（自然地理学专业论文）上海市地表灰尘pahs累积、迁移过程及生态风险评价.pdf

摘要 多环芳烃( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ，p a h s ) 是一类重要的持久性 有机污染物( p e r s i s t e n t0 r g a n i cp 0 1 1 u t a m s ，p o p s ) ，具有长期残窗性、生物蓄积 性、半挥发性和高毒性，具有很强的“三致效应”( 致癌、致畸形、致基因突变) ， 因此受到国内外的极大关注，尤其近年来国内也开始出现对多环芳烃( p a h s ) 的大量研究。城市地表灰尘对生态系统的破坏是隐蔽的、潜在的、长期的，且城 市地表灰尘中的颗粒物对人体的危害则是直接的，有时甚至是致命的。城市地表 灰尘是p a h s 重要的汇，同时，地表灰尘中的p a h s 在一定条件下能够挥发或通过 再悬浮迁移至大气中，或随地表径流被冲刷至受纳水体，成为p a h s 的二次污染 源。本研究系统了的探讨上海市中心城区地表灰尘中e f 恤的季节分布及功能区 差异，初步研究了城市p a h s 在多介质中的赋存规律，分析了影响p a h s 城市环境 地球化学过程的主要因素及其机制，并运用多种方法对城市地表灰尘中p 嫩矗进 行溯源，最后，对上海市中心城区地表灰尘中p a h s 进行了生态风险评价，为上 海市环境保护及管理提供了良好的秘学依据。 对上海市中心城区地表灰尘样品中啪的分析表明，美国e p a 优控的1 6 种多环芳烃都能检出，且其总量非常大。冬季她总量在6 4 5 0 8 2 8 9 2 8 3 4 5 2 1 n g 鹰之间，平均值为1 9 1 4 0 8 9 8 n 魄；夏季脚i s 总量在5 6 3 2 0 8 6 2 7 7 6 5 7 2 7 n g 。平均值为1 3 3 2 9 5 7 8 珏舒上海市中心城区培表灰尘中p a h s 累积 水平具有明显的季节变化，无论是总量还是单个p a h s 组分均表现出冬季含量高 于夏季的特征。 不同功能区夏季样品中，公园含量最低，大学和居住区相当，含量都较低， 加油站地表灰尘中含量较低，工业区和交通要道则污染最严重，商业区的p a 琢 污染排在工业区和交通要道之后，主要是在上海市的几个主要商业区( 除步行街 外) ，大多都是交通繁忙的路段，其路边灰尘受到燃油的影响不亚于交通要道。 绿地含量较高也是受到周边道路频繁的车辆往来的影响。各功能区地表灰尘 眦含量的差异在冬季较为显著。工业区、商业区和交通要道灰尘中p a h s 含 量远远高于其他功能区。然后是居住区、大学和加油站，公园和绿地含量最低。 所有功能区样品中p f 址b 组分的分布状况较为一致。总体来看，太部分低环组分 含量较低，高环组分含量相对较高，呈现出按环数或分子量的增加而逐渐升高的 趋势。 不同介质对于p a h s 的赋存水平有较大差异，但有一个共同的规律存在，即 在地表灰尘和附近土壤中含量较高，而在悬铃木和小叶黄杨等植物体内含量较 少；且p a h s 在悬铃木中的含量普遍高于小叶黄杨。灰尘和土壤中p a h s 组分表 现出明显的功能区差异，且高环e a h s 含量占有优势。在植物中，e a h s 组分构 成表现出与灰尘和土壤中截然不同的特征，主要表现为功能区差异不显著，且低 环组分占绝对优势，高环组分含量很少。 粒度只是影响p a h s 吸附的一个次要因子，冬夏季各采样点灰尘1 d c 与 p a h s 含量显著正相关，说明对于城市地表灰尘丽言，有机质的含量越高，其吸 收p a h s 的能力就越强，这种结果与理论上p a h s 的憎水亲脂性相一致。p a 中的轻组分即低环组分较易挥发，风向能够直接影响e a h s 在空间上的累积、迁 移规律，污染源下风向的地区更容易累积较多的p a h s ，受到污染较为严重，且 距离污染源越近，污染程度越重，相反，污染源上风向的地区则不利于p a h s 的 累积，污染程度较轻。夏季的高温导致p a h s 轻质组分的大量挥发，同时导致p a h s 降解速度加快，而冬季的低温使得气态p a h s 降低，更加趋向于赋存在地表灰尘 中，降解速度同时降低，所以温度对于上海市中心城区地表灰尘中脚i s 赋存水 平的季节变化特征具有重要影响。 运用主成分分析方法对地表灰尘中p a h s 的来源进行判别，并计算出来源的 贡献率，结果表明，不完全燃烧来源和石油类产品泄漏来源的贡献率分别为 7 0 9 7 3 、1 1 3 7 7 ( 冬季) ，“9 3 2 、1 4 1 0 7 ( 夏季) ；通过多种特征比值综 合判别法进行p a h s 溯源，发现多种特征比值显示的结果一致，即上海市中心城 区地表灰尘中p a h s 主要来源于不完全燃烧，尤其是木材、煤炭和草类的不完全 燃烧。运用特征比值b a c h r y ，对上海市中心城区采暖期和非采暖期地表灰尘 样品中眦l s 迁移距离进行分析，结果表明上海市中心城区地表灰尘中p a h s 主 要来源子当地污染源释放，而并非来源于其他污染地的长距离迁移输入。 各种p a m 组分的单因子指数评价结果可以看出，上海市中心城区地表灰尘 已经受到p a 的严重污染。