城市地表颗粒物重金属污染特性研究

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1、分类号TU99vfe/:::::達筑大令.学号1107760212003SCITJMt?fIVt8KTT<#ClVItD«！完ASUAP-CaiTDCTlSo�.'学位论文？城市地表颗粒物重金属污染特性研究ResearchonPollutionCharacteristicsofHeavyMetalsinUrbanRoadSediments石安邦指异教师姓名李海燕教授北京建筑大学屮谘学位级别硕士学位类别理学硕士学位P业名称环培工程年级2012级论文答辩时问2015年7月学位授予单位和曰期北京建筑大学年6J

2、1答辩委员会主席李俊奇教授论文评阅人王崇臣教授、伦小秀副教授北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权

3、书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文需另附“学位论文非公开声明”页，解密后的使用授权同上。校外导师签名：年月日项目资助北京市自然科学基金项目（8142013）北京市哲学社会科学规划项目（13CSC010）摘要摘要城市地表颗粒物作为污染

4、物的重要载体，在降雨径流的冲刷作用下颗粒物富集的重金属会发生迁移，进入城市水体，从而恶化水环境。但目前国内对颗粒物重金属的相关研究仍存在不足，尤其在城市地表颗粒物的重金属污染负荷，实际降雨冲刷作用下颗粒物所含重金属的释放程度，以及颗粒物对径流雨水重金属污染负荷的贡献等方面缺乏研究。本文以北京市的城市地表颗粒物重金属（Cu，Zn，Pb和Cd）作为研究对象，在全面了解国内外相关方面研究的现状后，分析了城市地表颗粒物的粒度分布特征，探讨了城市地表颗粒物粒径组成的影响因素。明确了各粒级城市地表颗粒物重金属的含量

5、水平，并运用Tessier法研究不同粒径城市地表颗粒的重金属形态赋存特征，采用不同方法评价城市地表颗粒物的重金属污染水平和生物有效性。最后通过探究降雨前后城市地表颗粒物的重金属迁移规律，定量分析了城市地表颗粒物重金属污染负荷对城市雨水的贡献。通过上述研究，主要结论如下：（1）城市地表颗粒物的组成以中小粒径为主，粒径<300μm的占70%左右。外界风力作用、车流量、周围建筑施工行为、雨前干燥期是影响颗粒组成的重要因素。此外，道路材质、粗糙程度直接影响颗粒物的累积程度。（2）随着城市地表颗粒物粒径的逐渐增加

6、，所含的重金属浓度则会逐渐下降。粒径<300μm的城市地表颗粒物，其各种重金属的含量均最高。对于该粒径范围的颗粒物，其Cu、Zn、Cd、Pb含量占总量的比例分别为：74.7%、55.5%、71.3%、56.6%。各形态重金属在城市地表颗粒物中的赋存比例均不相同，其中：Cu主要赋存形态为有机结合态；Zn主要为碳酸盐和铁锰氧化物结合态；对于Pb，其铁锰氧化物结合态、残渣态和有机结合态的比例较高；而Cd的可交换态和碳酸盐结合态含量最高。同时Pb和Zn的形态赋存特性具有一定的“粒径效应”：随着城市地表颗粒物粒径

7、的上升，非残渣态含量所占比例的总和则呈下降趋势。（3）地表颗粒物的Cu、Cd和Pb含量均明显比北京市土壤的重金属背景值高，其中污染最为严重的是Cd、Pb。通过地累积指数法，以及Hakanson潜在生态风险指数分别对重金属的污染程度进行评价，结果均为：Cd>Pb>Cu>Zn。城市地表颗粒物各种重金属来源主要为城市交通活动，而煤炭燃烧也是Pb主要的来源之一。（4）实际径流冲刷作用下，颗粒物重金属的释放能力依次为：Cd>Pb≈Cu>Zn。径流雨水中四种金属污染负荷的增量占颗粒物重金属污染负荷的贡献率依次为：C

8、u:0.72-22.21%，Zn:4.05-15.61%，Pb:0.71-16.83%，Cd:2.07-35.16%。平均降雨强度和雨前干燥期的比值（di）与地表颗粒物重金属的污染负荷贡献率高度相关。关键词：地表颗粒物；粒度特征；重金属；污染特性；赋存形态IAbstractAbstractHeavymetalsinurbanroadsediments,theimportantcarrierofpollutants,maybewashedof