大连市PM_(2.5)中重金属的污染特征、来源及健康风险评价

为研究大连市大气PM_(2.5)中重金属元素的污染特征和健康风险,于2021年6月3日至2022年5月29日进行样品采集,每3天采样1次,共采集有效样品120个。利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定PM_(2.5)中14种重金属元素包括钡(Ba)、镉(Cd)、锡(Sn)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、砷(As)、硒(Se)、铅(Pb)和锑(Sb)的浓度,运用正定矩阵因子分析法(PMF)解析了PM_(2.5)中重金属元素的来源,并评估了重金属元素的健康风险。结果表明,采样期间大连市PM_(2.5)质量浓度范围为4.2~159.3μg·m^(-3),年平均质量浓度为(33.2±28.9)μg·m^(-3)。PM_(2.5)中共检出13种重金属元素(Sn未检出),总质量浓度范围为0.004~0.586μg·m^(-3),年均质量浓度为(0.139±0.116)μg·m^(-3)。Zn是PM_(2.5)中最主要的微量元素,平均占比(33.6±23.5)%。来源解析结果显示,大连市PM_(2.5)中重金属元素主要来源按年平均占比由高到低依次为:工业过程源(41.9%)>交通排放源(32.3%)>燃煤源(14.4%)>钢铁冶炼源(11.4%)。污染时段工业过程源和燃煤排放源占比增大。健康风险评价结果显示,大连市PM_(2.5)中12种重金属元素(Cr、Cd、Co、Ni、As、Pb、Ba、V、Mn、Zn、Cu和Sb)经呼吸暴露途径的非致癌风险较小(HI<1)。重金属元素对儿童的非致癌风险高于成人。评价致癌风险的6种重金属中,Cd、Co、Ni和Pb对于儿童和成人基本不存在致癌风险(R<10^(-6));As和Cr对于儿童和成人都存在一定致癌风险(10^(-6)<R<10^(-4))。6种重金属元素累计对成年男性致癌风险最高(ILCR=6.51×10^(-5)),成年女性次之(ILCR=5.54×10^(-5)),儿童最低(ILCR=1.42×10^(-5))。在PM_(2.5)污染情况下,Pb和As对成人存在一定致癌风险,Cr元素存在较高致癌风险。

兰州市PM_(2.5)中重金属元素的来源及健康风险评价

文章于非采暖期(2022年6月1日-8月31日)和采暖期(2022年11月1日-2023年1月31日)在兰州市城关区采集了121个PM_(2.5)样品,并对其中14种重金属元素的污染特征、来源及健康风险进行了研究。结果表明,兰州市采暖期的PM_(2.5)平均浓度((44.1±12.2)μg/m^(3))约为非采暖期PM_(2.5)平均浓度((20.8±3.05)μg/m^(3))的2倍,PM_(2.5)中14种重金属元素的平均浓度在采暖期((4 443±953) ng/m^(3))远高于非采暖期((2 854±426) ng/m^(3)),其中Al、Ca、Fe、Cu和K是兰州市PM_(2.5)中主要的重金属元素。富集因子分析结果表明,受人为活动影响较大的Zn、Se、Cd和Cu在采暖期的EFs值要远远大于非采暖期。正定矩因子分析的结果显示兰州市PM_(2.5)中14种重金属元素主要来源于土壤扬尘、生物质燃烧和工业生产混合排放(39.1%),其次为工业排放(23.3%)、交通排放(20.2%)和燃煤排放(17.4%)。健康风险评价结果显示,所有致癌元素中Cr的致癌风险最高,且在非采暖期和采暖期对成年男性、成年女性和儿童均存在致癌风险,Mn在采暖期对成年男性、成年女性和儿童均存在非致癌风险。因此,兰州市PM_(2.5)中的Cr和Mn的排放需要引起相关部门的高度关注,对于产生这2种元素的煤炭燃烧排放和电镀、冶金、制革和建筑施工等工业生产应该采取一定的措施进行减排监管。总致癌风险和总非致癌风险呈现儿童>成年男性>成年女性的特点。

