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作为珠江三角洲城市群核心城市的广州,其在工业化和城市化过程中所产生的各种环境问题一直为当地政府和诸多学者所关注,如城市酸雨、热岛效应、灰霾等。本课题以广州城区的大气环境为研究内容,在2009年选择独具当地特色的36座城区天桥上植被降尘为研究对象,分析其颗粒粒径、磁化率、重金属元素等特征,并结合铅同位素示踪来进行污染物来源分析,得出了以下主要看法:
1.广州城区交通主干道叶面滞尘的粒度总体上属沙质粉沙,以粉沙含量最高,平均53.99%;其次为沙含量,平均41.34%;粘土含量最低,仅平均4.67%。不同行政区在粒度百分含量和参数上都较为相似,说明整个广州城区的叶面滞尘在成因和来源上都是较为一致的。其粒度频率曲线表现为三峰态:主峰态对应城区短期悬浮来源,细粒级弱峰态对应较远距离的城郊的长期悬浮来源,粗粒级弱峰态对应城区内短距离跃移搬运。
2.广州城区叶面滞尘中TSP粒级颗粒含量较高,平均含量高达为87.40%,表明叶面滞尘主要来自大气中的总悬浮颗粒物;而PM10和PM2.5所占比例不高,平均含量分别为7.41%和2.66%。但叶面滞尘的PM10和PM2.5含量在不同采样点之间的变化幅度较大,最大值/最小值之比分别是3.88和3.40倍。
3.广州城区叶面滞尘的磁化率值(x1f)总体偏高,分布范围为133.4×10-8~629.6×10-8 m3·kg-1,平均为381.4×10-8 m3 kg-1,指示叶面滞尘样品中亚铁磁性矿物含量较高。对比国内外其他城市大气降尘或街道粉尘样品,广州叶面滞尘的磁化率值(x1f)无论是平均值还是分布范围,都与交通污染严重的城市较为相似,表明其滞尘来源也存在一定程度的相似。
4.广州城区叶面滞尘中Zn、Pb、Cu、 Cr、V、Ni和Co等7种重金属元素的平均值分别为1023.59、233.03、202.58、117.60、41.88、4139和11.28 mg/kg。广州叶面滞尘中Zn、Pb、Cu、 Cr和Ni明显高于土壤背景值,但Co和V与背景值无显著差异。对这7种重金属元素进行多元统计分析,发现可大致划分为三类:(1)Zn、Cu和Ni为第一类,其来源主要与燃烧活动有关(如燃油、燃煤、金属冶炼等);(2)第二类是Pb、Cr和Co,主要来自于交通运输排放;(3)V自成一类,多数来自于土壤。
5.广州城区叶面滞尘Pb同位素比值变化幅度较小,表明不同城区叶面滞尘具有大体一致的相同铅质来源,物质来源相对稳定。与不同端元物质的Pb同位素数据相比,广州叶面滞尘Pb同位素比值像位与第四纪沉积物明显不同,而处于石油燃油、汽车尾气、燃煤、建筑扬尘(水泥)、粤西矿石、粤北凡口铅锌矿以及珠三角花岗岩的包围之中,说明广州近地面大气粉尘的来源受自然背景影响很小,主要是城市化和工业化过程中的各种人类活动排放的污染源叠加产物,属典型的复合污染源。值得指出的是,广州叶面滞尘Pb同位素的分布与石油燃油、燃煤燃烧和建筑飞尘等更为接近,指示自2000年6月我国全面实现车用汽油无铅化后,来自汽车尾气的污染程度有所降低,而其它污染来源的比重呈现增加趋势。