延安市城区大气颗粒物中主要金属元素的含量、分布及源解析研究

延安市城区大气颗粒物中主要金属元素的含量、分布及源解析研究大气颗粒物是延安市大气环境中的主要污染物,同时,我国大部分城市的空气质量也被大气颗粒物的污染问题所影响;对大气颗粒物中金属元素的浓度水平,分布特征及污染来源进行研究,对于认识城市一定区域大气污染状况以及对已经产生的污染现象进行控制具有非常重要的意义。本实验为了解延安市大气颗粒物(TSP和降尘)中的金属铜、锶、铅、钙、锌、锰、铝、鈷、铬、铁、镉、镁的含量,并分析这些金属对大气环境的污染状况,利用中流量总悬浮微粒(TSP)大气采样器,在枣园,延安大学,林业局,供电局,市医院五个采样点进行了TSP样品的采集,用玻璃缸进行大气降尘样品的收集;采用微波-混合酸消解法处理两种大气颗粒物样品后,使用原子吸收分光光度计对其含量进行了测定。在最佳操作参数条件下,测得了监测点各个金属元素的含量。最后得出以下结论:在整个延安市区内,在上午的时间段里,所有采样点TSP浓度范围是155.6-691.4μg/m3,平均浓度为363.74μg/m3;在下午的时间段里,所有采样点TSP浓度范围是166.2-702.4μg/m3,平均浓度为396.98μg/m3。五个采样点的大气总悬浮颗粒物日均浓度中,枣园采样点的浓度(169.5μg/m3)水平稍大于国家大气环境质量一级标准;延安大学的浓度值(581.5μg/m3)水平劣于国家大气环境质量三级标准;林业局采样点的浓度值(418μg/m3)水平优于国家大气环境质量三级标准,供电局采样点的浓度值(310.8μg/m3)水平接近国家大气环境质量二级标准,市医院采样点的浓度值(422μg/m3)水平优于国家大气环境质量三级标准。所有TSP样品中12种金属元素Al、Co、Mn、Zn、Cd、Mg、Pb、Ca、Cu、Sr、Fe、Cr的浓度范围分别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样品中金属元素的平均浓度高低排序为:Fe>Al>Cr>Ca>Mg>Cu>Cd>Mn>Sr>Pb>Zn>Co。12种金属元素的浓度均值的范围是0.0002-0.4722μg/m3;通过富集因子分析可知Al、Mg、Ca三种元素主要来自自然源;Co、Mn两种元素有一部分来自人为污染源;Zn、Cd、Pb、Cu、Sr、Cr六种元素主要来自人为污染源;通过相关性分析可知,Pb、Sr、Cr三者可能来自相同的污染源,Cu和Sr、Cr两种元素有一部分污染源相同;由因子分析可知,延安市TSP的污染源主要有四种,分别为土壤源和垃圾焚烧源,贡献率为52.561%;燃煤源和燃油源,贡献率为38.422%。所有降尘样品中12种金属元素Al、Co、Mn、Zn、Cd、Mg、Pb、Ca、Cu、Sr、Fe、Cr的浓度范围分别为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,五个采样点的降尘样品中12种金属元素平均浓度大小顺序排列为Al>Ca>Fe>Mg>Mn>Zn>Sr>Cr>Cu>Pb>Co>Cd,12种金属元素的浓度均值的范围是1.5500-110890μg/g,Al、Fe、Ca、Mg四种元素在所有元素中占重要比例,且地壳中元素在所有金属元素中的占有率远高于人为元素;通过富集因子分析可知,从延安市整体来说,Co、Fe、Mg属于轻度污染;从整体来说,Mn、Zn、Ca、Pb、Cu、Sr、Cr七种元素中,Mn、Pb、Ca、Sr、Cr五种元素属于中度污染,Zn、Cu属于重度污染,Cd属于极重污染;由相关分析可知,Mn元素与Cr、Pb两种元素具有不同的污染源,与Zn元素具有相同污染源,Ca元素与Cr元素具有相同污染源,Cu、Sr、Cr三种元素