所有样品的综合污染指数p 值计算结果显示，本研 究p 值的范围在4 8 7 2 4 7 o o ，平均值为2 1 1 2 ，重污染率达到1 0 0 ，平均值远 远高于3 ，充分表明上海市中心城区地表灰尘已经受到严重的p a m 污染，已经 具有很高的生态风险。 关键词：p a h s ；地表灰尘；多介质；影响因素；来源辨析；生态风险评价： 上海市 a sas e to fp o p s ( p c 培i s t e n to 培强i cp o l l u t a m s ) p a h s ( p 0 1 y c y d i ca r o m a t i c h y d r o c a r b o n s ) a r es e m i - v o l a t i l i z e d ，t o x 畦p e r s i s t e ti n t 1 1 ee v i r o n m e tf o r1 0 g p 曲do f t i m e ，趾db i o m a g n i f ya s t h c y m o v eu p 也r o u g h t h e f o o dc h a i n ，a n d c a n a l s 0 1 e a dt oc a n o c r ，a b n o 衄a l i t y 强dg c n i cm u t a t i o n ，s on l e ya r eo f 掣e a tc o n c e m e 却c c i a l l yd u r i n gt h el 鹤tf 囟矿y e a r sm o r ea n dm o r e ( = h i n e s c i e n t i s t sb e g 龃t 0s t l l d y 0 np a h s n ec o r r o s i t 0b i o l o g i c a ls y s t e mo fl l r _ b 题r o a dd u s t si sc o n v e n ，p o t e m i a l ， 粗dp c 璐i s t e n t ，m o r c o v c r s o m ep a r t ic ：l 锚o fu r b a nr o a dd u s t s 啪t h r e a t e nh u m a n s h e a l t ha n ds 嘲e t i m e sc a u d e a t h u r b a nr o a dd l l s t si sn o t0 i l l yt h ei m p o n a n ts i n k0 f n j 旺i s ，m e a n w h i l e t h e yp m b a b l yc a n 仃a n s p o r tt 0a 打，i n m ec c r t a i nc o n d i t i o n s ，b y v o l a t i l i z a t i o n 姐dr 璐u s p s i o n ，跹da l s oc a nb ew 粥h c dt 0w a t c rb u l kb ys l l r 白c c m n o 噩t 0b ct h cs e c o n dp o l l u t i o n u r c eo fp a h s 1 钛i n gs h 姐g h a id t y 髂蛆 e x a m p l e ，s e a s o n a lv a r i a t i o n 如dt h ed i 盥b r e n c ci nf l l c t i o n a ld i s t r i c t s0 f 队h si u r b 孤 r o a dd u s t si ns h 姐g h a ic e n 吼a 咒ah v eb e e nd i s c i i 蟠e ds y s t e m a t i c a l l y ，t h e nt h e m s t 曲u t i o n p i i 卫【c i p l eo f 附i s 拙o n gu i b 孤m e m aa i l d l h ed o m i n 衄tf a d o r s i n n u e n c i 】唱t l l e e n v i r o n m e n t a lb i o g c o c h e m i s t r yo fp a h s 锄dt l l ei n n u d n g m c c h a i s mi nu f b 柚蝴，也es o u r c co fl 蜘si n1 1 r b 姐r o a dd u s t s ，h a v eb e e n 妞a l y z e d ， n l cd r yd e p o s i t i o nn u xo fe a h si ns h a n g h a ic e 叫a r e ah a sa l s ob c e nc a l c u l a t e d u s i n gam o d i 丘e dm o d e l ，a tl 硒t ，t l l e i re l o 百c a lr i s k 舔s c s m e n th a sb e e ng i v e n ， w h i c hw i l l p r o