徐州市大气颗粒物PM10中重金属的污染特征及磁学响应
本文以苏北老工业区-徐州市为研究区,采用扫描电镜和 X射线能谱(SEM+EDX)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)、因子分析、磁学参数分析等手段研究了徐州市大气颗粒物的矿物学、元素地球化学特征,并探讨了大气颗粒物的磁学特征以及磁学响应特征,主要取得以下成果和认识: (1)阐明了2013年徐州市大气空气质量的季节变化特征。整体而言,徐州市2013年空气质量状况一般。从12个月份看,徐州市1、12月的空气质量指数(AQI)平均值最高,均超150,达到中度污染。从四个季节看,冬季空气质量指数平均较高,达到138,其它三季的空气质量指数相差不大。 (2)明确了徐州市 PM10颗粒物的矿物学、元素地球化学特征与污染水平。发现在徐州市的4个采样区中,北区鼓楼区政府(261.56μg/m3)>西北区徐州工业技术学院(234.70μg/m3)>中部市区第二中学(197.14μg/m3)>西南区中国矿业大学南湖校区(100.63μg/m3)。从矿物学特征的角度分析,发现徐州市 PM10颗粒中存在圆球状、块状、不规则状矿物颗粒,其主要来自与煤燃烧、建筑尘、冶炼尘和机动车尘颗粒。从重金属污染的角度分析,发现Mg、Cu、Zn、Ba的富集因子(EF)都大于10,重金属元素Zn的富集因子超过100,指示这些元素受人类活动的影响程度很高。综合分析,徐州市大气颗粒物中重金属元素污染较为严重。 (3)揭示了徐州市PM10颗粒物的磁学特征。通过对徐州市PM10颗粒物的磁学特征的研究,发现大气颗粒物的磁化率(χlf)、饱和等温剩磁(SIRM)等参数值都较高,磁性矿物以亚铁磁性矿物为主,并且含有少量的不完整反铁磁性矿物,而亚铁磁性矿物主要以稳定单畴颗粒(SSD)为主。结合热磁曲线和 Dearing分析,发现徐州市PM10颗粒物中主要的载磁矿物为磁铁矿,且含有少量的超顺磁晶粒(SP)。 (4)阐释了徐州市 PM10颗粒物中重金属元素污染特征的磁学响应。通过对徐州市PM10浓度与各磁学参数的相关性分析,发现PM10浓度与磁化率之间有较好的正相关关系(相关系数为 R=0.574),而与其他磁学参数的相关性不明显或表现为负相关。此外,还发现磁化率(χlf)能有效地指示大气颗粒物中污染物磁性矿物含量的变化,而且能很好地指示大气颗粒物浓度的变化。基于因子分析和聚类分析的结果,发现徐州市PM10中重金属的主要污染源有燃煤污染源和冶炼污染源。
大气颗粒物;重金属污染;污染特征;磁学参数分析
中国矿业大学
硕士
矿产普查与勘探
王文峰
2014
中文
X513;X123
76
2015-05-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）