基于河池灰塵重金屬gis分布特征研究

顏循英

【摘 要】目的：探討廣西區(qū)河池灰塵重金屬的分布特征。方法：選取南丹縣大廠鎮(zhèn)、車河鎮(zhèn)兩個(gè)地區(qū)，設(shè)立5個(gè)質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)，樣點(diǎn)設(shè)置采取網(wǎng)格法，采樣密度為每平方千米1個(gè)點(diǎn)，采集地表0～15 cm的粉塵樣品，每個(gè)采樣點(diǎn)均使用gis進(jìn)行準(zhǔn)確定位，獲得該采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，并記錄樣點(diǎn)周圍情況。結(jié)果：河池市各個(gè)采樣點(diǎn)間的城市灰塵中重金屬砷、鉛、鎘3種重金屬元素含量差異明顯，其總量表現(xiàn)為砷>鉛>鎘，而在可給性（胃相與腸相）中的大小排名最高是鉛元素，其次是鎘元素，最后是砷元素。結(jié)論：砷、鉛、鎘3種元素具有相同的污染源，即汽車尾氣、輪胎摩擦、工業(yè)化影響等。內(nèi)環(huán)線內(nèi)重金屬含量明顯高于外環(huán)向外，工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)及交通繁忙的區(qū)域是重金屬積累的重災(zāi)區(qū)。

【關(guān)鍵詞】河池;灰塵;重金屬;gis分布特征

【中圖分類號(hào)】X14 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）10-0059-02

0 引言

灰塵主要是由風(fēng)干研磨而成粉末的土壤或其他物質(zhì)研磨精細(xì)的粉粒構(gòu)成，它與土壤不一樣，在一定的外力作用條件下比較容易揚(yáng)起，從而借助呼吸道與皮膚被人類的身體器官吸收或直接接觸，進(jìn)而危害到人體的身心健康[1]?；覊m中的細(xì)顆粒成分比較復(fù)雜，其主要化學(xué)成分可以細(xì)分為可溶性成分、有機(jī)離子、微量元素、碳元素四大類[2]。在城市灰塵中聚集比較明顯的常見微量元素包括Cr、Zn、Ni、Ge及Cu，這5種元素是國(guó)內(nèi)外研究比較多的幾種元素，它們?cè)诔鞘谢覊m中的積累具備重要的環(huán)境指示意義及比較大的環(huán)境污染。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

河池屬于廣西壯族自治區(qū)地級(jí)市，距離桂林僅315 km，境內(nèi)地形復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多樣，地勢(shì)呈西北高、東南低。本文數(shù)據(jù)根據(jù)用途分析廣西河池灰塵重金屬的空間分布，該數(shù)據(jù)來源于GeoSharpV1.0，此軟件被稱為用一個(gè)打造屬于自己的網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)采集工具箱，它的功能有坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集和空氣中物質(zhì)數(shù)據(jù)采集。

1.2 樣品的采集

本文選取河池市南丹縣大廠鎮(zhèn)、車河鎮(zhèn)兩個(gè)地區(qū)，設(shè)立5個(gè)質(zhì)量檢測(cè)點(diǎn)，樣點(diǎn)設(shè)置采取網(wǎng)格法，采樣密度為每平方千米1個(gè)點(diǎn)，采集地表0～15 cm的粉塵樣品，每個(gè)采樣點(diǎn)均使用gis進(jìn)行準(zhǔn)確定位，獲得該采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)。

1.3 樣品的處理

將所采集到的樣品放置在室內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干，過2 mm篩，裝入干凈的樣品袋內(nèi)備用。準(zhǔn)確稱取1.000 g風(fēng)干后的灰塵置于100 mL的聚三氟乙烯燒杯內(nèi)，用3滴超純凈水潤(rùn)濕，加入3 mL優(yōu)級(jí)品質(zhì)的硝酸、5 mL優(yōu)級(jí)品質(zhì)的高氯酸、10 mL優(yōu)級(jí)品質(zhì)的氫氟酸，將聚三氟乙烯燒杯放在150 ℃的電熱板上進(jìn)行加熱，使其蒸發(fā)至高氯酸冒煙約5 min后拿下來靜置冷卻;之后依次加入5 mL高氯酸、3 mL硝酸、10 mL氫氟酸，放在電熱板上進(jìn)行再度加熱，8 min后關(guān)閉電源，靜置過夜后，再次加熱使高氯酸煙冒盡，趁熱加入10 mL王水，在電熱板上加熱至溶液體積剩下2～3 mL，用大約15 mL的超純凈水沖洗杯壁，微熱3～8 min至溶液表面變得清透后，取下放置冷卻;將溶液倒入30 mL有刻度帶聚乙烯的試管內(nèi)，用超純凈水稀釋至刻度以上，搖晃均勻，使其澄清。移取清液2.00 mL于聚乙烯試管內(nèi)，再用硝酸稀釋至20.0 mL，搖晃均勻后，置于儀器旁邊待測(cè)。

