2020—2022年海口市城区大气PM_(2.5)中重(类)金属组成及来源解析

目的探析海口市主城区大气PM_(2.5)中重(类)金属污染的组成和主要来源。方法于2020—2022年对海口市主城区进行逐月定期(10—16日)采集大气PM_(2.5)样品,每日持续采样时间不少于22 h;利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测量PM_(2.5)样品中25种重(类)金属成分;对PM_(2.5)中检出率较高的16种重(类)金属成分采用正定矩阵因子分解模型(PMF)解析主要污染来源。结果2020—2022年海口市主城区大气PM_(2.5)质量浓度范围4.00~64.00μg/m^(3),均数(x±s)为(20.48±12.88)μg/m^(3)、中位数(M)17.00μg/m^(3)及四分位数间距(IQR)14.25μg/m^(3),年度间PM_(2.5)24小时平均浓度差异不具有统计学意义(χ^(2)=1.24,P>0.05);不同季节PM_(2.5)24小时平均浓度差异具有统计学意义(χ^(2)=44.86,P<0.01),PM_(2.5)24小时平均浓度(均数)高低顺序为冬季>秋季>春季>夏季;16种重(类)金属的质量浓度范围为0.01~1008.00 ng/m^(3),质量浓度M值由高到低依次为Fe>Al>Zn>Mn>Pb>Ba>Cu>Sr>Ni>Se>V>As>Sn>Cr>Cd>Li。PMF模型解析结果表明,PM_(2.5)中16种重(类)金属污染主要贡献来源以道路及土壤尘源(49.82%)和交通尾气源(36.96%)为主,次之贡献源有混合燃烧源(9.61%)、建材施工尘源(2.51%)和船舶燃油源(1.10%)。结论2020—2022年海口市大气PM_(2.5)质量浓度均未超过我国《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)24小时平均浓度二级限值(75μg/m^(3))水平,PM_(2.5)中重(类)金属构成主要以Fe、Al、Zn、Mn和Pb元素为主,其主要贡献源是道路及土壤尘源和交通尾气源。

海口市城区2021—2022年大气PM_(2.5)中主要重金属构成特征及健康风险评价

目的 探析海口市大气细颗粒物(fine particulate matter,PM_(2.5))中主要重金属构成特征,并评估其对人体健康的潜在风险。方法 于2021—2022年逐月在海口市典型城区采集环境大气PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)测量样品中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、钒(V)、锌(Zn)9种重金属元素浓度,并结合健康风险模型进行健康风险评价。结果 2021—2022年海口市大气PM_(2.5)质量浓度为(20.506±13.054)μg/m^(3),范围为4.000~64.000μg/m^(3)。PM_(2.5)浓度呈现明显季节变化:冬季最高,秋、春季次之,夏季最低。9种重金属元素的总浓度范围为0.030~138.000 ng/m^(3),Zn、Mn、Pb含量最高,且在秋、冬两季表现较为突出。富集因子(enrichment factor,EF)分析表明Cd、Zn中度富集(10^(-5)~3.068×10^(-1)),HQ值大小顺序为Mn>Cd>Cr>As>Pb>V>Zn>Cu>Ni,总非致癌风险指数(total non-carcinogenic hazard index,HI)为0.171~0.361。Cr、As、Cd和Ni 4种具有致癌效应的重金属元素呼吸摄入终生增量致癌风险值(incremental lifetime carcinogenic risk,ILCR)范围为2.911×10^(-7)~1.558×10^(-5),ILCR依次降低;总致癌风险指数(total carcinogenic risk index,TR)为1.502×10^(-5)~3.169×10^(-5),HI和TR风险强度大小依次为儿童>成年男性>成年女性。结论 海口市城区大气PM_(2.5)平均浓度低于《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)中的24 h平均浓度一级限值(35μg/m^(3)),但与2021年WHO推荐控制标准(15μg/m^(3))还有一定差距。PM_(2.5)中检测的9种重金属元素非致癌健康风险均不显著,但Cr和As具有潜在致癌风险,且对儿童的风险较其他人群更为显著。