当前世界环境

介绍

城市沉积物、街道灰尘和沟沟沉积物是地表环境中重金属污染水平和分布的有用指标(Divrikli等，2003;Duzgoren-Aydin等，2006)。道路粉尘源于固体、液体和气体物质的相互作用，这些物质产生于不同的来源，并沉积在道路上(Atiemo等人，2006年)。

街道灰尘是那些聚集在铺砌道路上的物质。这种粉尘中重金属的浓度变化很大。街道灰尘是相对复杂的物质，其成分很少是恒定的。这是因为在风化过程中发生了变化，在环境中的停留时间相对较短，而且停留时间与气候直接相关(Fergusson and Kim, 1991; Akheter and Madany, 1993)。由于两个主要原因，街道尘埃调查特别重要。首先，街道灰尘被穿过街道和居住在街道附近的人随意吸入。街道上的灰尘被重金属污染得越多，就会有越多的人暴露在与金属有关的健康危害中。其次，街道灰尘是重金属通过雨水进入土壤、地表水和地下水的主要媒介之一，随后是植物、动物和人类的活组织(Tamrakar and Shakya, 2011)。

近年来，一些作者提出，家庭灰尘、花园土壤和城市街道灰尘中金属含量的升高对人类健康构成潜在危害(Lynch等人，2000年，Takaro等人，2004年，al - momani, 2007年，Dubey等人，2013年)。

微量重金属离子在人类生活中发挥着重要作用，存在于空气、土壤、沉积物、灰尘和自然水体中(Arslan, 2001年)。街道灰尘中的金属可能来自自然和人为来源。道路交通、工业活动和材料的风化是主要来源(Momani, 2006)。

萨拉热窝痕量金属的主要污染源是市中心拥挤的道路交通。关于源自萨拉热窝-波斯尼亚-黑塞哥维那交通污染的微量元素，目前还没有结果。本文采用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定了街道粉尘样品中Cd、Cr、Cu、Ni、Fe、Pb、Mn和Zn的含量。

材料与方法

研究区域

萨拉热窝是波斯尼亚和黑塞哥维那的首都和最大城市，人口超过40万。它位于三角形波斯尼亚-黑塞哥维那的几何中心附近，位于萨拉热窝山谷中。Miljacka河从东部流经萨拉热窝市中心，最后流入城市西部，最终与波斯尼亚河汇合。萨拉热窝属于大陆性气候，位于北部中欧气候带和南部地中海气候带之间。亚得里亚海的临近使萨拉热窝的气候有所缓和，尽管城市南部的山脉大大减少了海洋的影响。年平均气温为9.5°C，其中1月(平均-1.3°C)是一年中最冷的月份，7月(平均19.1°C)最温暖。

抽样和程序

2013年春季，在萨拉热窝地区的医院和当地卫生中心、学校花园、低密度和高密度交通道路、公园、工业区和停车场共收集了30份街道粉尘样本。采样位置如图1所示。为了避免交叉样品污染，样品被仔细地收集，清扫了大约2米的区域²用塑料勺和转移到一个聚乙烯袋。样品通过30目筛，然后在110℃下干燥20 h。

数字1:采样地点的卫星图像 (lat。43.877494°,经度。18.387575°,海拔高度。601米; 背景图片Google Earth)。 点击这里查看图

按照Rasmussen等人(2001)所描述的程序进行消化，并进行了一些修改。样品用瓷臼和杵研磨，以便使样品均质化，并在消化过程中增加与酸接触的表面积。用15ml王水(1份浓HNO)消化约2.00 g粉尘样品_3.和三份浓盐酸)和3ml浓氢氟酸在室温下。经过NO的演化₂然后将烟气混合物加热到90°C。将消化液冷却并用去离子水稀释至50毫升，并储存在塑料瓶中。金属含量(Cd、Cr、Cu、Ni、Fe、Pb、Mn、Zn)采用火焰原子吸收光谱法(原子吸收分光光度计AA240FS, Varian)测定。所考虑的元件的操作参数是按照制造商的建议设置的。空白消化也被进行。

