南京北郊冬季大气PM_(10)水溶性无机离子粒径谱分布特征研究.pdf

* 中国气象局公益性行业专项 GYHY20090607 ; 江苏省高校重大项目; 江苏省环境监测基金项目 1016 ; 江苏省环保厅项目 2009008 。 南京北郊冬季大气 PM10水溶性无机离子粒径谱 分布特征研究 * 汤蕾 1， 2 王月华 4 汤莉莉 2， 1 张祥志 2 李旭文 2 崔云霞 3 许明君 1 程穆宁 3 1． 南京信息工程大学环境科学与工程学院，南京 210044;2． 江苏省环境监测中心，南京 210036; 3． 江苏省环境科学研究院，南京 210036;4． 中国京冶工程技术有限公司， 北京 100088 摘要 于 2009 年 11 月 26 日至 12 月 20 日在南京北郊昼夜分粒径采集大气 PM10样品， 运用离子色谱法分析其水溶性 无机离子的浓度及谱分布特征， 讨论无机离子与大气污染物之间的关系， 研究其来源特征。结果表明 PM2. 1日均值为 0. 3921 mg/m3， 超过 EPA 大气质量标准 0. 065 mg/m3 5 倍， PM10日均值为 1. 0103 mg/m3， 为国家大气 PM10三级标准 0. 25 mg/m3 3. 04 倍， PM2. 1占 PM10约 40 ， 说明冬季南京北郊颗粒物污染较严重， 且以细粒子为主; PM10和 PM2. 1中 的主要无机离子均为 SO4 2 － 、 Ca2 、 Cl － ， 浓度大小为 SO4 2 － ＞ Ca2 ＞ Cl － ， 且均表现为白天浓度高于夜晚; 粒径谱分布 为 Ca2 、 Cl － 、 SO4 2 － 均呈双峰， Ca2 主要存在于粗粒子中， SO42 －、 Cl － 主要分布在积聚模; 相关性分析表明， SO4 2 － 与 NO3和 Cl － 显著性相关， 系数分别为 0. 7910、 0. 9123， 其可能存在同源性; 由 NO3 － /SO4 2 － 的特征比值， 白天和夜晚分别 为 0. 0582 和 0. 0484， 均远小于 1， 说明南京北郊大气污染以固定源为主。 关键词 南京北郊;PM10;水溶性无机离子;粒径谱 DISTRIBUTION CHARACTERISTICS OF CONCENTRATION AND SPECTRUM OF WATER- SOLUBLE INORGANIC IONS OF ATMOSPHERIC PM10 SAMPLES IN WINTER IN NANJING NORTHERN SUBURB Tang Lei1， 2Wang Yuehua4Tang Lili2， 1Zhang Xiangzhi2Li Xuwen2Cui Yunxia3Xu Mingjun1Cheng Muning3 1． College of Environmental Science and Engineering，Nanjing University of Ination Science and Technology，Nanjing 210044，China;2． Environment Monitoring Center of Jiangsu，Nanjing 210036，China;3． Environmental Science Research Institute of Jiangsu，Nanjing 210036，China; 4． China Jingye Engineering Corporation Limited，Beijing 100088，China AbstractThe atmospheric PM10samples were collected day and night in Nanjing northern suburb from 26 November to 20 December，2009 according to the aerodynamic diameter，analyzing distribution characteristics of concentration and spectrum of water-soluble inorganic ions via ion chromatography，discussing the relationship between inorganic ions and air polluters and researching sources of them． The results show that the daily mean value of PM2. 