贵州主要城市降水和降尘中重金属元素分布特征及其相关性研究

摘要

为了解贵州主要城市（贵阳、安顺、毕节、遵义、都匀、盘县）降水、降尘中重金属元素的污染现状及其在大气作用过程中的相互影响，本研究于2015年3月～2016年2月，对贵州主要城市降水、降尘样品分别进行逐次和逐月采集，利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对样品中重金属元素（Zn、Mn、Ni、As、Cu、Cr、V、Cd）进行测定，分析样品中重金属元素的季节分布特征，并运用富集因子法、相关性分析法和主成分分析法对降水、降尘中重金属元素的来源进行解析，同时对同一种元素在降水和降尘中的相关性进行探讨。主要获得如下结论：
　　（1）2015年3月~2016年2月研究区年降雨量范围为599.1mm~1260.1mm，降雨pH值范围为6.06~7.94，降尘总量范围为34.8g?m-2~135.4g?m-2。从季节变化看，各采样点降雨量均表现为夏季最高，春季和秋季次之，冬季最低，降雨 pH值多数表现为夏季较高，春冬季较低，降尘量则表现为春季最高，冬季最低。
　　（2）研究区降水中主要重金属元素的含量范围为0.03μg?L-1~193.05μg?L-1，其中Zn含量最高，其次为Mn、Ni、As、Cu、Cr、V、Cd，参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅰ类水体标准，多数地区降水中Zn、As、Cu冬季超标。降尘中主要重金属元素的浓度范围为3.05mg?kg-1~17051.16mg?kg-1，含量由高到低依次为Zn、Mn、Cu、Ni、Cr、As、V、Cd，与当地土壤背景值相比Zn、Ni、As、Cu、Cd严重超标。从季节变化看，降水中多数重金属元素含量表现为夏季最低，春季最高，降尘中重金属元素浓度无明显季节变化。从空间分布看，降水中重金属元素含量由高到低依次为贵阳、毕节、遵义、安顺、都匀、盘县，降尘中则为安顺、遵义、都匀、盘县、贵阳、毕节。
　　（3）通过对降水和降尘中重金属元素进行来源分析，结果表明贵阳市环保局降水中重金属元素主要来自于交通、建筑、燃煤活动的混合源（78.83%），而降尘中则来自于交通（41.37%）、地面扬尘和燃煤的混合源（37.18%）、建筑扬尘（21.45%）。贵阳高坡降水中重金属元素主要来自于交通（57.89%）和燃煤（41.12%），降尘中则以以地面扬尘（46.10%）为主要来源，其次为交通活动（26.99%）、燃煤活动（26.91%）。安顺一中、遵义丁字口、盘县环保局降水、降尘中重金属元素主要来自于交通、燃煤和地面扬尘（降水：91.04%、89.56%、91.98%；降尘：77.10%、99.00%、73.92%）。安顺电力城、毕节农科所降水、降尘中重金属元素以燃煤、交通、建筑和地面扬尘为主要污染源（降水：89.17%、99.99%；降尘：96.52%、95.20%）。毕节监测站降水、降尘中重金属元素的主要污染源为交通、建筑和地面扬尘（降水：93.57%；降尘：89.89%）。都匀降水中重金属元素主要来自于燃煤（57.99%）和交通活动（37.43%），但降尘中则以交通（42.58%）、地面扬尘（36.59%）、燃煤（20.83%）为主要来源。
　　（4）降水中主要重金属元素沉降总量范围为21.25mg?m-2~57.66mg?m-2，降尘中则为52.53mg?m-2~194.20mg?m-2。就季节变化而言，降水中重金属元素沉降量表现为春夏季高于秋冬季，与降雨量的季节变化相同，降尘中重金属元素沉降量略有不同。各地降水中重金属元素的沉降量由高到低依次为贵阳、盘县、毕节、都匀、遵义，降尘中则为毕节、遵义、都匀、贵阳、盘县。
　　（5）通过分析研究区降水和降尘中重金属元素沉降量的季节变化相关性，结果表明降水和降尘中沉降量的季节变化主要与降雨量、降尘量、元素来源、元素的浓度、元素的存在形态及在气溶胶中的粒径分布有关。

目录

第一章 绪论

1.1课题来源

1.2 研究的目的和意义

1.3 国内外研究进展

1.4 研究内容

第二章 研究区概况与实验方法

2.1 研究区地理概况

2.2 样品采集及预处理

2.3 样品分析、数据处理及质量控制

第三章 降雨量、降雨pH值与降尘量分布特征

3.1 降雨量、降雨pH值分布特征

3.2 降尘量分布特征

3.3 小结

第四章降水和降尘中重金属元素分布特征及来源分析

4.1 降水和降尘中重金属元素分布特征

4.2 降水和降尘中重金属元素来源分析

4.3 小结

第五章降水和降尘中重金属元素沉降量分布特征

5.1 降水和降尘中重金属元素沉降量分布特征

5.2 小结

第六章降水和降尘中同种重金属元素相关性分析

6.1 降水和降尘中Zn、Mn、Ni、Cd、Cu相关性

6.2 降水和降尘中As、Cr、V相关性

6.3 小结

第七章结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

附录

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