当前世界环境

介绍

大气活动极大地提高了世界许多地区大气中污染物和微量元素的浓度。虽然美国等发达国家已经有所控制，但包括印度在内的许多发展中国家大气污染物和微量元素排放仍在持续上升。Verma(1989)报告说，在印度Rourkela的一个综合钢铁厂附近，每公斤大气微粒中镍、锌、铜、铬和锰的含量分别为190.0、120.0、50.0、140.0和142.0毫克。Biblos等等。(2001)大气负荷Pb - 64.5, Cr - 4.32, Cd - 0.41和Ni - 3.15 ngm^-3在阿根廷的拉普拉塔。甜蜜的等等。(1993)也有报道美国芝加哥东南部大气Pb、Cr、Cd、Ni负荷分别为127.0、11.2、<4.0和4.8 ngm^-3．

由于城市和工业的快速发展，我国大部分地区的气体和颗粒污染物水平越来越高(潘迪)等等。，1992年;Pandey和Agrawal，1994;Pandey，2005）。后者含有各种毒性微量元素。根据尺寸，性质和气候变量，这些污染物元素最终沉积地面，从而污染土壤，水，饮食和作物（Pandey和Pandey，2007）。过去二十年目睹了来自世界各地的大气沉积微量元素的广泛数据收集。根据朝圣者和休斯（1994）Cu，Zn，Pb，CD的大气冲洗，加拿大，加拿大，加拿大为0.10 - 49.7,3 - 401,0.046 - 20.1,0.07-313 G HA^-1yr.^-1．Momani.等等。（2000）还报道了大气Zn，Cu，Pb，Cd的沉积，jorden为2474,462.8,344.8,12.5μgm^-2周一^-1．Christophe.等等。（1997年）报告说，CD，CO，Cu，Ni和Zn的总大气冲洗，土耳其，土耳其为0.18,0.35,6.0,3.7和220μgm^-2d^-1．Vousta等等。（1996）报道了7-1020,3.2-24,0.76-78M^-3IONIA，希腊IONIA常压颗粒的PB，Cr和Cd。

在印度，Thakur等等。(2004)报告了中央邦空气中痕量金属的大量输入。夏尔马也有类似的观察结果等等。(2007)在瓦拉纳西，大气中重金属的沉积明显较高，并且明确规定城市和工业活动有可能提高大气中重金属沉积的水平，从而可能污染土壤，空气和水，从而对当地居民的健康构成威胁。

材料与方法

本研究在印度恒河平原东部瓦拉纳西(lat 25°18′n, long 83°01′e, alt 76.19m)的城市和郊区进行。这个城市的气候是干燥的热带气候，有三个不同的季节，即夏季，冬季和雨季。瓦拉纳西的夏季(3 - 6月)通常是干燥的，伴有强烈的热风，白天的高温在30-45°C之间，相对湿度为25-45%，季风前降雨罕见。雨季从6月底开始，一直持续到10月中旬。在雨季，温度在24-36℃，相对湿度在70-95%。冬季从11月开始，一直持续到2月，气温在10-25°C之间;相对湿度在40-79%之间变化。

表1:取样地点的特征 点击此处查看表格

瓦拉纳西是印度人口最密集的城市之一，有许多小型工业、紧凑的居民区和拥挤狭窄的道路。市中心西部和西北部分布着大量的纺织、印染等小型工业和铁门、电扇、自行车轮胎、重型农业设备等各种制造业。该市的车辆数量超过了100万辆。

抽样网站

本研究于2006年11月至2007年10月在瓦拉纳西的城市和郊区进行。12选择了基于繁忙交通，住宅，商业和子城区地区的不同抽样网站。在所有12个位置同时进行取样一年内，沉积除尘器具有6.8至7.8厘米的口面积。沉积除尘器在选定地点埋入约3-5米的高度。灰尘收集后，测量尘埃落速液跌落率=集尘器的灰尘/嘴面积重量

