延安市城區(qū)大氣顆粒物中主要金屬元素的含量、分布及源解析研究

延安市城區(qū)大氣顆粒物中主要金屬元素的含量、分布及源解析研究大氣顆粒物是延安市大氣環(huán)境中的主要污染物,同時,我國大部分城市的空氣質(zhì)量也被大氣顆粒物的污染問題所影響;對大氣顆粒物中金屬元素的濃度水平,分布特征及污染來源進行研究,對于認識城市一定區(qū)域大氣污染狀況以及對已經(jīng)產(chǎn)生的污染現(xiàn)象進行控制具有非常重要的意義。本實驗為了解延安市大氣顆粒物(TSP和降塵)中的金屬銅、鍶、鉛、鈣、鋅、錳、鋁、鈷、鉻、鐵、鎘、鎂的含量,并分析這些金屬對大氣環(huán)境的污染狀況,利用中流量總懸浮微粒(TSP)大氣采樣器,在棗園,延安大學(xué),林業(yè)局,供電局,市醫(yī)院五個采樣點進行了TSP樣品的采集,用玻璃缸進行大氣降塵樣品的收集;采用微波-混合酸消解法處理兩種大氣顆粒物樣品后,使用原子吸收分光光度計對其含量進行了測定。在最佳操作參數(shù)條件下,測得了監(jiān)測點各個金屬元素的含量。最后得出以下結(jié)論:在整個延安市區(qū)內(nèi),在上午的時間段里,所有采樣點TSP濃度范圍是155.6-691.4μg/m3,平均濃度為363.74μg/m3;在下午的時間段里,所有采樣點TSP濃度范圍是166.2-702.4μg/m3,平均濃度為396.98μg/m3。五個采樣點的大氣總懸浮顆粒物日均濃度中,棗園采樣點的濃度(169.5μg/m3)水平稍大于國家大氣環(huán)境質(zhì)量一級標準;延安大學(xué)的濃度值(581.5μg/m3)水平劣于國家大氣環(huán)境質(zhì)量三級標準;林業(yè)局采樣點的濃度值(418μg/m3)水平優(yōu)于國家大氣環(huán)境質(zhì)量三級標準,供電局采樣點的濃度值(310.8μg/m3)水平接近國家大氣環(huán)境質(zhì)量二級標準,市醫(yī)院采樣點的濃度值(422μg/m3)水平優(yōu)于國家大氣環(huán)境質(zhì)量三級標準。所有TSP樣品中12種金屬元素Al、Co、Mn、Zn、Cd、Mg、Pb、Ca、Cu、Sr、Fe、Cr的濃度范圍分別0.0321-0.2686μg/m3,0.0002-0.0010μg/m3,0.0101-0.0246μg/m3,0.0013-0.0266μg/m3,0.0095-0.0384μg/m3,0.0564-0.1077μg/m3,0.0034-0.0177μg/m3,0.0345-0.1201μg/m3,0.0109-0.1360μg/m3,0.0013-0.0294μg/m3,0.1929-0.4722μg/m3,0.0923-0.1192μg/m3。TSP樣品中金屬元素的平均濃度高低排序為:Fe>Al>Cr>Ca>Mg>Cu>Cd>Mn>Sr>Pb>Zn>Co。12種金屬元素的濃度均值的范圍是0.0002-0.4722μg/m3;通過富集因子分析可知Al、Mg、Ca三種元素主要來自自然源;Co、Mn兩種元素有一部分來自人為污染源;Zn、Cd、Pb、Cu、Sr、Cr六種元素主要來自人為污染源;通過相關(guān)性分析可知,Pb、Sr、Cr三者可能來自相同的污染源,Cu和Sr、Cr兩種元素有一部分污染源相同;由因子分析可知,延安市TSP的污染源主要有四種,分別為土壤源和垃圾焚燒源,貢獻率為52.561%;燃煤源和燃油源,貢獻率為38.422%。所有降塵樣品中12種金屬元素Al、Co、Mn、Zn、Cd、Mg、Pb、Ca、Cu、Sr、Fe、Cr的濃度范圍分別為83407-110890μg/g,6.125-13.200μg/g,906.15-1234.95μg/g,74.892-1148.780μg/g,1.550-4.650μg/g,4827.50-5107.35μg/g,29.000-61.975μg/g,35116.3-72976.8,69.65-108.10μg/g,119.450-273.875μg/g,10561.6-13498.6μg/g,83.55-160.05μg/g,五個采樣點的降塵樣品中12種金屬元素平均濃度大小順序排列為Al>Ca>Fe>Mg>Mn>Zn>Sr>Cr>Cu>Pb>Co>Cd,12種金屬元素的濃度均值的范圍是1.5500-110890μg/g,Al、Fe、Ca、Mg四種元素在所有元素中占重要比例,且地殼中元素在所有金屬元素中的占有率遠高于人為元素;通過富集因子分析可知,從延安市整體來說,Co、Fe、Mg屬于輕度污染;從整體來說,Mn、Zn、Ca、Pb、Cu、Sr、Cr七種元素中,Mn、Pb、Ca、Sr、Cr五種元素屬于中度污染,Zn、Cu屬于重度污染,Cd屬于極重污染;由相關(guān)分析可知,Mn元素與Cr、Pb兩種元素具有不同的污染源,與Zn元素具有相同污染源,Ca元素與Cr元素具有相同污染源,Cu、Sr、Cr三種元素