多元同位素示蹤研究城市大氣顆粒物中重金屬污染來源

項目摘要

隨著城市化和工業化進程的不斷深入，人類活動造成的大氣重金屬污染日趨嚴重，對眾多生命健康和安全造成威脅。查明城市大氣中重金屬污染來源，並從源頭上加以防治，對實施污染治理、改善城市大氣環境質量具有重要意義。項目選擇經濟較發達、城市化進程較快的泉州市大氣顆粒物為研究對象，分析不同功能區大氣顆粒物及端元物質中重金屬元素含量、賦存形態及總量與形態中Pb、Sr 、Zn、Cd同位素組成特徵，確定泉州市大氣顆物重金屬元素和Pb、Sr、Zn、Cd同位素自然背景值，利用Pb、Sr、Zn、Cd多元同位素結合示蹤技術，結合樣品中相關元素的地球化學特徵和同位素自然背景值，揭示城市各功能區大氣顆粒物中重金屬污染物的主要來源、積累和遷移規律以及對土壤重金屬元素分布、污染的作用與貢獻，利用同位素二元（人為來源和自然來源）混合模型定量地判別各污染源對城市大氣中重金屬元素分布的貢獻，為城市大氣重金屬污染防治提供科學依據。

結題摘要

隨著城市化進程的不斷深入，由人類活動造成的城市大氣重金屬污染日趨嚴重，對眾多生命健康和安全造成威脅。查明城市大氣中重金屬污染來源，並從源頭上加以防治，對實施污染治理、改善城市大氣環境質量具有重要意義。項目選擇城市化進程較快的泉州市、廈門市大氣顆粒物作為研究對象，分析城市不同功能區大氣降塵及潛在污染源物質中重金屬元素含量、賦存形態以及總量與酸可溶相中Pb、Sr同位素組成，確定泉州市、廈門市大氣降塵中重金屬元素與Pb、Sr同位素組成自然背景值，利用Pb-Sr同位素結合示蹤技術，結合重金屬元素的地球化學特徵和同位素自然背景值，揭示城市各功能區大氣降塵中重金屬污染物的來源，利用鉛同位素三元混合模型定量計算各重金屬污染源對城市大氣降塵中重金屬元素分布的貢獻，為城市大氣降塵重金屬污染防治提供科學依據。主要成果：(1)廈門市不同功能區大氣降塵總量鉛同位素組成變化範圍較大，大氣降塵鉛來源較複雜。大氣降塵酸可溶相鉛206Pb/207Pb比值與福建土壤殘渣相比值相差較大，酸可溶相206Pb/207Pb比值明顯小於總量鉛同位素比值，大氣降塵鉛受到人類活動來源鉛的影響較大.（2）廈門市大氣降塵鉛同位素組成與燃煤和母質層接近，主要鉛人為源是燃煤；各功能區酸可溶相鉛同位素組成與燃煤較接近，與母質層相差較大。廈門市大氣降塵鉛主要來自燃煤塵，其次是自然源和汽車尾氣排放。燃煤、汽車尾氣、自然源對廈門市大氣降塵鉛的貢獻分別是48.57%、31.14%、20.29%。(3)鉛同位素二元混合模型計算得到廈門市大氣TSP主要受自然來源(土壤揚塵)的影響，平均貢獻率為77.03%，人為來源（汽車尾氣排放）則貢獻了22.97%。(4)廈門市土壤母質層的87Sr/86Sr特徵值（0.718826-0.736344）與廈門市大氣降塵的87Sr/86Sr特徵值（0.708787~0.711089）相差較大，大氣降塵中的鍶主要受到汽車尾氣、燃煤和海洋源的影響.(5)鉛同位素三元混合模型計算出泉州市大氣降塵中鉛來源主要為土壤母質(29.41%~64.00%)、燃煤塵(22.53%~60.48%)和汽車尾氣(3.13%~13.47%)；87Sr/86Sr和1/Sr分布圖顯示降塵中鍶來源主要為燃煤塵和汽車尾氣.(6)項目標註成果發表學術論文8篇，參加國際會議、國內會議交流論文各1篇，培養博士1名、碩士5名及本科畢業設計10名

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