不同类型建筑垃圾堆场大气降尘中水溶性离子污染特征

1、不同类型建筑垃圾堆场大气降尘中水溶性离子污染特征摘要：为了解建筑垃圾长期堆放产生的扬尘对大气的影响，选择北京市两个拆迁建筑垃圾堆放场，于 2022 年夏季、秋季进行降尘连续采样.共收集拆迁原地堆放有效降尘样品 11 个，异地集中堆放摘要：为了解建筑垃圾长期堆放产生的扬尘对大气的影响，选择北京市两个拆迁建筑垃圾堆放场，于 2022 年夏季、秋季进行降尘连续采样.共收集拆迁原地堆放有效降尘样品 11 个，异地集中堆放有效降尘样品 11 个，利用离子色谱法对大气降尘中水溶性离子组分及质量浓度进行分析.结果说明：阳离子中质量浓度最高的是 Ca2+，其次是 K+，NH+4 浓度最低;阴离子中质量浓度最高的是 SO2-4 ，其次是 Cl-，NO-3 最低，降尘样品呈碱性.建筑垃圾拆迁原地堆放场地 Ca2+、Mg2+、SO2-4 、Cl-、Na+、NH+4 平均浓度高于异地集中堆放场地对应各离子浓度.拆迁原地堆放场地中Ca2+、SO2-4 、Na+、Cl-受局地风向影响较大，空间分布情况与风向扩散趋势大致相同;异地集中堆放场地各离子浓度高值区域分布较原地堆放远，Ca2+、K+、SO2-4 、Cl-、

2、Mg2+这 5 种离子空间分布与次主导风向较为相符.同时，两个场地水溶性离子平均浓度与距建筑垃圾堆放地的距离有一定的关系，采样点在距堆放中心 200 m 范围之内离子平均浓度最大，总体来说，距离堆放中心近的采样点位离子浓度高于距离较远的采样点位离子浓度.关键词：建筑垃圾;大气降尘;水溶性离子;空间分布王欣玉; 任雅琪; 王丽丽; 李令军; 张天岳; 沈楠驰; 雷文凯; 赵文吉， 环境科学学报 发表时间：2022-11-041 引言(Introduction)随着城市化进程的不断加快，建筑行业蓬勃开展，大量建筑工程产生的渣土、弃料及其他废弃物等施工垃圾、拆迁垃圾分布在人们的居住地周围(孙强，2022).由于建筑垃圾长期露天放置，受到风力的影响，会使一些建筑粉尘漂浮于大气中，对周围环境造成一定程度的污染，对空气质量产生影响，因此建筑垃圾污染问题逐渐得到社会关注(王世镇，2022).大气降尘是指空气中依靠重力自然沉降的固体颗粒物，其粒径多大于 10 m，被作为工业粉尘及建筑扬尘大气污染的重要监测指标(于瑞莲等，2022;任雅琪等，2022).研究说明，大气降尘颗粒物易通过呼吸道进入人体，引起

3、人的呼吸系统疾病，致使肺功能改变，对人体健康有一定影响，是造成城市污染的主要因子 ( 谢昱姝， 2022; 祁贵明，2022;郭玉明，2022).水溶性离子作为降尘的关键组分，占颗粒物质量的 30% 60%(李少洛，2022)，被认为是引起雾霾的主要成分，对大气气溶胶酸碱度以及 云 凝 结 核 的 形 成 产 生 影 响 ( Fridlind et al.，2000;张伟等，2022).近年来，有学者对大气降尘及其组分进行了研究，如蔡阳阳等(2022)通过对北京城区大气干沉降中水溶性无机离子进行观测分析，得出 SO2-4 和 Ca2+是含量最高的阴离子、阳离子组分;苏挺(2022) 对矿业城市攀枝花地区进行采样，得出降尘样品水溶性组分呈偏酸性，其中 SO2-4 奉献率最大;倪刘建等(2022)收集南京市 6 个典型功能区的降尘并进行来源分析，得出工业区降尘量明显高于其他地区，来自北方的降尘对南京地区影响较大.目前，学者对降尘中水溶性离子浓度及来源分析多集中于城区及固定功能区，但对建筑垃圾堆场大气降尘污染的研究甚少，由于不同来源的大气降尘其水溶性离子的化学组分有较大差异，因此本文以两个典