v i d e s c i e n t i f i cb a s 骼f o rl 曲越e n v i r o n m c n t a l p r o t c c t i o n a n d m a n a g e m e n t t h er e s u l t s 脚es h o w n 也a ta u 也e 1 6 l 【i n d so f p a 王i s t h t e 队p f i 喊t yc o n t i o l h a v eb e e nd c t 嘣e dw i 也ai 盯g ea 1 0 u n t t o t a lp a h s n c e n t r a t i o ni nw i n t e rs 拗p l e s 埘1 9 e df 幻m6 4 5 0 8 2 8 9 2 8 3 4 5 2 1 n g 信w i t l la m e a i iv a l u eo f1 9 1 4 0 8 9 8 n g g ，w b j ki t i ns u m m e rs 锄p l 骼瑚g c d 劬m 5 6 3 2 0 8 6 2 7 7 6 5 7 2 7 n g g ， a v e r a g 甜 i n 1 3 3 2 9 5 7 8 n g ，g 1 1 l e a s o n a lv a r i a t i o nw a so b v i o u sm a tb o t ht o t a l 队h sa n ds i n 舀e 瑚c o n c c n 缸a t i 0 璐w e r ch i g h e ri nw i n t e rs 锄p l e st h a n 也a ti ns u 蛐e rs 锄p l e s hv 撕o u sf i l 毗n a ld i 曲r i c t si s n m e rs 8 m p l c s ，p a r ks 锄p l e sh a dt h el o w e s t 烈蛆sc 0 c c n t m i o n ，l l i l i v e 璐i t y ，r c s i d e n t i a la r c a sa i l dg 醛s t 8 t i o n sw e r ea l s ol o w e r w h i l ei n d u s t r i a la 陀鲢柚dt m c i ca r c 鸥w e r em o s tp 0 u u t e d ，t h er c a s o nw h y c o 衄e r c i a l 盯e a sp o l l u t e dh e a v i l yw a sp r d b a b l yd u e t dt h e i rh e a v yt r a m c ，笋e e nl a n d s a l s ow e r ei n n u e n c e db yn e a r b yt r a 丘c i h es a m et r e n d sw e r es h o w l lm o r e0 b v i o u s l y i nw i n t c r m d u s t r i a la r e a s ，t r a 伍ca r e 蠲a n dc o m m e r c i a la r e 硒p r e d o m i n a t ei p a h s c o n c e n t r a t 王o n ，t h er a n k i n go fo t h e ra r e a sa r ea sf o l l o w s ：1 1 n i v e f s i t y r e s i d e n t i a la f e a g a ss t a t i o n 伊咖l 柚d 弹咄f 0 rs i 玎酉ep a h ，a 1 1 恤f t l i l c t i o n a id i s 砸c t sh a dt h e s i m i l a rt n d ：t h ep a h so fl o w e rm o l e c u l a rw e i g l l th a dl o w c rc o n c e n t r a t i o n sw h j l em e c o n g e n e r so fh 蛐c rm o l e c i l i a rw e i g b th a dh i g h e r 删t r a t i o 蚰，t h ec o n c e n t r 撕衄o f 0 0 n g e e rw 鸹g e t t i gh i g h c rw i t l lt l l em o r er i n 簪a n dl l i g h e rm o l e c u l a rw e i g h t d 避e r e mm e d i 眦s h o w e dd i 此r e mc a p a c i t y0 f 岖s ，b u tt h c r es t i l le x i s t c da c 0 衄0 nm l e ，i e h i g h c s t n c c n t r a t i 衄w 醛a l w a y sf o u n di nd u s to rn c a r b ys o