北京市道路塵土典型土樣粒度與成分分析*

王曉燕，崔華勝

（北京市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)計(jì)科學(xué)研究所，北京 100028）

道路路面污染物由行人丟棄的固體廢棄物、落葉、不同粒度分布的塵土污染物等組成。固體廢棄物指人為因素造成的污染，包括煙頭、紙巾、塑料袋等垃圾。路面的落葉指自然因素造成的污染，因季節(jié)因素其在總的道路路面污染物中所占比例有所不同，秋冬季節(jié)，尤其是深秋季節(jié)，落葉會(huì)成為路面污染物的主要構(gòu)成部分。不同粒度分布的塵土污染物是指能夠檢測(cè)到的具有一定粒度分布的塵土顆粒物，粒度約在3 mm 以下。經(jīng)研究，路面塵土污染物主要由粒度在500 μm 以下的塵土組成。500 μm 以下的塵土的粒度分布、成分組成是筆者研究的主要對(duì)象。

1 典型土樣來(lái)源

2010 年，課題組沿北京市三環(huán)路輔路采集了52個(gè)點(diǎn)段的路面塵土樣品，樣品經(jīng)粗分前處理后，經(jīng)500 μm 的篩網(wǎng)過(guò)濾后，對(duì)篩下物進(jìn)行粒度分析。粒度分析研究所用的儀器為美國(guó)Microtrac 的S3500 粒度分析儀，其測(cè)量范圍為0.25～1 500 μm，從0.25～500 μm 共獲得42個(gè)粒級(jí)的數(shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果給出每一粒度組分的百分含量，并提供粒度分布曲線和累積曲線，每個(gè)采樣點(diǎn)的土樣做3 次粒度分析，用平均值作為最后檢測(cè)的結(jié)果。52個(gè)采樣點(diǎn)的粒度分析完成后，經(jīng)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，粒度分布特征劃分為3 類。第1 類為以第26號(hào)采樣點(diǎn)為代表的土樣，約占總采樣點(diǎn)的60%；第2 類為以第31號(hào)采樣點(diǎn)為代表的土樣，約占總采樣點(diǎn)的10%；第3 類為以第45號(hào)采樣點(diǎn)為代表的土樣，約占總采樣點(diǎn)的30%。表1 為第26號(hào)、第31號(hào)、第45號(hào)采樣點(diǎn)的典型土樣來(lái)源。

表1 典型土樣來(lái)源

2 典型土樣粒度分布特征

采回的土樣經(jīng)篩分預(yù)處理后，進(jìn)行干法粒度分析，粒度分布呈現(xiàn)特征見(jiàn)圖1～3。

圖1 1號(hào)土樣粒度分布曲線

圖2 2號(hào)土樣粒度分布曲線

圖3 3號(hào)土樣粒度分布曲線

由圖1～3 直觀地看出，1號(hào)土樣粒度在350 μm以下，成雙峰分布，峰值分別出現(xiàn)在74、209 μm 附近，峰值分別為14%、11%，約占總土樣樣本的25%；2號(hào)土樣粒度在250 μm 以下，成單峰分布，峰值出現(xiàn)在52 μm，峰值為13%；3號(hào)土樣粒度在300 μm 以下，成不連續(xù)分布，不含一些粒度范圍的成分，出現(xiàn)3個(gè)峰值，分別在44、105、249 μm，峰值分別為13%、32%、26%，約占總土樣樣本的71%。呈現(xiàn)以上分布的原因初步推斷與采樣點(diǎn)車(chē)流、人流活動(dòng)及道路清掃保潔有關(guān)。

3 典型土樣成分分析

將3 份典型土樣，用X 射線熒光光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，各典型采樣點(diǎn)分別分析出26、29、28 種元素（氧化物），結(jié)果見(jiàn)表2～4。

表2 1號(hào)土樣成分

表3 2號(hào)土樣成分

表4 3號(hào)土樣成分

由表2～4 直觀地看出，典型土樣的主要成分為SiO2、CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、Na2O、K2O，分別約占總量的78%、85%、89%，其他差異主要表現(xiàn)在微量元素及其氧化物的含量。

圖4 為典型土樣元素譜曲線。

圖4 典型土樣元素譜

由典型土樣成分對(duì)比圖4 可以看出，3個(gè)典型土樣的成分差異性并不明顯，成分譜及元素譜曲線走勢(shì)基本一致。

與土壤背景值相比，Si 略低于背景值，低于背景值的倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；Al 呈現(xiàn)2 低1 高于背景值的情況，但倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；Ca 高于背景值，高于背景值的倍數(shù)為3～4 倍；Mg 高于背景值，高于背景值的倍數(shù)為2～3 倍；Na 略高于背景值，高于背景值的倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；Fe 略低于背景值，低于背景值的倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；K 呈現(xiàn)2低1 高于背景值的情況，但倍數(shù)在1 倍以內(nèi)；其他微量元素諸如P 高于背景值，高于背景值的倍數(shù)為2～3 倍。元素值高于背景值倍數(shù)越高，說(shuō)明道路塵土中該元素受到較大的人類活動(dòng)的干擾。如果要解析道路路面塵土成分的來(lái)源需經(jīng)進(jìn)一步的采樣、粒度分析、成分分析等試驗(yàn)，采用多點(diǎn)測(cè)量取平均值的方法，以科學(xué)的方法進(jìn)行路面塵土元素的源解析。