大气PM_(2.5)载带重金属的区域污染特征研究

PM_(2.5)载带的重金属元素对人体健康具有重要影响,为了明确PM_(2.5)中重金属的污染水平以及区域性污染特征,收集并总结近30年中国不同地区大气重金属污染的研究成果,对PM_(2.5)载带的As、Zn、Cr(Ⅵ)、Pb、Cd、Mn以及Ni等7种重金属元素的区域污染特征进行分析.研究显示:①我国对部分重金属〔Pb、Cd、Hg、As、Cr(Ⅵ)〕的质量浓度增设限值规定,但未涉及Ni和Mn等有毒重金属.②全国范围来看,不同背景点PM_(2.5)中重金属质量浓度相差较大,自然背景点重金属质量浓度低于乡村背景点和近城市背景点的40.7%~97.6%.大气PM_(2.5)重金属区域污染高值区主要集中在华北、华东、华南等经济发达地区.《大气污染防治行动计划》等政策的实施使PM_(2.5)中重金属质量浓度明显下降,2013年前(1980—2013年)与2013年后(2013—2018年)相比,全国大气PM_(2.5)中ρ〔Cr(Ⅵ)〕、ρ(Ni)、ρ(Pb)、ρ(Mn)和ρ(As)均有所下降,但ρ(Zn)、ρ(Cd)略有上升.③典型城市PM_(2.5)中重金属污染特征各不相同.北京市需考虑Cd、As排放情况,强化对燃煤源的管控;上海市和广州市应关注Cr(Ⅵ)和Ni的排放,加严工业污染治理,加强对港口的排放管控.研究显示,对于大气颗粒物中重金属的治理,建议进一步关注对As、Cr(Ⅵ)排放的控制,同时对不同区域的大气重金属污染需要选择差异化的污染控制措施.

PM_(2.5)中Cr(Ⅵ)的采集与分析方法优化研究

环境空气中的六价铬[Cr(Ⅵ)]对人体健康及生态环境有较大影响,但由于测量大气中Cr(Ⅵ)有诸多困难,目前国内对Cr(Ⅵ)浓度的观测相对较少.为建立可靠、灵敏度高的大气PM_(2.5)中Cr(Ⅵ)的检测方法,构建了基于离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用(IC-ICP-MS)分析Cr(Ⅵ)的方法,并对PM_(2.5)中Cr(Ⅵ)的采样与提取方法进行了优化,同时应用该方法在北京市进行了样品采集与分析.结果表明:①样品采集前,为了降低空白滤膜中Cr背景值,滤膜的预处理优化方式为将滤膜浸泡在10%的硝酸溶液中约10 h,超纯水冲洗后在0.12 mol/L碳酸氢钠溶液中浸泡约10 h;在样品提取过程中,将超声温度维持在25℃以下,且保证采样后样品保存时间少于29 d,能有效提高样品回收率.②对IC-ICP-MS测定大气PM_(2.5)中Cr(Ⅵ)的方法进行优化后,其检出限为0.0015 ng/m^(3),加标回收率为92.8%,精确度为7.8%,较离子色谱法检出时间更短、检出限更低,能准确测定环境空气PM_(2.5)中的ρ[Cr(Ⅵ)].③基于采集到的样品分析表明,北京市PM_(2.5)中ρ[Cr(Ⅵ)]平均值为(0.095±0.104)ng/m^(3).研究显示,构建的IC-ICP-MS方法对Cr(Ⅵ)的检出限(0.0015 ng/m^(3))低于GB 3095—2012《环境空气质量标准》中Cr(Ⅵ)的参考限值(0.025 ng/m^(3)),且在环境空气中具有较好的稳定性,满足国内环境空气中Cr(Ⅵ)的测定需求.