4、型建筑垃圾堆场为研究对象，探讨大气降尘中水溶性离子的组分及来源，并对研究区水溶性离子污染特征进行分析，研究有助于了解大气污染的程度，对改善大气环境质量具有重要意义.建筑垃圾是指建筑物建造、整修、撤除过程中产生的渣土、弃料及其他废弃物等的统称(李敏等，2022).中国正经历大规模城市化、工业化过程，建筑垃圾产量逐渐增多，约占垃圾总量的 30% 40%，已成为城市垃圾的重要组成局部(魏英烁等，2022).根据相关报道，在 20222022 年，我国建筑业房屋施工面积呈指数型增长，可预测建筑垃圾总量必然会持续增加， 建筑垃圾生成潜力 巨 大 ( 陶 长 洁 等，2022).2022 年?我国建筑垃圾资源化产业开展报告(2022 年度)?指出，我国年建筑垃圾产生量超过 15亿吨;2022 年?实施情况的报告?指出，我国建筑垃圾年产量约为 18 亿吨.我国拥有巨大的建筑垃圾产出量，但由于我国对建筑垃圾资源回收利用起步较晚，较欧盟国家等资源化水平较低，造成了一定程度的资源浪费(陶长洁等，2022).目前，建筑垃圾处理的主要方式为在消纳场进行填埋及堆放，这种方式不仅侵占了土地资源，空气质量也受到了影

5、响(Villoria Saez et al.， 2022)，例如某些建筑垃圾中含有硫酸根离子，在一定温度、湿度条件下发生化学反响释放硫化氢气体;废弃纸板、木材在一定条件下释放挥发性有机酸等有害气体，对空气造成污染，同时在风力作用下，建筑垃圾堆场产生的粉尘也会漂浮于大气中，对人们的健康及出行产生影响.2022 年 10 月北京市政府正式实施?北京市建筑垃圾处置管理规定?，对建筑垃圾堆放、运输、消纳等活动进行规定及监督管理，加强对建筑垃圾管控，对生态环境进行保护及改善.在此条件下，探究建筑垃圾对大气环境的影响具有重要意义.2 材料与方法(Materials and methods)2.1 研究区背景选择北京市海淀区、通州区建筑垃圾堆放场作为研究对象，海淀区堆放场为城中村拆迁垃圾长期堆放，通州区为工业建筑垃圾长期堆放，两地均包含渣土、碎石块、废弃金属等(图 1).其中，海淀区建筑垃圾堆放场为拆迁后原地堆放，堆放场规模为13.45 万 m2，范围较大.除原地堆放外，很多撤除垃圾还采用了异地集中堆放的方式等待进行消纳处理，垃圾多来源于周围村落及工厂等，其堆放体积庞大，对周边环境影响较为严重.通州

6、区建筑垃圾异地集中堆放场面积为 7.9 万 m2.2.2 样品采集降尘采用干法进行收集，即在降尘缸中不添加化学试剂，降尘靠重力沉降在容器内(钱广强等，2022).采样装置按照国家标准?环境空气 降尘的测定 重量法?(GB / T 15265-1994)，使用直径 15 cm、高度 30 cm 的光滑圆筒形玻璃材质降尘缸，置于距离地面 23 m 的电线杆或树干上，采样结束后用塑料薄膜对降尘缸进行密封处理，防止运输过程中其他尘土的干扰(王丽丽等，2022).采样时间为 2022年 810 月，时长为 90 d.采样点以建筑垃圾堆为中心，采用同心圆布点法，呈放射式布设于垃圾中心周围，在拆迁原地堆放处共设置 16 个监测点，在异地集中堆放处共设置 19 个监测点，堆放场地形平坦，四周无高大建筑物，且无其他污染源影响.受自然条件及人为破坏的影响，在采集时间内收回拆迁原地堆放降尘样品 14 个，异地集中堆放降尘样品13 个，收集回的样品经离子色谱仪测定分析后，将结果导入 SPSS 软件中进行异常值检验，剔除异常值，使得数据服从标准正态分布，最终得到拆迁原地堆放有效降尘样品 11 个(图 2a)，异

