城市环境地球化学调查研究方法综述(2)
2013-05-05 01:04
导读：农业土壤与城区内土壤不同, 除了农用化学品外,大气沉降、污水灌溉、垃圾填埋场等都会对农田中的重金属积累产生重要影响。对这部分的污染评价, 比较
农业土壤与城区内土壤不同, 除了农用化学品外,大气沉降、污水灌溉、垃圾填埋场等都会对农田中的重金属积累产生重要影响。对这部分的污染评价, 比较有效的评价方法是地质积累指标法(Igeo)和富集因子法(EF)。对大气污染物的评价, 富集因子法尤为有效。
2.2.2生态效应评价
( 1) 气溶胶的生态效应评价。大气固体悬浮物的粒径大小具有来源特征, 粗粒源于陆地尘埃, 而细粒源于燃料的燃烧[13]。颗粒越细, 危害越大, 极细的颗粒物可通过呼吸进入人体, 粒径小于10μm (PM10), 尤其是小于<2.5μm(PM2.5)的粒子, 会导致哮喘, 甚至死亡[14]。因此, 生物圈气溶胶中的重金属含量具有高度的生态风险性。
( 2) 元素生物有效性评价。研究元素生态效应的常规方法是连续偏提取法, 在城市环境调查中, 也有相关的研究实例, 如Zhai等调查发现, 代写医学论文 由交通引起的人为源的Pb主要以有机质吸附和铁- 锰氧化物态存在[4]; 香港和伦敦的路尘中, Pb, Zn主要以铁锰氧化物相存在, Cu主要以有机质吸附态存在[15]。影响降尘中元素有效性的重要因素是降雨的pH值。一般情况下,在较低pH条件下元素易于溶解, Alloway等报道其可溶性Cd平均为总量( 降尘量) 的60%[16]; 这可能是由于人类活动输入的硫和氮的氧化物使雨水酸化。因此,在易出现酸雨的城市区域具有较大的生态风险性。
3 城市环境地球化学调查应解决的重点问题
3.1 开展城市环境的立体空间调查
目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤和大气, 缺乏系统的地下水及地表水资料。在城市环境的地球化学元素循环过程中, 起源于自然地质作用和人类活动的元素在土壤- 大气- 水- 生物系统内迁移转化, 借风力作用进入大气中的元素通过干湿沉降进入土壤和水体。世界各国所进行的城市环境地球化学调查, 获得了大量土壤和大气颗粒物等方面的资料, 但结合水体和生物样的调查不多。如果采样介质涵盖环境生态系统中的各个环境因子, 将有助于综合分析重金属元素在城市环境系统中的迁移转化规律, 建立元素在城市环境系统中的循环演化模型。
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3.2 确定城市环境调查的污染指示物
城市区域内浅层土壤样及农业土壤深、浅层样是目前国际上广泛使用的城市环境调查指示物, 但是,以何种粒度的样品作为指示物尚没有统一。Birke等在柏林市的土壤调查中分析了<2mm粒度样品[3], 代写职称论文而有的作者用沉积物中<2μm的粘土组分进行污染评价, 而用<63μm的泥粒作相态分析[17]。细粒组分含有更多的粘土矿物和有机质, 对重金属元素的吸附力强, 使重金属元素倾向于在细粒组分中富集[1], 所以表层土壤的细粒组分, 如<63μm适于作为污染评价的指示物。
其次是大气颗粒物或是气溶胶。由工业排污、燃料燃烧、机动车交通等引起的污染物, 多以气态、颗粒物或气溶胶等形式存在[5]。一般情况下, 污染物含量依赖于粒径大小, 颗粒越细, 越具有毒性效应[16], 因此Fairley等认为, PM2.5适于作为颗粒物质引起的风险评估[17]。
另外, 重金属通过自然作用和人类活动进入大气圈, 它们主要以分子或颗粒物形式通过大气圈进行大规模的迁移[18]。在英国城市区域内Cd 的大气沉降速率为3.9～29.6g/hm2·a, 郊区为2.6～19g/hm2·a[7]。所以,城市区域内的表层土壤和路边尘土是大气沉降污染的有效指示物。
3.3 城市环境质量标准的建立
城市环境质量标准是城市环境污染评价、城市环境监测、保证大众身心健康的重要依据, 环境质量标准的建立, 依赖于大量的调查资料、科学的工作方法和实验结果。上已述及, 城市环境地球化学调查的指示物包括表土、降尘、大气颗粒物等, 不同的指示物应有各自的限度值。2000年, 世界卫生组织制定了大气质量标准, 如Pb, Cd的大气质量标准分别为500, 5ng/m3(WHO, 2000)。作为城市环境污染重要指示物的尘埃及表土等介质中的污染限度值还没有统一的标准。
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