元素富集因子

元素富集因子，元素富集因子又稱富集因子法，是用以表示大氣顆粒物中元素的富集程度，判斷和評價顆粒物中元素來源（自然來源和人為來源）的方法。

定義與起源

此法郭頓（C.E.Gordn）於1974年首先用於大氣顆粒物的研究。 1975年Duce等在研究大西洋以北30°高空中的物質組成時，也用到了Zoller等提出的富集因子計算方法，得到了較好的研究成果。因此，研究大氣顆粒物中元素的富集程度，以分析、判斷人為源與自然源對顆粒物中元素含量的貢獻水平，表征顆粒物的來源，是氣溶膠解析元素來源的有效手段之一。

計算

元素的富集因子是以定量評價污染程度與污染來源的重要指標，它選擇滿足一定條件的元素作為參考元素（或稱標準化元素），樣品中污染元素濃度與參考元素濃度的比值與背景區中二者濃度比值的比率即為富集因子，計算公式為：公式中Ci為元素i的濃度，Cr為被選定的參考元素的濃度。對於大氣，則(Ci/Cr)顆粒為顆粒中Ci元素的相對濃度；同樣，(Ci/Cr)背景為地殼中相應元素的相對濃度。然後，把這兩種濃度相除，即為Ci元素的富集因子值，用EF表示。

富集因子法是一種雙重歸一化的計算方法，它能消除大氣顆粒物採樣、分析、風速、風向及離污染源遠近等引起的各種不定因素的影響；所以，它比通常所得濃度（即為絕對濃度）進行比較的結果更為可靠而確切。參比元素的選擇，一般選用地殼中普遍存在的而人為污染來源較少、化學穩定性好、分析結果精確度高的低揮發性元素。國際上多用Fe（鐵）、Al（鋁）、Si（矽）、Ti（鈦）、Sc（鈧）等。上述地殼中元素含量（即地殼的元素豐度）可用地球化學上的數據，如選用梅森（B.Mason,1966）的，也有採用泰勒（S.R.Taylor）的。

判斷

EF值越大，富集程度就越高。近年來人們發現僅僅根據富集因子的大小，往往對污染問題不容易作出正確的判斷，因為影響富集因子的因素很多，而有人提出富集因子相對地殼物質來說大於10才可認為該元素是富集了。即當EF>10時，表明樣品中該元素相對於參考物質被富集或稀釋，是由人為活動造成的，當EF≈1時，則該元素主要來源於地殼或土壤。當某一元素的EF值顯著大於1時，可表明與地殼平均組份對比，該元素在大氣中已被富集.如果EF值小於1，則表明該元素在氣溶膠中貧乏，或表明所用參比物質不屬於氣溶膠的直接來源.考慮到自然界有許多因素會影響大氣中元素的濃度。

由於難以得到土壤的平均組份方面的資料，而在計算富集因子時只好用地殼的平均元素豐度作參比體系。氣溶膠的組份與當地的土壤組份有直接的密切關係，而當地的土壤組份往往與地殼的平均組份有相當可觀的差異，因而也就對EF值有相當的影響，在判斷某元素的富集及其富集來源時需要考慮這一因素。

案例

用此法可判別美國印地安納的大氣顆粒物主要來源於工廠的排放物，而舊金山的大氣顆粒物多數來源於揚塵。我國北京、天津地區用此法所得結果表明，鉛、硫、硒、鉻、釩等元素在顆粒物中富集較高，它們大多由人為活動而來。Ni、Pb、Zn是與人類活動密切相關的元素，Ni主要是由燃煤、冶煉和柴油車廢棄所致，Zn主要是由輪胎的磨損、鍍鋅材料和橡膠產品中鋅化合物的使用所貢獻的，Pb是燃煤或燃油飛灰中的典型元素。北京大氣顆粒物中平均約有50%（按重量計）來源於土壤或風沙。

已經發現有29種元素在邊遠清潔大氣中具有很高的EF值，其值自7直到4000(以Al作參比元素）這些元素按其EF值分組排列如下:7一70，Cr、Cs、V、W、B、Ni、Ge;70一400，H、In、Cu、Mo、Bi、Zn、As;400一4000，I、Hg、S、CI、Au、Ag、Sn、Sb、pb、Br、Cd、Te、Se、C、N。這種現象首先在加拿大北部發現，後在南美洲，以至南極也曾發現.對於這些元素的反常富集過程尚未研究清楚。各種自然過程都有可能造成某些元素的反常富集，例如天然岩石礦物的揮發、自然燃燒、火山活動、海面水滴微粒的形成、生物排放以及其他地面物理、化學和生物的作用.各種人類活動當然也有可能造成某些元素的反常富集，例如工業污染物和大規模爆炸試驗等污染物的長距離傳輸等.至於城市大氣中某些元素的富集可能主要來源於人類活動，但是自然因素的影響也要具體分析考慮，輕易作出判斷往往會得出錯誤結論。