(硕士论文)郑州市地面灰尘重金属季节变化及健康风险分析.pdf

摘要
本文选择郑州市作为研究对象,在野外调查采样、室内分析的基础上,对郑州市不
同季节地面灰尘中 Cr、Ni、Zn、Pb 和 Cu 的含量水平、空间分布、富集特征、污染状
况、健康风险评估等开展了对比研究,得出以下主要结论:
(1)郑州市不同季节地面灰尘中 Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 含量均超过了对照样,存
在不同程度的污染。郑州市春季地表灰尘除 Cr 属中等变异外,其余均为强变异;夏季
除 Cr、 Cu 属中等变异外,其余也均为强变异。郑州市地表灰尘重金属的来源受外界干
扰很大,空间变异很强,这种强变异可归于交通、工业、建筑等强烈人为活动空间分布
不均造成的。
(2)从总体上看,郑州市春季地表灰尘重金属含量略高于夏季的季节变化,差异
不甚明显,而春夏含量两季均小于冬季。由于冬季属于采暖期,各种燃料燃烧频繁,使
得大气颗粒物中所含重金属浓度增加,地表灰尘中所含浓度也随之增加,因此冬季略高
于其他季节。春季干燥,易于扬尘,故灰尘重金属含量较高;夏季为非取暖期,且多雨,
常出现地面径流,所以重金属含量较低。
(3)通过对郑州市地表灰尘重金属的相关性分析和聚类分析发现,郑州市地表灰
尘中重金属主要来源于交通排放及工业的混合污染。
(4)灰尘重金属污染的区域差异比较明显。灰尘Cr、Cu、Pb的污染区主要集中在
西部工业区,Ni污染区主要集中在郑州的西北角,Zn污染区域主要集中在市中心。
(5)不同重金属在灰尘各粒级中的含量差别较大,且有一定的季节变化。(在相同
的粒级中进行季节性比较可以看出,三个粒级(粗颗粒(> mm)、中颗粒(~
mm)、细颗粒(< mm))中各重金属含量在冬季均达到最大,且在冬季中,细
颗粒所占百分含量明显高于粗颗粒及中颗粒。在粗颗粒(> mm)中,除夏季含量
Ni 含量高于春季外,其他 4 种元素皆为春季>夏季;中颗粒(~ mm)中 Cr、
Pb 两元素含量春季>夏季,其他 3 种重金属元素含量为夏季>春季;细颗粒(< mm)
中除 Cu 元素含量为夏季>春季外,其余 4 种重金属元素含量为春季>夏季。虽然不同
重金属在不同粒级中的含量存在差异,但是由于细颗粒所占灰尘总量的比例最大,春季
灰尘中不同粒级中的质量百分数为细颗粒>粗颗粒>中颗粒,而夏冬两季灰尘中不同粒
I
级中质量百分数为细颗粒>中颗粒>粗颗粒。
(6)在郑州所采集的 90 个样点中所测得的 5 种重金属的非致癌风险 HQ 均<1,
不同暴露途径的非致癌风险 HQ 也均<1,其中经手-口摄入暴露途径的非致癌风险最大,
其次为皮肤接触,经呼吸吸入风险最小。重金属非致癌总风险 HI 均<1,顺序为 Pb>
Cr>Ni>Zn>Cu,对人体基本上不会造成健康危害。2 种致癌重金属致癌风险依次为
Cr>Ni,低于癌症风险阈值范围 10-6~10-4,表明致癌风险较低,对人体不会造成健康危
害。

关键词:重金属,地面灰尘,季节变化,健康风险评价,郑州市
II
Abstract
Zhengzhou City was selected as the research object. Based on the field survey, sampling and
laboratory analysis, comparative study was done on the content level, spatial distribution, enrichment
characteristics, pollution and health risk assessment of Cr, Ni, Zn, Pb and Cu in surface dust in different
seasons in Zhengzhou City. The main conclusions drawn are as follows:
(1) Concentrations of Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in surface dust in different seasons in Zhengzhou City
exceeded the background value, suggesting there are different degrees of pollution. In addition to Cr in the
medium variation, the rest heavy metals are in the strong variation in sprin