上海市公路沿線近地表大氣顆粒物重金屬特征研究.pdf

1、公路沿線近地面顆粒物重金屬污染是近幾年研究的熱點(diǎn)之一,由于受汽車排放等因素的影響,城市公路沿線局地系統(tǒng)近地面大氣顆粒物上重金屬隨著大氣環(huán)流,在近地面大氣中、公路灰塵、路邊土壤、綠化帶及周圍蔬菜中遷移、累積和轉(zhuǎn)化,從而成為公路生態(tài)環(huán)境的一個(gè)潛在威脅,也成為地球大氣環(huán)境惡化的一個(gè)重要因素。這類重金屬物質(zhì)對(duì)大氣、土壤、水體造成的污染會(huì)直接或間接危害人體健康。
　　本文力圖循著這一主線,通過對(duì)城市公路沿線和公路交叉口不同高度、不同季節(jié)和特

2、殊氣象條件下大氣顆粒物及其重金屬含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,并同步測(cè)定了城市公路沿線和公路交叉口表層土壤、大氣環(huán)境條件和交通通行狀況,對(duì)城市公路近地面大氣顆粒物重金屬污染特征進(jìn)行了探討,提出科學(xué)的防治措施。本研究各點(diǎn)空間位置分布于上海市外環(huán)線、內(nèi)環(huán)線、貫穿內(nèi)外環(huán)線之間的金沙江路十字路口及路段和不同典型的功能區(qū)如:寶山工業(yè)區(qū)、學(xué)校等,共10個(gè)采樣站位,分別代表大中型工業(yè)區(qū)、文教區(qū)、商業(yè)和交通繁忙區(qū)等不同的功能區(qū)。采集的樣品為各線路十字路口及路段的近

3、地面大氣顆粒物、十字路口各角落及路段各綠化帶的表土,以及十字路口及路段交通流量情況和局地大氣環(huán)境數(shù)據(jù)以12小時(shí)采樣。
　　近地面大氣顆粒物采樣時(shí)間間隔3小時(shí),采樣高度分別設(shè)定為地表1.2米與2.5米立體對(duì)照式采樣;同時(shí)統(tǒng)計(jì)交通流量即這一時(shí)間段內(nèi)對(duì)各類型車(大型車、小型車和公共汽車);每隔一小時(shí)記錄局地溫度、濕度、風(fēng)向及風(fēng)速。共采集近地面大氣顆粒物77個(gè)樣,表土樣35個(gè),以及1300個(gè)環(huán)境、交通流量數(shù)據(jù)。分析了近地表大氣顆粒物樣品和

4、沿線表土樣中重金屬Cr、Ni、Cu、Pb、Fe、As、Mn、Hg的含量,在獲得2328個(gè)有效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)公路沿線近地表大氣顆粒物重金屬含量分布特征進(jìn)行了探討,并對(duì)城市公路沿線環(huán)境中近地面大氣顆粒物重金屬的污染程度和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià),以期為上海市城市城市建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
　　本文取得的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)上海市公路沿線及交叉口近地面大氣顆粒物濃度變化較大,主要是受大氣狀況、交通流量、采樣地的周圍環(huán)境等綜合因素影

5、響。一般規(guī)律是外環(huán)濃度高于內(nèi)環(huán)及內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間的濃度;同一采樣站位,顆粒物濃度隨距主干道的距離增大而降低,機(jī)動(dòng)車直接排放的顆粒物以及行駛載帶的道路可揚(yáng)塵作為大氣顆粒物直接來源;各采樣站位在一天12小時(shí)不同時(shí)間段內(nèi)濃度變化較大,一般為在第一個(gè)時(shí)間段7:00-10:00較高,然后在10:00-13:00和13:00-16:00減少,或在16:00-19:00時(shí)間段出現(xiàn)高峰值。
　　(2)對(duì)比各采樣站位數(shù)據(jù),在各時(shí)間段的近地面大氣顆粒物

6、重金屬As、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb元素含量值平均值一般在交叉口上較高,而在公路沿線上較低。機(jī)動(dòng)車行駛的速度對(duì)顆粒物重金屬累積影響較大;各采樣站位重金屬含量從外環(huán)至中環(huán)再到內(nèi)環(huán)區(qū)域As、Cr、Mn、Ni、Pb、Fe、cu等各重金屬元素含量平均值逐漸增多;各采樣站位同一時(shí)間段內(nèi),近點(diǎn)近地面大氣顆粒物濃度大于遠(yuǎn)點(diǎn),但是遠(yuǎn)點(diǎn)近地面大氣顆粒物中As、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb等各重金屬元素含量平均值明顯高于近點(diǎn);各采樣站位在一

7、天內(nèi)在各時(shí)段As、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn元素的含量濃度變化顯著,主要影響因素是交通流量,但交通流量對(duì)各采樣站位的影響明顯受到大氣環(huán)境條件限制。交通流量對(duì)公路沿線上采樣站位影響程度不一樣,具體表現(xiàn)為,外環(huán)＞內(nèi)環(huán)＞中環(huán)。同一采樣站位遠(yuǎn)近站位之間各元素濃度差異明顯,一般為遠(yuǎn)點(diǎn)＞低點(diǎn)。
　　(3)上海市公路沿線路邊土壤重金屬Hg、Cr、Cu、Pb和Zn的平均含量分別為0.25、94.02、78.20、113.64、和41

8、9.65μg/g,分別為環(huán)境背景值的2.5、1.3、2.7、4.5和5倍,重金屬含量的空間分布差異較大,局部污染嚴(yán)重;公路交叉口和沿線土壤中重金屬含量濃度,在公路沿線路邊和路中央的綠化帶上,含量高;使用地質(zhì)累積指數(shù)法、污染物負(fù)荷指數(shù)法、潛在生態(tài)危害法進(jìn)行的評(píng)價(jià)表明發(fā)現(xiàn)上海市公路沿線土壤絕大部分為中度污染,也有少數(shù)區(qū)域處于強(qiáng)污染。從三種分析方法看出,Hg危害的級(jí)別都較高。
　　(4)從交通流量上分析,在外環(huán)線上,車流量大,機(jī)動(dòng)車行駛