2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

樣品烘干過200目篩，經(jīng)過粉碎、壓制成片后用英國(guó)飛利浦公司生產(chǎn)的波長(zhǎng)色散型X射線熒光光譜分析儀測(cè)定了砷、鉛筆、鎘3種重金屬元素，利用gis統(tǒng)計(jì)分析工具對(duì)河池灰塵中重金屬含量的空間特征分析包括以下幾個(gè)步驟，數(shù)學(xué)期望概率分布、數(shù)據(jù)頻率、空間分布趨勢(shì)分析，分析結(jié)果表明砷、鉛、鎘、砷均屬于對(duì)數(shù)正態(tài)分布（見表1）。

對(duì)河池市5個(gè)室內(nèi)/外灰塵樣品的重金屬元素含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表1。從表1中可以看出，河池市各個(gè)采樣點(diǎn)間的城市灰塵中重金屬砷、鉛、鎘3種重金屬元素含量差異明顯，其總量表現(xiàn)為砷>鉛>鎘，即不管是在室內(nèi)還是室外，河池市灰塵重金屬含量中始終以砷元素為主，鉛元素次之，鎘元素最少。

2.1 重金屬含量室內(nèi)可給性特征

關(guān)于河池市車河鎮(zhèn)、大廠鎮(zhèn)兩地檢測(cè)點(diǎn)中砷、鉛、鎘3種元素室內(nèi)的可給性對(duì)比結(jié)果見表2。

在砷、鉛、鎘3種元素室內(nèi)可給性方面，可給性（胃相與腸相）中的大小排名最高是鉛元素，其次是鎘元素，最后是砷元素，其中最為突出的是鉛腸相出現(xiàn)負(fù)值;砷元素的可給性數(shù)值均比較大，波動(dòng)起伏比較明顯。

2.2 重金屬含量室外可給性特征

關(guān)于河池市車河鎮(zhèn)、大廠鎮(zhèn)兩地檢測(cè)點(diǎn)中砷、鉛、鎘3種元素室外的可給性對(duì)比結(jié)果見表3。

在砷、鉛、鎘3種元素室外可給性方面，砷元素的可給性表現(xiàn)依然突出;鉛元素的胃相與腸相相差較大，鉛胃相數(shù)值偏高，最高至151.70，也是3種元素中最高的，而腸相卻偏小，最低甚至達(dá)到0.38。

2.3 重金屬含量的空間分布特征

為了更直觀地反映出河池市灰塵重金屬的空間分布情況見表4。

明顯看出河池市灰塵重金屬含量具備非常明顯的空間異質(zhì)性，砷、鉛、鎘3種元素含量均呈現(xiàn)出以高值區(qū)為中心向四周逐漸遞減的趨勢(shì)。在可給性方面，各項(xiàng)數(shù)據(jù)之間的數(shù)量關(guān)系均為砷>鉛>鎘，在胃相與腸相表現(xiàn)上均如此。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

本文利用gis技術(shù)對(duì)河池兩個(gè)城鎮(zhèn)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，砷、鉛、鎘3種元素具有相同的污染源，即汽車尾氣、輪胎摩擦、工業(yè)化影響等?；趃is技術(shù)，可以很好地反映重金屬污染的空間分布特征，為重金屬污染來源分析、遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制研究提供一定程度的思路。

4 結(jié)語

本文對(duì)基于河池灰塵重金屬gis分布特征進(jìn)行分析，依托河池灰塵樣品數(shù)據(jù)的采集與實(shí)驗(yàn)，根據(jù)砷、鉛、鎘3種元素含量的分析與對(duì)比，對(duì)河池灰塵重金屬gis分布特征進(jìn)行研究。希望本文的研究能夠?yàn)榛诤映鼗覊m重金屬gis分布特征提供方法論上的指導(dǎo)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李鳳全，潘虹梅，日一卜瑋，等.城市灰塵地球化學(xué)研究進(jìn)展[J].物探與化探，2017，33（3）：313-318.

[2]黃敏，楊海舟，余萃，等.武漢市土壤重金屬積累特征及其污染評(píng)價(jià)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2018，24（4）：135-139.

[3]李海雯，陳振樓，王軍，等.基于GIS的上海城市灰塵重金屬空間分布特征研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007（5）.