【摘 要】
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近年来,随着城市化和工业化的快速发展、人类活动排放进环境的污染物不断增加,对生态环境和人类健康造成了一定的危害。多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon,PAHs)和重金属是其中一类典型污染物,广泛存在于环境中。PAHs主要来源于人类的生活污染以及大部分的工业活动,由于其致癌、致畸、致突变的“三致效应”而受到了更多的关注。而重金属含量一旦达到或者超过一定浓度时会对生
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近年来,随着城市化和工业化的快速发展、人类活动排放进环境的污染物不断增加,对生态环境和人类健康造成了一定的危害。多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon,PAHs)和重金属是其中一类典型污染物,广泛存在于环境中。PAHs主要来源于人类的生活污染以及大部分的工业活动,由于其致癌、致畸、致突变的“三致效应”而受到了更多的关注。而重金属含量一旦达到或者超过一定浓度时会对生态环境和人类健康造成严重危害,且重金属难以降解,其造成的污染是不可逆的。本文以我国东北部省会城市哈尔滨市为例,对2019年12月冬季两次降雪事件中美国环境保护署(US EPA)优控的16种PAHs和6种重金属(Fe、Zn、Cu、Cr、Ni、As)进行分析,探究哈尔滨市降雪中多环芳烃和重金属含量分布特征、来源解析,并对其进行生态风险评价。主要结论如下:(1)在哈尔滨市两次降雪事件中16种优先控制PAHs均有检出,PAHs组分特征以中环数PAHs(3-4)为主,单体质量浓度均值最高的是Phe、Fla、Flu、Pyr。结果显示PAHs含量分布存在差异明显,其中居民区、商业交通混合区检出浓度较高,而郊区检出浓度较低。(2)哈尔滨市降雪中PAHs来源主要以煤燃烧所产生的废气和木材燃烧污染为主,这与哈尔滨市进入采暖期相一致。其次以化石燃料燃烧源为主,可能源于主城区交通情况复杂,汽车尾气的排放、机动车使用的润滑剂等因素导致。(3)降雪中重金属浓度分别为:Fe>Zn>Cu>Cr>Ni>As;在人口密集,交通流量较大,各种商业产品汇集较为集中的S9(香坊红旗大街)、S4(道里建国街)等样点中,降雪中Zn、Ni、As、Fe等重金属浓度相对较高,而在S7(平房东轻厂)附近的降雪中Cr浓度相对较高。对比地表水环境质量标准,As和Ni未超过I类水体限制,其余元素均超过I类水体限制,这可能给哈尔滨市地表水源造成一定影响。(4)本文通过主成分分析结果显示降雪中6种重金属(Fe、Zn、Cu、Cr、Ni、As)的污染最大来源为交通排放源,贡献率为56.4%,其次为燃煤源,贡献率为22.1%,金属冶炼源最小,占10.3%。(5)扫描电镜能谱分析表明,降雪中悬浮颗粒物以矿物颗粒和球体颗粒居多,烟尘聚合体次之,烟尘聚合体多为老化或吸湿后形成的密实颗粒,大量矿物颗粒和球形飞灰表明哈尔滨市冬季降雪中悬浮颗粒物主要来自空气扬尘和供暖期煤炭燃烧。(6)PAHs生态风险评价结果显示哈尔滨市12个采样点中S1(呼兰师专)、S2(松北师大)、S9(香坊红旗大街)、S8(动力和平路)、S10(阿城会宁)、S5(南岗学府路)处于较高生态风险等级,而S3(岭北)、S7(平房东轻厂)、S11(太平宏伟公园)处于低风险水平,其余采样点处于中等生态风险。并且七种被列为可能是人类致癌物的PAHs含量均较高,哈尔滨市PAHs污染水平形势不容乐观,所以应尽快对PAHs污染进行有效合理的防治对策。(7)哈尔滨市重金属潜在生态风险指数的最小值为62.23,最大值为382.76,平均值为162.22。6种重金属元素单项生态风险指数平均值排序为Cu>Zn>Cr>Ni>Fe>As,其中Cu、Zn和Cr的值分别为122.56、76.88和60.23处于强生态危害程度,对研究区域的潜在生态风险贡献高;Ni、Fe、As这3种元素的值小于30,对研究区域的潜在生态风险贡献较低,影响较小。
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