表2:瓦拉纳西12个选定采样点的重金属浓度(mg kg-1)。值为平均值±1SE (n= 3)，范围在括号中 点击此处查看表格

采样区位置及详细情况见表1。

分析方法

通过三酸分析大气粉尘（69％高纯度HNO）分析大气粉尘之后_3., 70% HClO₄和98% H₂所以₄;5：3.3）消化方法。将三酸混合物（15mL）加入到含有1g大气粉尘的烧杯中并在80℃加热⁰直到溶液变得透明为止(艾伦等等。1986)。得到的溶液被冷却并通过Whatman no过滤。42滤纸。过滤后的溶液最终使用去离子水维持到50 ml，并在室温下保存，以便进一步分析重金属。用原子吸收分光光度计(型号2830 perkins - elmer, Inc.， Norwalk, CT, USA)测定滤液的元素组成。仪器使用手动配制的各重金属标准溶液进行校准。以乙炔气为燃料，空气为支撑。在所有情况下都使用了氧化火焰。

图1:颗粒物在瓦拉纳西选定地点的大气沉积情况。值为平均值(n = 3)±1SE。 点击这里查看图

统计分析

平均值与标准差和范围支持，以证明变异性。所有的统计分析使用Microsoft SPSS (version-10)进行。所有图形均通过sigma图-8.0绘制。

结果与讨论

瓦拉纳西城市和子城区12个选定的抽样场所的年度灰尘沉积率。（图1）显示了在平均值±1se（n = 3）中呈现的粉尘沉积速率的季节变化。与雨季相比，夏季季节和冬季季节沉积速度的季节变化较高。黄等等。(2003)将雨季沉积率最低的原因归结为频繁降雨事件的冲刷效应。结果表明，Rng、Ltr和Ctt为交通繁忙区，沙尘负荷较大，分别为18.36±0.099、13.77±0.077和13.12±0.132 tha^-1yr.^-1分别在夏季。这些采样地点在其他季节也有很高的粉尘负荷。冬季(17.58±0.038)、11.66±0.030、11.74±0.045;雨季(11.17±0.056)、7.54±0.172、6.30±0.169 t ha^-1yr.^-1分别。

图2：在瓦拉纳西的选定地点CD的大气沉积 点击这里查看图

夏季Bhu、Mhj和Spr降尘量最小，分别为6.23±0.086、6.35±0.120和6.32±0.101 t ha-1 yr-1。而在冬季，Bhu、Mhj和Spr的降尘量最小，分别为5.34±0.066、5.53±0.034和6.15±0.041。雨季最小收尘点为Bhu、Umh和Spr，分别收尘量为2.32±0.054、2.63±0.034和2.92±0.279 t ha-1 yr-1;夏季Rng降尘速率为18.36 t ha-1 yr-1，雨季Bhu校区降尘速率为2.32 t ha-1 yr-1。最小值出现在雨季，最大值出现在夏季。在雨季，降尘率比夏季下降50%。在3月至6月期间，沙尘下降率高，可能是由于频繁的西北地区空气中的沙尘所致。在雨季，它们或多或少被雨水冲走，但在其他季节，干沉积是主要的。根据美国研究人员的研究，在像印度这样的热带环境中，降尘率是温带国家的许多倍，比如美国(Bhowmik，等等。, 2000)。

