中國氣溶膠中重金屬的特征、來源及其長途傳輸對(duì)城市空氣質(zhì)量及海域生態(tài)環(huán)境的可能影響.pdf

1、大氣氣溶膠氣溶膠能夠影響大氣的輻射平衡,從而改變自然界的能量收支平衡,對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生直接的影響;氣溶膠顆粒物表面為氣固、氣液等異相反應(yīng)提供了場所,對(duì)平流層和對(duì)流層的化學(xué)反應(yīng)都有巨大的影響;大氣氣溶膠的濃度直接影響空氣質(zhì)量,其中混合和吸附的各種污染物,尤其是有毒有害的金屬元素(Pb、zn、Cu、Cd以及類金屬As等)、PAHs、農(nóng)藥等等會(huì)對(duì)人體健康和生活質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。因此,氣溶膠研究已經(jīng)成為全球大氣科學(xué)家、各國政府及各國際組織關(guān)

2、注的焦點(diǎn)。
　　重金屬是大氣氣溶膠的重要化學(xué)組分,其對(duì)環(huán)境危害的持久性、對(duì)人體健康的致毒致癌等毒害作用、以及因其對(duì)海洋浮游生物毒害作用而潛在的氣候效應(yīng),使得深入系統(tǒng)了解重金屬污染狀況、時(shí)空分布及來源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究的主要成果:
　　1.中國各地大氣氣溶膠中都有嚴(yán)重的重金屬(含As)污染。重金屬在TSP中的濃度大小順序?yàn)閦n＞Pb＞As＞Cu＞Cr＞Ni＞V＞Cd＞Co。不同類型的金屬元素具有明顯不同的空間分布。在沙

3、塵源區(qū)塔中、榆林、多倫等地,礦質(zhì)元素V、Co的濃度遠(yuǎn)高于城市地區(qū),在TSP&PM2.5中的最高濃度分別達(dá)到了V-0.1315&0.0947、Co-0.0185&0.0122/μgm-3。;在烏魯木齊、北京、上海等城市,污染元素Cu、Pb、Zn、AS、Cd、Ni、Cr的濃度遠(yuǎn)高于偏遠(yuǎn)地區(qū),在TSP&PM2.5中的最高濃度依次為Cu-0.1616&0.0493、Pb-0.8383&0.4846、Zn-4.6191&1.0334、AS-0.2

4、19&0.068、Cd-0.0094&0.0049、Ni-0.0930&0.0777、Cr-0.1227&0.0313μgm-3。與世界其他城市相比較,中國各地氣溶膠中的重金屬污染比較嚴(yán)重,主要污染元素As、Cd、Pb、Zn等的濃度高出歐美其他城市一個(gè)數(shù)量級(jí)之多。
　　2.重金屬具有比較明顯的季節(jié)分布特征:春冬季節(jié)濃度高于夏秋季節(jié),不同元素的季節(jié)差異大小不同,約為2～7倍。重金屬的季節(jié)變化是受各地氣象條件和人為活動(dòng)共同作用的結(jié)果,

5、反映冬季出燃煤活動(dòng)對(duì)重金屬的顯著貢獻(xiàn)。
　　3.闡釋了沙塵暴期間氣溶膠中重金屬的污染特征變化,在沙塵氣團(tuán)控制下,重金屬的質(zhì)量濃度會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)升高幾倍到幾十倍。提出了氣溶膠長途傳輸是影響局地氣溶膠中重金屬的重要過程,也是人為排放的重金屬傳輸和擴(kuò)散的主要途徑。
　　4.提出了生物質(zhì)燃燒是夏季氣溶膠中重金屬As、Cd、Cu、Ni、Pb等的重要來源。通過對(duì)生物質(zhì)燃燒事件中上海氣溶膠的跟蹤研究發(fā)現(xiàn),在源于生物質(zhì)燃燒的污染氣團(tuán)控制下

6、,氣溶膠中幾種重金屬的濃度快速升高至平時(shí)的數(shù)倍。
　　5.在2008年北京奧運(yùn)會(huì)、2010年上海世博會(huì)期間進(jìn)行的人為控制措施,對(duì)改善當(dāng)?shù)貧馊苣z中重金屬的污染水平有顯著的影響。表明道路揚(yáng)塵、建筑揚(yáng)塵及工業(yè)排放、污染物的區(qū)域傳輸是北京、上海氣溶膠中重金屬的主要來源。
　　6.東海海島花鳥島的氣溶膠濃度比陸地城市上海略低。東海在春季易受到亞洲沙塵的影響,使得氣溶膠總質(zhì)量濃度和其中水溶性礦質(zhì)元素Na.、Ca、Mg等的濃度都較高;在夏

7、季仍會(huì)受到陸地污染氣溶膠的明顯影響。夏季氣溶膠總質(zhì)量濃度和水溶性礦質(zhì)元素的濃度相對(duì)春季顯著降低,但主要污染元素As、zn、Pb、Cr、Cd的濃度不降反增,表明了陸地污染源的持續(xù)影響。
　　7.花鳥島春季氣溶膠中可溶性Cr、Co、As、Cd、Ni、Fe、Pb、Cu、Mn、V、Zn的沉降通量分別為:158.92、28.41、25.69、54.44、67.22、469.92、186.19、349.58、308.20、492.08、351

8、4.7μgm-2d-1。夏季分別為:25.86、31.05、42.78、33.63、132.25、117.91、131.92、351.64、182.21、1788.0、3209.3μgm-2d-1。春季,亞洲沙塵的影響對(duì)高沉降通量有所貢獻(xiàn)。夏季總氣溶膠的沉降通量略小于春季,水溶性Ni、Cr、Cd、Co、Mn、Cu、Fe、Pb、As、Zn、v等的沉降通量范圍分別為:2.39～86.78、0.27～9、87.91、33.16～61.83、2