珠三角地区大气重金属的污染特征与环境风险评价研究
目录
第一章绪论 (1)
1.1 研究背景 (1)
1.2 国内外研究现状 (2)
1.2.1 大气颗粒物的研究现状 (2)
1.2.2 PM10和PM2.5中重金属污染的研究现状 (4)
1.3 风险评估 (6)
1.3.1 生态风险评价 (6)
1.3.2 健康风险评价 (7)
1.4 研究目的、内容 (9)
1.4.1 研究目的 (9)
1.4.2 研究内容 (9)
1.4.3 研究路线 (10)
第二章样品的采集与分析 (12)
2.1 区域概况 (12)
2.1.1 珠三角地理位置及气候条件 (12)
2.1.2 背景点地理位置与气候概况 (12)
2.1.3 采样点位置 (13)
2.2 PM10和PM2.5的采集与分析 (14)
2.2.1 采样方法 (14)
2.2.2采样时间 (14)
2.2.3分析方法 (15)
2.3重金属的预处理及分析测定 (15)
2.3.1 样品的前处理 (15)
2.3.2 实验耗材 (16)
2.3.3 质量控制 (16)
2.3.4 PM10和 PM2.5中重金属浓度的计算 (16)
第三章珠三角地区大气重金属的污染特征分析 (18)
3.1 珠三角地区夏季和冬季PM10和PM2.5中重金属的浓度特征 (18)
3.1.1 PM10和PM2.5中Pb的浓度分布 (18)
3.1.2 PM10和PM2.5中Ni的浓度分布 (19)
3.1.3 PM10和PM2.5中Cd的浓度分布 (19)
3.1.4 PM10和PM2.5中Cr的浓度分布 (20)
3.1.5 PM10和PM2.5中As的浓度分布 (21)
3.1.6 PM10和PM2.5中Sb的浓度分布 (21)
3.2 珠三角地区PM10和PM2.5中重金属的季节污染特征 (22)
3.3 与国内外研究现状的对比分析 (22)
3.3.1冬季PM10和PM2.5中重金属与国内外城市对比分析 (22)
3.3.2夏季PM10和PM2.5中重金属与国内其他城市对比分析 (24)
3.4 来源解析 (25)
3.4.1 元素相关性分析 (25)
3.4.2 主成分分析 (26)
3.5 空气重金属与PM10和PM2.5的关系分析 (27)
3.6 本章小结 (30)
第四章珠三角地区大气重金属的潜在生态风险评估 (31)
4.1 地累积指数法 (31)
4.2 潜在生态风险指数法 (34)
4.3 本章小结 (37)
第五章珠三角地区大气重金属的健康风险评估 (38)
5.1 暴露模型 (38)
5.2 暴露参数及其优化 (39)
5.3 珠三角城市群PM2.5中重金属的健康风险表征 (40)
5.3.1 非致癌风险评价 (40)
5.3.2 致癌风险评价 (42)
5.4 不确定性 (44)
5.5 本章小结 (44)
结论与建议 (46)
结论 (46)
建议 (47)
参考文献 (49)
攻读学位期间取得的研究成果 (55)
致谢 (56)
第一章绪论
第一章绪论
1.1 研究背景
近年来，随着社会经济的快速发展，我国的环境空气污染特征也发生了显著变化，区域性大气污染问题日趋严重，灰霾、光化学烟雾和酸雨等复合型大气污染问题较为突出，重金属污染也成为“十二五”凸显的重大环境问题。我国近年来重金属污染事件频发，多地出现了儿童血铅超标、砷污染、镉污染事件。根据环境保护部统计，2009年环保部接报了12起重金属、类金属污染事件，引起32起群体事件。2011年2月，国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这是我国出台的第一个“十二五”专项计划，充分体现了党中央、国务院对重金属污染防治的高度重视[1]。
我国大气中的重金属污染主要来源于工业生产、燃煤气体排放、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。这些可吸入颗粒物分散并悬浮在大气中，其中Pb、Cd、Ni、Mn、V、Zn等重金属，主要吸附在小于2μm颗粒物上，极易通过呼吸作用进入人体，吸附在小颗粒物上的重金属极易沉降在肺泡区，不仅危害人体的呼吸系统，而且随着血液循环，重金属在体内长期积蓄，与体内的有机物质结合并转化为毒性更强的金属有机化合物。徐宏辉[2]等人研究表明，尽管各重金属化学形态分析与粒径的关系各有其独自特征，但总体上都表现为颗粒越小，环境活性越大的特点。水体和土壤中重金属的转移是非常缓慢的过程，而大气对重金属的传输、迁移则是非常快的过程。
我国在《“十二五”规划》中将14种重金属列为污染防治重点，铅、汞、镉、铬和类金属砷为第一类重点防控重金属，镍、铜、锌、银、钒、锰、钴、铊、锑为第二类重点防护重金属。目前，有关重金属元素在大气中的排放、迁移、沉降和控制已逐渐成为近年来国内外大气污染防治领域的研究热点。尤其是Pb、As、Se、Cd、Cr、Hg、Ni及Sb等重金属及类金属元素排放、迁移转化及健康影响得到国际社会的广泛关注。
但中国长期以来对大气颗粒物重金属污染重视不足，主要表现在：（1）污染状况不明，国家未对大气颗粒物重金属展开常规检测；（2）排放源不清，2007年，开展的全国污染源普查未将大气污染源重金属排放纳入；（3）标准宽松，多数排放标准未将大气颗粒物重金属污染源排放纳入，环境空气质量标准仅将Pb列入其中；（4）控制技术不足，尚未建立针对重金属污染的最佳可应用技术文件[1]。因此，根据我国大气环