空氣降塵重金屬分布特點

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本文作者：莫治新于淼淼楊小建作者單位：塔里木大學植物科學學院

大氣降塵是指以自身重力作用自然沉降于地面的顆粒物，粒徑一般大于10m，小于100μm。降塵不僅改變土壤的組成及性質，還影響植物的生長和品質。因此，對于大氣降塵的研究引起了國內外專家學者們的普遍關注。阿拉爾墾區是新疆主要的農業生產區，也是我國典型的干旱荒漠區。阿拉爾墾區地處天山南麓，塔克拉瑪干大沙漠北緣，阿拉爾墾區既是揚塵區，也是降塵區，其降塵的組成、來源、影響降塵的因素、降塵的時空分布規律具有典型的代表性。為了控制和削減大氣中污染物質的含量，提高空氣質量，進行降塵污染防治，必須了解大氣中污染物質的含量水平。因此，通過對該區域大氣降塵中重金屬時空分布特征進行分析具有重要意義。

1.材料與方法

1.1采樣時間及方法

采樣工具采用直徑15cm高度30cm的向上開口的聚乙烯圓桶形積塵器。由于研究區極端干燥，蒸發量很大，故采用干法收集。該區域全年的大風、浮塵、揚沙及沙塵暴情況見表1。

1.2分析項目及測定方法

降塵樣品按月份測定。Fe、Mn、Cu、Zn利用原子吸收光譜法（AAS）測定，Cr利用二苯碳酰二肼光度法測定。

2結果與分析

2.1大氣降塵中重金屬的時間分布特征

降塵樣品按月份測定。Fe、Mn、Cu、Zn利用原子吸收光譜法（AAS）測定，Cr利用二苯碳酰二肼光度法測定。通過對研究區內9個降塵監測點全年12個月收集的降塵樣品進行分析，見圖1。各金屬元素測定值的范圍為銅18~114.33mg/kg，鐵1025~5818mg/kg，錳241.33~1115.67mg/kg，鋅42~171.67mg/kg，鉻4.94~9.63mg/kg。5個重金屬元素中以鐵的含量最高，鉻的含量最低。其中銅、鐵、錳及鋅的含量均在4月份達到最大值，這個時期是全年降塵量最大的時期。大氣降塵中的各重金屬在不同的空間位置其含量存在明顯的差異，見圖2。

2.2大氣降塵中重金屬的空間分布特征

銅、鐵、錳隨著采樣高度的增加含量遞增；鉻的含量隨著采樣高度的增加而遞減；鋅在高度2m處含量達到最大值，在高度10m處含量達到最小值。

2.3大氣降塵中各重金屬含量與降塵量的相關性分析

通過對大氣降塵中重金屬含量與降塵量進行相關性分析見表2。大氣降塵中銅的含量與降塵量呈顯著相關（=0.632,=0.028<0.05），鐵的含量與降塵量呈極顯著相關（=0.745，=0.005<0.01），錳的含量與降塵量呈極顯著相關（=0.740，=0.006<0.01），鋅的含量與降塵量呈顯著相關（=0.699，=0.017<0.05），鉻的含量與降塵量無顯著的線性關系。

3.結果與討論

2009年4月是1年中大風、浮塵、揚沙、沙塵暴最為頻繁的時期可見表1，該月的降塵量達到最大值，期間降塵中的重金屬銅、鐵、錳及鋅的濃度均達到最大值。通過大氣降塵中各重金屬含量與降塵量的相關性分析，進一步表明大氣降塵中銅、鐵、錳及鋅與降塵量之間呈現顯著或極顯著的線性關系，即隨著降塵量的增加，大氣降塵中銅、鐵、錳及鋅均呈增加趨勢。

在不同的空間范圍內，大氣降塵中的重金屬含量存在顯著差異，其中銅、鐵、錳的含量均隨著高度的上升而呈現遞增的趨勢；鉻的含量隨高度的遞增呈現遞減趨勢；鋅在高度2m處含量達到最大值，在高度10m處含量達到最小值。由此說明，在該研究區域內的喬木如胡楊、灰楊、新疆楊等受大氣降塵中的銅、鐵、錳的影響較大；而農作物如棉花、小麥等受大氣降塵中鉻、鋅的影響較大。