殘渣態(tài)平均比例分別是66.8%、32.9%、54.0%、30.0%、25.5%Cr在149m粒徑段非殘渣態(tài)比例有所上升，潛在危害性增大;Cu、Pb的弱酸可提取態(tài)和可還原態(tài)隨粒徑的增大比例有所上升，可氧化態(tài)比例則反之;Ni的弱酸可提取態(tài)比例隨粒徑的增大而減小，可還原態(tài)隨之增大Zn的4種形態(tài)平均比例為33.2%、17.3%、24.1%、25.5%，隨粒徑的變化不太顯著重金屬活

9、化態(tài)比例也越高，其潛在危害性越大，街塵中Cr、Cu、Pb在大粒徑段的相對潛在危害性較大，Ni則反之討論粒徑對街塵中重金屬污染的影響粒徑的大小與各粒徑段重金屬質(zhì)量負荷比有很大的關(guān)系，5種重金屬在不同城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下的各粒徑段重金屬質(zhì)量負荷比，與粒徑質(zhì)量分布圖相比發(fā)現(xiàn):細粒徑段的重金屬質(zhì)量負荷比大于其粒徑質(zhì)量比，105m粒徑段的重金屬質(zhì)量負荷比在中心城區(qū)、郊區(qū)區(qū)縣、城中村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊中分別是62.4%、53.0%、32.4%、47.7%、53.2%，而各粒徑中質(zhì)量比分別為49.6%、47.8%、44.3%、38.1%、22.9%，粗粒徑則相反街塵的粒徑效應(yīng)已在很多文獻研究中體現(xiàn)3，14，18，粒

10、徑越小，污染物的濃度越高，這是由于小粒徑顆粒物比表面積大，吸附污染物能力較強，在整個街塵污染中發(fā)揮著重要作用，在降雨徑流中也發(fā)揮著不可忽視的作用，需要引起重視不同的污染來源產(chǎn)生不同粒徑范圍的街塵19，粒徑組成又決定了街塵的遷移率和污染特征，輪胎磨損容易產(chǎn)生20m的街塵，燃煤煙塵粒徑在1030m，建筑材料塵粒徑在2060m20，21，這就造成了中心城區(qū)中細粒徑比例較大、重金屬濃度高、負荷貢獻率大另外，不同重金屬之間的各粒徑段重金屬質(zhì)量負荷比也有所差異，比如城中村中Cu、Zn在105m小粒徑段質(zhì)量負荷比較高(43.3%、41.1%)，而Cr、Ni、Pb的質(zhì)量負荷比分別是25.8%、23.8%、28

11、.3%，這主要是由于不同重金屬的來源不同而引起的城鄉(xiāng)環(huán)境梯度對街塵污染特征的影響城鄉(xiāng)環(huán)境梯度決定了街塵的污染特征，以往的研究主要從不同土地利用類型方面研究2225，從大尺度范圍上來探討道路街塵中重金屬的污染特征較少街塵受工業(yè)生產(chǎn)活動、汽車尾氣、輪胎磨損、道路老化、大氣沉降、溶雪劑等所產(chǎn)生的顆粒物質(zhì)在風力、水力及重力的作用下沉積在城市地表26，27，其中人為活動是最主要的污染來源，人口密集區(qū)和交通擁擠區(qū)的街塵中污染物濃度較高不同城鄉(xiāng)環(huán)境梯度下道路的粗糙度、清掃方式和清掃頻率也是影響街塵的粒徑組成和污染負荷的重要原因研究發(fā)現(xiàn)人口密度大、交通擁擠、煤氣消耗高，但地表平坦的市區(qū)，使用機掃方式、清掃頻率增加使得單位面積街塵量減少，而人口密度小、地面粗糙、采用人工清掃、清掃頻率低的城中村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊的單位面積街塵量較大，并且大粒徑組成比例大城鄉(xiāng)環(huán)境梯度也影響著街塵的粒徑組成、污染貢獻率和數(shù)量28，29，雖然中心城區(qū)、郊區(qū)區(qū)縣的單位面積街塵量相對較低，但其細粒徑的比例高，所以其濃度必然會高并且細粒徑在沖刷過程中易進入水體中，對水體造成污染，所以還應(yīng)采取措施吸附或固定細粒徑的街塵對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村村莊、城中村則采取提高清掃方式和清掃頻率來減少單位面積街塵量及大粒徑顆粒物，減少污染物隨降雨徑流的遷移結(jié)論(1)城鄉(xiāng)環(huán)境梯度對街塵的污染特征有很重要的影響，環(huán)境衛(wèi)生管理水平高的中心城區(qū)和郊