大气重金属污染监测技术现状

大气重金属污染监测技术现状　顾微　（广东省韶关环境监测中心站广东韶关５１２０００）　２．２大气重金属污染物监测技术与仪器　在使用ＩＣＰ—ＡＥＳ（等离子原子发射光谱法）时，日常环境污染监　测中会采用ＴＰＳ采样器并叠加过氯乙烯膜进行过滤采样，通过硫　酸一灰化处理后得到污染样品，再经过筛选得到合适的内标元素　从而检测具体含量。或者，还可以采用硝酸一次氯酸消解法直接消　解空气采集样品，再通过石英滤膜直接测定大气重金属污染物。　这两种技术均有价格低廉，测试元素种类多的优点，但也存　在着测试耗时长，劳动强度较大，线性范围不广的问题。　空气是维持生命的三要素之一，每天人类吸人的空气体积约　在使用ＡＦＳ（原子荧光法）时，会将高锰酸钾水溶剂注入空气　为１２ｍ　Ｎ１５ｍ　之间，重约２０ｋｇ。随着科技的发展，人类的进步，重　样本，使氧化汞聚集后，采用原子荧光法测定汞在空气中的含量。　工业化发展迅速，重工业化产生的废气排放越来越严重。对大气　该技术灵敏度高，谱线非常明显，但测试的种类有限制。　造成的重金属污染也随之加重，严重危害人类的健康和环境。对　ＸＲＦ（Ｘ射线光谱分析法）是一种使用广泛的较为优秀的方　大气重金属污染的监控也愈发重要。　法，通过使用ＣＥＳ—ＬＬＣ公司生产的ＸａｃｔＴＭ　６２０空气重金属污染　１大气重金属污染来源和特征与危害　１．１大气重金属污染的来源　监测仪（ＡＭＭ）能够监测空气固体重金属颗粒物Ｆｅ、Ａｓ、Ａｇ、Ｂｒ、ｃｒ、　ｃｕ、ｃ０、Ｈｇ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔ１、Ｚｎ等的含量。该方法具有检　测速度快，处理方式简单，灵敏度较高的特点。　我国大气重金属污染大多数来自重工业生产、燃烧煤炭产生　的废气、汽车尾气的排放、焚烧垃圾秸秆，火力发电，矿山开采等　３我国对于大气重金属污染的研究　产生的有害气体和粉尘。这些细微颗粒物悬浮于空气中，其中包　我国很多城市大气重金属污染十分严重，我国对这几个重点　括一些重金属元素如ｃｄ、ｚｎ、Ｐｂ、ｃｕ等，对人体健康造成很大的　城市如北京、上海、广州、深圳、郑州等城市开展了重金属污染的　危害。铅污染主要来自各种废旧电池、冶金行业、电镀机械行业、　研究。根据报告显示，我国大气重金属研究主要集中在以下几个　生产染料行业等。镉污染主要来自采矿行业、化工企业、合金生产　方面：　等。镍污染主要来源于矿山开挖、重工业废气排放等。　３．１大气重金属污染物检测分析方法研究，要研究大气重金属污　１．２大气重金属污染的特征　染物，通常我们需要对大气污染物进行采样，大气污染物样品大　污染源产生的重金属污染会随着一些气象条件进行迁移转　多数情况只有几十毫克，这让我们检测重金属含量变得十分困　换。这些重金属污染物，一般不能进行降解，有着生物富集，毒性　难。近些年来随着科技的进步，各种采集方法分析方法得到了飞　持续时间长的特征，重金属污染物一旦进入生态环境系统，就能　速的发展，一些新型的仪器和技术得到了使用和发展，例如粒度　成为潜在持续的污染物质，在生态环境中能进行不同价态转换，　分级采样器，表征技术，微波消解技术等。这些技术和仪器的投入　不能被生物链分解。还有一些重金属物质，严重的威胁人类的健　使用对重金属颗粒检测和研究起到了至关重要的作用，在检测的　康，如果摄人量过多会导致人类各种严重疾病的产生。　灵敏度上也有很大的提升。　各重金属污染物有着自己独特的特征，并有催化协同的作用。　３．２我国北方城市和南方城市的生活习惯大不相同，从而导致污　重金属物质在大气中，经过降水作用，氧化作用等之后，可能会催　染的严重程度也不相同，从研究看来，我国污染重金属元素主要　化出众多其他有害物质，污染物随着降雨流入土地，并被动植物吸　有Ｆｅ、ｃａ、Ｍｇ、ｓｉ、ｃｕ、Ａｓ、ｚｎ、№等污染元素，其中，对人体能造成　收，又随着动物的排泄物再次进入土壤，经久不息，持续毒性强。　严重危害的ｃｕ、Ａｓ、地、Ｐｂ等元素尤为污染严重。而且随着季节　１．