中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

新疆石河子城区道路尘土的铅污染和铅同位素示踪研究

黄勇, 高博, 王健康, 李强, 郭太君. 新疆石河子城区道路尘土的铅污染和铅同位素示踪研究[J]. 岩矿测试, 2013, 32(4): 632-637.
引用本文: 黄勇, 高博, 王健康, 李强, 郭太君. 新疆石河子城区道路尘土的铅污染和铅同位素示踪研究[J]. 岩矿测试, 2013, 32(4): 632-637.
Yong HUANG, Bo GAO, Jian-kang WANG, Qiang LI, Tai-jun GUO. Lead Pollution and Isotopic Signature of the Dusts around Urban Roads in Shihezi City, Xinjiang Province[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(4): 632-637.
Citation: Yong HUANG, Bo GAO, Jian-kang WANG, Qiang LI, Tai-jun GUO. Lead Pollution and Isotopic Signature of the Dusts around Urban Roads in Shihezi City, Xinjiang Province[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(4): 632-637.

新疆石河子城区道路尘土的铅污染和铅同位素示踪研究

  • 基金项目:
    国家重大科学仪器装备专项 (2011YQ14015009)
详细信息
    作者简介: 黄勇,硕士研究生,主要研究方向为环境中重金属污染监测和评价。E-mail: huang89y@163.com
    通讯作者: 高博,博士,高级工程师,研究方向为重金属元素环境地球化学。E-mail: gaobo@iwhr.com
  • 中图分类号: O614.433;X820.4;O657.63

Lead Pollution and Isotopic Signature of the Dusts around Urban Roads in Shihezi City, Xinjiang Province

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    Corresponding author: Bo GAO
  • 城市道路尘土中重金属污染已成为当前重大的环境问题之一。本文对我国西部石河子市城区道路尘土的重金属污染进行评价,利用电感耦合等离子体质谱法测定铅的含量及铅同位素组成,采用地积累指数法评价铅的污染程度。结果显示,石河子市城区道路尘土中重金属铅的含量范围为19.36~84.63 mg/kg,平均含量为37.85 mg/kg,高于当地土壤背景值,但明显低于我国其他大中型城市,表明当前石河子市的环境质量已经受到人为活动的干扰;尘土中铅的地积累指数在-0.59~1.54之间,平均值为0.30,属于轻度污染水平。利用铅同位素示踪法识别铅污染的来源,206Pb/207Pb比值的范围是1.159~1.182,208Pb/207Pb比值的范围是2.391~2.457,均接近于煤炭和建筑材料的铅同位素比值,初步判断石河子道路尘土的铅污染主要受到煤炭燃烧和城市建设的影响。
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  • 图 1  石河子市道路尘土采样点示意图

    Figure 1. 

    图 2  石河子市道路尘土中206Pb/207Pb与1/Pb的关系

    Figure 2. 

    表 1  Pb同位素比值测定的仪器工作参数

    Table 1.  The working parameters of the ICP-MS instrument for Pb isotope ratio measurement

    工作参数 设定条件
    灵敏度 1000 cps
    CeO/Ce产率 <3%
    Ba++/Ba产率 <3%
    扫描次数 250次
    读数 5
    重复次数 5次
    采样锥 镍锥
    样品进样浓度 10~30 μg/L
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    表 2  地积累指数与污染程度分级

    Table 2.  Geoaccumulation index and classification of pollution degree

    Igeo 级数 污染程度
    < 0 0
    0~1 1 无~中
    1~2 2
    2~3 3 中~强
    3~4 4
    4~5 5 强~极强
    > 5 6 极强
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    表 3  石河子道路尘土中铅含量

    Table 3.  Concentrations of Pb in road dusts collected from Shihezi City

    数值 w(Pb)/(mg·kg-1) 相对背景值的倍数
    最小值 19.36 1.00
    最大值 84.63 4.36
    平均值 37.85 1.95
    变异系数/% 35.21 -
    背景值 19.40 1.00
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    表 4  石河子和其他城市道路尘土中铅的含量比较

    Table 4.  Comparison of Pb content in road dusts of Shihezi City and other cities

    城市 w(Pb)/(mg·kg-1) 相对于石河子Pb含量的倍数 文献
    上海 416.63 11.01 [13]
    广州 240 6.34 [14]
    西安 230 6.08 [15]
    成都 372 9.83 [16]
    重庆 79.38 2.10 [17]
    石河子 37.85 1 本研究
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    表 5  地积累指数评价结果

    Table 5.  The assessment results of geoaccumulation index for Pb in road dusts

    采样点 地积累指数 污染程度
    1 1.02
    2 1.03
    3 0.74 无~中
    4 0.14 无~中
    5 -0.10
    6 -0.08
    7 0.50 无~中
    8 0.70 无~中
    9 0.56 无~中
    10 0.13 无~中
    11 0.33 无~中
    12 0.06 无~中
    13 0.23 无~中
    14 0.23 无~中
    15 0.45 无~中
    16 0.68 无~中
    17 0.38 无~中
    18 -0.10
    19 0.04 无~中
    20 0.38 无~中
    21 0.11 无~中
    22 -0.33
    23 -0.24
    24 0.15 无~中
    25 0.86 无~中
    26 0.85 无~中
    27 -0.59
    28 -0.08
    29 0.54 无~中
    30 -0.19
    31 -0.29
    32 1.54
    平均值 0.30 无~中
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    表 6  石河子道路尘土与其他环境介质的铅同位素比值

