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长沙市大气颗粒物中重金属形态分析和污染研究
作 者: 陈琳
导 师: 翟云波
学 校: 湖南大学
专 业: 环境工程
关键词: 大气颗粒物 重金属形态分析 源解析 生物有效性评价 微观结构
分类号: X513
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
本文使用TH-150C中流量采样器对长沙市夏季和秋季大气颗粒物(TSP)样品分别进行采样,使用重量法测定颗粒物的质量浓度,并使用BCR和Tessier形态分析法对TSP中的重金属元素的浓度和形态分布进行了定量分析研究。结果表明长沙市夏季大气颗粒物污染较为严重,平均浓度值为220.7±42μg/m3,超过国家二级标准(200μg/m3),但四个采样点均未超出国家三级标准(300μg/m3)。从站点来看,TSP浓度高低顺序为:经开区>开福区>高开区>马坡岭;颗粒物中重金属含量高,浓度高低顺序为:Zn>Pb>Cu>Mn>Cd。从站点分布来看,重金属总浓度值大小顺序为:经开区>马坡岭>高开区>开福区,表明TSP浓度与重金属浓度关系不大。从四个站点来看,重金属的形态分布比较相似,但在含量方面还是有很大的不同;从污染因子计算中可以得出:重金属的迁移大小为:Cu>Zn>Cd>Pb>Mn;从因子分析中可以得出,这五种重金属元素主要来自于人为污染源,长沙市TSP中重金属元素在3个主要影响因子占总成因率达85%。长沙市秋季大气颗粒物污染较为严重,雨花区和火车站的TSP浓度超过大气环境质量年平均浓度二级标准200μg/m3,但三个采样点均没有超过年平均浓度三级标准;颗粒物中重金属含量高,Zn和Pb的浓度远远高于Cu和Cd的含量,其中Zn的平均浓度为2.528μg/m3,Pb为2.347μg/m3,Cu为0.187μg/m3,Cd为0.002μg/m3;颗粒物重金属的形态分析表明Cu的可生物利用态含量最高,Zn、Pb、Cd的可生物利用态含量稍低,除火车站Pb和Zn,其余的均超过了50%;在生物有效性评价中,Cu和Cd的生物有效性要大于Zn和Pb。本文还采用扫描电镜和其配套的能谱分析仪对长沙市TSP的微观形态特征进行分析研究。研究表明:硅铝酸盐类颗粒是主要成分,可能的来源是土壤扬尘和燃煤过程的一次粒子排放;长沙市TSP主要来自于土壤的扬尘、燃烧飞灰和石膏等含Ca的矿物颗粒,并且颗粒物由两种以上矿物组成;长沙市TSP中细颗粒数比粗颗粒数要多,不规则形状较多。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 插图索引 10-11 附表索引 11-12 第1章 绪论 12-28 1.1 研究依据及意义 12-16 1.1.1 颗粒物概述 12-13 1.1.2 我国大气颗粒物状况 13 1.1.3 颗粒物化学成分分析 13-14 1.1.4 颗粒物的危害影响 14-16 1.2 大气颗粒物研究现状 16-20 1.2.1 大气颗粒物质量浓度研究 16-17 1.2.2 大气颗粒物化学成分分析 17-18 1.2.3 大气颗粒物源解析 18-20 1.3 大气颗粒物中无机元素研究 20-27 1.3.1 颗粒物中无机元素的浓度研究 20-26 1.3.2 颗粒物中重金属形态分布 26-27 1.4 论文研究内容、思路与方法 27-28 1.4.1 研究内容 27 1.4.2 思路与方法 27-28 第2章 长沙市夏季大气颗粒物中重金属的特征分析 28-41 2.1 研究区域状况 28-30 2.1.1 长沙市地理位置与气候条件 28 2.1.2 长沙市的能源与经济结构 28-29 2.1.3 长沙市空气质量状况 29-30 2.2 实验部分 30-33 2.2.1 采样 30-31 2.2.2 样品分析 31-32 2.2.3 质量保证体系 32 2.2.4 数据分析 32-33 2.3 结果与讨论 33-39 2.3.1 长沙市TSP浓度值 33 2.3.2 TSP中重金属的浓度值 33-34 2.3.3 TSP中重金属的形态分布 34-36 2.3.4 污染因子评价 36-37 2.3.5 因子分析源解析 37-39 2.4 小结 39-41 第3章 长沙市秋季大气颗粒物中重金属的形态分析 41-48 3.1 实验部分 41 3.1.1 采样 41 3.1.2 仪器和试剂 41 3.1.3 处理方法 41 3.2 结果与讨论 41-46 3.2.1 长沙市TSP的质量浓度 41-42 3.2.2 TSP中重金属总的污染水平 42-43 3.2.3 TSP中重金属的形态分布 43-46 3.2.4 重金属的生物有效性评价 46 3.3 小结 46-48 第4章 长沙市TSP的微观特征研究 48-56 4.1 实验部分 48-50 4.1.1 样品的采集 48 4.1.2 样品分析 48-50 4.2 结果与讨论 50-55 4.3 小结 55-56 第5章 结论与展望 56-58 5.1 结论 56-57 5.2 展望 57-58 参考文献 58-65 致谢 65-66 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 66
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 大气污染及其防治 > 粒状污染物
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