1is 0. 39 mg/m3which is five times more than EPA air quality criteria 0. 065 mg/m3and that of PM10is 1. 01 mg/m3which is 3. 04 times of PM10national standards of grade Ⅲ． PM2. 1occupies about 40 in PM10，that is to say PM pollution is more serious in Nanjing northern suburb in winter and fine particles account for the main part．The major inorganic ions in PM10and PM2. 1both are SO4 2 － ，Ca2 ，Cl － and the concentration magnitude of them is SO4 2 － ＞ Ca2 ＞ Cl － ． Most of them display that the concentration during the daytime is higher than that at night． The particle diameter spectrum distribution of Ca2 ，Cl － and SO4 2 － presents the double peak trends． Ca2 principally exist in coarse particles and SO4 2 － and Cl － mainly distribute in the accumulation model． The analysis of correlation shows that there is significant correlation between SO4 2 － and NO3 － ，Cl － and the coefficient of them are respectively 0. 7910、 0. 9123． Maybe they have the homology． The character ration of NO3 － /SO4 2 － which are respectively 0. 0582 during the daytime and 0. 0484 at night illustrates that stationary sources dominate in air pollution in Nanjing northern suburb． KeywordsNanjing northern suburb;PM10;water-soluble inorganic ions;spectrum of particle size 231 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 0引言 可吸入颗粒物 PM10是我国大多数城市大气中的 首要污染物 ［1］。尤其是 PM 2. 5不仅危害人体健康， 引 起如气管炎、 肺气肿和心血管等疾病 ［2- 3］， 还对气候和 环境造成较大影响， 如降低大气能见度， 易形成雾霾 天气， 其对辐射平衡的扰动和对云、 降水的不确定干 扰使其对全球气候变化造成重要影响 ［4- 6］。 水溶性组分作为 PM10化学成分的重要组成部 分， 受到国内外科学家关注 ［7- 12］。近年来， 不少学者 对城市和不同区域尺度的背景地区气溶胶颗粒物中 水溶性无机离子进行了广泛而深入的研究。Safai 等 ［7］通过对印度 Pune 市 19842002 年的长期观测， 发现降水中 SO4 2 － 和 NO3 － 的浓度呈上升趋 势， 而 Ca2 呈下降趋势。