大气颗粒物中重金属元素的测定研究

摘要

随着社会经济发展及生活质量的提高，人们对大气颗粒物中有害元素的组成、质量浓度、分布状况的研究日益关注。大气颗粒物的来源十分广泛，其成份也非常复杂，特别是富集的重会属成份，对人体健康危害很大。本文建立了微波消解预处理，氢化物发生-原子荧光光谱技术测定大气颗粒物样品中的重金属元素As、Cd、Pb、Hg、Zn的方法。在此基础上，利用2007-08至2008-07保定市不同粒径大气颗粒物的采样资料，研究了大气颗粒物的浓度变化和季节分布特征和重金属元素的时空分布特征、粒径富集程度及季节变化规律，并对其来源进行了初步的探讨，对于直接判断气溶胶对人体健康的危害，评价城市大气环境质量，制定防治对策都具有重要的现实意义。
　　 全文共分为五章，分述如下：
　　 第一章在介绍大气气溶胶污染现状的基础上，对大气颗粒物中的金属元素的分析检测方法进行了综述，讨论了增效试剂在氢化物发生体系中的增敏、减弱或消除干扰等作用，并就几个比较重要的粒径范围内的气溶胶粒子中金属元素的含量及分布特征进行了研究，此外，本章还概述了大气气溶胶粒子基本特征的表征参数气溶胶的基本特性如：辐射特性、粒径分布、沉降速率等。
　　 第二章基于2007-08至2008-07保定市文教区不同粒径大气颗粒物的观测资料，研究了大气颗粒物的浓度变化和季节分布特征，结合气象资料对变化特征进行综合分析，探讨了气象因素对其的影响等。结果表明，该地区大气颗粒物冬季最高、夏季最低。TSP浓度和PM10，PM5和PM2.5浓度呈线性相关。颗粒物质量浓度的变化很大程度上受气压、气温、风速各种气象要素的影响。大雾、沙尘、降雨降雪等特殊天气都是颗粒物浓度的重要影响因素。降水过程对粗粒子和细粒子都有去除作用，尤其对细粒子的去除作用更明显。
　　 第三章建立了微波消解-氢化物发生-原子荧光光谱法快捷，灵敏地测定不同粒径大气颗粒物样品中As、Cd、Pb、Hg、Zn的新方法。实验中优化了仪器操作条件，样品的预处理，考察和选择了酸度、硼氢化钾浓度、载气流速，增敏试剂等测定条件，定量测定了颗粒物中As、Cd、Pb、Hg、Zn的含量。结果显示该方法As、Cd、Pb、Hg、Zn的检出限分别为0.168μg·L-1，0.030μg·L-1，0.310μg·L-1，0.023μg·L-1，1.6μg·L-1。该方法检出限低，灵敏度高，精密度好，并且快速、便捷，在实际工作中有很大的推广价值。
　　 第四章利用2007-08至2008-07保定市不同粒径大气颗粒物的采样资料，研究了重金属元素的时空分布特征、粒径富集程度及季节变化规律，并对其来源进行了初步的探讨。结果表明，该地区大气颗粒物Zn的污染居于首位，以下依次是Pb、As和Cd、Hg的污染程度最轻。Pb、Zn、Cd主要富集在≤2.5μm的细颗粒中，As在粗、细颗粒中分布相似，然而Hg在≤2.5μm的细颗粒和PM2.5-5、PM5-10的粗颗粒中分布比较均匀，没有明显的富集现象。Pb、Hg冬季浓度明显高于夏季；Zn、Cd春夏季高，秋冬季低，细粒子夏季与春季相差较大，可达2.5倍；As元素无明显的季节变化。
　　 第五章对本文内容进行了总结，并对大气颗粒物重金属进一步研究进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述：大气颗粒物的研究进展

1.1引言

1.2大气颗粒物重金属元素的分析方法

1.3氢化物发生原子荧光光谱法及增敏试剂在大气颗粒物中重金属测定中的应用

1.3.1氢化物发生-原子荧光光子谱法在大气重金属测定研究中的应用

1.3.2增敏试剂的应用

1.4大气颗粒物样品的采集

1.5大气颗粒物样品前处理

1.6大气颗粒物物化特性的研究进展

1.6.1大气气溶胶概述

1.6.2大气气溶胶中重金属的组成

1.6.3大气气溶胶基本特性的研究

第二章 保定市文教区大气颗粒物污染特征及影响因素分析

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1样品采集

2.2.2样品分析

2.3结果与讨论

2.3.1颗粒物浓度分析

2.3.2颗粒物月份变化特征

2.3.3采暖期与非采暖期对颗粒物浓度的影响

2.3.4不同季节大气颗粒物浓度分析

2.3.5 PM2.5、PM5、PM10与TSP的浓度的相关性

2.3.6各种气象条件对颗粒物浓度的影响

2.3.7特殊气象条件对颗粒物浓度的影响

2.4结论

第三章 微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法测定大气中的汞、镉、砷、铅和锌的方法研究

3.1大气颗粒物及降水中砷和镉的原子荧光光谱法同时测定

3.1.1引言

3.1.2实验部分

3.1.3结果与讨论

3.1.4结论

3.2大气颗粒物中的Pb、Hg的氢化物发生原子荧光光谱法测定

3.2.1引言

3.2.2实验部分

3.2.3结果与讨论

3.2.4结论

3.3大气颗粒物中的Zn的原子荧光光谱法测定

3.3.1引言

3.3.2实验部分

3.3.3结果与讨论

第四章 大气颗粒物中重金属元素分布特征的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3.结果与讨论

4.3.1气溶胶中As、Cd、Pb、Zn、Hg浓度分析及与其他城市的比较

4.3.2不同粒径区间颗粒物中重金属元素的分布特征

4.3.3气溶胶中As、Cd、Pb、Zn、Hg浓度的月份变化规律和季变化规律

4.4结论

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

附录 在读期间发表及待发表的学术论文

致谢