2022年朔州PM_(2.5)中重金属污染特征分析与潜在生态风险评价

目的 研究大气中重金属的污染特征,并评估重金属对人体健康的影响,为采取针对性措施提供支持依据。方法 于2022年1月1日—12月31日采用PM_(2.5)自动监测超级站对朔州市PM_(2.5)中21种重金属元素进行监测,通过富集因子法和潜在生态风险评价法,分析了大气重金属的污染特征、富集程度和潜在风险状况。结果 Zn、Pb、Sb、Sn、Se和Cd的EF值均大于100,为高度富集甚至超富集水平,说明这些元素受人为因素影响较大。朔州市PM_(2.5)中重金属的潜在生态风险大小依次为:Cd>Se>Pb>Cu>Ni>Zn>V>Cr>Mn>Ti;Cd和Se表现出较高的生态风险潜力,其中,Cd元素的生态风险最大。

超声辅助ICP-OES法快速测定PM_(2.5)中的重金属

针对PM_(2.5)滤膜样品现有的消解方法中存在的不足,就采集了实际样品的过氯乙烯滤膜,对其消解条件(消解用硝酸-盐酸浓度比例选择、样品超声浸提时间、水浴加热时间)进行了优化研究,选择了铁、铜、铝、锌、铅等金属元素进行了详细探讨;采用超声辅助水浴消解的前处理方法,分析了不同类型空白滤膜中重金属的含量,并将该方法与电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)相结合,以期为改进大气颗粒物中重金属监测分析方法提供参考。

萍乡市PM_(2.5)中重金属元素污染特征分析

大气颗粒物通常有重金属元素存在,对人体健康和生态环境具有潜在威胁。开展大气颗粒物中重金属的的污染水平和富集程度评价,对大气中重金属对环境健康影响以及针对性控制措施的制定具有重要科学意义和现实意义。本文对2022年10月1日~2023年2月28日萍乡市大气中18种重金属元素进行测定,分析评价了大气重金属的污染水平,并采用富集因子法对其富集程度和来源进行分析。结果 :(1)萍乡市PM_(2.5)中重金属元素的浓度大小依次为Fe> Sn> Pb> Sb> Zn> Si> Ni> Ag> Pd> Mn> Ba> Cu> Ti> V> Co> Ga> Se> Cr> Au。其中,Cr的浓度超过我国《环境空气质量标准》和欧盟《环境空气质量标准》规定,超标严重;Ni的浓度超过欧盟《环境空气质量标准》和WHO《欧洲空气质量指南》规定,对环境或人体健康造成一定的影响。(2)萍乡市PM_(2.5)中Ba、Cr、Mn、V和Fe的EF值在1~10之间,为轻度富集水平,说明这些元素主要受地壳等自然源的影响。Cu和Ga的EF值均在10~100之间,为中度富集水平,表明这些元素主要来自包括地壳源和人为源在内的混合源,且人为源是主要的污染源。Ag、Sn、Ti、Se、Pb、Ni和Zn的EF值均大于100,为高度富集甚至超富集水平,说明这些元素受人为污染严重。

乌鲁木齐市PM_(2.5)中重金属污染特征及健康风险评估

为探究乌鲁木齐大气细颗粒物(PM_(2.5))中重金属的污染水平、来源、健康风险及其变化趋势,对乌鲁木齐市典型区域2020年各季节PM_(2.5)中重金属的质量浓度进行了连续监测。研究结果表明,2020年,乌鲁木齐市大气ρ(PM_(2.5))年均值超过我国《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)二级标准限值(35μg/m^(3)),冬季PM_(2.5)中重金属质量浓度最高,夏季最低;其中质量浓度较高的重金属为铜(Cu)、铬(Cr)、锌(Zn)、锰(Mn)。1#(交通要道区)、2#(工业集中区)、3#(农业区)3个监测点大气PM_(2.5)中重金属总质量浓度分别占ρ(PM_(2.5))的1.57%,2.48%,0.68%;不同监测点位重金属质量浓度表现为2#>1#>3#。1#、2#、3#监测点大气PM_(2.5)中重金属的主要来源有燃煤源、工业源、交通源。Cr对不同人群的致癌风险(ILCR)>10^(-4),存在致癌风险;镍(Ni)、镉(Cd)对不同人群的ILCR为10^(-6)~10^(-4),存在一定的致癌可能,处于可接受水平。Mn、Cr的危险系数(HQ)>1,存在非致癌风险;其余重金属对不同人群的HQ<1,非致癌风险可忽略;7种重金属的HQ表现为儿童>成年男性>成年女性。

