北京市道路尘土典型土样粒度与成分分析*

王晓燕，崔华胜

（北京市环境卫生设计科学研究所，北京 100028）

道路路面污染物由行人丢弃的固体废弃物、落叶、不同粒度分布的尘土污染物等组成。固体废弃物指人为因素造成的污染，包括烟头、纸巾、塑料袋等垃圾。路面的落叶指自然因素造成的污染，因季节因素其在总的道路路面污染物中所占比例有所不同，秋冬季节，尤其是深秋季节，落叶会成为路面污染物的主要构成部分。不同粒度分布的尘土污染物是指能够检测到的具有一定粒度分布的尘土颗粒物，粒度约在3 mm 以下。经研究，路面尘土污染物主要由粒度在500 μm 以下的尘土组成。500 μm 以下的尘土的粒度分布、成分组成是笔者研究的主要对象。

1 典型土样来源

2010 年，课题组沿北京市三环路辅路采集了52个点段的路面尘土样品，样品经粗分前处理后，经500 μm 的筛网过滤后，对筛下物进行粒度分析。粒度分析研究所用的仪器为美国Microtrac 的S3500 粒度分析仪，其测量范围为0.25～1 500 μm，从0.25～500 μm 共获得42个粒级的数据，测量结果给出每一粒度组分的百分含量，并提供粒度分布曲线和累积曲线，每个采样点的土样做3 次粒度分析，用平均值作为最后检测的结果。52个采样点的粒度分析完成后，经数据对比分析，粒度分布特征划分为3 类。第1 类为以第26号采样点为代表的土样，约占总采样点的60%；第2 类为以第31号采样点为代表的土样，约占总采样点的10%；第3 类为以第45号采样点为代表的土样，约占总采样点的30%。表1 为第26号、第31号、第45号采样点的典型土样来源。

表1 典型土样来源

2 典型土样粒度分布特征

采回的土样经筛分预处理后，进行干法粒度分析，粒度分布呈现特征见图1～3。

图1 1号土样粒度分布曲线

图2 2号土样粒度分布曲线

图3 3号土样粒度分布曲线

由图1～3 直观地看出，1号土样粒度在350 μm以下，成双峰分布，峰值分别出现在74、209 μm 附近，峰值分别为14%、11%，约占总土样样本的25%；2号土样粒度在250 μm 以下，成单峰分布，峰值出现在52 μm，峰值为13%；3号土样粒度在300 μm 以下，成不连续分布，不含一些粒度范围的成分，出现3个峰值，分别在44、105、249 μm，峰值分别为13%、32%、26%，约占总土样样本的71%。呈现以上分布的原因初步推断与采样点车流、人流活动及道路清扫保洁有关。

3 典型土样成分分析

将3 份典型土样，用X 射线荧光光谱仪进行化学成分分析，各典型采样点分别分析出26、29、28 种元素（氧化物），结果见表2～4。

表2 1号土样成分

表3 2号土样成分

表4 3号土样成分

由表2～4 直观地看出，典型土样的主要成分为SiO2、CaO、Al2O3、MgO、Fe2O3、Na2O、K2O，分别约占总量的78%、85%、89%，其他差异主要表现在微量元素及其氧化物的含量。

图4 为典型土样元素谱曲线。

图4 典型土样元素谱

由典型土样成分对比图4 可以看出，3个典型土样的成分差异性并不明显，成分谱及元素谱曲线走势基本一致。

与土壤背景值相比，Si 略低于背景值，低于背景值的倍数在1 倍以内；Al 呈现2 低1 高于背景值的情况，但倍数在1 倍以内；Ca 高于背景值，高于背景值的倍数为3～4 倍；Mg 高于背景值，高于背景值的倍数为2～3 倍；Na 略高于背景值，高于背景值的倍数在1 倍以内；Fe 略低于背景值，低于背景值的倍数在1 倍以内；K 呈现2低1 高于背景值的情况，但倍数在1 倍以内；其他微量元素诸如P 高于背景值，高于背景值的倍数为2～3 倍。元素值高于背景值倍数越高，说明道路尘土中该元素受到较大的人类活动的干扰。如果要解析道路路面尘土成分的来源需经进一步的采样、粒度分析、成分分析等试验，采用多点测量取平均值的方法，以科学的方法进行路面尘土元素的源解析。