7、地集中堆放有效降尘样品 11 个(图 2b).2.3 仪器与分析水溶性离子的测定按照中华人民共和国国家环境保护标准?环境空气 颗粒物中水溶性阳离子(Li+、Na+、NH+4 、K+、Ca2+、Mg2+) 测定 离子色谱法?(HJ 8002022)和?环境空气 颗粒物中水溶性阴离子(F-、Cl-、Br-、NO-2 、NO-3 、PO43-、SO32-、SO2-4 )的测定 离子色谱法? (HJ 7992022) 进行.收集回的降尘缸样品需挑除树叶、昆虫等异物，用蒸馏水对缸壁进行反复冲洗，将浊液倒入蒸发皿中蒸发至干，再将蒸发皿放入烘箱中调至 105 进行烘干处理，用十万分之一电子天平取降尘样品 0.100 g 转入聚酯(PET)瓶，在超声波清洗器内超声提取后，加去离子水定容至 100 mL，制成滤液(刘章现等，2022;王丽丽等，2022).水溶性离子的测定采用瑞士万通离子色谱仪(型号 850professional IC)，利用 0. 22 m针头过滤器对待测滤液过滤，按采样标号依次注入仪器中，分别对滤液中的 8 种水溶性离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH+4 、Cl-、NO-

8、3 、SO2-4 ) 进行分析，得到各水溶性离子的质量浓度.3 结果与分析(Results and analysis)3.1 水溶性离子组分与浓度根据降尘样品中水溶性离子浓度分析结果，绘制建筑垃圾拆迁原地堆放以及异地集中堆放过程，降尘样品中 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH+4 、Cl-、NO-3 、SO2-4分别占阳离子总浓度、阴离子总浓度的比例图(图3)以及两个堆放场地不同水溶性离子平均浓度柱状图(图 4).由图 3、图 4 可以看出，降尘样品中 Ca2+是最主要的阳离子，在两个建筑垃圾堆放场地中均占阳离子浓度总和的 50%以上;其次是 K+，在拆迁原地堆放场及异地集中堆放场分别占阳离子浓度总和的25.54%、35.93%;含量最少的阳离子组分是 NH+4 ，在原地及异地堆放场中分别占阳离子浓度总和的1.75%、0.75%，缺乏 2%.SO2-4 是浓度最高的阴离子，在两 个 堆 放 场 地 中 分 别 占 阴 离 子 浓 度 总 和 的55.81%、41.48%，约占阴离子总浓度的一半;其次是Cl-，占阴离子浓度总和的 30% 40%;含量最少的阴离子组分为 NO-3 ，在

9、拆迁原地堆放地和异地集中堆放地占比有所差异，分别为 5.70%、22.22%.作为典型地壳元素，Ca2+通常是建筑尘、土壤尘的示踪物(Lestari et al.， 2022; 苗红研等， 2022; 程佳惠等，2022)、Mg2+多来自土壤风沙尘(徐宏辉等，2022;Liet al.，2022).K+是生物质、植物燃烧的标志元素(徐宏辉等，2022;Lestari et al.，2022; Li et al.，2022)，两地降尘样品中 K+浓度均较高，推测可能是因为采样时间为秋季，样品在一定程度上受枯叶影响，同时采样点周围村落的生产活动也可能有一定影响.Na+、Cl-可来自于海盐(狄一安等，2022)，由于采样地点距离海洋较远，故排除海洋源的影响，Cl-在人为源中是燃料燃烧的元素，自然源中可来源于土壤，Na+在自然界主要来源于沙尘(高韩钰，2022).二次离子中 NH+4 主要来自人为源，如农业、机动车污染等(Sun et al.， 2022;高韩钰，2022);SO2-4 、NO-3为燃煤、工业生产、机动车尾气等过程产生的 SO2 、NOx等气体转化而成，它们更易与颗粒物反响而存在，最终与颗粒物沉降下来(蔡阳阳等，2022).相关研究说明，SO2-4 、NO-3 多来自二次污染源，NO-3 是汽车尾气的指标， SO2-4 是燃煤的指标 ( Wang et al.，2022)，当大气颗粒物中 NO-3 与 SO2-4 的质量浓度比大于 1 时那么其以移动排放源污染为主，小于 1 那么以固定排放源污染为主(景元书等，2022;李彩霞等，2022).本文通过分析计算两个垃圾堆放场地中 NO-3和 SO2-4 的比值分别为 0.13、0.65，远小于 1，与北京市奥运村地区 1.45(刀谞等，2022)，北京城区 1. 9(李欢等，2022)相比，比值较低，说明建筑垃圾场附近大气降尘中水溶性离子污染是以固定排放源污染为主，同时有研究对建筑垃圾渗滤液

《不同类型建筑垃圾堆场大气降尘中水溶性离子污染特征》由会员桔****分享，可在线阅读，更多相关《不同类型建筑垃圾堆场大气降尘中水溶性离子污染特征》请在金锄头文库上搜索。