成都市PM_(2.5)中有毒重金属污染特征及健康风险评价

2009年4月至2010年1月在成都市城区采集PM2.5样品.采用X射线荧光光谱法分析20种元素,并重点分析As、Cd、Cr、Mn、Ni、Pb和Sb 7种有毒重金属元素.采用富集因子法、地累积指数法、相关性分析法和美国环保局暴露模型分别讨论了有毒重金属的污染特征、来源和健康风险.结果表明:成都市PM2.5中有毒重金属浓度处于较高水平,分别是:As(40.5±30.3),Cd(9.5±13.2),Cr(17.9±10.5)、Mn(137.6±84.3),Ni(5.1±4.1),Pb(320.5±186.0)和Sb(11.0±16.0)ng/m3.As严重超标,Cd和Pb也有超标现象.多数元素均在冬季达到最大值,夏季达到最小值.Cr、Mn、Ni污染程度较低,属于轻微污染,As、Cd、Pb、Sb的污染程度极高.PM2.5中有毒重金属主要来源于土壤尘及其扬尘,机动车排放和煤燃烧,冶金及机械制造和刹车磨损.Mn对儿童、成人均产生较严重的非致癌健康风险,分别为6.01、2.59、2.46,As、Cd、Cr、Ni、Pb、Sb的非致癌风险值均小于1,健康影响较小.As、Cr对人体有致癌健康风险.

亚青会期间南京大气PM_(2.5)中重金属来源及风险

为探究亚青会期间南京奥体中心附近大气PM2.5中重金属来源及潜在的健康风险,于2013年8月3~28日对PM2.5中重金属元素V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb和Pb进行了观测分析.结果表明：受亚青会污染源调控和气象要素影响,亚青会前、中、后不同时期重金属浓度存在差异,亚青会期间各重金属的浓度均值低于亚青会前期.富集因子分析显示Cu、Zn、Cd、Sn、Sb和Pb为重度富集元素,污染程度为Cd〉Cu〉Zn〉Pb〉Sb〉Sn.聚类分析表明工业排放、燃煤、道路尘和机动车尾气排放是这些重金属的主要来源.亚青会期间,PM2.5中各重金属通过呼吸途径对运动员造成的非致癌风险均小于1,5种致癌重金属的风险指数均低于致癌风险阈值范围.

大气PM_(2.5)中重金属的化学形态分布

运用多级连续提取法,对广州市不同季节不同采样高度大气PM2.5中重金属的化学形态和生物有效性进行分析。研究表明,PM2.5中各重金属元素之间的化学形态分布差异较大,Zn、Cd、As、Mn主要分布在F1(可溶态与可交换态)和F2(碳酸盐态、可氧化态与可还原态),绝大部分的Pb以F2存在,Ni和Mo主要分布在F1和F3(有机质、氧化物与硫化物结合态),Cu主要以F2和F3存在,Cr主要分布在F3和F4(残渣态),Co则4种形态平均分布。采样高度对重金属的化学形态分布影响不大,同一采样期内楼顶与地面样品中同一元素的化学形态分布结果比较一致。两个采样季节重金属的形态百分比存在不同程度的变化,2007年春重金属的不稳定态(F1)比例比2006年秋普遍增加,次稳定态(F2、F3)比例减少。在10种重金属中,Cd、Zn、Pb和As的生物有效性系数高(>0.7),属于生物可利用性元素,在环境中的活动性要明显高于其它元素;Mn、Cu、Mo、Co、Ni和Cr元素的生物有效性系数值在0.2～0.6之间,属于潜在生物有效性元素,在环境中比较稳定。