i l ， h o w e v e r p h n t sw e r et e dt oa o c i l m u l a t cl e s s 硝王i s ，跹dt h eo o n 吲】t r a t i 衄so fp a h s i npd 阴缸如lw e r ch i g h e rt h a n 也a ti n 夙z 础s 伽妇h la d d i t i o n ，r m s n 锨l h a t i o ni nd u s t s 锄ds o i l sv a r i c dd 捌【n a t i c a u yw i t hd i 彘r e n t 加c t i o n a ld i s t r i c t s ， a n dp r c d o m i i l a t e db yh i 曲e rm o l e “a rw c i 咖tc o n g c n e 玛b u t 也a ti np l 柚t ss h o w e d s i m n a rv a l u e sa n dp r c d 哪i n a t e db yl o w e rm o l e c u l a rw e i g h tc o n 目e r s g r a i ns i z ew a so n l yam i n o rf a c t o rt h a ti n n u e n c i n ga d s o r p d o no fe a h s ，0 nt l l e c o n 虹盯y ，1 d cc r o t a lo 瑁| i cc a r b o n ) i a l ls 锄p l e si nb o t hs u 舳e ra n dw i n t e rw 鹊 f o u dt ob es i 驴i 丘c 姐t l i n e a rp o s 脚ec o r r e l a t e dw i t he 姐s n c e 曲_ a t i o n ，蛐 s u 龉c s t e dt h a t 勰t ol l r _ b a nm a dd u s t s ，t h eh i g h e ro r g 蚰i cm a t t c r s ，t h cm o r ep o w e r f i l l a d s o i p t i o no fp f 锰b ，c o n s i s t e n tw i t ht h ch y d r 叩h o b i c 粕dl i p o p h i u cc h a r a c c e r0 fm e s e o r g a n i cp o l l u t a n t s p 唧a i l 吨w i d s u l dd 沁c t l y 锄u e n c e 也es p a t i a ld i 刚b u 畦o no f p a h s ，p l a c c sa tl e 哪a r do fp o u u t i 峨w c r em o r ep o n u t c dw h i l ep l a c c sa t w i 王1 出憾r da c c u m u l a t e dl s 耐l u t a n t s h i g ht e m p e r a t t l r ei s u m m e rm a d et h el o w 盯 m o l e c l l l a r w e i g h tc o n g 触e r sv o l a t i l i z e dl a r 寥l y ，粕da c c c l e m t e dt h es p c e do f d e 笋a d a t i o n h o w c v e f l o wt c m p e 糟蛔i ei nw j n t c rt o o kt h en e g a t i v ee 舰c t p r i n c i p a lc o m p 0 e n ta 1 1 a l y s i s ( p e s h a w 蜘t h a tt i l e n 缸b u 廿o nm t i o0 f p y m g c n i c s o u r c c 强dp e 仃o g e n i cs o c ew e r e7 0 9 7 3 1 1 3 7 7 i nw i 慨6 4 9 3 2 、 1 4 1 0 7 i 酬删n e r r e s p o c t i v e l 弘t h er 咖l t s o fv 缸i o u sm c t h o d so fs o u r c e i d e n t i f i c a t i o ns u g g 睇t e dt h a t ，l ! a h sw e r ep r c d 啪i i l a t e db yp y t o g e n i cc o m p o n e m si n u r b 趾m a dd u s t si ns h 锄g h a io e n 仃a la r e a c ( 加p o s i t i o n a l 锄a l y s i ss h o w e d 也a tp a h s i ns h a n g l l a iu r b a nr o a dd u s t sw e r em