Guor-ChengFang 等［8］对台湾海峡 附近 TSP 特征、 大气颗粒物干沉降速率等研究表明， 大气颗粒物中主要阴离子是 SO4 2 － 和 NO3 － ; 此外， NO3 － 、 SO4 2 － 在 冬 季 浓 度 较 高， 夏 季 较 低。陈 永 桥 等 ［9］利用 IC 法分析了北京市两个区域 TSP 中水溶性 无机离子组分， 表明城乡结合带 TSP 中水溶性无机 离子浓度比郊区高; 两地水溶性离子浓度有明显的季 节变化趋势， SO4 2 － 浓度冬季最高， 而夏季普遍较低， NO3 － 质量中值直径随季节变化而显著变化。颜鹏 等 ［10］利用临安本底站 2003 年夏季观测资料， 分析大 气颗粒物中离子成分的尺度分布， 结果表明， 水溶性 离子主要集中在粒径 ＜ 2. 1μm 的细粒子中。周震峰 等 ［11］对苏南农村地区 PM 2. 5中主要水溶性阳离子进 行研究， 表明 PM10中阳离子主要以 NH4 和 K 为主。 徐宏辉等 ［12］分析了夏季泰山顶大气颗粒物的质量浓 度水平、 粒径分布及化学组成，结果表明 K 浓度峰 值在 0. 43 ～ 0. 65μm， Ca2 、 Mg2 为 4. 7 ～ 5. 8μm， Na 在 0. 43 ～ 0. 65μm 和 4. 7 ～ 5. 8μm 均出现峰值。但是 目前对 PM10中可溶性离子的粒径谱分布的系统研究 较少， 尤其在长三角地区更少。 南京位于长江下游宁镇丘陵区， 是长江三角洲地 区的综合性工业基地、 重要的交通枢纽和经济文化中 心; 属于亚热带季风气候， 冬季温和少雨， 夏季高温多 雨。本研究于 2009 年冬季在南京北郊采集大气颗粒 物样品， 运用离子色谱法研究 PM10中的水溶性无机 离子， 分 析 PM10中 的 主 要 水 溶 性 无 机 离 子 Ca2 、 Na 、 Mg2 、 F － 、 NO3 － 、 SO4 2 － 的分布特征和变化趋 势， 了解南京市郊区大气污染状况， 解析污染物的可 能来源， 为城市大气污染治理提供理论依据， 对改善 大气环境， 保障人体健康均具有实际意义。 1实验部分 1. 1样品采集 采样点位于南京北郊南京信息工程大学校园内， 距地面约 12m。该点毗邻宁六公路， 距南京钢铁公司 3 km， 扬子石化 10 km 左右， 受工业污染与机动车尾 气污染的共同影响。 采样时间为 2009 年 11 月 26 日12 月 20 日， 运 用非生物撞击式采样器 美国 Thermo 公司生产 收 集大气颗粒物样品， 流量为 28. 3L/min 定期使用 Thermo20- 120 校准工具带干气体计进行校准 ， 切割 粒径分别为 9 ～ 10， 5. 8 ～ 9， 4. 7 ～ 5. 8， 3. 3 ～ 4. 7， 2. 1 ～ 3. 3， 1. 1 ～ 2. 1， 0. 65 ～ 1. 1，＜ 0. 65μm。24h 连 续采样，7 0019 00 为白天样品采集， 19 00次日 7 00为夜晚样品， 尽量避开雨雪天气。 1. 2样品分析 测量前取各层滤膜， 剪碎置于聚四氟塑料瓶， 加 入 50mL 超纯水， 30℃ 下恒温振荡 30min， 在 15℃ 下超 声提取 30min。静置取上层清液， 采用 0. 45μm 针筒 式滤膜过滤， 滤液置于聚四氟塑料瓶， 放入冰箱保存 直至上机分析测定。空白样品处理方法同上。 样品进样前均过 0. 45μm 的一次性滤头 上海安 谱 科 学 仪 器 有 限 公 司 生 产，规 格 为 13mm 0. 45μm 。阴离子测定选用 ASII-HC 型阴离子交换 柱、 ASRS- 4mm 型 抑 制 器 和 电 导 检 测 器，采 用 30mmol/lKOH 淋洗液， 淋洗速率为 1mL/min， 每个样 进两针平行样， 每针时间为 10min， 保证各离子均顺 利出峰， 仪器温度为 30℃ 。外标法定量。 使用美国热电公司生产的 ICP-IRIS Intrepid II XSP 对样品进行检测， 设置的参数为 每个样品进样 三针， 进样时间为 30s， RF 功率 1200W， 雾化器压力 208 kPa。 1. 3SO2和 NO2浓度的测定 利用气体分子对光辐射的特征吸收 ［12］原理， 采 用差分光学吸收光谱技术 DOAS 测定南京北郊常 规污染气体 SO2、 NO2的浓度， 于 2009 年冬季同步进 行观测。 