北京雾霾之谜:重金属污染“镉锌铅”最重

作者:互联网 发布时间:2017-02-07

         北京雾霾中有哪些重金属?各占多大的比例?来源是什么?这些“谜底”正在被揭开。

  最新研究发现,北京大气降尘中镉(Cd)、锌(Zn)、铅(Pb)三种重金属污染最严重,而降尘重金属污染均主要来源于机动车尾气和垃圾焚烧。

  这项研究由首都师范大学资源环境与旅游学院、中国科学院大气物理研究所、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的多位专家共同完成。该研究项目被列入教育部博士学科点专项科研基金项目、国家自然科学基金青年科学基金项目和北京市教委科技计划项目。

  研究小组介绍,大气沉降又称降尘,降尘中的有毒重金属易沉积在植物、土壤和水中,通过食物链的传递和累积,可对生态环境和人类健康造成严重危害。

  据了解,为研究北京大气降尘中重金属污染水平及其空间变异特征,研究人员分别于2013年6-10月(非采暖期)、2013年11月-2014年3月(采暖期)收集了北京大气降尘样品66份,采用ElanDRCⅡ型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了样品中的37种重金属质量分数。

  研究发现,非采暖期北京大气降尘中镉(Cd)、锌(Zn)、铅(Pb)三种重金属污染最严重,三者质量分数分别为5.3、822.0、177.2毫克/千克,分别超出各自北京背景值的1065.0%、516.2%和403.1%。

  采暖期北京大气降尘中钼(Mo)、镉(Cd)、铋(Bi)、锌(Zn)四种重金属污染最严重,四者质量分数分别为8.7、2.7、3.0、660.5毫克/千克,分别超出各自北京背景值的656.9%、495.8%、457.5%和395.2%。

  与非采暖期相比,采暖期大气降尘重金属中除Zn、Pb、Cd质量分数分别降低了19.6%、25.3%和48.9%外,其余元素的质量分数却有不同程度的升高,其中锶(Sr)、钡(Ba)、铈(Ce)、铜(Cu)、铬(Cr)、钨(W)、(La)、镍(Ni)、钼(Mo)、钴(Co)等10种重金属质量分数升高了53.2%~176.7%。

  研究表明,非采暖期主要重金属(铬、铜、锌、锆Zr、钡和铅)空间分布呈现出较强的变异性;采暖期降尘中主要重金属存在不同程度的空间变异,钡和锌的空间变异较强,二者高值区和低值区相互交错分布;铜和铅的空间变异相对较弱,二者高值区和低值区分布均呈规律性分布。

  研究小组分析表明,无论是采暖期还是非采暖期,北京降尘重金属污染均主要来源于机动车尾气和垃圾焚烧。

机动车已成为城市空气污染第一大污染源。摄影/章轲1
机动车已成为城市空气污染第一大污染源。摄影/章轲

  研究发现,锌(Zn)质量分数在东城东四、奥体中心等9个采样点超过900毫克/千克。由于北京城区基本无冶金企业,并且这些站点多为交通点(前门东、南三环西以及东四环北),车流量大,说明这些采样点周边的降尘及其重金属污染排放以机动车排放为主。另外,铅(Pb)质量分数在奥体中心和南三环西两个采样点超过检测限值(500毫克/千克),说明采样点周边的污染也以机动车排放为主。

  北京工业大学环境与能源工程学院教授程水源表示,根据北京市大气PM2.5污染源解析结果,在PM2.5的本地污染源贡献中,机动车排放占比为31.1%,燃煤占22.4%,工业生产占18.1%,扬尘占14.3%。可以看到在本地污染源中,机动车排放的占比最高,因此,北京市重点控制机动车污染是十分必要的。

  科学研究发现,有些重金属通过食物进入人体,干扰人体正常生理功能,危害人体健康,被称为有毒重金属。这类金属元素主要有:铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)等。

  比如,重金属汞Hg:对人主要危害神经系统,使脑部受损,造成汞中毒脑症引起的四肢麻,运动失调、视野变窄、听力困难等症状,重者心力衰竭而死亡。中毒较重者可以出现口腔病变、恶心、沤吐、腹痛、腹泻等症状,也可对皮肤黏膜及泌尿、生殖等系统造成损害。在微生物作用下,甲基化后毒性更大。

  重金属镉Cd:可在人体中积累引起急、慢性中毒,急性中毒可使人呕血、腹痛、最后导致死亡,慢性中毒能使肾功能损伤,破坏骨胳、致使骨痛、骨质软化、瘫痪。

  重金属铬Cr:对皮肤、黏膜、消化道有刺激和腐蚀性,致使皮肤充血、糜烂、溃疡、鼻穿孔,患皮肤癌,可在肝、肾、肺积聚。

  类金属砷As:慢性中毒可引起皮肤病变、神经、消化和心血管系统障碍,有积累性毒性作用,破坏人体细胞的代谢系统。

  重金属铅Pb:主要对神经、造血系统和肾脏的危害,损害骨胳造血系统引起贫血,脑缺氧、脑水肿、出现运动和感觉异常。