左竟成+杨力

摘 要：按功能区在重庆市主城区范围内采集了15个街道地表灰尘，分析了其中As、Cd、Cr的含量，并评价了重庆市主城区地表灰尘As、Cd、Cr的污染特征。结果表明，地表灰尘中As、Cr、Cd平均含量分别为261.38、104.82、5.02g/g，重庆市地表灰尘重金属As、Cd、Cr的污染程度与国内外其他城市相比并没有明显的差异。地表物重金属的污染程度显著受到交通与功能定位的影响，即车流量越大，污染越重，且繁华区>工业区>其他功能区。

关键词：城市污染；地表灰尘；重金属

中图分类号：S132 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170833217

近年来，重庆经济发展迅速，工业快速增长，伴随而来的环境污染也逐步显现。街道灰尘是城市生态环境的重要组成部分，其质量优劣与城市生态环境及民众健康等具有较大关联性[1]。虽有学者已开展城市街道灰尘的相关研究工作，但由于起步较晚，研究不够深入，特别是对街道灰尘中重金属污染的研究更少。

城市地表尘土中污染物来源很多，如汽车排放、工业企业、人为活动、大气污染物沉降等[2-5]。这些污染物逐渐积累、沉积于城市街道表面，形成地表灰尘。因此，地表灰尘是城市地表最重要的容纳和提供地，可直接反映城市的污染特征和状况，地表灰尘成为城市污染研究中一个极为重要的课题。通过对重庆市地表灰尘重金属及相关环境因素的测定，能够准确全面地反映重庆市的环境质量及其发展趋势，为其环境管理、污染源控制和环境规划提供科学的依据。

1 研究方法

1.1 采样点选取

重庆市主城区包括渝中区、江北区、沙坪坝区等，其基本特征见表1。

地表灰尘的积累迁移受大气沉降、地形地貌、土地利用、交通、地面覆盖物等诸多因素共同影响，具有随机性、间歇性和突发性等特征。因此，对采样点周围的地理环境、交通等状况进行事前调查是地表灰尘研究中的重要环节[2]。本研究按功能属性进行布点和采样，将功能属性分成3大类：繁华区包括商贸区和交通区；工业区；其他功能区包括居民区、医院、旅游区、文教区。采样的地点分布在能代表各行政区功能属性的地点，包括：沙坪公园、大渡口、工学院、李家坨、工商大学、新牌坊、朝天门、红岩村、北碚新城、学田湾、五里店、菜园坝、铜元局、花卉园、高滩岩。各采样点的行政属性和功能属性见表2。

1.2 样品采集

主城区街道清扫时间多在06：00—14：00之间，故本研究采样时间为15：00—17：00，且时间固定。采样季节和天数可随研究需要任选。采样时应记录采样点位置与环境特征等。Sartor等研究表明，在距街道边坎约15.2cm范围内，聚集了街道近80%的地表物总量，因此采样在距离街道边坎25cm的范围内进行。样点收集范围一般为2～5m2，采用人工清扫采样，先用毛刷收集采样区域内的地表物，再收入塑料带中。样品取回实验室后，可用自然风干或烘干，烘干时温度约60～100℃。待干燥以后，将样品过筛，装瓶待测。灰尘样品分析方法与土壤分析类似 [3]。

1.3 样品化学分析

1.3.1 分析方法来源

本研究中，针对不同的重金属采用不用的分析测定方法：地表灰尘中Cr、Cd使用原子吸收分光光度法；地表灰尘中As采用比色法测定[3-4]。

1.3.2 分析方法步骤

样品中的As，经HNO3、H2SO4分解后，转变成H3AsO4·1/2H2O，它在酸性溶液中还原。产生砷化氢气体（AsH3），将此气体净化后与AgDDC经过作用身成红色胶体银。经吸光度测定其浓度。测定铬时，用磷酸、硫酸、硝酸混合液消煮土样，使铬转化为可溶态进入溶液。滤去残留物质后，用高锰酸钾将铬氧化成六价铬，除去多余的高锰酸钾后，使六价铬在酸性环境下与DPC反应，生成稳定的紫红色络合物，在540nm波长进行分光光度测定。

测定镉时，先称取1.00g样品，放入150mL三角瓶中，加少量去离子水润湿。缓慢加入王水，使其与样品充分混匀。放在电热板上保持微沸，直至近干，再加入5mL浓盐酸，继续消煮至样品呈白色。取下三角瓶并加入10mL去離子水。用滤纸过滤于50mL容量瓶定容、摇匀、备测。