    Table 6.  Pb isotope ratio of road dusts in Shihezi and other environment media

    样品 206Pb/207Pb 208Pb/207Pb 参考文献
    汽油(无铅) 1.138~1.160 - [19]
    汽油(含铅) 1.098~1.116 - [19]
    燃煤 1.143~1.205 2.446~2.494 [20]
    建筑材料 1.122~1.200 2.404~2.469 [20]
    冶金灰尘 1.148~1.164 - [20]
    石河子道路尘土 1.159~1.182(平均值1.170) 2.391~2.457(平均值2.415) 本研究
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  • [1]

    Li X D, Poon C, Liu P S. Heavy metal contamination of urban soils and street dusts in Hong Kong [J].Applied Geochemistry,2001,16(11-12): 1361-1368. doi: 10.1016/S0883-2927(01)00045-2

    [2]

    刘春华,岑况,于扬.北京市街道灰尘中重金属元素赋存形态及环境效应[J].岩矿测试,2011,30(2): 205-209. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201102022.htm

    [3]

    郭笃发.环境中铅和镉的来源及其对人和动物的危害[J].环境科学进展,1994,2(3): 71-76. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJJZ403.007.htm

    [4]

    Needleman H. Lead poisoning [J].Annual Review of Medicine,2004, 55: 209-222. doi: 10.1146/annurev.med.55.091902.103653

    [5]

    Hilary A G. The biological chemistry of lead [J].Current Opinion in Chemical Biology,2001, 5: 223-227. doi: 10.1016/S1367-5931(00)00194-0

    [6]

    吴龙华,张长波,章海波,骆永明.铅稳定同位素在土壤污染物来源识别中的应用[J].环境科学,2009,30(1): 227-230. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKZ200901040.htm

    [7]

    Cheng H F, Hu Y N.Lead (Pb) isotopic fingerprinting and its applications in lead pollution studies in China: A review [J].Environmental Pollution, 2010, 158(5): 1134-1146. doi: 10.1016/j.envpol.2009.12.028

    [8]

    Ip C C M, Li X D, Zhang G, Wong C S C, Zhang W L.Heavy metal and Pb isotopic compositions of aquatic organisms in the Pearl River Estuary, South China [J].Environmental Pollution, 2005, 138: 494-504. doi: 10.1016/j.envpol.2005.04.016

    [9]

    Gao B, Liu Y, Sun Y, Liang X R, Peng P A, Sheng G Y, Fu J M. Precise determination of cadmium and lead isotopic compositions in river sediments [J]. Analytica Chimica Acta, 2008, 612(1): 114-120. doi: 10.1016/j.aca.2008.02.020

    [10]

    王莹,陈玉成,李章平.我国城市土壤重金属的污染格局分析[J].环境化学,2012,31(6): 763-770. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJHX201206002.htm

    [11]

    Förtner U.Lecture Notes in Earth Science (Contaminated Sediments) [M].Berlin: Spring-Verlag,1989:107-109.

    [12]

    中国环境监测总站.中国土壤元素背景值[M].北京: 中国环境科学出版社,1990.

    [13]

    史贵涛,陈振楼,许世远,王利,张菊,李海雯,李丽娜.上海城市公园及灰尘中重金属污染特征[J].环境科学,2007,28(2): 238-242. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKZ200702002.htm

    [14]

    Duagoren-Aydin N S, Wong C S C, Aydin A, Song Z, You M, Li X D.Heavy mental contamination and distribution in the urban environmental of Guangzhou, SE China [J].Environmental Geochemistry and Health, 2006,28(4): 375-391. doi: 10.1007/s10653-005-9036-7

    [15]

    Han Y M, Du P X, Cao J J, Eric S P.Multivariate analysis of heavy metal contamination in urban dust of Xi’an, Central China [J].Science of the Total Environment, 2006,355(1-3): 176-186. doi: 10.1016/j.scitotenv.2005.02.026

    [16]

    施择明,倪军师,张成红.成都市近地表大气尘的地球化学特征[J].地球与环境,2004,32(3-4): 53-58. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10616-2004085942.htm

    [17]

    李章平,陈玉成,杨学春,魏世强.重庆市主城区街道地表中重金属的污染特征[J].水土保持学报,2006,20(1): 114-116. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRQS200601027.htm

    [18]

    Sturges W T, Barrie L A.Lead 206/207 isotope ration in the atmosphere of North America as trace and Canadian emissions [J].Nature,1987,329(6135): 144-146. doi: 10.1038/329144a0

    [19]

    Mukal H, Furute N,Fujii T, Ambe Y, Sakamoto K, Hashimoto Y. Characterization of sources lead in the urban air of Asia using ration of stable lead isotopes [J].Environment Science & Technology,1993, 27: 1347-1356.

    [20]

    Chen J M, Tan M G, Li Y L, Zhang Y M, Lu W W, Tong Y P, Zhang G L. A lead isotope record of Shanghai atmospheric lead emissions in total suspended particles during the period of phasing out of leaded gasoline [J].Atmospheric Environment, 2005, 39: 1245-1253. doi: 10.1016/j.atmosenv.2004.10.041

    [21]

    Zhang J, Tan M G, Shibata Y, Tanaka A, Zhang G L, Zhang Y M, Shan Z C. Characteristics of lead isotope ratios and elemental concentrations in PM10 fraction of airborne particulate matter in Shanghai after the phase-out of leaded gasoline [J].Atmospheric Environment, 2004, 38: 1191-1200. doi: 10.1016/j.atmosenv.2003.11.004

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出版历程
收稿日期:  2013-01-16
录用日期:  2013-01-24

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