o s t l yg e n e m t e db yt h el o c a ls o u r c e s ，b u tn o t 位m s p a r t e d 胁r e m o t e a r e a s e v a l u a t i o no ft h er o a dd u s t sw i t l ls i n 酊ei n d e xi n d i c a t e dt l l a tt h e r ew e r ch e a v i l y p o u u t e db yh 蛆si ns h 髓班a ic e n t r a la r e a e v 咖a t i 0 ft h er o a dd u s t sw i t l lt h e n l n e m e m wc o m p o s i t ci n d c xa n dt h es t 龃d a r df o re a h sm a n a g e m 锄t o f a 面c u l t u r a ls o i l si nc a n a d as h a w e dt h a tpv a l u e s 瑚g c d 舶m4 8 7 2 4 7 0 0 ，w 浊a m e a nv a l u eo f2 1 1 2 ，1 0 0 o ft h es a m p l e sr c a c h c dt h cl c v e l0 fh e a v yp o l l u t i o ，如d t h e m e 她v a l u e w 鹤f a r h i g h e r t l l 姐3 a l l i na 1 1 ，u r b a n r o a dd u s t s i n s h a n 曲a ic e n t r a l a r e ah a v cb c e np o u u t e d h c a v i l yb yp a h s ，w i 血h i g h c re c o l o g i c a li i 出 k e yw o m s ：p a h s ；r o a dd u s t ；m u l t i m e d i 啪；i n n 眦n c i 】唱f a c t o r s ；u r c ci d e m i 6 c a t i ； e c o l o 西c a lr i s ka 鹤啪e t ；s h a n g h a i 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1问题的提出与研究意义 中国城市经济一直保持高速增长态势，并且长期以来延续的是一种“高投入、 高消耗和高排放”的粗放式增长模式，这带来污染物的高排放，使得城市赖以存 在的自然生态环境面临越来越严重的威胁；城市化进程的加快，城市人口的增加， 人民生活水平的提高和消费升级，都给原本趋紧的城市资源、环境供给带来更大 的压力。 城市灰尘污染属城市环境学研究的内容之一。城市灰尘污染、城市大气污染、 城市水污染、城市热岛效应、城市光化学烟雾等，构成了城市环境灾害系统，成 为城市环境重点预警、防治、治理的对象。城市灰尘污染目前尚未被人们所认识， 实际上城市灰尘及其在城市环境中的作用。是完全不能够被忽视的。因此，城市 灰尘污染已经作为城市环境学中的一个科学研究分支。 城市地表灰尘对生态系统的破坏是隐蔽的、潜在的、长期的，而城市地表灰 尘中的颗粒物对人体的危害贝是直接的，有时甚至是致命的( 杜佩轩等，2 0 0 4 ) 。 城市地表灰尘又与城市大气颗粒物密切相关，它们可以相互转化，在一定的外动 力条件下城市地表灰尘中细颗粒物质很容易再一次扬起为大气颗粒物，同时大气 悬浮颗粒物也会通过干湿沉降转化为地表灰尘( 韩永明等，2 0 0 3 ) ；地表灰尘还 可以通过降雨等造成的地表径流将污染物带入城市水系统，使水质下降，破坏城 市水生生态系统。 多环芳烃( p 址矗) 作为持久性有机污染物( p 懿i s t to 理a n i cp 0 l l u t 缸t s ， p o p s ) 的一种重要组成成分，具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒 性，具有很强的“三致效应”( 致癌、致畸形、致基因突变) ，因此受到国内外的 极大关注，尤其近年来国内也开始出现对多环芳烃( p a h s ) 的大量研究，然而 我国对多环芳烃( p a h s ) 的研究多数只停留在含量检测上，应该加强对其生物 地球化学循环及生态风险的深入研究，为国家治理持久性有机污染提供理论基础 和科学依据。 城市地表灰尘中p a 琢来源多样，交通工具排放的颗粒物，燃油及润滑油泄 漏，轮胎磨损碎屑，路面风化物，闸皮磨损碎屑等都对城市地表灰尘中p a h s 有 直接贡献。另外，树叶、灌木和草坪的碎屑等生物来源，尤其是它们的蜡质表层 残留对城市地表灰尘中p a h s 贡献率也不可忽视。公园及各种绿化带土壤也是地 表灰尘中w m s 一个重要来源。还包括通过大气迁移和干湿沉降下来的污染物在 路面的累积，这些都使得城市地表灰尘成为p a h s 重要的汇，同时，地表灰尘中 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第一章绪论 的p a h s 在一定条件下能够挥发或通过再悬浮迁移至大气中，或随地表径流至受 纳水体，成为p a h s 的二次污染源。 