厦门市郊区PM_(2.5)和PM_(10)中重金属的形态特征及生物可利用性研究

开展气溶胶中重金属形态特征及其生物可利用性的研究有利于探析大气重金属污染物在环境中的迁移规律,进一步评估大气重金属的环境和健康毒理效应.基于此,该研究采用BCR 连续提取法结合ICP-MS 测定了厦门市集美区2014 年4 月至2015 年3 月为期1 年的PM2.5、PM2.5-10（粒径大小在2.5-10 μm 之间的颗粒物）及其中不同形态金属Al、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 的含量.结果发现集美区PM2.5、PM10 年平均质量浓度分别为（50.52±20.48）和（82.48±22.42） μg·m^-3,PM2.5/PM10 比值稳定在40%-70%之间,二者的质量浓度和比值均呈现冬春季高、夏秋季低的季节变化趋势.重金属形态特征结果显示集美区PM2.5、PM2.5-10 中的Al、Cr、As 的存在形态以残渣态为主;金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb 则大量存在于弱酸提取态中,其来源受人为影响显著.这些金属中Pb 和Cd 的富集系数（EF）和生物利用有效系数（K）最高,易迁移进入生物体内,毒性危害高.生物有效性和形态特征分析结果表明随着气溶胶粒径的减小,非残渣态的重金属含量增高,K 值变大,可迁移转化能力增强,说明PM2.5 中的重金属对生物的毒性高于PM2.5-10 中的,该现象应引起重视.

中国部分省会城市PM_(2.5)中重金属水平及影响因素分析

为揭示我国城市PM_(2.5)中重金属水平的总体分布,在文献调研的基础上,对24个省会城市PM_(2.5)中重金属(包括类金属)数据进行分析和对比,阐述我国省会城市PM_(2.5)中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的分布及累积差异,并探讨相关城市发展参数对重金属水平的可能影响.结果表明:(1)PM_(2.5)中各元素平均浓度从高到低的顺序为:Zn>Pb>Cu>Cr>Ni>As>Cd,元素浓度分别为311、105、35.4、19.8、17.7、17.1、2.08 ng·m^(-3),与土壤背景值相比,Pb和Cu较其他元素累积明显;与我国环境空气质量标准比较,78%的城市PM_(2.5)中As浓度超过我国环境空气质量标准限值;(2)城市间PM_(2.5)中重金属浓度变异度较大,总体上,广州PM_(2.5)中重金属浓度较高,台北PM_(2.5)中重金属浓度较低;(3)对于不同的金属元素,其高值区出现的区域不尽相同,总体而言,城市PM_(2.5)中重金属的区域分布特征是:西北>华中>华南>华北>东北>西南>华东;(4)PM_(2.5)中重金属浓度的季节分布呈现冬、秋季较高,春、夏季较低的特征;(5)城市发展对城市PM_(2.5)中重金属水平有一定影响.

厦门市大气PM_(2.5)中重金属污染特征及健康风险评价

用ICP-MS对厦门市夏冬两季城区和郊区PM_(2.5)(当量直径≤2.5 μm的颗粒物)及其中10种重金属(V、Cr、Mn、Co、Ni、Zn、As、Cd、Pb和Cu)含量进行测定,分析其污染特征,并对重金属的健康风险进行评价。结果表明,采样期间厦门市PM_(2.5)中重金属含量水平表现为Zn>Pb>Cu>Mn>V>As>Ni>Cr>Cd>Co,其中Zn、Pb、As、Cd和Cu富集因子远远大于10,受人为影响较严重。健康风险评价结果表明,PM_(2.5)中重金属的非致癌健康风险可以忽略;几乎所有重金属的致癌健康风险都高于最大可接受风险值10^(-6)。

