【摘要】：街道灰塵是城市生態(tài)環(huán)境的重要細(xì)胞之一,其質(zhì)量好壞與城市水、大氣環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以及人群健康質(zhì)量等具有較大的關(guān)聯(lián)性。重慶市直轄以來(lái),雖已陸續(xù)開展了城市街道灰塵的相關(guān)研究工作,但由于起步較晚,許多研究?jī)?nèi)容尚未深入,特別是街道灰塵中持久性有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物涉及更少。本文采集了重慶市主城區(qū)不同行政區(qū)、不同功能區(qū)40個(gè)典型街道的地表灰塵,分析了灰塵的粒徑組成、主要污染物質(zhì)賦存含量、功能區(qū)空間格局,評(píng)價(jià)了街道灰塵污染物的危害程度,初步分辨了街道灰塵主要污染物的來(lái)源,表征了街道灰塵污染物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與健康風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于維護(hù)重慶市主城區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,保障人群健康具有重要的理論指導(dǎo)意義,也可為重慶市“創(chuàng)建國(guó)家環(huán)境保護(hù)模范城市”和“五個(gè)重慶”建設(shè)中的街道灰塵污染的綜合防治提供科學(xué)依據(jù)。 首先,通過(guò)多重套篩、比重計(jì)和激光散射分析儀器相結(jié)合的方法,研究了街道灰塵的粒徑分布特征,結(jié)果表明重慶市主城區(qū)街道灰塵的粒徑分布呈雙峰趨勢(shì),第一眾數(shù)粒徑為0～0.01mm(占36.13%),第二眾數(shù)粒徑為0.1～0.25mm(占28.24%),因此灰塵顆粒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)多為懸浮搬運(yùn),由此帶來(lái)的大氣顆粒懸浮和對(duì)人體呼吸系統(tǒng)的危害,應(yīng)引起足夠重視。在0～0.01mm粒徑中,各粒級(jí)含量服從正態(tài)分布,分布頻率最高的粒徑范圍在338.49～6169.90nm,平均為2496.91nm,且平均粒徑分布趨勢(shì)為工業(yè)區(qū)交通區(qū)居民區(qū)商貿(mào)區(qū)文教區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)旅游區(qū)。 其次,通過(guò)測(cè)試0～0.25mm粒徑中的萘(NAP)、苊烯(ANY)、苊(ANA)、芴(FLU)、菲(PHE)、蒽(ANT)、熒蒽(FLT)、芘(PYR)、屈(CHR)、苯并[a]蒽(BaA)、苯并[b]熒蒽(BbF)、苯并[k)熒蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚苯[1,2,3-cd]芘(IPY)、二苯并[a,h]蒽(DBA)、苯并[g,h,i]傒(BPE)等16種PAHs賦存含量,分析街道灰塵PAHs的空間分布特征,分辨街道灰塵PAHs的來(lái)源,表征街道灰塵PAHs的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與健康風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明：(1)重慶市街道灰塵多環(huán)芳烴總濃度(∑16PAHs)含量范圍為0.443～19.746mg/kg,平均為4.204mg/kg,處于較低水平。變異系數(shù)分析結(jié)果顯示,風(fēng)險(xiǎn)較高的中高環(huán)組PAHs來(lái)源較為一致,而風(fēng)險(xiǎn)較低的低環(huán)組PAHs來(lái)源則較為復(fù)雜。(2)重慶市街道灰塵16種PAHs中,比例最高的為4環(huán)PAHs(61.75%),其次為3環(huán)PAHs(14.80%)與6環(huán)PAHs(11.52%)；不同采樣點(diǎn)之間、不同行政區(qū)之間、不同功能區(qū)之間的PAHs組份比例并沒(méi)有顯著差異性。(3)采用多項(xiàng)特征化合物比值參數(shù)法,根據(jù)隸屬度優(yōu)先原則,重慶市街道灰塵的PAHs主要來(lái)自于汽車尾氣排放和燃煤燃燒。