1.4 评价标准

采用国家土壤环境质量标准（GB 15618—1995）规定的三级标准值（表3）作为评价标准。

1.5 污染评价方法

采用多重比较、聚类分析法、富集系数评价和对应分析4种分析方法对本研究得到的数据进行评价和分析[3]。

2 结果与讨论

2.1 重庆市地表灰尘As、Cd、Cr的赋存量分析

通过对各采样点样品进行检测分析，可知重庆市地表灰尘As、Cd、Cr的赋存量（表4）。由表4可知，重庆市地表灰尘中As浓度为108.61～527.76μg/g，Cd为2.20～7.80μg/g，Cr为14.64～318.16μg/g，不同区域街尘中3种重金属的浓度差异巨大，这可能与各区域的功能属性、人为活动程度和汽车排放等有关。

2.2 污染特征及评价

表4反映各采样点重金属含量在0.5%显著水平下的显著性关系，有相同字母表示无显著性，反之。

由表4可知，大渡口和五里店与其他采样点存在显著性差异，也说明各城区地表灰尘中重金属污染比较平均，工业和交通集中区域比其他地区污染严重。

图1 聚类分析

根据表4对砷、镉、铬进行聚类分析法分析得图1。由图1可知，工商大学的地表灰尘中重金属综合污染最严重，其次是大渡口、铜元局，地表灰尘中重金属中度污染，分为第二档；最后工学院、学田湾、五里店、新牌坊、沙坪公园、北碚新城、李家坨、高滩岩、花卉园、菜园坝、朝天门，红岩村地区组成第三档，第三档地区所受As、Cd、Cr重金属污染程度相对较低。endprint

采用内梅罗评价方法计算富集系数，表5是以采样点土壤中相关重金属含量作为标准值，分析可知重庆城区地表灰尘As、Cr、Cd污染较为严重，其中As污染最严重，而Cr、Cd污染相对较轻。

根据2.1节测试结果，对重庆主城区地表灰尘As、Cr、Cd污染进行分析，可得图2、图3和图4。分析可知，重庆市地表灰尘中重金属污染有以下特征：

重金属含量受交通影响巨大。所测3种重金属中，As、Cd、Cr重金属含量，在作为交通繁华区的地区，重金属含量明显高于其他采样点。而同样是车流量较大的南岸，重金属含量也比其他采样点偏高。而作为文教区重金属含量较高，估计也与该区距离交通繁华区较近的缘故。

工业区重金属含量高于其他区域，但低于交通繁华区。除个别值以外，重金属含量交通繁华区>工业区>其他功能区。

与重庆市土壤背景值相比，地表灰尘重金属浓度以As与Cr最高，其次为Cd。除个别污染严重地区以外，大都接近或低于土壤背景值。

将重庆市主要重金属污染物同其他城市比较（表6、图5），结果表明，重庆市地表灰尘As、Cd、Cr的污染程度与国内外其他城市相比没有显著差异[6]。

3 结论

对重庆市主城区15个采样点的地表灰尘样品进行分析，得到地表灰尘中Cr、Cd、As平均含量分别为104.82、5.02、261.38μg/g。对结果进行显著性分析表明，大渡口和五里店与重庆城区其他采样点存在显著性差异，其中大渡口的地表灰尘汇总Cr、Cd、As最为严重。进行聚类分析、富集系数评价后发现，重庆市地表灰尘中As的污染情况最严重，且繁华区和工业区污染较重，顺序依次是交通繁华区>工业区>其他功能区。与国内及世界上纬度相近的城市相比，污染程度接近。

参考文献

[1]张从.环境评价教程[M].北京：中国环境科学出版社，2002.

[2]奚旦力.环境监测[M].北京：高等教育出版社，1987.

[3]何增耀.环境监测[M].北京：中国农业出版社，2002.

[4] Darren D.，R.Tomlinson and P.Williams，Pollutant concentration in road runoff：Southeast Queensland case stu- dy，j.of Envir.Engrg[J].ASCE，2000，126（4）：313-320.

[5] J.B.Ellis，D.M.Revitt et al.，The contribution of highway surface to urban storm water sediments and metal Loa-ding[J].The Science of the Total Environment，1987（59）：339-349.

[6]環境污染物分析方法研究协作组编.环境污染分析法[M].北京：科学出版社，1979.endprint