空气降尘重金属分布特点

本文作者：莫治新于淼淼杨小建作者单位：塔里木大学植物科学学院

大气降尘是指以自身重力作用自然沉降于地面的颗粒物，粒径一般大于10m，小于100μm。降尘不仅改变土壤的组成及性质，还影响植物的生长和品质。因此，对于大气降尘的研究引起了国内外专家学者们的普遍关注。阿拉尔垦区是新疆主要的农业生产区，也是我国典型的干旱荒漠区。阿拉尔垦区地处天山南麓，塔克拉玛干大沙漠北缘，阿拉尔垦区既是扬尘区，也是降尘区，其降尘的组成、来源、影响降尘的因素、降尘的时空分布规律具有典型的代表性。为了控制和削减大气中污染物质的含量，提高空气质量，进行降尘污染防治，必须了解大气中污染物质的含量水平。因此，通过对该区域大气降尘中重金属时空分布特征进行分析具有重要意义。

1.材料与方法

1.1采样时间及方法

采样工具采用直径15cm高度30cm的向上开口的聚乙烯圆桶形积尘器。由于研究区极端干燥，蒸发量很大，故采用干法收集。该区域全年的大风、浮尘、扬沙及沙尘暴情况见表1。

1.2分析项目及测定方法

降尘样品按月份测定。Fe、Mn、Cu、Zn利用原子吸收光谱法（AAS）测定，Cr利用二苯碳酰二肼光度法测定。

2结果与分析

2.1大气降尘中重金属的时间分布特征

降尘样品按月份测定。Fe、Mn、Cu、Zn利用原子吸收光谱法（AAS）测定，Cr利用二苯碳酰二肼光度法测定。通过对研究区内9个降尘监测点全年12个月收集的降尘样品进行分析，见图1。各金属元素测定值的范围为铜18~114.33mg/kg，铁1025~5818mg/kg，锰241.33~1115.67mg/kg，锌42~171.67mg/kg，铬4.94~9.63mg/kg。5个重金属元素中以铁的含量最高，铬的含量最低。其中铜、铁、锰及锌的含量均在4月份达到最大值，这个时期是全年降尘量最大的时期。大气降尘中的各重金属在不同的空间位置其含量存在明显的差异，见图2。

2.2大气降尘中重金属的空间分布特征

铜、铁、锰随着采样高度的增加含量递增；铬的含量随着采样高度的增加而递减；锌在高度2m处含量达到最大值，在高度10m处含量达到最小值。

2.3大气降尘中各重金属含量与降尘量的相关性分析

通过对大气降尘中重金属含量与降尘量进行相关性分析见表2。大气降尘中铜的含量与降尘量呈显著相关（=0.632,=0.028<0.05），铁的含量与降尘量呈极显著相关（=0.745，=0.005<0.01），锰的含量与降尘量呈极显著相关（=0.740，=0.006<0.01），锌的含量与降尘量呈显著相关（=0.699，=0.017<0.05），铬的含量与降尘量无显著的线性关系。

3.结果与讨论

2009年4月是1年中大风、浮尘、扬沙、沙尘暴最为频繁的时期可见表1，该月的降尘量达到最大值，期间降尘中的重金属铜、铁、锰及锌的浓度均达到最大值。通过大气降尘中各重金属含量与降尘量的相关性分析，进一步表明大气降尘中铜、铁、锰及锌与降尘量之间呈现显著或极显著的线性关系，即随着降尘量的增加，大气降尘中铜、铁、锰及锌均呈增加趋势。

在不同的空间范围内，大气降尘中的重金属含量存在显著差异，其中铜、铁、锰的含量均随着高度的上升而呈现递增的趋势；铬的含量随高度的递增呈现递减趋势；锌在高度2m处含量达到最大值，在高度10m处含量达到最小值。由此说明，在该研究区域内的乔木如胡杨、灰杨、新疆杨等受大气降尘中的铜、铁、锰的影响较大；而农作物如棉花、小麦等受大气降尘中铬、锌的影响较大。