根據(jù)特征化合物比值BaA/CHR,白市驛、南山公園、人和、化龍橋、楊公橋、北碚城南新區(qū)、重慶發(fā)電廠、井口工業(yè)園、枇杷山公園等街道灰塵疑為近距離輸送,而澄江、花卉園、西南政法大學(xué)、觀音橋、西南大學(xué)、高家花園、石板坡長(zhǎng)江大橋、菜園壩、銅元局等街道灰塵可能更多地來(lái)自外源輸送,其它測(cè)點(diǎn)則可能為混合來(lái)源。(4)重慶市街道灰塵PAHs的致癌風(fēng)險(xiǎn)比值∑6PAHs/∑16PAHs范圍為9.20%～44.43%,處于較低水平,但具有強(qiáng)致癌性的BaP/∑16PAHs最高達(dá)到7.71%,顯示出一定的致癌風(fēng)險(xiǎn),其中以觀音橋(∑6PAHs)、(?)豈圣花園(∑6PAHs).朝天門(∑6PAHs)、西南大學(xué)(BaP)、石板坡長(zhǎng)江大橋(BaP)、西南政法大學(xué)(BaP)和菜園壩(BaP)等致癌風(fēng)險(xiǎn)更加明顯。街道灰塵綜合生態(tài)毒性較強(qiáng),主要毒性物為芴(FLU)、熒蒽(FLT)、菲(PHE)等低環(huán)組PAHs。(5)重慶市居民人群各年齡段(嬰兒、幼兒、少兒、青年、成年)經(jīng)手-口攝入街道灰塵PAHs的貢獻(xiàn)系數(shù)分別為98.13%、99.33%、98.24%、97.78%、97.95%,平均為98.25%,占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 然后通過(guò)測(cè)試0-2.0mm以及0～0.25、0.25～05、0.5～1.0、1.0～2.0mmm粒徑中砷(As)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、銅(Cu)、汞(Hg)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、鋅(Zn)等8種重金屬賦存含量,分析街道灰塵重金屬的空間分布特征,探討街道灰塵重金屬的粒徑效應(yīng),表征街道灰塵重金屬的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與健康風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明：(1)重慶市街道灰塵As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的平均含量分別為12.16、0.31、83.93、78.22、0.16、34.65、73.63和144.69mg/kg,均低于全國(guó)同類城市平均水平。不同功能區(qū)之間,只有Hg的變異系數(shù)達(dá)到顯著差異,各功能區(qū)汞含量依次為商貿(mào)區(qū)居民區(qū)交通區(qū)文教區(qū)旅游區(qū)=工業(yè)區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)。(2)灰塵粒徑越細(xì),重金屬分配比例越高,除Cr外,其它各重金屬均以0～0.25mmm粒徑的質(zhì)量分配量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；0-0.25mm粒級(jí)中,分配比例依次為CdAsNiPbCuHgZnCr。(3)以主城區(qū)深層土壤背景值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),重慶市街道灰塵污染嚴(yán)重順序依次為商貿(mào)區(qū)工業(yè)區(qū)居民區(qū)交通區(qū)旅游區(qū)文教區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū),重金屬順序?yàn)镠gCuPbCdZnAsCrNi；而以展覽會(huì)土壤標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),得到的污染嚴(yán)重順序依次為工業(yè)區(qū)交通區(qū)居民區(qū)商貿(mào)區(qū)文教區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)旅游區(qū),重金屬順序?yàn)镃uZnNiPbAsCrCdHg,兩種標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)較大的差異。(4)各種重金屬經(jīng)呼吸暴露和皮膚暴露的非致癌風(fēng)險(xiǎn)不大,但經(jīng)手口暴露途徑中,Cr、Pb的非致癌風(fēng)險(xiǎn)較高；不同暴露途徑的風(fēng)險(xiǎn)順序?yàn)榻?jīng)手口暴露皮膚暴露呼吸暴露,不同人群的風(fēng)險(xiǎn)順序?yàn)閮和扇?重慶市街道灰塵的主要風(fēng)險(xiǎn)途徑是經(jīng)手口暴露,危害的人群主要是兒童。