2分析与讨论 2. 1大气 PM10质量浓度及粒径谱分布 一般认为大气颗粒物按粒径可分为三模态 粒径 小于 0. 05μm 的粒子为爱根核模; 粒径在 0. 05 ～ 2μm 331 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 范围的粒子称为积聚模; 粒径大于 2μm 的粒子称为 粗粒子模。由于本研究中采用的采样器没有 2. 5μm 的切割粒径， 因此本文把空气动力学直径 2. 1μm 作 为粗、 细粒子的分界。 图 1 给 出 了 南 京 北 郊 冬 季 采 样 期 间 PM10和 PM2. 1浓度变化。由图 1 可知 PM2. 1与 PM10的变化趋 势基本相同， 白天和夜晚的最高值均分别出现在 11 月 27 日和 12 月 3 日， 最低值分别为 12 月 14 日和 12 月 18 日; 由气象条件可知， 高值时段为晴朗静风或小 风天气， 低值时段均为降雨大风天气。说明降水以及 风速对大气颗粒物的浓度有较大的影响， 雨除和风速 较大时， 大气对流扩散加强， 可有效减小污染物浓度; 反之亦然。 图 1南京北郊冬季 PM10和 PM 2. 1浓度 南京北郊观测期间， 白天 PM2. 1的浓度范围是 0. 1461 ～ 0. 3140mg/m3， 夜 晚 0. 1291 ～ 0. 2903mg/ m3， 日均值为 0. 3921mg/m3， 超过 EPA 细粒子最高限 值 0. 065 mg/m3 5 倍; 白天 PM10的浓度为 0. 3442 ～ 0. 8711mg/m3， 夜晚 0. 3940 ～ 0. 7293mg/m3， 日均值 为 1. 0103 mg/m3 ，， 超过国家三级标准 0. 25 mg/m3 3. 04 倍。表明， 南京北郊的可吸入颗粒物污染较严 重， 白天污染高于夜晚。这是由于南京冬季大气层结 稳定， 不利于污染物的扩散。 此外， 冬季大量的燃烧取暖也加大了可吸入颗粒 物的浓度。与黄鹂鸣等 ［13］在 2001 年研究结果相比 较， 南京北郊颗粒物浓度水平只比污染最严重的交通 干线 PM2. 1、 PM10分别为 400， 619μg/m3 略低， 而比 第二高污染区商业饮食区 PM2. 1、 PM10分别为 190， 255 μg/m3 浓度值大。说明南京北郊颗粒物污染随 着经济的发展在加剧， 污染已经较为严重。 图 2 为南京北郊冬季白天和夜晚颗粒物质量浓 度谱分布图。由图 2 可看出 PM10在白天和夜晚都呈 双峰模态， 且峰位置相同， 说明周边有较固定的污染 源 细粒子峰为 0. 4 ～ 0. 7μm， 峰值较小; 粗粒子峰落 在 4. 7 ～ 5. 8μm， 且峰值较大， 这与胡敏 ［14］等对北京 大气颗粒物的质量浓度谱分布研究结果一致。PM2. 1 质量浓度占 PM10总量为 40 ， 说明冬季南京北郊颗 粒物污染以细粒子为主。 图 2南京北郊冬季 PM10浓度谱分布 2. 2PM10中水溶性无机离子的粒径谱分布 图 3、 图 4 分别为南京北郊冬季白天和夜晚 PM10 中离子浓度分布图。从图 4 可以看出 在采样期间， 白天， 除 11 月 27 日离子浓度较大， 其他都处于较低 水平， 且变化不大， 说明采样期间污染源排放比较稳 定; 夜晚情况有所不同， 浓度变化幅度较白天大， 在 11 月 26 日、 12 月 3 日、 12 月 17 日晚共出现了 3 次峰 值。白天的离子浓度高于夜晚， 这可能是由于白天污 染源比夜晚活跃。且白天和夜晚均以 SO4 2 － 、 Ca2 、 Cl － 三种离子为主， 其占总离子浓度的 85 ～ 90 。 各级的粒径区间划分明显不均等， 因此， 各粒径 范围离子的质量浓度不能直接反映离子的粒径分布 规律。为客观地分析其分布规律， 采用质量浓度分布 431 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 图 3南京北郊冬季白天 PM 10中水溶性离子浓度分布 图 4南京北郊冬季夜晚 PM 10中水溶性离子浓度分布 函数 q 来加以描述。q dM /dlgDp， 用 ΔM /ΔlgDp近 似表示。