上海作为我国最大的工业城市，也同样经历了粗放的经济发展阶段，虽然目 前工业区多分布在郊区，可是由于工业布局仍不科学、汽车大量增加、能源使用 尚不够合理，建筑施工较多等原因，上海市大气悬浮颗粒物依然较多，地表灰尘 的显性和隐性污染仍然是较为严峻，对居民的身心健康构成了极大的威胁。长江 口地区已经开展了关于p o p s 的许多研究( ue ta 1 ，2 0 0 6 ；程书波等，2 0 0 6 ) ，但 目前对上海市灰尘污染的调查研究资料较少，尤其对地表灰尘中富集的持久性有 机污染物的关注更加不够，本论文旨在通过调查上海市中心城区的地表灰尘中多 环芳烃( p a h s ) 的富集和分布现状、探讨地表灰尘中多环芳烃的迁移转化机制， 评价其生态风险，从而对上海市地表灰尘的治理提供理论基础和科学依据，为上 海市城市规划和开发管理提供经验借鉴，也可为国内其他城市相关问题的处理提 供科学的思路和有效的途径。 1 2 城市地表灰尘概念 1 2 。l 城市灰尘概念的提出 2 0 世纪7 0 年代中期国外便开始了城市灰尘的研究，当时，自然杂志上 刊登了第一篇关于城市灰尘的论文，“城市街道灰尘中的钳”( d a ye ta l ，1 9 7 5 ) ， 首次提出了“城市街道灰尘”的名称。2 0 世纪7 0 年代中期到2 0 世纪8 0 年代中期， 国外不同国家、不同城市开展了不同程度的城市灰尘环境污染勘查，发表了城市 街道灰尘( h a l r i nc ta l ，1 9 8 1 ) 、城市公园和花园路边灰尘( t a me t 蛆，1 9 8 7 ) 、 城市道路灰尘( c l l l b a r de ta l ，1 9 8 8 ) 等多篇论文；2 0 世纪8 0 年代中期至今，国 外对城市灰尘的研究出现了较多的报道，其研究对象多集中在街道灰尘( s t r e e t d l l s t ) 、道路灰尘( r o a dd 璐t ) 、道路边土壤( r o a d s i d e i l ) 、室内灰尘( h o u d u s t ) 、土壤灰尘( s o i ld u s t ) 、城市土壤“r b 锄s o i l ) 等。“城市灰尘( u r b 姐d u s t ) ， 的名称于2 0 世纪8 0 年代被明确提出( d 0 n g e ta l ，1 9 8 4 ；c i l l b a r de ta l ，1 9 8 8 ) 。国 外对城市灰尘的研究比较重视，取得了值得借鉴的许多成果，但对城市灰尘的概 念和研究对象缺乏统一的认识，在术语含义和研究对象上有极大的差异性，这样 必然造成采样物质和灰尘概念的混乱。 在我国，城市灰尘环境污染问题尚未引起环境行业的认可、理解、重视，对 城市灰尘环境污染缺乏足够的认识，城市灰尘环境污染研究属盲点。1 9 9 6 年长 安大学开展了对城市灰尘环境污染的研究，进行了西安市城市灰尘和护城河淤 2 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第一章绪论 泥勘查研究，提出了城市灰尘的概念( 杜佩轩等，2 0 0 2 ) 。 1 2 2 城市地表灰尘的概念 城市地表灰尘是指粒径小于2 0 目( o 1 9 2 0m m ) ，分散于城市不同区域( 位 置、功能区) 的表面固体颗粒物。按照城市灰尘的来源和颗粒物的性质，进一步 划分为路面灰尘、街道灰尘、区域灰尘、大气灰尘。城市灰尘的英文名称曾定名 “c i t y 如s t ，为了便于统一认识还是沿用“u i b a nd u s t ”。近年来的研究中多将城市 地表灰尘作为研究对象，且主要集中在路面灰尘，所以，狭义的城市地表灰尘又 可成为城市道路灰尘( r o a dd u s t ) 。 城市道路灰尘是指城市道路表面累积的灰尘颗粒物，灰尘来源多样，粒径复 杂，这些道路包括居住区、工业区、交通道路、公园、大学等不同功能区的大小 道路，道路灰尘还可以其他灰尘相互转化，甚至通过污染城市水体间接危害人群 健康，对于城市居民的危害最大。 城市街道灰尘是指城市街道的垃圾灰尘颗粒物，灰尘粒径相对较租，或粗粒 级占有较大比例。该类灰尘由于受人流车流的影响，有害重金属大量吸附在颗粒 物表面，特别是汽车尾气排放的铅( p b ) ，大大增加了街道灰尘的铅( p b ) 含量， 使得街道灰尘的铅( p b ) 污染成为无可争辩的事实。同时诸如街道灰尘中的银 ( a g ) 、砷( 缸) 、汞( h g ) 、镉( c d ) 、锌( z 1 1 ) 等元素，其含量也居高不 下。 城市区域灰尘是指来源于不同区域或不同功能区的灰尘颗粒物，灰尘颗粒物 的粒径相对较小，一般粒径小于5 0 目( o 1 3 5 7m m ) 。区域灰尘一般来源于街 区、社区( 居民区) 、园区( 公园) 、商区( 商业区) 、厂区( 工厂) 、校区( 院 校) 、政区( 政务区) 、医区( 医院) 等不同功能区，其受人流车流的影响较小， 重金属含量相对较低，除一些区域受行业因素影响外，区域灰尘的危害性相对较 小。 