太原城区PM_(2.5)重金属元素季节变化及形态分析

为了研究太原城区PM_(2.5)重金属污染变化特征和存在形态,于2012年不同季节采用大流量PM_(2.5)采样器,对太原市坞城区PM_(2.5)进行采样。运用火焰/石墨炉原子吸收、Fernández连续提取等方法,在对PM_(2.5)中5种重金属含量水平进行分析测试的基础上,对不同重金属的富集因子进行了计算和分析,并研究了其中Cd和Pb的不同化学形态分布特征。研究结果表明,采样期间PM_(2.5)日均浓度高达216.71μg/m3,为PM_(2.5)国家二级标准日均限值的2.89倍。4个季节PM_(2.5)中5种重金属元素的浓度大小,均呈现出相同的变化规律:Zn>Pb>Cu>Cr>Cd,Pb、Cr、Cu冬季高于其他季节,Zn夏季最高,Cd无明显季节变化,燃煤和超重型工业结构特征是导致PM_(2.5)中Cr和Cu明显高于其它城市的主要原因。重金属的富集因子计算结果表明,Cd和Pb是太原市PM_(2.5)中的典型污染元素。冬季PM_(2.5)中Cd和Pb形态分析结果表明,Cd和Pb 3种形态F1、F2和F3占比之和分别为81%和68%,Cd的活性和潜在活性均大于Pb,因此,太原城区PM_(2.5)中Cd和Pb对人体健康的影响应引起高度重视。

北京市PM_(2.5)中主要重金属元素污染特征及季节变化分析

利用2005年4月18日—2008年9月27日北京市中国地质大学(东门)采样点的PM2.5质量浓度变化与重金属Cd、Pb、As、Cu及Zn等污染特征,结合最新发布的《环境空气质量标准》(GB3095—2012),初步分析了近4年时间里北京市单点PM2.5的污染水平及主要重金属污染元素的变化特征,得出了一些有意义的认识。2005年春季—2008年春季期间PM2.5质量浓度为13.1～171μg/m3之间变化,平均浓度为65.6μg/m3,超过最新环境空气质量标准制定的PM2.5年平均浓度限值35μg/m3,北京市PM2.5污染形势依然严峻。奥运会及残奥会期间PM2.5的24 h质量浓度平均值为40.7μg/m3,没有超标。北京市PM2.5中的重金属元素含量及富集特征随着不同年份不同季节差别较大,典型的城市污染元素As在冬季质量浓度最高。对比环境空气质量标准的参考浓度限值发现,As元素的质量浓度在研究期间的年均值均超过了年平均浓度参考限值0.006μg/m3。化学分析结果显示人为污染是PM2.5中Cu、Cd、Pb、Zn、As重金属污染的主要来源,其中As污染需要引起足够重视。研究结果对于北京市大气污染防治具有一定的借鉴意义。

太原市春季PM_(2.5)和PM_(10)中As及重金属污染特征研究

为了解太原市PM10和PM2.5中重金属污染状况，采集了太原市春季环境空气中可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）样品，利用等离子体发射光谱仪对样品中As和8种重金属（Mn，Cu，Zn，Pb，Cr，Ni，Co，Cd）的含量进行测定，并对As和重金属健康风险进行评价。结果显示：太原市PM10和PM2.5中均以Zn的质量浓度最大，分别为369．08ng／m^3和271．74ng／m^3；As的质量浓度相对较小，分别为3．41ng／m^3和2．33ng／m^3；各点位As、Cu、Zn、Pb、Cr和Cd元素主要显含在PM2.5中。PM10和PM2.5通过呼吸吸入途径产生的成人非致癌风险和致癌风险为儿童的3．98-4．00倍；非致癌风险总和（Hi）低于人体可接受的水平，不具有非致癌风险；PM2.5和PM10的致癌风险介于人体可接受范围，不具有致癌风险。各点位As和重金属在PM2.5和PM10中的非致癌风险比值PHi小于1；1号、3号点位致癌风险比值QR大于1，且对人体健康危害最严重的为可吸入颗粒物PM10，需引起高度重视。