其中， ΔM 为某一粒径区间粒子中离子的质 量浓度; ΔlgDp为对应粒径区间上限与下限粒径对数 值的差值。 各阳离子粒径分布情况如图 5 所示， Ca2 呈明显 的双峰分布， 较小的峰值出现在 0. 7 ～ 1. 1μm， 较大的 峰值为 4. 7 ～ 5. 8μm， 且 Ca2 主要存在粗粒子中， 说 明 Ca2 主要来源于风沙、 土壤源， 这与采样地点周边 建筑工地多， 且大多没有采用围挡施工、 撒水降尘的 措施， 造成建筑扬尘污染严重有关。同时周边农村的 秸秆焚烧造成的飞灰排放也是 Ca2 的重要污染源， 农田废弃秸秆的露天燃烧是农村常见的一种生物质 燃烧方式， 而秋冬季正是南京秸秆焚烧的高峰期， 研 究表明产生的污染物中还含有脂肪烃 如正构烷 烃 、 三萜、 链烷酸、 脂肪醇以及多环芳烃等 ［15- 16］， 给 人们的健康带来威胁。 图 5南京北郊冬季阳离子 Ca2 ， Na ， Mg2 浓度的粒径谱分布 南京北郊冬季阴离子的粒径分布如图 6 所示。 由图 6 可知 Cl － 、 SO4 2 － 呈明显的双峰分布， 较小 的峰 值 出 现 在 0. 7 ～ 1. 1μm， 较 大 峰 值 为 4. 7 ～ 5. 8μm。Kerminen 等研究表明， 大多数的海盐粒子的 粒径范围为 1 ～ 5μm［17］， 本观测中 Cl － 在 1 ～ 5μm 中 有峰， 说明南京地区大气受到海洋源的影响。研究表 明， 在正常大气条件下所形成的硫酸气溶胶粒子属核 模 Dp≤0. 1μm 范围， 但核模粒子之间能迅速凝聚 进入积聚模粒径范围 0. 1μm≤Dp≤2. 1 μm ， 而积 聚模是十分稳定的， 且积聚模和核模之间又是相互独 立的。因此， SO4 2 － 气溶胶粒子的大多数都能维持在 积聚模中 ［14］， 这与本观测中 SO 4 2 － 的粒径分布基本 吻合。 2. 3PM10粒子中各离子组分的相关性 图 7 是南京北郊冬季 PM2. 1和 PM2. 1 － 10中 Cl － 与 Na 相关性。由图 7 可知 PM2. 1和 PM2. 1 － 10中 Cl － 与 Na 相关系数分别是 0. 8893 和 0. 9347， Cl － 与 Na 具 有较好的相关性， 说明两者有同源性。 NO3 － 与 SO4 2 － 是大气气溶胶中重要的二次离 子， 也是造成酸雨的主要原因。NO3 － 与 SO4 2 － 具有 531 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 图 6南京北郊冬季阴离子粒径谱分布 相似的浓度变化趋势。对采样期间 PM10和 PM2. 1中 NO3 － 与 SO4 2 － 的浓度作相关性分析如图 8 所示。白 天， 两 者 在 PM2. 1和 PM10中 的 相 关 系 数 分 别 为 0. 7897，0. 8074; 夜间为 0. 8956 和 0. 7830。结果表 明 NO3 － 与 SO4 2 － 具有较好的相关性， 颗粒物中 NO3 － 与 SO4 2 － 可能具有共同的来源。采样点靠近南京钢 铁厂、 扬子石化等企业， 燃烧化石燃料过程中产生大 量硫氧化物， 以及一些氮氧化物， 从而大大增加了颗 粒物中 SO4 2 － 的含量， 此外采样地点靠近公路、 汽车、 机动车等排放的尾气中含有大量的氮氧化物， 会增加 颗粒物中 NO3 － 的含量。 图 7南京北郊冬季 PM2. 1和 PM 2. 1 － 10中 Cl － 与 Na 相关性 图 8南京北郊冬季 PM10中 NO 3 － 与 SO4 2 － 的相关性 631 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 2. 4PM10颗粒物中 NO3 － 、 SO4 2 － 的污染特征 研究表明 ［14］， 汽油、 柴油燃烧排放的 NO x与 SOx 质量比为 8∶ 1 ～ 13∶ 1， 燃煤排放的 NOx/SOx质量比为 1∶ 2， 将 SO4 2 － 作为固定源排放的指标， NO3 － 作为交 通源排放的指标， 故常用大气颗粒物中 NO3 － /SO4 2 － 质量比是否 ＞ 1 来判断城市是以流动源 如汽车尾 气 污染还是以固定源 如燃煤 污染为主。