鎮(zhèn)江市大氣顆粒物PM2.5中鎘污染現(xiàn)狀及評價

吳海華 吳婷婷 曹寅瑩

摘要：通過大量的實驗數(shù)據(jù)，分析了鎮(zhèn)江市大氣PM2.5中鎘的污染狀況，以及大氣PM2.5中鎘濃度在四季變化中的特征。結(jié)果表明：工業(yè)區(qū)鎘濃度明顯高于生活區(qū)，鎘的濃度變化趨勢隨時間的變化呈現(xiàn)出一致性。

關(guān)鍵詞：細顆粒物;鎘污染;鎮(zhèn)江市

中圖分類號：X501

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）4-0134-02

1 引言

顆粒物在我國環(huán)境污染中是主要污染物，其中的PM2.5是指空氣動力學(xué)直徑小于2.5 μm的顆粒物，通常又叫細顆粒物[1]。PM2.5中攜帶大量有毒重金屬和有害有機物，其中鎘容易通過肺和消化道途徑進入人體，對人體多臟器如腎、肝、腦、骨胳及血液系統(tǒng)均可產(chǎn)生毒性。鎘中毒還有致癌、致畸等毒性作用。鎘對人體腎臟的損傷最常發(fā)生，較高劑量的職業(yè)暴露，可能引起明顯的肺臟損傷[2]。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及工業(yè)化進程的不斷深入，人類活動釋放出大量的鎘，尤其在冶金、電鍍工業(yè)區(qū)附近鎘的含量更高[3]。因此，測試大氣PM2.5中的鎘很有必要。

鎮(zhèn)江市地形大勢表現(xiàn)西高東低，北依長江，東部地區(qū)是平原，建有國家級的經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，園區(qū)內(nèi)工業(yè)企業(yè)眾多，是鎮(zhèn)江市主要的顆粒物及鎘的排放源。下面就大氣PM2.5中鎘的含量測試分析和討論。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器與試劑

主要儀器：X2 Series電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國賽默飛世爾科技公司）、大氣PM2.5采樣器（武漢天虹儀表有限公司）、DEENA智能石墨消解儀（美國Thomas Gain）等。

試劑：5.55% HNO。-16.75% HC1，混合標準調(diào)諧液、標準中間液、內(nèi)標溶液。

2.2 樣品的采集

根據(jù)鎮(zhèn)江市的區(qū)域分布和功能區(qū)特點，選取4個國控空氣自動站為調(diào)查點（市疾控中心、職教中心、丹徒新區(qū)、新區(qū)辦事處），兩個功能區(qū)作為監(jiān)測點，江蘇大學(xué)邊界（生活區(qū)和商業(yè)區(qū)）和華科電鍍廠界（工業(yè)區(qū)）。江蘇大學(xué)邊界是鎮(zhèn)江市重要的生活居住區(qū)和商業(yè)區(qū)，華科電鍍廠界是全市最大的重金屬風(fēng)險源，一共設(shè)立6個監(jiān)測點位作為大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點（圖1）。

4個環(huán)境空氣自動監(jiān)測站使用TH2000PM型β射線大氣顆粒物濃度監(jiān)測儀自動采集，設(shè)定流量16.67 11min，2016年1月至2017年2月，共采集濾膜83個樣品，每次采樣時間24 h。兩個手動采樣點位（文化商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)代表）采用大氣綜合采樣器TH-150采樣，流量100 L/min，2017年2月采集6個手工樣品，每次采樣時間24 h。并且詳細記錄采樣條件。

2.3 實驗分析操作

Beta射線法自動采集樣品濾膜在采樣前不需要前處理，手工采樣的石英濾膜采樣前需進行平衡和稱重。采樣后的樣品濾膜用5.55% HNO。-16.75%HC1的酸體系石墨消解，15 min升溫至100℃并保持2h;冷卻10 min后將消解管蓋子移走，加入10 mL超純水，50%高度搖動15 s;定容至50 mL，用0.45 ）μm濾膜的針孔過濾器過濾后上機測定。

3 結(jié)果與討論

3.1 鎮(zhèn)江市生活商業(yè)區(qū)與工業(yè)區(qū)域PMz.s中鎘的濃度水平

按照實驗方法，以居住、文教、商業(yè)混合區(qū)和工業(yè)區(qū)為代表的江蘇大學(xué)和華科電鍍廠外界兩個點位設(shè)置采樣點，采用石英濾膜同時人工采樣，共采集6張24 h濾膜進行分析，預(yù)處理后進行含量測定，并根據(jù)采樣體積計算濾膜中鎘的體積濃度。測定結(jié)果見表1。從中可以看出，具有代表性的兩個點位，元素Cd滿足GB3095- 2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》中規(guī)定的年平均0.005 μg/m³要求[4]，居住商業(yè)區(qū)的濃度明顯比工業(yè)區(qū)要低很多。

3.2 鎮(zhèn)江市PM2.5中鎘元素季節(jié)變化特征

鎮(zhèn)江位于江蘇省西南部，東部沿海、屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，具有四季分明、溫暖濕潤、熱量豐富、雨量充沛的特點，受大陸、海洋及來自南北天氣系統(tǒng)的影響，氣候比較復(fù)雜。最明顯的是：風(fēng)力偏大，春、秋、冬季北向風(fēng);夏季高溫多雨。

以丹徒新區(qū)、職教中心、新區(qū)辦事處和市監(jiān)測站4個自動站位為采樣點位，自動采集濾膜分析PM2.5中Cd元素的季節(jié)變化規(guī)律。2016年1月至2017年2月，共采集濾膜83個樣品（24h），從表2中可以看出：以4個自動站為監(jiān)測點位考察鎮(zhèn)江市的PM2.5中Cd元素時，其濃度隨季節(jié)變化明顯，Cd元素春、夏、秋、冬四季的濃度值均小于《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》GB3095 - 2012中規(guī)定的標準限值0.005 μg/m³3，但冬季的平均值較其他三個季度值高，這是因為天氣寒冷，大氣對流不活躍，氣流以下沉為主，不利于空氣中污染物質(zhì)的擴散[5]。

4 結(jié)語

總體來看，代表鎮(zhèn)江市居民商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)的兩個監(jiān)測點位PM2.5中鎘的濃度符合GB3095 - 2012《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》中規(guī)定的年平均0.005 μg/m³要求，工業(yè)區(qū)點位PM2.5中鎘的含量比文化商業(yè)區(qū)點位高出2倍，主要是由于該點位處于工業(yè)較為聚集的區(qū)域，尤其點位周邊聚集了電鍍工業(yè)園、發(fā)電廠和大量化工企業(yè)。春夏秋冬四季變化特征中，PM2.5中鎘元素濃度秋季<春季<夏季<冬季，濃度限值也滿足標準規(guī)定的限值要求，但冬季數(shù)值略高，這可能跟鎮(zhèn)江氣候?qū)M2.5濃度影響相似。

參考文獻：

[1]國家環(huán)境保護總局.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].4版，北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007：4～27.

[2]郭篤發(fā).環(huán)境中鉛和鎘的來源及其對人和動物的危害[J].環(huán)境工程學(xué)報，1994（3）：71～76.

[3]李晶，凌其聰，嚴莎，等.武漢市重工業(yè)區(qū)周源環(huán)境中鎘的發(fā)布及其危害性[J].長江流域資源與環(huán)境，2010，19（10）：1219～1225.

[4]國家環(huán)境保護總局.環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095 - 2012[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

[5]李立忠，朱璐，金焰，等.黃石市大氣顆粒物的特征分析[J].中南民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2017（4）：14～16.