袁慧敏，郭芳茹，王伟娜

（山东鼎安检测技术有限公司，山东 济南 250032）

环境空气中的颗粒物是指在大气环境下，均匀分散在气溶胶体系内中的非气体形式的固状物，通常情况下以固状颗粒或液态胶体形式存在，气溶胶体系是大气环境中结构较复杂分布相对不均匀的体系。TSP是对悬浮在空气中颗粒物的总称，其颗粒物直径大约在100μm之内，直径的大小是评价环境空气质量好坏的关键指标。环境空气中可吸入的颗粒物直径通常小于10μm，这些颗粒物中重金属元素的危害最大，相关调查数据表明，若人体长期处于重金属元素超标的大气环境中，颗粒物在人体呼吸系统中长期积累，会造成肺器官的功能衰竭等一系列呼吸系统疾病，尤其对于儿童、老人或自身免疫力系统功能较低的人来说，患病几率更高，必须予以重视并严密监控。通过研究环境空气中重金属元素的分布特性，发现其存在规律，为有针对性治理提供依据。

1 环境空气颗粒物中重金属元素分布特征

1.1 依照时间变化分析重金属元素在大气中的分布特征

随着工业技术的发展，重金属元素的排放量呈现逐年递增的趋势。根据相关调查数据显示，季节变化是环境空气颗粒物中重金属元素的含量高低的关键影响因素，由于夏季为雨水多发季节，降雨量是改善环境空气质量的重要因素，因此颗粒物中的重金属元素含量明显比冬季环境空气颗粒物中的重金属元素含量低，对应的空气质量要高[1]。相应的，由于冬季为采暖期，大量煤矿的燃烧会释放废气废渣，推高了金属元素在大气环境中的含量。

1.2 依照区域性分析重金属元素在大气中的分布特征

随着经济市场的工业化发展，工厂所排放的大量含有重金属元素的废渣也对环境空气质量造成很大的影响，大气颗粒物中所含的重金属元素主要有铍、铜、锌、铝、锰等，在诸多的重金属元素中，Al、Pb、Zn三种金属元素含量最高；Mg、U、Ti金属元素含量最低。其中工业区域内环境空气颗粒物中重金属元素的含量要高于城市居民区域，主要含Al、Cu、Zn、Mn等工业金属，根据环境空气中具体重金属元素所占比例的大小与颗粒物在空气中的浓度可得出环境空气颗粒物中所含重金属元素的质量分数，质量分数是衡量环境空气中重金属分布特征的最直接的体现，具体计算如下公式所示。

如上述公式所示，T为环境空气中具体重金属元素所占比例的大小，D为颗粒物在空气中的所占浓度，根据上述公式可计算出具体某一重金属元素B在环境空气中的质量分数w，依照铍、铜、锌、铝、锰等金属元素在环境空气中的分布情况，对其金属元素的质量分数进行相应的计算，结果如下表1所示。

表1 环境空气颗粒物中重金属元素质量分数

分析表1的数据，环境空气颗粒物中所含重金属元素对应的质量分数，重金属元素Zn在环境空气中的分布最高，对环境造成的污染程度最高，依次为铍、铜、锰等，因此工业密集区域环境空气颗粒物重金属元素超标严重，非工业区环境空气质量较好。

2 环境空气颗粒物中重金属元素检测方法

根据上述对环境空气颗粒物中重金属元素的分布特征分析，针对环境空气中重金属含量高区域，采用如图1所示的重金属元素检测方法分析。

根据环境空气重金属元素检测流程，首先选取合理的环境空气颗粒物监测点，监测点需具有较强的代表性，以检测点为中心，50m之内为检测半径，圈定待检测的区域，提取环境空气样本。其次使用“全消解”的方法进行样本颗粒物中重金属元素的检测[2]。第一步将提取的样本进行滤膜过滤，收集大气中的颗粒物，将颗粒物样本放置于马沸炉设备内，将设备升温至300oC，保持此温度30min～40min，将设备温度持续升高至525℃～555℃，对设备内样本进行灰化处理，经30min～40min后，观察设备内样本直到颜色与土壤颜色相近时，将设备内样品取出放置室温下进行冷却处理。在处理后的样本中滴入3～5滴97%浓度以上的酒精溶液，样品与溶液完全混合后，根据样本质量，加入0.05g～0.25gNaOH固体试剂。

图1 重金属元素检测流程

将样品二次放入马沸炉设备中，将设备升温至500oC，大约需要5min～15min后，待放置的样本试剂完全溶解。最后取出设备熔炉放置10min～15min，在样本中加入5ml～10ml约90℃的热水，在加热设备上不断搅拌并提纯，同时准备2ml～5ml的HCl溶液放置在透明试管中，将混合液析出的晶体放入试管中与盐酸溶液进行混合，使用少量的0.1moL/L-1HCL进行设备熔炉的冲洗，将冲洗后的溶液放在烧瓶中与晶体溶液一同稀释至50ml/cm3，将混合液摇匀，使用滴管在ICP-MS设备上进行少量多次的检测，依照不同金属在设备中呈现的光谱形态不同，分析对应金属元素的含量。上述方法对于钠、镁、铁、钾、钙等常用金属元素均适用。

3 结论

文章对环境空气颗粒物中重金属元素分布特征展开了分析，依照时间性及区域性进行重金属分布特征的研究，结合金属检测设备进行环境空气颗粒物中重金属元素的检测方法研究。结合文章上述的分析，空气中Zn、Pb金属元素的含量较高，重金属元素带来的不仅仅是对大气环境的污染，同时受到影响的还有水质、土壤等相关的生态化问题，政府应当加大对环境空气颗粒物中重金属元素的监督管理问题，为建设可持续发展的生态化城市提供技术指导。