NO3 － / SO4 2 － 的日变化图如图 9 所示。白天，NO3 － /SO4 2 － 为 0. 0285 ～ 0. 0671， 平均为 0. 0582。晚上， PM10中 NO3 － /SO4 2 － 为 0. 0291 ～ 0. 0873， 平均 0. 0484， 略低 于白天， 这可能是因为晚上燃料燃烧以及交通流量明 显减少， 使得 NO3 － 的源排放强度减弱; 此外， 晚上大 气光化学反应减弱， 气态 NOx很难转化成 NO3 － 等二 次粒子， 导致 NO3 － /SO4 2 － 的值降低。 图 9南京北郊冬季 PM10中 NO 3 － /SO42 －的变化 近年来， 南京市机动车数量呈现高速增长态势。 据统计， 全市机动车数量已超过 90 万辆， 汽车尾气已 成为 NOx的 另 一 大 排 放 源。但 结 果 表 明， NO3 － / SO4 2 － 的值均远小于 1， 南京北郊大气气溶胶污染以 固定源为主， 这可能与采样点附近有较多大型燃煤企 业， 冬季人们取暖燃煤， 使大气中 SO4 2 － 浓度显著升 高有关。此外，NOx在大气中存在的时间较短， 分布 不均匀， 所以其在大气中的浓度受气候条件和局地排 放源的影响较大。 3结论 1 PM2. 1日均浓 度为 0. 3921 mg/m3， 超过 EPA 0. 065 mg/m3 5 倍， PM10日均浓度为 1. 0103 mg/ m3， 超过国家三级标准 0. 25 mg/m3 3. 04 倍， 说明南 京北郊冬季大气可吸入颗粒物污染较重， 且以细粒子 为主。 2 南京北郊冬季大气可吸入颗粒物中水溶性离 子 Ca2 、 Cl － 、 SO4 2 － 均呈双峰分布， Ca2 主要存在于 粗粒子中， 且主要来源于风沙、 土壤尘， SO4 2 － 、 Cl － 多 数分布在积聚模中。 3 在 PM2. 1和 PM10中， Cl － 与 Na ， NO3 － 与 SO4 2 － 均具 有 较 好 的 相 关 性， 说 明 南 京 北 郊 冬 季 Cl － 与 Na 、 NO3 － 与 SO4 2 － 可能具有同源性。 4 白天和夜间 PM10中 NO3 － /SO4 2 － 均小于 1， 南 京北郊大气污染以固定源为主。 参考文献 ［1］赵锍梅， 杨文敏． 大气粗细颗粒物的成分分析及其肺毒性研究 ［J］． 卫生研究， 1996， 25 2 89- 91． ［2］黄丽红， 宋伟民． 大气 PM2. 5对巨噬细胞毒性作用研究［J］． 上 海环境科学， 2002 ， 21 5 288- 290． ［3］魏复盛， 滕恩江． 空气污染与儿童肺功能指标的相关分析［J］． 中国环境科学， 2001， 21 5 385- 389． ［4］于建华， 虞统． 北京地区 PM10和 PM2. 5质量浓度的变化特征 ［J］． 环境科学研究， 2004， 7 1 45- 47． ［5］赵越， 潘军． 北京地区大气中可吸入颗粒物的污染现状分析 ［J］． 环境科学研究， 2004， 17 1 67- 69． ［6］Chow J C．Measurement s to determine compliance with ambient air quality standards for suspended paricles［J］．Air WasteManag Assoc， 1995， 45 5 320- 382． ［7］Safai P D， Rao P S P， Momin G A， et al． Chemical composition of precipitation during 1984 － 2002 at pune， India［J］． Atmospheric Environment， 2004， 38 1705- 1714． ［8］Fang Guor Cheng，Wu Yuh Shen． Dry deposition， ionic species measured and source interpretation during seasonal cycle at offshore areas near Taiwan Strait［J］． Chemosphere， 2006， 64 1253- 1263． ［9］陈永桥， 张逸， 王章玮， 等． 