图3.瓦拉纳西选定地点CR的大气沉积 点击这里查看图

沉积重金属

结果表明，夏季和冬季Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Zn的沉积量显著高于雨季。在夏季，大气中Cd (g ha-1 yr-1)的沉积速率在Mhj时最小为0.216，在Ltr时最大为0.580;在冬季，Cd的沉积速率在Mhj时最小为0.238，在Ltr时最大为0.290 g ha-1 yr-1 Ctt。雨季，Umh的Cd沉积最低，为0.059,Ltr的Cd沉积最高，为0.290 g ha-1 yr-1。平均Cd沉降量为0.338 g ha-1 yr-1，占瓦拉纳西市年降尘总量的0.04 × 10- 4%。结果表明，降尘中Cd的浓度最高为Mdg(0.047±0.003)，介于0.042 ~ 0.051之间;最低为Lnk(0.021±0.001)，介于0.019 ~ 0.024 mg kg-1之间。大多数Cd来自人类活动。煤和石油的燃烧是Cd的重要来源。长期接触Cd会导致呼吸系统疾病、高血压和心脏增大，从而导致过早死亡。夏季铜沉积量最高，为5.786 g ha-1 yr-1，冬季为沉积量Cu的率（g ha^-1yr.^-1）RNG的最大值，这是5.857和最小沉积0.246g ha^-1yr.^-1在Umh。在雨季，Cu沉积速率在RNG的最大值和umH的最小值，这是3.769-0.448 g ha^-1yr.^-1．铜的平均沉积速率为2,907 g ha^-1yr.^-1，即0.349 × 10^-4城市全年尘埃落落的百分比。粉尘落后的Cu的浓度最高，在MDG 0.529±0.0031，范围为0.523-0.533mg kg^-1Umh浓度最低，为0.177±0.001，范围为0.17500.179 mg kg^-1．

图4：瓦拉纳西选定地点Mn的大气沉积 点击这里查看图

在夏季，LTR的NI沉积率最高，为6.840g ha^-1yr.^-1最低为1.235 g ha^-1yr.^-1在Bhu，在冬季，RNG的最高沉积，7.899 g HA^-1yr.^-11.745 g ha^-1yr.^-1OBR的最低沉积。在雨季，LTR在LTR中最高，其中沉积率为4.521g ha^-1yr.^-1在沉积率为0.631g ha的umh下最低^-1yr.^-1．平均地区，城市中的NI沉积被发现为2.907克哈^-1yr.^-1，即0.356 × 10^-4占瓦拉纳西每年降尘总量的%。粉尘中镍的浓度在0.502±0.002时最高，在0.500 ~ 0.505 mg kg之间^-1在LNK 0.176±0.001时发现最低浓度，范围在0.175-0.177 mg kg之间^-1．大气中的镍来源于化石燃料燃烧、冶炼、地壳源和火山。还发现，石油燃烧和废物焚烧从人造来源向大气中贡献了超过70%的镍，其次是精炼过程，占17% (IPCS, 1991b)。持续、长时间接触镍可引起皮炎和呼吸系统紊乱，也可能致癌。

图5：在瓦拉纳西的选定地点Zn的大气沉积 点击这里查看图

Pb的沉积速率(g ha^-1yr.^-1）在LTR最多为9.626，夏季最低限度为1.268;在冬季，PB的最大沉积速率为8.537g ha^-1yr.^-1在LTR和最小沉积率为PB 1.473 G HA^-1yr.^-1在Mhj。在雨季，最大沉降量为5.076 g ha^-1yr.¹在LTR和BHU的最低限度，其中沉积率为0.555g HA^-1yr.^-1．平均地，发现Pb沉积是2.883g ha^-1yr.^-1，即0.352 × 10^-4城市年度粉尘总量的百分比。在LTR中发现尘埃下降中Pb的浓度最高，0.707±0.002，范围在0.704-0.710 mg kg之间^-1Lnk浓度最低为0.185±0.002，介于0.182 ~ 0.188 mg kg之间^-1．在接壤的各种环境隔间中发现的PB浓度是NO的函数。因素，包括距离和气象（Mielke，1991）。已经记录了车辆发出的只有25％的PB是粗糙分数，因此靠近道路沉积。剩余的75％在罚款75％，因此可能仍然是空气（Hana和Al-Bashan，1983; Furgusson和Kim，1991）污染区域更远离发射的地区。在夏季，在MHJ的RNG和最低沉积速率下发现最高的Cr沉积，其中沉积范围为9.635-1.53​​4g ha^-1yr.^-1冬季Cr沉积速率以Rng最高，为10.944 g ha^-1yr.^-1在UMH中发现了最低的Cr沉积速率，其中沉积速率为1.242g。哈^-1yr.^-1．在雨季，沉积速率最高的是Rng，沉积为7.013 g ha^-1yr.^-1沉积率为0.725 g ha的有序集市沉积率最低^-1yr.^-1．城市中Cr的平均沉积量为2.964 g ha^-1yr.^-1，即0.362 × 10^-4占瓦拉纳西年积尘总量的%。降尘中Cr浓度最高，为0.522±0.002，介于0.519 ~ 0.526 mg kg之间^-1最低浓度为0.178±0.0006，介于0.177 ~ 0.179 mg kg之间^-1．

