重庆市主城区街道灰尘的污染分析研究

摘要

本文从城市地表积聚物入手，由城市地表积聚物的概念、源与汇及其危害逐渐引出本文重点研究的对象——街道灰尘。首先从历史上灰尘对人类的影响等方面简单论证了对街道灰尘进行研究的必然性，并对街道灰尘的研究内容进行了总结，指出街道灰尘环境污染是研究街道灰尘的物质来源、物质成分、分布分配、迁移演化、污染效应、质量评价、防治治理的理论与方法的科学，属城市环境学研究的范畴。本文对街道灰尘的分类也有所论述。城市灰尘主要分为：粗粒城市灰尘：中粒城市灰尘；细粒城市灰尘：极细粒城市灰尘。本文将城市灰尘污染类型主要分为：城市灰尘重金属污染、城市灰尘颗粒物污染、城市灰尘地理污染、城市灰尘动力污染、城市灰尘循环污染、城市灰尘人体污染，并简单论述了几种污染不同的特点和危害。本文还简单介绍了一下将用到的几种环境评价的模型，包括：单因子指数模型、多因子指数评价、潜在生态风险性指数、环境风险指数。 与城市大气、土壤污染相比，地表灰尘具有分布广、取样方便、代表性强、与非点源污染联系紧密等独特的环境特征。鉴于此，城市地表灰尘应该成为我国环境研究的一个新的切入点。国内对城市地表灰尘的关注起始于1990初成都开展的一系列有关“街道地表物”的研究，之后陷入沉寂，近年在西安、北京、上海、重庆等地才陆续开展了相关研究。 目前结合城市区域特征对地表灰尘进行有侧重的研究，加强地表灰尘生态效应及其安全风险评价研究是研究灰尘对环境污染贡献大小的新方向，本试验正式从上述两方面进行了针对性的研究。 本试验在主城区内主要布置了16个采样点、采用人工清扫的方法收集样品后，在实验室内进行处理。处理方法主要包括粒径分级、纯水浸提、酸雨浸提、Tessier法对地表灰尘重金属的形态分级、TCLP法提取地表灰尘重金属以及磷形态分级。样品经过上述处理后，分别测定其中7种重金属Cr、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、As和N、P。 通过试验发现，重庆市主城区街道灰尘中各重金属含量大小按功能区排列为：工业区>交通区>居民区>旅游区；Cr、Ni、As、Zn、Pb、Cu、Cd在同一功能区中的平均值分别为：233.4μg/g、61.37μg/g、898.57 ng/g、296.3μg/g、254.64μg/g、261.4μg/g、12.7μg/g。各功能区的街道灰尘对N、P、氨氮的贡献率排序为旅游区>居民区>交通区>工业区：不同粒径街道灰尘对重金属的贡献率顺序为：细颗粒>中颗粒>粗颗粒。重庆市主城区街道灰尘含有的重金属、氮、磷溶出效率受pH的影响比较大；三种粒径颗粒物中含有的相同形态的重金属含量变化规律为：旅游区<居民区<交通区<工业区；主要以残留态、铁锰氧化物结合态、有机结合态存在：TCLP法溶出的重金属在个别功能区均出现超标情况，Cu在居民区超标1.4％；Cd在各功能区均超标，最高为旅游区超标82％；Cr在交通区和工业区超标，最高为工业区超标50.2％；Pb在各个功能区均超标，最高为居民区，超标51％；Zn在各功能区均超标，最高为旅游区，超标95.16％。街道灰尘中含有的水溶态磷和残留态磷按照旅游区、居民区、交通区、工业区呈递减的趋势，其对水体的富营养化的贡献也微乎其微。不同粒径街道灰尘中磷的贡献率为细颗粒>中颗粒>粗颗粒。各功能区街道灰尘对各形态P的贡献率为：旅游区>居民区>交通区>工业区，这与TP的变化规律一致，各形态P在旅游区、居民区、交通区主要以非包裹的Al-P、Fe-P和Ca-P存在，工业区主要以Ca-P存在。采用环境风险评价模型对各功能区街道灰尘进行了单因子指数评价、内梅罗指数评价、潜在生态风险性评价、环境风险评价后分别作出了灰尘对环境影响程度的分析。在单因子指数反映出各功能区均受到重金属污染。水溶态重金属、氨氮虽不会直接污染地表水，但水溶态N、P会对水体造成污染。内梅罗指数反映出除As外，重金属及其水溶态主要对交通区和工业区造成污染较严重；水溶态氮、磷对旅游区和居民区都造成较严重污染：水溶态氨氮在各功能区都属于安全范围。潜在生态风险指数反映出不同功能区潜在生态危害程度的顺序为：工业区>交通区>居民区>旅游区，多种重金属潜在生态危害很强，水溶态重金属的平均潜在生态危害程度基本属于轻微的范围；多种重金属潜在生态危害程度为很强。环境风险评价反映出Cr、Ni、As、Pb属于低环境风险；Cu属于中等环境风险；Cd属于极高环境风险。重庆市街道灰尘中含有的重金属对重庆主城区的土壤环境有极高风险。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1城市地表积聚物的概述

1.2城市地表积聚物的源与汇

1.3城市地表积聚物的危害

1.4城市灰尘

1.4.1城市灰尘环境问题的提出及其必然性

1.4.2城市灰尘环境污染的研究内容

1.4.3城市灰尘分类

1.4.4城市灰尘污染类型

1.5环境风险评价

1.5.1环境风险评价概述

1.5.2环境风险评价模型介绍

1.5.3环境风险评价的指标选取

第2章引言

2.1研究目的及意义

2.2研究内容

2.3研究技术路线

第3章研究方法

3.1样点布置

3.2样品采集

3.3样品处理

3.3.1粒径分级

3.3.2浸提处理

3.3.3形态分级

3.4化学测试方法

3.4.1灰尘中氮、磷、重金属的测试方法

3.4.2浸提液中氮、磷、重金属含量测试方法

3.5评价方法

3.5.1评价标准

3.5.2评价方法

第4章结果与讨论

4.1重庆主城区街道灰尘的重金属污染与风险分析

4.1.1街道灰尘重金属的污染格局

4.1.2街道灰尘重金属污染的溶出

4.1.3街道灰尘重金属污染与粒径的关系

4.1.4街道灰重金属不同化学形态污染分析

4.2重庆市主城区街道灰尘的氮污染与风险分析

4.2.1街道灰尘的氮污染格局

4.2.2街道灰尘氮污染的溶出

4.2.3街道灰尘氮污染与粒径的关系

4.2.4街道灰尘和浸提液中氨氮的污染格局分析

4.3重庆市主城区街道灰尘中磷的污染与风险分析

4.3.1街道灰尘中P的污染格局

4.3.2街道灰尘浸提液中磷污染的溶出

4.3.3街道灰尘中磷污染与粒径的关系

4.3.4街道灰尘磷污染的化学形态分析

4.4风险评价

4.4.1重庆市主城区街道灰尘单因子指数评价

4.4.2重庆市主城区街道灰尘全量重金属的内梅罗指数评价

4.4.3重庆市街道灰尘潜在生态风险性评价

4.4.4重庆市街道灰尘的环境风险评价

第5章结论与建议

5.1主要结论

5.2主要建议

参考文献

致谢

发表论文及参加课题