３重金属污染的危害　的变化，重金属污染物的分布变化显著，总体呈现出冬季因为取　大气中的重金属污染，对环境和人类动植物会造成很大的危　暖燃烧大量煤炭最为严重，然后是秋季春季较小，夏季最小的特　害。污染物通过降水，沉淀在地表土壤，有的污染物会渗入地下　点，从空间分布来看，是因为北方冬季比较寒冷，群众取暖时所燃　水，造成污染。重金属被植物吸收后不会被分解，而是残留在植物　烧的煤炭多于南方地区；另外，在城市中靠近工业区最为严重，郊　体内，当这些植物被人类或者动物食用后就会沉积在人体内，对　区相对缓和。经过研究，大气污染物的粒径越小，所含的重金属成　人体和动物造成长久性的危害。经过调查研究，表明在重工业区　分越高，对人体危害也相对比较大。　中，人类血液中含有的重金属物质有明显增加的现象。　３．３大气污染物中的重金属的化学形态往往种类比较多，往往不　群　磁翻　誓一　２大气重金属污染的检测技术　２．１大气重金属污染监测的方法　同的形态在不同的环境状态下毒性也不尽相同。经过研究报告表　明，重金属的化学活性，对环境的危害尤为严重，甚至比重金属含　对于大气重金属元素的监测分析，目前国内外流行的方法有　量对环境的影响还要严重。因此了解污染物的重金属化学形态对　　原子吸收光谱法、ｘ射线光谱分析法、等离子原子发射光谱法、电　污染评价有着至关重要的意义。３．４大气重金属污染的来源跟形成因素都不相同，因其在物理化　化学分析法、原子荧光法、中子活化分析法等方法。　（下转第１３４页）　《资源节约与环保》２０１５年第６期　科技论文与案例交流　局。（４）环境空气中细颗粒物浓度超标的城市，应按照相关法律规定，　４．１．３霾对农业的危害　明确各年度或各阶段工作目标，并予以落实１３１。　霾天气对农作物的危害主要表现为两个方面。（１）植物虽然　制定达标规划，根据桑植县的地理环境、经济文化等特征，目前可采取如卜　具有吸附尘埃的作用，但如果霾中尘粒的浓度过大，会使植株不　　堪重负，从而影响植株的呼吸作用。（２）霾天气多时，使ｉ３照时数　措施：（１）大力发展生态农业，减少面源污染；（２）发展旅游产业，发展农产品加工业、电力工业，精心培植医药　减少，气温降低，光照强度减弱，进而影响到植物的光合作用，这　促进经济发展；（３）工业，严禁污染工业的进入；（４）深化技术改造，采取有效措施，降　都对植物生长发育不利。　４．２防御措施　低现有矿业对环境的污染。　参考文献　４．２．１控制霾天气措施　１］中国气象局．地面气象规范．气象出版社，２００３：２３．　霾的综合防治可采取以下四个措施：（１）实行产生污染物的消费　【２】赵俊平，李亚军．如何积极有效地防御雾霾天气．科学之友，２００９　总帚拧制，大力发展清洁能源。（２）优化城市功能布局，开展城市生态　［谴没，适当控制城市规模，大力发展公共交通系统。（３）应调整产业结　（２）：１０８－１０９．　３］龙吉泽．雾霾天气的形成、危害及治理．２０１３（１０）：３８—３９．　构，淘汰落后产能，严格实施准人制度，形成合理的产业分布空间格　【（上接第１３１页）　：悱质ｔ的差异导致Ｊ　其毒性特征的差别。目前来源解析方法大　重金属污染研究的投入经费。　致仃Ｉ埘种：其一，根据污染物中重金属化学组分跟外貌特征进行　５结语　辨别；另一种方法是，通过建立数学模型完成对污染源的定性和　根据我国在２０１２年发布的《中国环境状况公报》，显示全国３２５　定量计算，其中分析方法有显微分析法、元素追踪法等。　　３个重点城市的空气质量数据，达到一级优秀标准　３．５通过在生态环境中重金属对生物的体内吸收与累积的研究，可以　个有地级市及ｌ１　１个，只占３４％。可见我国空气污染是的严重程度，再结　大体的指导重金属对人体的影响程度。主要研究方法有人体和动　的城市只有１更加确认了改善空气质量，减少大　物的实验，但是目前国内对重金属对生物的有效性研究比较少，更　合近期全国的每日空气质量报表，多的史研究土壤和沉积物中的重金属，很少使用试验的手段。　４我国大气重金属污染的研究现状和趋势　气重金属污染的任务已经达到了刻不容缓的程度。为了我国经济又　好又陕的发展，人民生活水平的提高，我们应该结合具体国情，采用　国内先进技术，对污染的空气进行标本兼治的净化治理。　