基于河池灰塵重金屬gis分布特征研究

顏循英

【摘 要】目的：探討廣西區河池灰塵重金屬的分布特征。方法：選取南丹縣大廠鎮、車河鎮兩個地區，設立5個質量檢測點，樣點設置采取網格法，采樣密度為每平方千米1個點，采集地表0～15 cm的粉塵樣品，每個采樣點均使用gis進行準確定位，獲得該采樣點的經緯度坐標，并記錄樣點周圍情況。結果：河池市各個采樣點間的城市灰塵中重金屬砷、鉛、鎘3種重金屬元素含量差異明顯，其總量表現為砷>鉛>鎘，而在可給性（胃相與腸相）中的大小排名最高是鉛元素，其次是鎘元素，最后是砷元素。結論：砷、鉛、鎘3種元素具有相同的污染源，即汽車尾氣、輪胎摩擦、工業化影響等。內環線內重金屬含量明顯高于外環向外，工業區、商業區及交通繁忙的區域是重金屬積累的重災區。

【關鍵詞】河池;灰塵;重金屬;gis分布特征

【中圖分類號】X14 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）10-0059-02

0 引言

灰塵主要是由風干研磨而成粉末的土壤或其他物質研磨精細的粉粒構成，它與土壤不一樣，在一定的外力作用條件下比較容易揚起，從而借助呼吸道與皮膚被人類的身體器官吸收或直接接觸，進而危害到人體的身心健康[1]。灰塵中的細顆粒成分比較復雜，其主要化學成分可以細分為可溶性成分、有機離子、微量元素、碳元素四大類[2]。在城市灰塵中聚集比較明顯的常見微量元素包括Cr、Zn、Ni、Ge及Cu，這5種元素是國內外研究比較多的幾種元素，它們在城市灰塵中的積累具備重要的環境指示意義及比較大的環境污染。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

河池屬于廣西壯族自治區地級市，距離桂林僅315 km，境內地形復雜，結構多樣，地勢呈西北高、東南低。本文數據根據用途分析廣西河池灰塵重金屬的空間分布，該數據來源于GeoSharpV1.0，此軟件被稱為用一個打造屬于自己的網絡地圖數據采集工具箱，它的功能有坐標轉換、數據采集和空氣中物質數據采集。

1.2 樣品的采集

本文選取河池市南丹縣大廠鎮、車河鎮兩個地區，設立5個質量檢測點，樣點設置采取網格法，采樣密度為每平方千米1個點，采集地表0～15 cm的粉塵樣品，每個采樣點均使用gis進行準確定位，獲得該采樣點的經緯度坐標。

1.3 樣品的處理

將所采集到的樣品放置在室內進行風干，過2 mm篩，裝入干凈的樣品袋內備用。準確稱取1.000 g風干后的灰塵置于100 mL的聚三氟乙烯燒杯內，用3滴超純凈水潤濕，加入3 mL優級品質的硝酸、5 mL優級品質的高氯酸、10 mL優級品質的氫氟酸，將聚三氟乙烯燒杯放在150 ℃的電熱板上進行加熱，使其蒸發至高氯酸冒煙約5 min后拿下來靜置冷卻;之后依次加入5 mL高氯酸、3 mL硝酸、10 mL氫氟酸，放在電熱板上進行再度加熱，8 min后關閉電源，靜置過夜后，再次加熱使高氯酸煙冒盡，趁熱加入10 mL王水，在電熱板上加熱至溶液體積剩下2～3 mL，用大約15 mL的超純凈水沖洗杯壁，微熱3～8 min至溶液表面變得清透后，取下放置冷卻;將溶液倒入30 mL有刻度帶聚乙烯的試管內，用超純凈水稀釋至刻度以上，搖晃均勻，使其澄清。移取清液2.00 mL于聚乙烯試管內，再用硝酸稀釋至20.0 mL，搖晃均勻后，置于儀器旁邊待測。

2 實驗與結果分析

樣品烘干過200目篩，經過粉碎、壓制成片后用英國飛利浦公司生產的波長色散型X射線熒光光譜分析儀測定了砷、鉛筆、鎘3種重金屬元素，利用gis統計分析工具對河池灰塵中重金屬含量的空間特征分析包括以下幾個步驟，數學期望概率分布、數據頻率、空間分布趨勢分析，分析結果表明砷、鉛、鎘、砷均屬于對數正態分布（見表1）。

對河池市5個室內/外灰塵樣品的重金屬元素含量進行統計分析，結果見表1。從表1中可以看出，河池市各個采樣點間的城市灰塵中重金屬砷、鉛、鎘3種重金屬元素含量差異明顯，其總量表現為砷>鉛>鎘，即不管是在室內還是室外，河池市灰塵重金屬含量中始終以砷元素為主，鉛元素次之，鎘元素最少。

2.1 重金屬含量室內可給性特征

關于河池市車河鎮、大廠鎮兩地檢測點中砷、鉛、鎘3種元素室內的可給性對比結果見表2。

在砷、鉛、鎘3種元素室內可給性方面，可給性（胃相與腸相）中的大小排名最高是鉛元素，其次是鎘元素，最后是砷元素，其中最為突出的是鉛腸相出現負值;砷元素的可給性數值均比較大，波動起伏比較明顯。

2.2 重金屬含量室外可給性特征

關于河池市車河鎮、大廠鎮兩地檢測點中砷、鉛、鎘3種元素室外的可給性對比結果見表3。

在砷、鉛、鎘3種元素室外可給性方面，砷元素的可給性表現依然突出;鉛元素的胃相與腸相相差較大，鉛胃相數值偏高，最高至151.70，也是3種元素中最高的，而腸相卻偏小，最低甚至達到0.38。

2.3 重金屬含量的空間分布特征

為了更直觀地反映出河池市灰塵重金屬的空間分布情況見表4。

明顯看出河池市灰塵重金屬含量具備非常明顯的空間異質性，砷、鉛、鎘3種元素含量均呈現出以高值區為中心向四周逐漸遞減的趨勢。在可給性方面，各項數據之間的數量關系均為砷>鉛>鎘，在胃相與腸相表現上均如此。

3 實驗結果討論

本文利用gis技術對河池兩個城鎮設置監測點進行檢測發現，砷、鉛、鎘3種元素具有相同的污染源，即汽車尾氣、輪胎摩擦、工業化影響等。基于gis技術，可以很好地反映重金屬污染的空間分布特征，為重金屬污染來源分析、遷移轉化機制研究提供一定程度的思路。

4 結語

本文對基于河池灰塵重金屬gis分布特征進行分析，依托河池灰塵樣品數據的采集與實驗，根據砷、鉛、鎘3種元素含量的分析與對比，對河池灰塵重金屬gis分布特征進行研究。希望本文的研究能夠為基于河池灰塵重金屬gis分布特征提供方法論上的指導。

參 考 文 獻

[1]李鳳全，潘虹梅，日一卜瑋，等.城市灰塵地球化學研究進展[J].物探與化探，2017，33（3）：313-318.

[2]黃敏，楊海舟，余萃，等.武漢市土壤重金屬積累特征及其污染評價[J].水土保持學報，2018，24（4）：135-139.

[3]李海雯，陳振樓，王軍，等.基于GIS的上海城市灰塵重金屬空間分布特征研究[J].環境科學學報，2007（5）.