关键词：
近地表大气尘
成都经济区
成都市
元素地球化学分区
摘要：
近地表大气尘是采集于人的平均呼吸高度(1.5～2米处)的较长时间累积的地表扬尘和大气颗粒物的混合物。目前成都经济区(包括成都、雅安、乐山、绵阳、德阳、眉山六个地区)近地表大气尘的研究主要聚焦在化学组成、元素的空间分布规律、矿物组成、形貌特征及源解析等方面;在分区研究上,多以传统行政分区、或地貌单元划分,而根据元素地球化学性质不规则分区的研究还未涉及。
论文依托中国地质调查局项目“四川省成都经济区生态地球化学调查”(项目编号200314200015)和高等学校博士学科点专项科研基金项目“成都市近地表大气尘中重金属元素的分配规律及机理研究”(项目编号20060616020),以成都经济区区域环境和经济区内以成都市主城区为例的典型城市环境中的近地表大气尘为研究对象,通过多元统计分析方法,分别研究了区域和典型城市近地表大气尘的元素地球化学分区及其理化特征。
研究结果显示:
多元统计分析的方法适合成都经济区近地表大气尘元素地球化学分区,但因研究区域的不同而降维方法不同。成都经济区是在R型聚类基础上提取Si、Al、Na、Ca四大造岩元素和五毒元素为Q型聚类变量,既未造成原有地球化学典型特征信息的丢失也达到了降维目的,Q型聚类可直接将样品聚为六大类;而成都市主城区是典型的综合城市环境,人为扰动强,R型聚类不能明确划分各元素组合,因此利用主成分分析提取主因子降维,再以各主因子得分为新的综合变量Q型聚类,将样品分为四大类。这种方法可以快捷的达到分区目的,且是根据近地表大气尘的元素地球化学性质来分类,避免了定性划分的随意性。
元素地球化学分区结果显示,成都经济区近地表大气尘可分为Ⅰ～Ⅵ个区域。Ⅰ区位于盆地边缘,为山区;Ⅱ区范围与四川东部构造剥蚀低山丘陵带大体一致,为低山丘陵区;其余集中在成都平原,与整个研究区的地貌分区基本一致。成都市近地表大气尘分为商业和居民生活区、三环路环带区域、东郊工业区以及黄田坝和琉璃场工业区四个区域,与成都市城市功能分区基本一致。
山区和城市近地表大气尘中小粒径含量不同。山区的近地表大气尘中粒径小于20μm的体积百分含量为72.61%,其中PM10含量高达37.61%;而成都市区的含量为50.46%,PM10含量为23.41%,低于山区的细粒径颗粒物含量水平。空间分布上,整个经济区规律较好:可吸入颗粒物(PM10)、20μm～30μm和粒径大于50μm的大气尘分布较为均匀,10μm～20μm的大气尘中北部高于南部, 30μm～50μm的恰好相反,而成都市主城区各粒径段的近地表大气尘在空间上以点源分布为主。可能是城市人为扰动较大,地表扬尘贡献较多所致。
成都经济区和成都市近地表大气尘的矿物组成有所不同,表明其物质来源的差异。成都经济区和成都市城区近地表大气尘中均含有石英、长石、粘土矿物、石膏、方解石、白云石等。石英和长石的含量之和在成都经济区为56.59%,而在成都市的高达71.65%,粘土矿物在二者上差别不大,也说明成都市的地表扬尘贡献多。成都经济区石膏、方解石、白云石来源与地质背景有关,而成都市的则与工业烟尘或建筑扬尘有关。
通过富集因子源解析得出成都经济区及成都市城区近地表大气尘中造岩元素及稳定元素如SiO2、Al2O3、Na2O、Mn等源于本区或邻区的表土,而Hg、Cd、Se、Pb等元素主要受矿业开发、汽车交通、居民生活等人为活动的影响。
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