北京市不同区域大气气溶胶粒子中 水溶性离子的特征［J］． 环境化学， 2004， 23 6 674- 680． ［ 10］颜鹏， 张养梅， 杨东贞， 等． 2003 年夏季临安地区大气气溶胶离 子成分的尺度分布特征［J］． 气象学报， 2005， 63 6 980- 987． ［ 11］周震峰， 刘康， 孙磊． 苏南农村地区大气细颗粒物中水溶性离子 特征［J］． 环境化学，2007， 26 4 553- 554． ［ 12］徐宏辉， 王跃思， 杨勇杰， 等． 泰山顶夏季大气气溶胶中水溶性 离子的浓度及其粒径分布研究［J］． 环境科学， 2008， 29 2 305- 309． ［13］黄鹂鸣， 王格慧， 王荟， 等． 南京市空气中颗粒物 PM10、 PM2. 5污 染水平［J］． 中国环境科学， 2002， 22 4 334- 337． ［ 14］胡敏， 赵云良， 何凌燕， 等． 北京冬、 夏季颗粒物及其离子成分 质量浓度谱分布［J］． 环境科学， 2005， 26 4 1- 6． 下转第 118 页 731 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期 排序基本一致; 由于 IRI 是基于 Igeo所建立的， 其有一 套较成熟的定量分级标准， 而 I 与 P 指数则只能定性 地表征污染程度; 通过对比， 除 IRI 外， 其余的三种指 数明显缺乏对重金属的赋存形态组成差异造成的重 金属生物可利用性差异的考量， 最后结果中 Ni 与 Zn 的污染风险定级差异很可能会误导决策。综上， IRI 良好地继承了地累积指数法的方法论优点， 随着 R 因子的嵌入， 使所建 IRI 模型有更高的污染风险分辨 力， 其结果也更全面、 真实地涵盖了评价区域土壤重 金属富集污染和潜在生物毒性风险信息。 2. 5模型的不确定性分析 本研究所构建的土壤环境重金属污染风险的综 合评价模型可以更全面、 真实地反映评价区域， 但是 评价过程中仍存在一定的不确定性， 其来源有采样数 量的局限性、 评价分级标准的不统一、 区域重金属的 分布差异等， 故需在这些方面做进一步改进。 3结论 1 基于 RAC 改进的土壤重金属污染综合评价模 型较好地弥补了原模型的不足， 能更全面、 真实地综 合表征评价区域土壤重金属富集污染和其相应的潜 在生物可利用性， 并预留了关心受体耐受级别 D 等 可选择参数， 提高了评价结果的可分辨性。 2 评价实例结果表明， 该区域土壤中各重金属 的综合污染程度由高到低依次为 Cd ＞ Zn ＞ Ni ＞ Cu ＞ Cr， 此结果略不同于原地累积指数评价结果， 其 原因是各重金属的不同赋存形态及其相应的生物可 利用性差异。与我国常用的土壤污染评价指数的对 比， 分析验证了所建模型有较高的实用价值。 参考文献 ［1］滕葳， 柳棋， 李倩． 重金属对农产品的危害与风险评估［M］． 北京 化学工业出版社，2010． ［2］范拴喜， 甘卓亭， 李美娟． 土壤重金属污染评价方法进展［J］． 中国农学通报， 2010， 26 17 310- 315． ［3］许学宏， 纪从亮． 江苏蔬菜产地土壤重金属污染现状调查与评 价［J］． 农村生态环境， 2005， 21 1 35- 37． ［4］杨潇瀛， 张力文， 张凤君． 土壤重金属污染潜在风险评价［J］． 世界地质， 2011， 30 1 103- 108． ［5］Li W X，Zhang X X， Wu B，et al． A comparative analysis of environmentalqualityassessmentforheavymetal- contaminated soils［J］． Pedosphere， 2008，18 3 344- 352． ［6］Muller G． Index of geoaccumlation in sediments of the Rhine river ［J］． Geojournal， 1969， 2 3 108- 118． ［7］Hakanson L． An ecology risk index for squatic pollution controlA sedimentological approach［J］． Water Research， 1980， 14 8 975- 1001． ［8］钱进， 王子健， 单孝全， 等． 