质量控制程序，包括试剂空白，重复样品，用于评估数据的精度和准确性。空白以与街道粉尘样品类似的方式制备，并在每次测量之前进行常规分析。所有样品一式三份分析。通过认证标准物质(CRM) CTA-FFA-1(细粉煤灰)的周期性分析来验证分析结果的准确性和精密度。在分析的CRM中，观察到的所有重金属浓度都在认证值的±10%以内。

检出限和定量限的取值见

表1:检出限及检出限 定量(µg/ml) 点击这里查看表格

结果与讨论

采用火焰原子吸收光谱法估计和评价了萨拉热窝街道灰尘样品中金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Fe、Pb、Mn和Zn)的含量。表2概述了金属的浓度。结果为三次重复的平均值。街道粉尘样本分为卫生中心、学校花园、交通繁忙街道、交通温和街道、停车场、公园和工业区7类。

表2粉尘中重金属浓度(µg/g) 来自波斯尼亚和黑塞哥维那萨拉热窝的样本 点击这里查看表格

重金属已广泛应用于其他研究项目，因此可随时获得比较数据。观察到的元素浓度与其他城市的其他人发现的浓度进行了比较。在大多数情况下，这些金属的浓度与街道尘埃样本的全球平均含量相似(Akhter和Madany 1993年，Arslan, 2001年，Divrikli等人，2003年，El-Hasan等人，2006年，duzgorenaydin等人，2006年，al - momani, 2007年，Zhao等人，2009年，Tamrakar和Shakya, 2011年，Tanushree等人，2011年，Abdel-Latif和Saleh, 2012年)。唯一的例外是锰，这种金属在所有样品中的浓度都比文献中提到的要低。

街道粉尘样品中金属的平均浓度随采样地点的不同而不同。在工业区和交通繁忙的街道上发现的样本中，金属含量最高。另一方面，在卫生中心和学校花园的样本中发现的金属含量最低。金属丰度从活动较多的地方到活动较少的地方依次递减，可能是由于车辆排放、交通密度、工业活动和其他相关问题的减少。

来自工业区和交通繁忙街道的样本中铅浓度最高，这是由于使用含铅化石燃料造成的。两个病例的平均铅水平超过了100 mg/kg的干预水平(Lacatusu et al.， 2009)，这可能对人类和水体等关键环境介质构成潜在威胁。粉尘样品中的Cd含量非常低，约为1 - 2µg/g，并且在所有样品中非常相似。平均铜浓度最高的是来自工业区和繁忙交通的样本。研究人员指出，路边土壤和灰尘等环境样本中铜的来源是由于汽车金属部件的腐蚀(Fergusson和Kim, 1991年，Divrikli等人，2003年)。在交通繁忙的街道和工业区的样品中，锌含量最高。全世界土壤中锌的平均浓度为15-25毫克/克(Arslan, 2001年)。粉尘中锌浓度最高的原因可能是机动车蓄能器或化油器中锌的使用。之后，锌可能来自机动车的润滑油和轮胎(Arslan, 2001)。粉尘样品的锰含量非常低，且所有样品的锰含量相似，平均浓度约为10µg/g。 The values were significantly lower than in other reported studies. The highest Cr levels were found in the samples from parking places and industrial zones, two or three times higher then in other samples. The same is in the case of Ni. The main source of nickel in street dust is the combustion of diesel fuel (Tanushree, 2011).

元素的浓度递减顺序为Fe>Zn>Pb>Cu>Ni>Cr>Mn>Cd。虽然各个金属浓度的相对分布随采样地点而异，但总体而言，金属平均浓度的顺序为:工业区>交通繁忙>停车场>停车场>学校花园>卫生中心(图2)。

图2:重金属的平均水平 萨拉热窝地区的街道灰尘样本 点击这里查看图

对重金属浓度进行相关系数统计分析。Pb与Cu呈显著正相关(r =0.88)， Pb与Zn呈显著正相关(r = 0.57)。这可能是由于这些金属存在于相似的来源(即汽车的车身和轮胎)。

结论

城市沉积物(街道尘埃)反映了广泛的人为活动，是评价地表环境中重金属污染物水平和分布的有用资源。本研究的结果与文献报道的早期工作一致。来自工业区和交通繁忙街道的样本中发现的金属含量最高，而来自保健中心和学校花园的样本中发现的金属含量最低。Pb-Cu和Pb-Zn浓度之间存在良好的相关性。

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