贵阳市城区近地面PM_(10)/PM_(2.5)及重金属污染水平研究

2009年在贵阳市地区内设点采样.共采集了145个大气样品,对近地面大气颗粒物PM10/PM2.5的污染状况及其所含重金属进行调查。结果表明,贵阳市PM10/PM2.5的污染严重,对人体健康危害很大;重金属元素分析中Pb和Zn的含量比较高,这些重金属元素更易于富集在细颗粒上,给环境带来了极大的潜在危险。最后文章提出了贵阳城区PM10/PM2.5防治对策。

银川市PM_(2.5)重金属元素的环境污染特征分析

分析了银川市PM2.5中9种重金属元素在春季风沙期、夏秋季非采暖期、冬季采暖期的浓度分布特征和富集因子。结果表明:银川市PM2.5中重金属元素的质量浓度在风沙期、非采暖期、采暖期表现不同,Cu,Ni,Mn,Cr,Fe,Cd元素在风沙期浓度最高,Zn,Pb,Co在采暖期浓度最高,说明风沙期和采暖期是银川市一年中的强污染期;重金属元素在不同粒径颗粒物中的浓度水平有明显差别,有害的重金属元素主要吸附在PM2.5中,应引起重视;Zn,Cd元素在各时段都有明显富集,主要来自人为源贡献;Pb元素在采暖期明显富集,说明银川市冬季采暖燃煤的排放对空气中污染元素Pb的贡献很大。

苏州工业园区大气PM_(2.5)中主要重金属污染特征及其健康风险评价

通过2015年1月、4月、8月、11月对苏州工业园区大气中PM_(2.5)及Pb、Cr、Cd、As、Ni 5种元素质量浓度的监测,并采用《污染场地风险评估技术导则》(HJ 25.3—2014)中推荐模型对该5种元素通过呼吸途径引起的人体健康风险进行评价。结果表明,Pb、Cr、Cd、As、Ni 5种元素平均质量浓度分别为76.2 ng/m3、6.92 ng/m3、1.45 ng/m3、4.14 ng/m3和5.71 ng/m3,平均质量浓度从高到低依次为Pb>Cr>Ni>Cd>As;5种元素的致癌风险与危害熵分别为6.89×10-15~6.84×10^(-12)和2.57×10^(-9)~4.80×10^(-7),分别低于可接受致癌风险水平(10-6)与可接受危害熵(1)。整体而言,苏州工业园区大气重金属污染程度相对较低。

大学校园室内PM_(2.5)重金属污染特征及其健康风险评价

对2016年6—8月在南京市市区某大学校园宿舍和学生办公室采集的2种典型室内环境PM_(2.5)样品,利用电感耦合等离子体发射光谱仪分析PM_(2.5)中As,Cd,Cr,Ni,Cu,Fe,Mn,Pb和Zn等重金属元素浓度.采用富集因子法、地累积指数法和潜在生态风险指数法分别对重金属的污染程度进行评价,并评估大学生群体室内PM_(2.5)暴露健康风险.结果表明,室内PM_(2.5)平均质量浓度为(38. 50±15. 93)μg/m^3,元素Fe的质量浓度最高; Fe,Zn,Pb,Mn和Cu这5种元素为室内PM_(2.5)的主要元素,占总金属元素质量的96. 35%.利用3种污染评价方法得出的重金属元素污染程度排序和污染等级基本一致:Cd为极强污染,Pb和As为强到极强污染,Cr,Ni,Mn和Fe属于无和轻微污染.健康风险评价结果表明,室内PM_(2.5)中重金属致癌和非致癌风险均处于可接受范围内.

大气PM_(2.5)中重金属在模拟酸雨中的释放特征

通过模拟酸雨溶出试验发现,在模拟酸雨浸提作用下大气细颗粒物PM2.5中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr都有不同程度的释放,且溶出率随模拟酸雨pH降低而增加,说明酸性加强能加速PM2.5中重金属元素的释放。在同一pH模拟酸雨作用下,2007年春样品中各重金属的溶出率均比2006年秋高,2007年春重金属不稳定态比例普遍比2006年秋高,说明在酸性条件下吸附在颗粒物中的不稳定态重金属更容易释放出来,酸雨会增加大气颗粒物中重金属在环境中的迁移性和污染能力。