图6:瓦拉纳西选定地点的Ni大气沉积 点击这里查看图

CR起源于化石燃料和工业活动的燃烧。长期暴露CR给工人和邻居的行业都会导致呼吸系统的刺激;鼻腔通道和肺癌的穿孔，慢性暴露也可能导致肝脏和肾脏损害。

在夏季，在LTR中发现Zn的最高沉积率，即36.980g HA^-1yr.^-1最低3.814克哈^-1yr.^-1在Umh。冬季，Ltr沉积速率最高，Umh沉积速率最低，为38.814 ~ 3.193 g ha^-1yr.^-1在雨季，Zn的沉积速率在Ltr处最高，为19.322 g ha，在Mhj处最低，为12.220 g ha^-1yr.^-1哪个是1.473 × 10^-4瓦拉纳西每年总尘沉积的百分比。在LTR，3.634±0.0645的Zn中Zn浓度最高，范围在3.520-3.741 mg kg之间^-1最低浓度为0.350±0.009,Rng范围为0.211 ~ 0.530 mg kg^-1．

图7:瓦拉纳西选定地点铅的大气沉积 点击这里查看图

Mn在大气中的沉积速率，在Ltr时最高，为50.723 g ha^-1y^-1BHU最低，最低，这是13.717 G HA^-1y^-1在冬季，在CTT，沉积率为45.494g公顷的CTT中发现了最高的MN沉积速率^-1y^-1在LNK中发现了最低速率，即13.205g HA^-1y^-1，在雨季，最高沉积率为25.933g ha^-1y^-1沉积速率最低的是Bhu，为6.178 g h^-1y^-1．平均地区，Mn在城市中的沉积被发现为22.275 g h^-1y^-1这是2.672×10^-4占瓦拉纳西年积尘总量的%。降尘中锰的浓度在Ctt为3.795±0.010时最高，在3.598 ~ 3.912 mg kg之间^-1Lnk最低浓度为1.23±0.031，介于1.179 ~ 1.288 mg kg之间^-1．

图8:瓦拉纳西选定地点的大气中铜的沉积 点击这里查看图

Ni、Pb、Mn、Cr在夏季和冬季的沉积速率显著高于雨季的Cd沉积速率，Cu、Zn在冬季和夏季的沉积速率显著高于雨季的Cd沉积速率。各重金属在雨季的沉积均最低。季节性的重金属沉积速率变化的结果表明,在雨季降雨频繁删除包含大气中的重金属导致的颗粒在沉积的速度,至少认为本赛季最低的沉积速率在雨季降雨频繁冲刷的影响事件。在夏末时节，当降雨开始时，附着在雨滴上的细颗粒也可以从比采样地点更广的区域和更高的高度收集污染物(Sweet等等。，1998年;黄等等。，2003）。这些因素可能导致夏季大气沉积重金属增加。

结论

本研究表明，通过城市，车辆和工业活动，瓦拉纳西城市地区的金属和粉尘负荷的大气沉积率明显升高，反映了强大的人为投入。在城市的城市地区通常，压力沉积和金属沉积和金属沉积（Mn，Cr，Pb，Ni，Zn，Cu和Cd）对子城市地区的压缩较高。沉积物粉尘的元素组成显示Mn和CD最低的最高水平。季节性变化表明，夏季和大多数金属沉积在夏季和多雨期间最低。

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