鎮江市大氣顆粒物PM2.5中鎘污染現狀及評價

吳海華 吳婷婷 曹寅瑩

摘要：通過大量的實驗數據，分析了鎮江市大氣PM2.5中鎘的污染狀況，以及大氣PM2.5中鎘濃度在四季變化中的特征。結果表明：工業區鎘濃度明顯高于生活區，鎘的濃度變化趨勢隨時間的變化呈現出一致性。

關鍵詞：細顆粒物;鎘污染;鎮江市

中圖分類號：X501

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）4-0134-02

1 引言

顆粒物在我國環境污染中是主要污染物，其中的PM2.5是指空氣動力學直徑小于2.5 μm的顆粒物，通常又叫細顆粒物[1]。PM2.5中攜帶大量有毒重金屬和有害有機物，其中鎘容易通過肺和消化道途徑進入人體，對人體多臟器如腎、肝、腦、骨胳及血液系統均可產生毒性。鎘中毒還有致癌、致畸等毒性作用。鎘對人體腎臟的損傷最常發生，較高劑量的職業暴露，可能引起明顯的肺臟損傷[2]。隨著社會經濟的快速發展以及工業化進程的不斷深入，人類活動釋放出大量的鎘，尤其在冶金、電鍍工業區附近鎘的含量更高[3]。因此，測試大氣PM2.5中的鎘很有必要。

鎮江市地形大勢表現西高東低，北依長江，東部地區是平原，建有國家級的經濟技術開發區，園區內工業企業眾多，是鎮江市主要的顆粒物及鎘的排放源。下面就大氣PM2.5中鎘的含量測試分析和討論。

2 實驗部分

2.1 實驗儀器與試劑

主要儀器：X2 Series電感耦合等離子體質譜儀（美國賽默飛世爾科技公司）、大氣PM2.5采樣器（武漢天虹儀表有限公司）、DEENA智能石墨消解儀（美國Thomas Gain）等。

試劑：5.55% HNO。-16.75% HC1，混合標準調諧液、標準中間液、內標溶液。

2.2 樣品的采集

根據鎮江市的區域分布和功能區特點，選取4個國控空氣自動站為調查點（市疾控中心、職教中心、丹徒新區、新區辦事處），兩個功能區作為監測點，江蘇大學邊界（生活區和商業區）和華科電鍍廠界（工業區）。江蘇大學邊界是鎮江市重要的生活居住區和商業區，華科電鍍廠界是全市最大的重金屬風險源，一共設立6個監測點位作為大氣環境質量監測點（圖1）。

4個環境空氣自動監測站使用TH2000PM型β射線大氣顆粒物濃度監測儀自動采集，設定流量16.67 11min，2016年1月至2017年2月，共采集濾膜83個樣品，每次采樣時間24 h。兩個手動采樣點位（文化商業區和工業區代表）采用大氣綜合采樣器TH-150采樣，流量100 L/min，2017年2月采集6個手工樣品，每次采樣時間24 h。并且詳細記錄采樣條件。

2.3 實驗分析操作

Beta射線法自動采集樣品濾膜在采樣前不需要前處理，手工采樣的石英濾膜采樣前需進行平衡和稱重。采樣后的樣品濾膜用5.55% HNO。-16.75%HC1的酸體系石墨消解，15 min升溫至100℃并保持2h;冷卻10 min后將消解管蓋子移走，加入10 mL超純水，50%高度搖動15 s;定容至50 mL，用0.45 ）μm濾膜的針孔過濾器過濾后上機測定。

3 結果與討論

3.1 鎮江市生活商業區與工業區域PMz.s中鎘的濃度水平

按照實驗方法，以居住、文教、商業混合區和工業區為代表的江蘇大學和華科電鍍廠外界兩個點位設置采樣點，采用石英濾膜同時人工采樣，共采集6張24 h濾膜進行分析，預處理后進行含量測定，并根據采樣體積計算濾膜中鎘的體積濃度。測定結果見表1。從中可以看出，具有代表性的兩個點位，元素Cd滿足GB3095- 2012《環境空氣質量標準》中規定的年平均0.005 μg/m³要求[4]，居住商業區的濃度明顯比工業區要低很多。

3.2 鎮江市PM2.5中鎘元素季節變化特征

鎮江位于江蘇省西南部，東部沿海、屬于亞熱帶季風氣候，具有四季分明、溫暖濕潤、熱量豐富、雨量充沛的特點，受大陸、海洋及來自南北天氣系統的影響，氣候比較復雜。最明顯的是：風力偏大，春、秋、冬季北向風;夏季高溫多雨。

以丹徒新區、職教中心、新區辦事處和市監測站4個自動站位為采樣點位，自動采集濾膜分析PM2.5中Cd元素的季節變化規律。2016年1月至2017年2月，共采集濾膜83個樣品（24h），從表2中可以看出：以4個自動站為監測點位考察鎮江市的PM2.5中Cd元素時，其濃度隨季節變化明顯，Cd元素春、夏、秋、冬四季的濃度值均小于《環境空氣質量標準》GB3095 - 2012中規定的標準限值0.005 μg/m³3，但冬季的平均值較其他三個季度值高，這是因為天氣寒冷，大氣對流不活躍，氣流以下沉為主，不利于空氣中污染物質的擴散[5]。

4 結語

總體來看，代表鎮江市居民商業區和工業區的兩個監測點位PM2.5中鎘的濃度符合GB3095 - 2012《環境空氣質量標準》中規定的年平均0.005 μg/m³要求，工業區點位PM2.5中鎘的含量比文化商業區點位高出2倍，主要是由于該點位處于工業較為聚集的區域，尤其點位周邊聚集了電鍍工業園、發電廠和大量化工企業。春夏秋冬四季變化特征中，PM2.5中鎘元素濃度秋季<春季<夏季<冬季，濃度限值也滿足標準規定的限值要求，但冬季數值略高，這可能跟鎮江氣候對PM2.5濃度影響相似。

參考文獻：

[1]國家環境保護總局.空氣和廢氣監測分析方法[M].4版，北京：中國環境科學出版社，2007：4～27.

[2]郭篤發.環境中鉛和鎘的來源及其對人和動物的危害[J].環境工程學報，1994（3）：71～76.

[3]李晶，凌其聰，嚴莎，等.武漢市重工業區周源環境中鎘的發布及其危害性[J].長江流域資源與環境，2010，19（10）：1219～1225.

[4]國家環境保護總局.環境空氣質量標準GB3095 - 2012[S].北京：中國環境科學出版社，2012.

[5]李立忠，朱璐，金焰，等.黃石市大氣顆粒物的特征分析[J].中南民族大學學報（自然科學版），2017（4）：14～16.