土壤中微量金属元素的植物可给性 研究进展［J］． 环境科学， 1995， 16 6 73- 75． ［9］关天霞， 何红波， 张旭东． 土壤中重金属元素形态分析方法及 形态分布的影响因素［J］． 土壤通报， 2011， 42 2 503- 512． ［ 10］董丽华， 李亚男， 常素云， 等． 沉积物中重金属的形态分析及风 险评价［J］． 天津大学学报， 2009， 42 12 1112 － 1116． ［ 11］Tessier A，Campbell P G C，Blasson M． Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals ［J］． Analytical Chemistry， 1979， 51 7 844- 851． ［ 12］郭广勇， 朱慧琦， 汪洁， 等． 奉贤地区土壤 Cu、 Zn 和 Pb 形态与 其生物可利用性研究［J］． 环境 科 学 与 管理， 2009， 34 10 127 － 129． ［ 13］李飞， 黄瑾辉， 曾光明， 等． 基于三角模糊数和重金属化学形态 的土壤重金属污染综合评价模型［J］． 环境科学学报， 2012， 32 2 432- 439． 作者通信处王晓钰410082湖南省长沙市岳麓区湖南大学环境 科学与工程学院 E- mailwangxy0373 163． com 2012 － 04 － 09 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 137 页 ［ 15］Fang M， Zheng M， Wang F， et al． The solvent-extractableorganic compoundsintheIndonesiabiomassburningaerosols characterization studies［J］． Atmospheric Environment， 1999， 33 5783- 795． ［ 16］Yue Z W， Fraser M P． Polar organic compounds measured in fine particulatematterduringTex-AQS2000 ［J］．Atmospheric Environment， 2004， 38 20 3253- 3261． ［ 17］唐孝炎， 张远航， 邵敏． 大气环境化学［M］． 2 版． 北京 高等教 育出版社， 2006 268- 351． ［ 18］Wang Y，Zhuang G S，Tang A H，et al． The ion chemistry and the source of PM2. 5aerosol in Beijing［J］． Atmospheric Environment， 2005， 39 21 3771- 3784． ［ 19］银燕， 童尧青， 魏玉香， 等． 南京市大气细颗粒物化学成分分析 ［J］． 大气科学学报， 2009， 32 6 723- 733． ［ 20］Wang Y，Zhang G S，Zhang X Y，et al．The ion chemistry， seasonal cycle， and sources of PM2. 5and TSP aerosol in Shanghai ［J］． Atmospheric Environment， 2006， 40 16 2935- 2952． ［ 21］Kerminenvm， Teinitak， Hillamor． Chemistry of sea salt particles in the summer Antarctic atmosphere［J］． Atmospheric Environment， 2000， 34 17 2817- 2825． 作者通信处汤蕾210036江苏省南京市鼓楼区凤凰西街 241 号 江苏省环境监测中心 E- mailtanglei775495 163． com 2012 － 07 － 20 收稿 811 环境工程 2013 年 4 月第 31 卷第 2 期