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1、第27卷第3期环境化学Vo.l27,No.32008年5月ENVIRONMENTALCHEMISTRYMay2008*广州市灰霾期间大气颗粒物中无机元素的质量浓度1,2311,41,4**赵金平谭吉华毕新慧盛国英傅家谟(1中国科学院广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广州,510640;2中国科学院研究生院,北京,100049;3清华大学环境科学与工程系,北京,100084;4上海大学环境与化学工程学院,上海,200072)摘要用ICPMS测定K,A,lFe,M
2、n,Cu,Pb和Zn等27种元素的浓度,讨论了这些元素在灰霾与非灰霾期的浓度特征.结果表明,广州市大气PM10中无机元素的质量浓度在灰霾期要高于非灰霾期,同时灰霾与非灰霾期间所测元素的分布特征基本一致,说明灰霾与非灰霾期间无机元素的来源基本上是一致的.富集因子法分析结果显示,来源于人为活动的Zn,Pb,As和Cu在灰霾期更容易富集.关键词灰霾,大气颗粒物,无机元素,富集因子.灰霾是指大量极细微的干性尘粒、烟粒和盐粒等均匀地悬浮在空中,使水平能见度小于10km,[1]空气普遍出现混浊的天气现象.吴兑对灰霾现
3、象的判别标准做过较为详细的划分,而刘君峰等人尝[2][3,4]试性地提出了适合大气环境领域的灰霾判定标准.范绍佳和吴兑等还对影响珠江三角洲地区大[5,6]气灰霾的气象条件进行了观测和研究;谭吉华和SunYele等从二次污染等多方面对灰霾的形成机理进行了初步探讨.本研究以大气颗粒物PM10为研究对象,通过对广州市灰霾期前后无机元素的质量浓度和部分无机元素的来源进行分析,以便更好地认识灰霾对环境和人体健康产生的潜在影响.1样品的采集和分析3-1于2005年冬季用AndersonPM10(ModelGUV
4、16HBL,美国)大流量采样器(流速113mmin,石英纤维滤膜)采集大气样品.采样地点为天河区五山镇中国科学院广州地球化学研究所情报楼楼顶,距地约20m.每24h更换一次滤膜,共采集45d,选择严重灰霾期前后不连续12d的样品进行无机元素分析.将载有1mg左右的滤膜剪成细条状(尽量细)放入50ml的Telfon瓶中,加入一定量的浓HNO3浸过滤膜;然后将装有样品的Telfon瓶超声30min,放在150175V的加热板上保温硝解.每天超声2030min,同时要注意液面的变化以防蒸干;经过若干天后硝
5、解完全,用1%HNO3和MilliQ水进行稀释(稀释到酸度2%);稀释样品经超声使之混合均匀,离心静置后取6ml样品置于另外一个离心管中,加入2mlRu内标定容至8m,l用ICPMS(美国PerkinElmerSCIEX公司)Elan6100型等离子体质谱仪进行分析.标样为MISA4,MISA5和MISA6,各配6个梯度的浓度做标准曲线.用岩石粉末做平行流程,三个滤膜空白和三个铝箔空白(原来用于包滤膜)做空白实验.同时从剪滤膜到最后进样全部避免接触金属.2灰霾期PM10中无机元素的质量浓度分布采
6、样期间PM10的浓度见表1.国家环境保护总局对PM10浓度的大气质量标准为日平均浓度低于-3-3150gm,年平均浓度低于100gm.从表1可以看出,非灰霾期PM10均低于国家规定的日平均浓度,而灰霾期间PM10的浓度除了11月3日稍低于国家标准外,其它均超出了国家规定标准浓度,而且在分析的样品中,有3d的样品浓度远高于国家标准.经ICPMS分析,PM10样品中共检出27种无机元素:Be,Na,Mg,A,lK,Ca,V,Cr,Fe,2007年8月10日收稿.*国家自然科学基金(40590392
7、)资助项目.**通讯作者(责任作者),fujm@gigaccn3期赵金平等:广州市灰霾期间大气颗粒物中无机元素的质量浓度323Mn,Co,N,iCu,Zn,Ga,As,Se,Rb,Sr,Cd,Cs,Ba,Hg,T,iPb,Bi和In.其中浓度较高的元素有:K,Ca,Na,Mg,A,lFe,Ba,Zn,Cu和Pb等,含量最高的是Fe,其次是A.l从表1还可以看出,除了Hg和Cr外,灰霾天气无机元素的浓度均要稍高于非灰霾天气.-3表1广州市非灰霾天气和灰霾天气无机元素的质量浓度(ngm)Table1T
8、hemassconcentrationsofelementsinPM10atdifferentsamplingdaysinGuangzhou非灰霾天气灰霾天气日期10/3111/1111/1611/1711/1912/0710/2711/0311/0611/1012/0212/09PM*10906125805810961010331362024220149301978
