開(kāi)封附近地區(qū)地表灰塵重金屬背景值及其應(yīng)用.pdf

1、目前，對(duì)土壤和水環(huán)境等重金屬背景值的研究已經(jīng)很多，但是對(duì)地表灰塵重金屬背景值的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。開(kāi)封市位于黃淮海大平原的核心位置，是河南省重要化工產(chǎn)業(yè)區(qū)，其城市周邊地區(qū)是河南省重要糧食主產(chǎn)區(qū)。本文在野外調(diào)查采樣、室內(nèi)化驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了地表灰塵重金屬背景值的研究。
　　 地表灰塵和土壤樣點(diǎn)布設(shè)遵循少受人為干擾、均勻性和隨機(jī)性原則。樣點(diǎn)距離開(kāi)封市區(qū)10km以上，距縣城或鄉(xiāng)鎮(zhèn)5km以上，距農(nóng)村居民點(diǎn)0.5km以上，距主要公路1km以

2、上。樣品采集地點(diǎn)選擇古老墳塋地、規(guī)模成片林地、田間小路、規(guī)模較大的永久性田埂和溝渠堤岸、長(zhǎng)期荒蕪的地面等。本研究采集了開(kāi)封附近地區(qū)地表灰塵樣品96個(gè)，表層土壤樣品49個(gè)。用ICP-MS檢測(cè)了各樣品Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、Cd、V、Co、Ga、Sr和Sb等11種重金屬含量。檢測(cè)過(guò)程中運(yùn)用加標(biāo)回收試驗(yàn)和均數(shù)控制圖進(jìn)行質(zhì)量控制，加標(biāo)回收率在95％～105％之間，控制樣品值均在上、下控制限之間，數(shù)據(jù)均符合質(zhì)量要求。按《GB/T4883-2

3、008》要求采用Grubbs檢驗(yàn)法和偏度－峰度方法兩分別對(duì)灰塵和土壤重金屬檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，共剔除15個(gè)灰塵離群數(shù)據(jù)和2個(gè)土壤離群數(shù)據(jù)，獲得到有效數(shù)據(jù)共1578個(gè)。
　　 按照土壤元素背景值研究方法，分別開(kāi)展開(kāi)封附近地區(qū)地表灰塵和土壤表層重金屬背景值研究，并與我國(guó)不同區(qū)域的表層土壤背景值開(kāi)展對(duì)比分析，最后基于灰塵背景值對(duì)開(kāi)封市幼兒園地表灰塵重金屬污染狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。其主要結(jié)論如下：
　　 (1)采用W檢驗(yàn)法、置信帶法和偏

4、度峰度法對(duì)灰塵樣品和土壤樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行分布狀態(tài)的檢驗(yàn)表明，V、Co、Ni和Sr呈正態(tài)分布；Cr、Cu、Zn、Cd和Pb呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布；Ga和Sb呈偏態(tài)分布。
　　 (2)對(duì)于呈正態(tài)分布的重金屬，以算數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算表征其背景值及其范圍；對(duì)于呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布的重金屬，以幾何平均值和幾何標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算來(lái)表示其背景值及其范圍；對(duì)于呈偏態(tài)分布的重金屬，以中位數(shù)表示其背景值，以5-95％所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)間表示背景值范圍。結(jié)果表明，研究區(qū)地表

5、灰塵V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Cd、Sb和Pb的背景值分別為85.12、46.51、9.72、26.43、20.54、77.21、36.30、24.99、0.304、1.20和24.58mg/kg，背景值范圍分別為41.08～129.16、1.64～68.37、5.32～14.12、12.55～40.32、11.38～37.08、47.80～124.71、32.59～42.19、177.82～272.15、0.152

6、～0.610、0.88～1.76和14.73～41.02mg/kg。
　　 (3)研究區(qū)地表灰塵Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和Sb等重金屬的背景值高于本區(qū)土壤背景值，分別是表土背景值的1.02、1.06、1.07、1.01、1.26、1.35倍。經(jīng)差別顯著性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灰塵和表土Sb和Cr的背景值差別顯著(P<0.05)，而其他重金屬并無(wú)顯著差別。地表灰塵Co、Sr、Ni和Ga等重金屬的背景值低于表土背景值，分別是表土背景值的0.

7、85、0.95、0.87、0.92倍，經(jīng)差別性顯著檢驗(yàn)，均不存在顯著性差別。與黃河下游潮土區(qū)和河南省表土重金屬背景值相比，也得到了相似的結(jié)論。這可能是灰塵Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和Sb等重金屬主要賦存在較小的土壤顆粒物上，易發(fā)生空氣遷移；而Co、sr、Ni和Ga等重金屬主要賦存在較大的土壤顆粒物上，不易發(fā)生空氣遷移所致。另外也可能是由于第一類(lèi)重金屬受人類(lèi)活動(dòng)影響較顯著，在土壤表面富累較多，經(jīng)空氣遷移和沉降后導(dǎo)致灰塵中的含量偏高，而表

8、土背景值是0～20cm范圍的均值造成的。
　　 (4)分別基于地表灰塵和黃河下游潮土背景值，利用地積累指數(shù)法(Igeo)和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)法(RI)對(duì)開(kāi)封市幼兒園地表灰塵重金屬污染的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，利用Igeo評(píng)價(jià)時(shí)，雖然基于兩種標(biāo)準(zhǔn)的Cu和Pb污染等級(jí)沒(méi)有變化，但基于灰塵背景值的Igeo均小一些；而基于灰塵背景值的Cr和Zn污染程度比基于土壤背景值低。利用RI評(píng)價(jià)時(shí)，所有重金屬基于兩種標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)結(jié)果均在一個(gè)等級(jí)，但是各點(diǎn)基于灰塵