镇江市大气颗粒物PM2.5中镉污染现状及评价

吴海华 吴婷婷 曹寅莹

摘要：通过大量的实验数据，分析了镇江市大气PM2.5中镉的污染状况，以及大气PM2.5中镉浓度在四季变化中的特征。结果表明：工业区镉浓度明显高于生活区，镉的浓度变化趋势随时间的变化呈现出一致性。

关键词：细颗粒物;镉污染;镇江市

中图分类号：X501

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）4-0134-02

1 引言

颗粒物在我国环境污染中是主要污染物，其中的PM2.5是指空气动力学直径小于2.5 μm的颗粒物，通常又叫细颗粒物[1]。PM2.5中携带大量有毒重金属和有害有机物，其中镉容易通过肺和消化道途径进入人体，对人体多脏器如肾、肝、脑、骨胳及血液系统均可产生毒性。镉中毒还有致癌、致畸等毒性作用。镉对人体肾脏的损伤最常发生，较高剂量的职业暴露，可能引起明显的肺脏损伤[2]。随着社会经济的快速发展以及工业化进程的不断深入，人类活动释放出大量的镉，尤其在冶金、电镀工业区附近镉的含量更高[3]。因此，测试大气PM2.5中的镉很有必要。

镇江市地形大势表现西高东低，北依长江，东部地区是平原，建有国家级的经济技术开发区，园区内工业企业众多，是镇江市主要的颗粒物及镉的排放源。下面就大气PM2.5中镉的含量测试分析和讨论。

2 实验部分

2.1 实验仪器与试剂

主要仪器：X2 Series电感耦合等离子体质谱仪（美国赛默飞世尔科技公司）、大气PM2.5采样器（武汉天虹仪表有限公司）、DEENA智能石墨消解仪（美国Thomas Gain）等。

试剂：5.55% HNO。-16.75% HC1，混合标准调谐液、标准中间液、内标溶液。

2.2 样品的采集

根据镇江市的区域分布和功能区特点，选取4个国控空气自动站为调查点（市疾控中心、职教中心、丹徒新区、新区办事处），两个功能区作为监测点，江苏大学边界（生活区和商业区）和华科电镀厂界（工业区）。江苏大学边界是镇江市重要的生活居住区和商业区，华科电镀厂界是全市最大的重金属风险源，一共设立6个监测点位作为大气环境质量监测点（图1）。

4个环境空气自动监测站使用TH2000PM型β射线大气颗粒物浓度监测仪自动采集，设定流量16.67 11min，2016年1月至2017年2月，共采集滤膜83个样品，每次采样时间24 h。两个手动采样点位（文化商业区和工业区代表）采用大气综合采样器TH-150采样，流量100 L/min，2017年2月采集6个手工样品，每次采样时间24 h。并且详细记录采样条件。

2.3 实验分析操作

Beta射线法自动采集样品滤膜在采样前不需要前处理，手工采样的石英滤膜采样前需进行平衡和称重。采样后的样品滤膜用5.55% HNO。-16.75%HC1的酸体系石墨消解，15 min升温至100℃并保持2h;冷却10 min后将消解管盖子移走，加入10 mL超纯水，50%高度摇动15 s;定容至50 mL，用0.45 ）μm滤膜的针孔过滤器过滤后上机测定。

3 结果与讨论

3.1 镇江市生活商业区与工业区域PMz.s中镉的浓度水平

按照实验方法，以居住、文教、商业混合区和工业区为代表的江苏大学和华科电镀厂外界两个点位设置采样点，采用石英滤膜同时人工采样，共采集6张24 h滤膜进行分析，预处理后进行含量测定，并根据采样体积计算滤膜中镉的体积浓度。测定结果见表1。从中可以看出，具有代表性的两个点位，元素Cd满足GB3095- 2012《环境空气质量标准》中规定的年平均0.005 μg/m³要求[4]，居住商业区的浓度明显比工业区要低很多。

3.2 镇江市PM2.5中镉元素季节变化特征

镇江位于江苏省西南部，东部沿海、属于亚热带季风气候，具有四季分明、温暖湿润、热量丰富、雨量充沛的特点，受大陆、海洋及来自南北天气系统的影响，气候比较复杂。最明显的是：风力偏大，春、秋、冬季北向风;夏季高温多雨。

以丹徒新区、职教中心、新区办事处和市监测站4个自动站位为采样点位，自动采集滤膜分析PM2.5中Cd元素的季节变化规律。2016年1月至2017年2月，共采集滤膜83个样品（24h），从表2中可以看出：以4个自动站为监测点位考察镇江市的PM2.5中Cd元素时，其浓度随季节变化明显，Cd元素春、夏、秋、冬四季的浓度值均小于《环境空气质量标准》GB3095 - 2012中规定的标准限值0.005 μg/m³3，但冬季的平均值较其他三个季度值高，这是因为天气寒冷，大气对流不活跃，气流以下沉为主，不利于空气中污染物质的扩散[5]。

4 结语

总体来看，代表镇江市居民商业区和工业区的两个监测点位PM2.5中镉的浓度符合GB3095 - 2012《环境空气质量标准》中规定的年平均0.005 μg/m³要求，工业区点位PM2.5中镉的含量比文化商业区点位高出2倍，主要是由于该点位处于工业较为聚集的区域，尤其点位周边聚集了电镀工业园、发电厂和大量化工企业。春夏秋冬四季变化特征中，PM2.5中镉元素浓度秋季<春季<夏季<冬季，浓度限值也满足标准规定的限值要求，但冬季数值略高，这可能跟镇江气候对PM2.5浓度影响相似。

参考文献：

[1]国家环境保护总局.空气和废气监测分析方法[M].4版，北京：中國环境科学出版社，2007：4～27.

[2]郭笃发.环境中铅和镉的来源及其对人和动物的危害[J].环境工程学报，1994（3）：71～76.

[3]李晶，凌其聪，严莎，等.武汉市重工业区周源环境中镉的发布及其危害性[J].长江流域资源与环境，2010，19（10）：1219～1225.

[4]国家环境保护总局.环境空气质量标准GB3095 - 2012[S].北京：中国环境科学出版社，2012.

[5]李立忠，朱璐，金焰，等.黄石市大气颗粒物的特征分析[J].中南民族大学学报（自然科学版），2017（4）：14～16.