重金屬致癌總風(fēng)險(xiǎn)度為6.52×104,而且Cd、Cr、Ni的致癌風(fēng)險(xiǎn)度均在10-6～10-4范圍內(nèi),顯示較低的致癌風(fēng)險(xiǎn),對(duì)人體造成危害的可能性較小。 最后,通過(guò)測(cè)試0-2.0mmm以及0-0.25mmm、0.25～0.5mm、0.5～1.0mm、1.0-2.0mm粒徑中的全氮、全磷和有機(jī)質(zhì)等3種營(yíng)養(yǎng)物賦存含量,分析街道灰塵營(yíng)養(yǎng)物的空間分布特征,探討街道灰塵營(yíng)養(yǎng)物的粒徑效應(yīng),表征街道灰塵營(yíng)養(yǎng)物的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),結(jié)果表明：(1)重慶市街道灰塵N、P、有機(jī)質(zhì)含量分別為為1.28g/kg、1.69g/kg和46.98g/kg,且均呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的空間變異。不同功能區(qū)營(yíng)養(yǎng)物賦存量分布趨勢(shì)為旅游區(qū)商貿(mào)區(qū)居民區(qū)文教區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū)交通區(qū)工業(yè)區(qū)。(2)與重金屬賦存量的粒級(jí)效應(yīng)類似,N、P、有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大絕大多數(shù)分配在0～0.25mm粒級(jí)中,其中又以全氮分配最多；在0～0.25mm粒級(jí)中,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配比例大小順序?yàn)楣I(yè)區(qū)居民區(qū)商貿(mào)區(qū)交通區(qū)文教區(qū)旅游區(qū)農(nóng)業(yè)區(qū),這與前面的重金屬粒徑分配排序不太一致。(3)N、P、有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的酸雨浸提量均高于純水浸提量,對(duì)于酸雨嚴(yán)重區(qū)域之一的重慶市而言,更應(yīng)關(guān)注由灰塵帶來(lái)的潛在徑流污染風(fēng)險(xiǎn)。以浸提率為考察指標(biāo),各功能區(qū)的徑流污染風(fēng)險(xiǎn)依次為農(nóng)業(yè)區(qū)交通區(qū)工業(yè)區(qū)文教區(qū)旅游區(qū)商貿(mào)區(qū)居民區(qū)。 論文的特色之處在于系統(tǒng)分析了重慶市主城區(qū)街道灰塵中PAHs、重金屬、營(yíng)養(yǎng)物污染的空間分布特征與粒級(jí)效應(yīng),表征了街道灰塵中PAHs的健康風(fēng)險(xiǎn)特征、重金屬的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與健康風(fēng)險(xiǎn)特征以及營(yíng)養(yǎng)物污染的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)特征,并采用以激光散射分析為主的多重手段,研究了重慶市主城區(qū)街道灰塵的粒徑分布特征。 囿于經(jīng)費(fèi)等條件的限制,本研究只采集了2011年典型季節(jié)的灰塵樣品,只分析了0～0.25mm街道灰塵中的PAHs含量,而沒(méi)有測(cè)試各種粒徑中的PAHs含量,進(jìn)而分析街道灰塵中PAHs的粒級(jí)效應(yīng)。因此,在后續(xù)的研究中,需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)多季節(jié)采樣、衛(wèi)生學(xué)調(diào)查、模擬實(shí)驗(yàn)等綜合方法,研究街道灰塵累積量與主要污染物的時(shí)間變化規(guī)律,推定重慶市主城區(qū)街道灰塵的來(lái)源辨析,驗(yàn)證街道灰塵對(duì)人群的健康風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)大氣、對(duì)地表徑流的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)途徑與測(cè)度。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X513

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2751040