城市大气灰尘是指来源于较为封闭环境中的灰尘颗粒物，物质以大气飘尘、 降尘为主，一般粒径小予8 0 目( 5 ，称0 1 9 ，2 4 称o 3 9 ，也称o 5 9 ) 放入一干燥硬质试管中，用吸管加入o 4 n k 2 c r 2 1 0 m l ，在试管口加一小漏斗。将试管1 0 2 0 个盛于铁丝笼中( 每批 加3 个空白实验) ，放入温度为1 8 5 1 9 0 的植物油浴锅中，要求放入后油 浴温度下降制1 7 0 1 8 0 ，等试管内液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第二章研究区与研究方法 图2 上灰尘和土壤样品中p a h s 预处理方法 n 昏2 2 1 1 l e p 比t 坤a t m e n t o f b u b 岫d u s t 8 n d 舯n 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第二章研究区与研究方法 5 m i n ，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。冷却后，将试管内容物倒入 2 5 0 m l 三角瓶中，用蒸馏水洗净试管内部及小漏斗，将洗液一并倒入三角瓶 中，瓶内总体积应在6 0 7 0 m l 。保持溶液中h 2 s 0 4 浓度为2 3 n ，然后加 2 3 滴邻啡哕啉指示剂，用标准硫酸亚铁滴定至出现砖红色即为终点。 每批样品测定的同时，进行2 3 个标土实验，进行质量控制。 ( 二) 结果计算 土壤有机碳= ( v o v ) n o 0 0 3 1 1 1 0 0 ，烘干土重 土壤有机质= 土壤有机碳1 7 2 4 式中：v 0 为滴定空白实验时用去的f e s 0 4 毫升数； 恤为滴定土样时用去的蹦0 4 毫升数； n 一为f e s 0 4 的当量浓度 0 0 0 3 为1 个毫克当量碳的克数 1 1 为氧化校正系数 1 7 2 4 一为有机碳换算成有机质的平均换算系数 t曩口目壹畸置vd-o茸穹口鬈盘帕窭矗暑譬ll c 毽写 匝密疃扯磐监晶hd笛cn匝 军椒妖蓐奸凶诛器料_=据 杈岱掣扑书辱哩誊瓣k嘏量婚抖 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第三章地表灰尘p a h s 累积的季节变化 第三章地表灰尘戳j e i s 累积的季节变化 由于冬、夏季节气温、降水、风向等的明显差异，城市居民的生活方式和工 业的生产方式等都会受到影响，因而城市地表灰尘中p a h s 的来源、物质组成及 灰尘产生量都会随着季节的变化而发生改变，同时多环芳烃( p a i s ) 本身的理 化性质决定其迁移转化过程也会在不同的季节有不同的规律。上海市地处亚欧大 陆与太平洋交界地区，为亚热带季风区，由于东亚季风是全球最典型的季风，受 其影响，上海市冬夏季节气温、降水、风向等气候特征变化显著，故会造成城市 地表灰尘中的p f m 的含量分布强烈波动。 3 1 地表灰尘冬季累积特征 3 1 1p i a h s 总量 对上海市中心城区地表灰尘冬季样品的调查表明，美国e p a 优控的1 6 种多 环芳烃都能检出，且其总量非常大。p a f i s 总量在6 4 5 0 8 2 8 9 2 8 3 4 5 2 1 n g ，g 之间， 平均值为1 9 1 4 0 8 9 8 n g 倌( 图3 1 ) ，远比长江口潮滩表层沉积物中多环芳烃的含 量高得多，后者p a h s 总量分布在2 6 3 6 3 7 2 耻g 之间，平均为1 6 6 2 n 晚( i j uc t a 1 ，2 0 0 0 ) 。上海市中心城区地表灰尘中b a h s 含量均比潮滩最高值( 吴淞排污口 表层沉积物中p 址i s 的含量6 3 7 2 n g 信) 还要高，平均值是潮滩表层沉积物的1 1 5 倍多，这表明市区p f 气珊的污染水平要远高与长江口滨岸潮滩地区。 从各个行政区来看，在冬季，卢湾区的江南造船厂地表灰尘含量最高，达 9 2 8 3 4 5 2 1 n g 偿，其次是杨浦区，同时徐家汇商业区的地表灰尘也较高，几乎与杨 浦区相当，其余各区相差不大。 同国内其他城市比较，远高于澳门和天津地区降尘中含量，澳门降尘中鼢h s 总量在2 7 2 2 4 8 助g 偿之间( 祁士华等，2 0 0 1 ) ，天津地区冬季降尘中e a h s 总 量在2 5 4 8 4 5 饥g 之间，平均值为2 3 私魄( 吴水平等，珈4 ) ，而低于邯郸 市地表灰尘和茂名市降尘中含量，邯郸市地表灰尘中p a 总量在2 3 3 0 2 0 4 8 舡晚之间( 张洪建等，2 0 0 2 ) ，茂名市降尘中p a h s 总量在2 3 5 2 7 0 舡g 僮 之间( 祁士华等，2 0 0 1 ) 。 兰壅堕焦查兰! 塑! 旦堡圭兰垡焦兰 蔓三里些壅茎尘坠坐耋堕竖壁! 蔓! 