北京市道路塵土典型土樣粒度與成分分析*

王曉燕，崔華勝

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所，北京 100028）

道路路面污染物由行人丟棄的固體廢棄物、落葉、不同粒度分布的塵土污染物等組成。固體廢棄物指人為因素造成的污染，包括煙頭、紙巾、塑料袋等垃圾。路面的落葉指自然因素造成的污染，因季節(jié)因素其在總的道路路面污染物中所占比例有所不同，秋冬季節(jié)，尤其是深秋季節(jié)，落葉會(huì)成為路面污染物的主要構(gòu)成部分。不同粒度分布的塵土污染物是指能夠檢測到的具有一定粒度分布的塵土顆粒物，粒度約在3 mm 以下。經(jīng)研究，路面塵土污染物主要由粒度在500 μm 以下的塵土組成。500 μm 以下的塵土的粒度分布、成分組成是筆者研究的主要對(duì)象。

1 典型土樣來源

2010 年，課題組沿北京市三環(huán)路輔路采集了52個(gè)點(diǎn)段的路面塵土樣品，樣品經(jīng)粗分前處理后，經(jīng)500 μm 的篩網(wǎng)過濾后，對(duì)篩下物進(jìn)行粒度分析。粒度分析研究所用的儀器為美國Microtrac 的S3500 粒度分析儀，其測量范圍為0.25～1 500 μm，從0.25～500 μm 共獲得42個(gè)粒級(jí)的數(shù)據(jù)，測量結(jié)果給出每一粒度組分的百分含量，并提供粒度分布曲線和累積曲線，每個(gè)采樣點(diǎn)的土樣做3 次粒度分析，用平均值作為最后檢測的結(jié)果。52個(gè)采樣點(diǎn)的粒度分析完成后，經(jīng)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，粒度分布特征劃分為3 類。第1 類為以第26號(hào)采樣點(diǎn)為代表的土樣，約占總采樣點(diǎn)的60%；第2 類為以第31號(hào)采樣點(diǎn)為代表的土樣，約占總采樣點(diǎn)的10%；第3 類為以第45號(hào)采樣點(diǎn)為代表的土樣，約占總采樣點(diǎn)的30%。表1 為第26號(hào)、第31號(hào)、第45號(hào)采樣點(diǎn)的典型土樣來源。

表1 典型土樣來源

2 典型土樣粒度分布特征

采回的土樣經(jīng)篩分預(yù)處理后，進(jìn)行干法粒度分析，粒度分布呈現(xiàn)特征見圖1～3。

圖1 1號(hào)土樣粒度分布曲線

圖2 2號(hào)土樣粒度分布曲線

圖3 3號(hào)土樣粒度分布曲線

由圖1～3 直觀地看出，1號(hào)土樣粒度在350 μm以下，成雙峰分布，峰值分別出現(xiàn)在74、209 μm 附近，峰值分別為14%、11%，約占總土樣樣本的25%；2號(hào)土樣粒度在250 μm 以下，成單峰分布，峰值出現(xiàn)在52 μm，峰值為13%；3號(hào)土樣粒度在300 μm 以下，成不連續(xù)分布，不含一些粒度范圍的成分，出現(xiàn)3個(gè)峰值，分別在44、105、249 μm，峰值分別為13%、32%、26%，約占總土樣樣本的71%。呈現(xiàn)以上分布的原因初步推斷與采樣點(diǎn)車流、人流活動(dòng)及道路清掃保潔有關(guān)。

3 典型土樣成分分析

將3 份典型土樣，用X 射線熒光光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，各典型采樣點(diǎn)分別分析出26、29、28 種元素（氧化物），結(jié)果見表2～4。

表2 1號(hào)土樣成分

表3 2號(hào)土樣成分

表4 3號(hào)土樣成分

由表2～4 直觀地看出，典型土樣的主要成分為SiO2、CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、Na2O、K2O，分別約占總量的78%、85%、89%，其他差異主要表現(xiàn)在微量元素及其氧化物的含量。

圖4 為典型土樣元素譜曲線。

圖4 典型土樣元素譜

由典型土樣成分對(duì)比圖4 可以看出，3個(gè)典型土樣的成分差異性并不明顯，成分譜及元素譜曲線走勢基本一致。

與土壤背景值相比，Si 略低于背景值，低于背景值的倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；Al 呈現(xiàn)2 低1 高于背景值的情況，但倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；Ca 高于背景值，高于背景值的倍數(shù)為3～4 倍；Mg 高于背景值，高于背景值的倍數(shù)為2～3 倍；Na 略高于背景值，高于背景值的倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；Fe 略低于背景值，低于背景值的倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；K 呈現(xiàn)2低1 高于背景值的情況，但倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；其他微量元素諸如P 高于背景值，高于背景值的倍數(shù)為2～3 倍。元素值高于背景值倍數(shù)越高，說明道路塵土中該元素受到較大的人類活動(dòng)的干擾。如果要解析道路路面塵土成分的來源需經(jīng)進(jìn)一步的采樣、粒度分析、成分分析等試驗(yàn)，采用多點(diǎn)測量取平均值的方法，以科學(xué)的方法進(jìn)行路面塵土元素的源解析。