张国忠, 黄 威, 潘月鹏, 顾梦娜, 吕雪梅, 倪 雪,何月欣, 刘博文, 王跃思**, 田世丽**

河北典型农田大气重金属干沉降通量及来源解析*

张国忠1,2, 黄 威2, 潘月鹏2, 顾梦娜2, 吕雪梅2, 倪 雪2,何月欣2, 刘博文2, 王跃思1,2**, 田世丽2**

(1. 甘肃农业大学林学院 兰州 730070; 2. 中国科学院大气物理研究所/大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京 100029)

重金属是影响农田土壤环境质量和农产品品质的主要污染物, 大气沉降是农田重金属的来源之一。长期以来, 由于观测资料缺乏, 对于我国农业区大气重金属的沉降量和来源认识一直不清楚。本研究基于河北典型农田连续1年的外场观测, 测试分析了大气气溶胶9个粒径段中25种金属元素的含量, 结合干沉降阻抗模型估算了这些金属的干沉降量, 并利用PMF模型对其来源进行了解析。结果表明, 该区域25种金属元素在细粒子(P≤2.1 μm,P为空气动力学直径, 下同)、粗粒子(2.19 μm)中的质量浓度存在较大差异。重金属(如: Zn、Cd和Pb等)主要富集在细粒子, 而地壳源的金属(如: Al、Fe和Th等)主要富集在粗粒子。大多数金属元素的浓度呈现冬春季高于夏秋季的变化特征。Cr是细粒子和粗粒子中质量浓度最高的重金属, 其次为As、Zn、Pb、V和Sb。重金属中, Cr的大气干沉降量最高, 达350.7 mg∙m-2∙a-1, 其次是As、Sb和V, 分别为153.4 mg∙m-2∙a-1、103.1 mg∙m-2∙a-1和102.3 mg∙m-2∙a-1。研究区域大气中金属元素的主要来源为道路扬尘、工业、矿尘、燃煤和机动车排放。巨粒子中的金属主要来自矿尘源(62.0%), 细粒子中的金属主要来自燃煤、机动车和工业源(67.7%)。颗粒物的粒径越小, 人为排放源的贡献越大, 重金属的污染风险(富集因子)也越高。……