坠 冬季 图3 1 冬季上海市地表灰尘中她含量分布 6 9 3 1 1 1 l e 啪证n to f t o b ip a h si u r b a n d u s to fs h 8 n g h a i ( w 砸t e r ) 3 1 2 l 妣i s 组分 从眦i s 的各组分的含量来看，分子量较低的二氢苊和苊稀含量最低，均低 于5 c h l g 惶，而分子量同样低的萘和菲的含量却较高，高分子量的组分普遍含量较 高，其中茚并【1 ，2 ，3 ，- 删芘含量最高，高达3 0 r 7 8 9 9 n g 偿，危害最大的苯并【a 】芘的 含量也比较高，达1 1 8 0 6 6 n 彰g ( 图3 2 ) 。 从眦l s 的环数来看，冬季地表灰尘样品中，2 3 环的低环p a h s 含量较低， 4 环含量相对较高，5 + 6 环含量最高，占总量的7 5 左右( 图3 3 ) 。 这样的组成特征显示，上海市中心城区冬季污染源释放的脚l s 中以高分子 量组分，尤其是5 、6 环组分为主，其中茚并【1 ，2 3 ，c d 】芘产生最高，这和上海市 p a h s 来源有关，详细原因见来源辨析章节( 第七章) ；另一方面，由于低分子量 组分挥发性较强且比较容易降解，而高分子量组分在环境中滞留时间较长，这样 就会使得地表灰尘中的高分子量组分累积较多。 3 1 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文第三章地表灰尘队累积的季节变化 求 鼎 芏 叠 苯 茚并 一 冬季 o5 0 01 0 1 5 帅2 5 0 0 3 0 0 0 含量( n g g ) 图3 2 冬季上海市地表灰尘中b 气h s 不同组分的含量 n 妒- 2 t h e 啪t 蛆t o f m p b n 蛆协o f e 虹k 址u f b 翘d l 硌t o f 轴粕幽t 押h t e r ) 0 2 + 3 环p a h s 含量 图3 3 冬季上海市地表灰尘中e a i i s 的成分关系三角图 f 够3 t 蝴i n r m 呻r i s o f 眦i s i n 恤e u r h n d u s t o f s h a d g h a i ( w i n t e r ) 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第三章地表灰尘队m 累积的季节变化 3 2 地表灰尘夏季累积特征 3 2 1 b s 总量 夏季样品中美国e e a 优控的1 6 p a h s 也都被检出，弹岫总量也非常大，在 5 6 3 2 0 8 6 2 7 7 6 5 7 2 7 n g ，g ，平均值为1 3 3 2 9 5 7 8 n g 鹰( 图3 4 ) 。，同样远比长江口 潮滩表层沉积物中多环芳烃的含量( 2 6 3 6 3 7 2 n g g ，平均为1 6 6 2 n g 倌) 高得多。 从各个行政区来看，夏季，普陀区地表灰尘中p a 地含量最高，其中上海西 站达到2 7 7 6 5 7 2 7 n g ，而冬季最高的卢湾区依然较高，其次是徐汇、闸北，含 量最低处在静安区。 同国内外其他城市相比较，高于澳门降尘中e a 珏s 总量，后者总量在2 。7 2 2 4 8 即g 倌之间( 祁士华等，2 0 0 1 ) ；低于天津地区和美国加利福尼亚州的含量， 天津地区夏季降尘中凇的总量在1 0 3 0 4 8 1 9 嘶g 值，均值为2 1 0 0 0 n g 信( 吴水 平等，2 0 0 4 ) ，美国加利福尼亚州地表灰尘含量为5 8 6 8 呖g g ( r o g g ew ec ta i ， 1 9 9 3 ) 。 3 2 2 舢s 组分 从e a 各组分的含量来看，分子量较低的二氢苊、苊稀和芴含量最低，均 低于3 0 g 值，其中二氢苊在绝大部分夏季样品中都未检测到，而分子量同样低的 萘和菲的含量却较高，高分子量的组分普遍含量较高，其中茚并【1 ，2 ，3 ，_ 。d 】芘含 量最高，高达1 5 8 1 1 7 n g g ，危害最大的苯并【a 】芘的含量也比较高，达1 0 2 2 2 6 n g g ( 图3 2 ) 。 从p a i i s 的环数来看，夏季地表灰尘样品中，2 3 环的低环p a h s 含量较低， 4 环含量相对较高，5 + 6 环含量最高，占总量的6 0 以上( 图3 6 ) 。 这种分布特征与上海市中心城区地表灰尘中e a h s 的来源、累积及迁移规律 有重要关系，另外，也与1 6 种p a h s 自身不同的蒸汽压、分子量及沸点等理化 性质有关。同时，上海市地处亚热带季风气候的区域环境条件也对e f 恤组分的 产生、累积和迁移转化等生物地球化学循环起着举足轻重的作用。 华东师范大学2 0 0 6 届硕士学位论文 第三章地表灰尘p a h s 累积的季节变化 求 矧 兰 矗 州4 d 刁淞 惶4 d h p 6 d y r l 7 d a 扪8 d a 啦0 d l v n 0 d p n d a 帐d 憧7 d 磐勰 置擎) 口1 d 张懈 c n l d 怕3 d 埘 y p l p 阳0 h l q d c d 帆 h 口d 夏季 o1 0 o 1 5 o 约o 麓；0 0 0 图3 4 夏季上海市地表灰尘中眦含量分布 n 9 3 4 1 1 n t e n t o f t o 嘲拙- n u r h n d 岫t 。f 晒硼曲蚰( s 删吐e r ) 苯并 g ，h ，i 菲 茚并 1 2 ，3 一c d 芘 二苯并h 】蒽 苯并【a 芘 苯并 k