基于河池灰尘重金属gis分布特征研究

颜循英

【摘 要】目的：探讨广西区河池灰尘重金属的分布特征。方法：选取南丹县大厂镇、车河镇两个地区，设立5个质量检测点，样点设置采取网格法，采样密度为每平方千米1个点，采集地表0～15 cm的粉尘样品，每个采样点均使用gis进行准确定位，获得该采样点的经纬度坐标，并记录样点周围情况。结果：河池市各个采样点间的城市灰尘中重金属砷、铅、镉3种重金属元素含量差异明显，其总量表现为砷>铅>镉，而在可给性（胃相与肠相）中的大小排名最高是铅元素，其次是镉元素，最后是砷元素。结论：砷、铅、镉3种元素具有相同的污染源，即汽车尾气、轮胎摩擦、工业化影响等。内环线内重金属含量明显高于外环向外，工业区、商业区及交通繁忙的区域是重金属积累的重灾区。

【关键词】河池;灰尘;重金属;gis分布特征

【中图分类号】X14 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）10-0059-02

0 引言

灰尘主要是由风干研磨而成粉末的土壤或其他物质研磨精细的粉粒构成，它与土壤不一样，在一定的外力作用条件下比较容易扬起，从而借助呼吸道与皮肤被人类的身体器官吸收或直接接触，进而危害到人体的身心健康[1]。灰尘中的细颗粒成分比较复杂，其主要化学成分可以细分为可溶性成分、有机离子、微量元素、碳元素四大类[2]。在城市灰尘中聚集比较明显的常见微量元素包括Cr、Zn、Ni、Ge及Cu，这5种元素是国内外研究比较多的几种元素，它们在城市灰尘中的积累具备重要的环境指示意义及比较大的环境污染。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

河池属于广西壮族自治区地级市，距离桂林仅315 km，境内地形复杂，结构多样，地势呈西北高、东南低。本文数据根据用途分析广西河池灰尘重金属的空间分布，该数据来源于GeoSharpV1.0，此软件被称为用一个打造属于自己的网络地图数据采集工具箱，它的功能有坐标转换、数据采集和空气中物质数据采集。

1.2 样品的采集

本文选取河池市南丹县大厂镇、车河镇两个地区，设立5个质量检测点，样点设置采取网格法，采样密度为每平方千米1个点，采集地表0～15 cm的粉尘样品，每个采样点均使用gis進行准确定位，获得该采样点的经纬度坐标。

1.3 样品的处理

将所采集到的样品放置在室内进行风干，过2 mm筛，装入干净的样品袋内备用。准确称取1.000 g风干后的灰尘置于100 mL的聚三氟乙烯烧杯内，用3滴超纯净水润湿，加入3 mL优级品质的硝酸、5 mL优级品质的高氯酸、10 mL优级品质的氢氟酸，将聚三氟乙烯烧杯放在150 ℃的电热板上进行加热，使其蒸发至高氯酸冒烟约5 min后拿下来静置冷却;之后依次加入5 mL高氯酸、3 mL硝酸、10 mL氢氟酸，放在电热板上进行再度加热，8 min后关闭电源，静置过夜后，再次加热使高氯酸烟冒尽，趁热加入10 mL王水，在电热板上加热至溶液体积剩下2～3 mL，用大约15 mL的超纯净水冲洗杯壁，微热3～8 min至溶液表面变得清透后，取下放置冷却;将溶液倒入30 mL有刻度带聚乙烯的试管内，用超纯净水稀释至刻度以上，摇晃均匀，使其澄清。移取清液2.00 mL于聚乙烯试管内，再用硝酸稀释至20.0 mL，摇晃均匀后，置于仪器旁边待测。

2 实验与结果分析

样品烘干过200目筛，经过粉碎、压制成片后用英国飞利浦公司生产的波长色散型X射线荧光光谱分析仪测定了砷、铅笔、镉3种重金属元素，利用gis统计分析工具对河池灰尘中重金属含量的空间特征分析包括以下几个步骤，数学期望概率分布、数据频率、空间分布趋势分析，分析结果表明砷、铅、镉、砷均属于对数正态分布（见表1）。

对河池市5个室内/外灰尘样品的重金属元素含量进行统计分析，结果见表1。从表1中可以看出，河池市各个采样点间的城市灰尘中重金属砷、铅、镉3种重金属元素含量差异明显，其总量表现为砷>铅>镉，即不管是在室内还是室外，河池市灰尘重金属含量中始终以砷元素为主，铅元素次之，镉元素最少。

2.1 重金属含量室内可给性特征

关于河池市车河镇、大厂镇两地检测点中砷、铅、镉3种元素室内的可给性对比结果见表2。

在砷、铅、镉3种元素室内可给性方面，可给性（胃相与肠相）中的大小排名最高是铅元素，其次是镉元素，最后是砷元素，其中最为突出的是铅肠相出现负值;砷元素的可给性数值均比较大，波动起伏比较明显。

2.2 重金属含量室外可给性特征

关于河池市车河镇、大厂镇两地检测点中砷、铅、镉3种元素室外的可给性对比结果见表3。

在砷、铅、镉3种元素室外可给性方面，砷元素的可给性表现依然突出;铅元素的胃相与肠相相差较大，铅胃相数值偏高，最高至151.70，也是3种元素中最高的，而肠相却偏小，最低甚至达到0.38。

2.3 重金属含量的空间分布特征

为了更直观地反映出河池市灰尘重金属的空间分布情况见表4。

明显看出河池市灰尘重金属含量具备非常明显的空间异质性，砷、铅、镉3种元素含量均呈现出以高值区为中心向四周逐渐递减的趋势。在可给性方面，各项数据之间的数量关系均为砷>铅>镉，在胃相与肠相表现上均如此。

3 实验结果讨论

本文利用gis技术对河池两个城镇设置监测点进行检测发现，砷、铅、镉3种元素具有相同的污染源，即汽车尾气、轮胎摩擦、工业化影响等。基于gis技术，可以很好地反映重金属污染的空间分布特征，为重金属污染来源分析、迁移转化机制研究提供一定程度的思路。

4 结语

本文对基于河池灰尘重金属gis分布特征进行分析，依托河池灰尘样品数据的采集与实验，根据砷、铅、镉3种元素含量的分析与对比，对河池灰尘重金属gis分布特征进行研究。希望本文的研究能够为基于河池灰尘重金属gis分布特征提供方法论上的指导。

参 考 文 献

[1]李凤全，潘虹梅，日一卜玮，等.城市灰尘地球化学研究进展[J].物探与化探，2017，33（3）：313-318.

[2]黄敏，杨海舟，余萃，等.武汉市土壤重金属积累特征及其污染评价[J].水土保持学报，2018，24（4）：135-139.

[3]李海雯，陈振楼，王军，等.基于GIS的上海城市灰尘重金属空间分布特征研究[J].环境科学学报，2007（5）.