我国目前对大气重金属污染的研究刚刚在起步阶段，有些技　参考文献　１］冯茜丹，党志，黄伟林．广州市秋季ＰＭ。　中重金属的污染水平与　术不是很成熟，而且研究方向主要集中在土壤中的重金属研究，　【Ｊ］．环境科学，２０１０，２９（３）：５９—７５．　些微量的重金属研究还没有开始。通过总结表明，我国未来对　化学形态分析ｆ一大气重金属污染的研究应该集中在以下几个方面：加强对微量重　［２］Ｖｉｒａｇ　Ｓｚｉｌａｇｙｉ，Ｚｓｕｚｓａｎｎａ　Ｈａｒｔｙａｎｉ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａｎ　Ｘ—ｒａｙ／ｌｕｏ—　ｒｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ａｅｒｏｓｏｌ　金属元素对大气环境的影响的研究；展开对大气中重金属化学形　ｒｅｓｅｅｎｅｅ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔ态的分析研究；深入研究重金属的结构状态与环境系统的关系；　ｓａｍｐｌｅｓ［Ｊ］．Ｍｉｅｒｏｅｈｅｍｉｅａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１１，７９：３７－４１．　建立完善的研究评价机构和预警机构；研究气候的变化对大气中　『３］ｘｇ继，陈国海，郑晓红，等．密闭微波消解ＩＣＰ—ＡＥＳ法测定大气　Ｊ】＿环境监测管理与技术，２００９，２１（１）：２８—３２．　重金属含量变化的影响；研究根治，修复污染的技术；加大对大气　颗粒物中金属元素【（上接第１３２页）　再去静电除雾，根据浙江某企业的运行经验，在正常运行条件下，　ＤＯＰ回收塔处理效率可达９８％以上。　４．２二甲胺废气防治措施　ＤＭＦ原料中本身含有微量的二甲胺等恶臭物质，同时在精制　回收过程ＤＭＦ遇热也会发生分解产生二甲胺。二甲胺废气的治　理方法应用较为普遍的有冷凝法、燃烧法、稀释法及化学法，其中　高温燃烧法最为彻底。冷凝法、稀释法去除效果较难保证，化学法　较为复杂。　４．３甲苯、丁酮废气防治措施　ＤＭＦ溶剂中含甲苯和丁酮等其他有机挥发料。ＤＭＦ可通过　水喷淋吸收与空气分离，但甲苯和丁酮则进一步经活性炭吸附装　置或催化燃烧装置净化、或采用甲苯、丁酮回收装置净化后才能　达标排放。　４．４后处理工艺有机溶剂废气防治措施　选用密闭喷涂设计先进后处理设备，设立单独工作间，后处　理设备应设置包围型集气罩（半密闭罩、密闭罩），保持工作间负　压操作，将有机溶剂废气送ＤＭＦ废气喷淋吸收系统。　三类工业用地上建设生产。但使用水性涂层剂的项目，在明确　无其他有害废气同时排放前提下可以另作分析。环评应仔细　核定环境空气影响评价等级，计算大气环境防护距离和卫生　防护距离，分析防护距离内有无环境空气敏感点并提出相应　措施。　近年来，各地都建设了许多开发区、特色］二业园区等，将同类　企业集中在一起生产，同类污染叠加影响明显增加。但是建设项　目的环评往往会忽视整个评价区域内主要或重要的同类污染物　叠加影响，尤其是特征污染物的叠加影响，使环境影响预测结果　的可靠性大打折扣。对拟建于织物涂层生产企业集中地区的建设　项目，环境空气影响预测分析时应充分考虑同类型污染源的叠加　影响，在充分调研周边同类企业废气排放情况的基础上，分析废　气污染物排放，尤其是特征污染物排放与环境容量的关系。同时　在制定废气特征污染物监测计划时，要将监测分析方法的检出限　作为重点关注内容之一，防止监测数据无效或不能可靠地反映环　境实际水平。　参考文献　［１】罗瑞林．织物涂层技术【Ｍ】．中国纺织出版社，２００５，３．　【２］［英］沃尔特．冯．涂层和层压纺织品【Ｍ】．化学工业出版社，２００６，１．　５项目选址分析　织物涂层生产排放的废气种类较多，对周围环境会产生一　【３］合成革工业污染物排放标准编制组．合成革Ｔ业污染物排放标　定的污染，应与敏感区保持一定的大气环境防护距离，并宜在　准（征求意见稿）．　《资源节约与环保》２０１５年第６期