李月林 羅芳 李波

摘 要：針對重金屬元素極易富集在大氣顆粒中，給暴露人群身體健康帶來巨大危害，但大氣顆粒物中重金屬測定技術(shù)與方法不完備的問題，通過對重金屬監(jiān)測方法技術(shù)的匯總，探討在顆粒物重金屬分析監(jiān)測中需要注意并遵循的技術(shù)規(guī)范和方法要求。并結(jié)合前人研究資料，提出以消解處理，ICP-MS測試技術(shù)為主的重金屬研究發(fā)展方向。完善大氣顆粒物重金屬元素監(jiān)測體系，可為大氣環(huán)境防治提供方法依據(jù)，為我國環(huán)境治理及監(jiān)控提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大氣顆粒物；重金屬；環(huán)境監(jiān)測

1.前言

2013年，我國成為工業(yè)產(chǎn)品出口量最大的世界工業(yè)強國，與此同時，環(huán)境污染（如廢氣排放、土壤沙漠化、水資源污染等）問題日趨嚴重，灰霾大氣事件常有發(fā)生（Wang等，2014）。重金屬元素極易富集在細顆粒物中，給人體帶來巨大危害（張霖林等，2015）。大氣顆粒物主要為分散在空氣中以氣溶膠形式存在的固態(tài)和液態(tài)顆粒物。其中的重金屬元素（Pb、As、Cd等）組要來自與人類活動（李萬偉，2011）。富集在細顆粒物中的重金屬，對人體呼吸健康、心血管、癌癥等疾病具有十分重要的影響（Chen等，2010；楊欣等，2014）。因此，建立和完善大氣顆粒物中重金屬的監(jiān)測技術(shù)方法體系，有利于大氣重金屬污染的防治（姚琳等，2012）。通過將大氣顆粒物中重金屬元素的監(jiān)測技術(shù)與方法進行歸納分析，為大氣環(huán)境監(jiān)測提供技術(shù)支持和科學(xué)依據(jù)。

2.顆粒物采樣方法

2.1采樣儀器

根據(jù)采樣目的不同，可采樣大、中流量的TSP采樣器，或用大、中、小流量的PM10、PM2.5采樣器（陳建華等，2005；朱曉華等，2014；徐蘭等，2014；黃麗坤等，2014；張勇等，2014）。采樣器入口一般離地面1.5m（張霖林等，2015）。

2.2濾膜

重金屬元素的物化性質(zhì)不同于硫氧化物、氮氧化物、有機污染物等其它大氣污染物。而普通玻璃纖維除了硅鋁酸鹽作為主要成分外，還含有其它金屬雜質(zhì)。并且在預(yù)處理中，玻璃纖維濾膜易形成糊狀難分解，其灰分含量也較較高。因此，一般不宜采用玻璃纖維濾膜采樣。使用有機濾膜（聚氯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維、過氯乙烯等）效果較好。

3.樣品處理方法

3.1全消解方法

全消解方法分為堿熔法和酸溶法。堿熔法的消解體系主要為NaOH、Na2O2-NaOH、Na2O2-Na2CO3、KHSO4-K2S2O7等。此方法適用于Al、Ca、Mg、K、Fe、Na、Ti等重金屬的ICP-AES法分析。該方法有試劑試劑用量大，空白高，堿金屬元素易造成背景干擾的特點，因此不適用于ICP-MS等儀器分析（張霖林等，2015）。

酸消解法自90年代開始進行了較全面的研究，結(jié)果表明高壓消解的操作簡便、空白值低、消解完全、準確度較高的特點（李振聲等，1990）。其中，HNO3-HCIO4消解法比其它幾種方法操作更簡便、金屬溶出率更高、空白值低，各重金屬元素的回收率在90%以上（王澤俊等，2002）。微波消解可以抑制揮發(fā)元素的損失（史庭安等，1996；朱奕等，2013）。目前，環(huán)保部已規(guī)定ICP-MS法為測定大氣顆粒物重金屬元素的標(biāo)準方法。

4.樣品分析測試

顆粒物重金屬的測試方法主要采用無機測定的方法，主要有：中子活化法（INAA）、X射線熒光光譜法（XRF）、電子微探計、原子吸收法（AAS）、原子熒光光譜法（AFS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）。其中，ICP-MS具有多元素同時分析的優(yōu)點。其發(fā)展方向為更加痕量、更加便捷、涉及元素更加廣泛。

5.結(jié)論

隨著今年突發(fā)大氣事件頻發(fā)，源解析工作的迫切需要，快速便捷的大氣環(huán)境測測方法已成為環(huán)境學(xué)領(lǐng)域研究的重點方向。在重金屬元素監(jiān)測中，微波消解法，ICP-MS、ICP-AES多元素同時分析等先進方法值得進一步研究和廣泛使用。（作者單位：1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；2.成都理工大學(xué)管理科學(xué)學(xué)院）

參考文獻：

[1] WANG H L，ZHUANG Y H，WANG Y，et al.，2008.Long-term monitoring and source apportionment of PM2.5/PM10 in Beijing，China[J].Journal of Environment Sciences，20：1323-1327.

[2] WANG Y G，QI Y，HU J L，et al.2014.Spatial and temporal variations of six criteria air pollutants in 31 provincial capital cities in China during 2013–2014[J].Environment International，73：413-422.

[3] CHEN X，XIA X H ZHAO Y，et al.2010.Heavy metal concentrations in roadside soils and correlation with urban traffic in Beijing，China[J].Journal of Hazardous Materials，181：640-646.

[4] SHI T A，CHEN R Y，WU J X et al.，1996.Airtight microwave digestion and ICP-MS test Be and Pb of TSP[J].Chemistry world.2：95-97.

[5] 李萬偉，李曉紅，徐東群.大氣顆粒物中幣金屬分布特征和來源的研究進展[Jl.環(huán)境與健康，2011，28（7）：654-657.

[6] 楊欣，陳義珍，劉厚鳳，等.北京2013年1月連續(xù)強霆過程的污染特征及成因分析[Jl.中國環(huán)境利一學(xué)，2014，34（2）：282-288.

[7] 張霖林，薛荔陳，滕恩江等.中國大氣顆粒物中重金屬監(jiān)測技術(shù)與方法綜述[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2015，24（3）：533-538.

[8] 譚吉華，段菁春.中國大氣顆粒物重金屬污染、來源及控制建議[J].中國科學(xué)院研究生院學(xué)報，2013，20（2）.

[9] 韓玉麗，爾發(fā)，王亞飛，等.北京市土壤和TSP中重金屬分布特征及相關(guān)性研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報.2015，24（1）：146-155.

[10] 王菲，方鳳滿.源解析模型在中國大氣顆粒物重金屬來源分析中的應(yīng)用研究[J].石家莊學(xué)院學(xué)報.2015，17（3）.

[11] 龐夢舟，帕麗達·牙合甫，張良繪.烏魯木齊采暖期前期與后期TSP，PM10，PM5，PM2.5中重金屬分布特征研究[J].大氣污染防治，2014（4）：75-81.