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1、焦作市雨水中重金属特征（监测分析）摘要 对焦作市的降水的PH值、重金属浓度进行监测和分析，并分析其中的重金属浓度变化规律以及与PH值、温度、降雨量、其采样间气象条件的关系，从而推测出当前焦作市的空气污染状况。结果表明：焦作市高新区属于弱酸雨区。其中重金属平均含量大小依次为FeCuMnZnPbNi；样品中Fe的浓度较高，且受PH值和降雨量的影响较大；Cu的含量基本上均在0.08-0.10/l以内，同时其浓度与降雨量呈正相关； Mn的浓度远远低于Fe的浓度，且在样品5和11中浓度达到峰值；Zn的浓度较高，且在样品5和17中浓度达到峰值。Ni和Pb的含量较低；Pb的浓度与PH值呈负相关，Cu、Zn、
2、Mn、Fe四种金属的浓度变化与PH值的相关性总体上呈正线性相关。其相关系数大小依次RMnRFeRZnRCu；Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与样品总体积的相关性总体上Cu、Zn呈正线性相关，Mn、Fe呈负线性相关。其相关系数大小依次RFeRMnRCuRZn。关键词 PH值 重金属浓度 变化规律Character of heavy metals in rainwater of Jiaozuo City( monitoring and analysis) Abstract Having monitoring and analyzing the PH value, the concentra
3、tion of heavy metals of precipitation on the Jiaozuo City, and then analyze the relationship between the changes in law of the concentration of heavy metals and the PH value, temperature, rainfall, sampling weather conditions ，and thus to Speculate the current speculation air Pollution in Jiaozuo Ci
4、ty 。The results showed that: Jiaozuo City high-tech areas are weak acid rain area. The average size of heavy metal content were Fe Cu Mn Zn Pb Ni; the concentration of Fe of samples are higher, which are Influenced by the PH value and a greater impact on rainfall; Cu is basically all in 0.08-0.10 /l
5、 less, and its concentration was positively correlated with rainfall； Mn concentrations are far below the concentration Fe, and in 5 sample and 11 it reached its peak in the concentration; the concentration of Zn is higher, and in 5 sample and 17 in the concentration reached its peak. Ni and Pb in l
6、ower; Pb PH value and the concentration was negatively correlated, Cu, Zn, Mn, Fe four metal concentration in PH value and the relevance of the overall positive correlation. The correlation coefficient of the order is RMn RFe RZn RCu; the four metal concentration and the total sample size of the rel
7、evance on the overall is that Cu, Zn positive correlation, and Mn, Fe was negative linear related. The correlation coefficient of the order RFe RMn RCu RZn。Keywords PH value concentration of heavy metals Changes in law引言 焦作市位于河南省西北部，曾是华北地区重要的能源、重化工、建材、冶金基地。其能源结构以煤为主，耗煤量大，城市大气污染较严重。总体为中到重度污染【1】2。从该地区
8、历年大气监测资料统计结果【3】可以清楚看到：城区西北部及西南部部分工业集中区，SO2的年均浓度在国家二级标准浓度限值上下波动，特殊气象条件下浓度值超标严重；TSP浓度和降尘虽然近年来变化趋势并不显著，但是其总体污染水平居高不下，近几年TSP日均值徘徊在0.5mg/m3上下，远远高出国家二级标准(0.3mg/m3)；降尘污染更加严重超标。因此，SO2污染和降尘污染严重使焦作市大气污染具有典型的煤烟型污染特征4。对于该地区的的降水中的污染物成分分析目前还较少，针对焦作市的大气污染现状，本文通过对焦作市的降水中的重金属含量进行分析，从而对焦作市目前的大气污染状况进行评价和分析。1. 样品的采集和预处
9、理 该实验的采样地点位于焦作市高新区河南理工大学资环楼楼顶，雨水收集装置是一个自制的漏斗形采样器。有效采集面积为1m2。采样时间为2008年4月6月。采样频率为每次降雨采样一次。同时记录该采样期间之间的气象条件。样品采集按空气和废气监测分析方法【3】中降水化学成分监测分析方法的技术规范进行。每次降雨之前将聚乙烯塑料桶放在采样器的架子上，在降雨之后将收集器中的雨水用量筒量出其总体积，取出一部分放入聚乙烯瓶中，及时测定其PH值，然后加入一滴优级纯硝酸，低温贮存然后用来进行重金属分析。2. 实验部分 样品中PH值的测定样品采集后，及时按空气和废气监测分析方法中降水化学成分监测分析方法【5】的技术规范
10、用玻璃电极法测定样品的PH值。 样品中重金属的测定水样编号12345678910pH值6.356.515.954.667.077.837.607.505.504.69样品总体积/ml1310060401104010950100707020188041001335013680水样编号11121314151617平均值偏差pH值7.086.235.415.504.026.996.326.1888241.108625样品总体积/ml156059904000274019300396059007922.3535940.487将样品通过0.45m微孔滤膜后，用火焰原子吸收法测定其中Cu、Zn、Mn、Fe、
11、Pb、Ni等六种重金属的浓度。3. 实验数据统计和分析样品的pH值 表3-1各样品的pH值和总体积总体上来说，在采集的17个样品中，各样品的pH值和总体积变化还是很大的。其酸度范围在4.02-7.83之间，平均值为6.188824。样品总体积1560ml-19300ml之间。这说明该地区春夏之交降雨量适中。有6个样品的pH值在5.6以下，根据规定pH值5.6的降水属于酸雨。从这个意义上来说，在某种程度上焦作属于酸雨沉降区。除此之外，其余的样品的pH值介于7到8之间，说明这些样品呈中性。这说明焦作酸雨的强度还很弱。具体数值见表3-1所示。样品中各种重金属含量在采集的17个样品中，六种被测重金属含
12、量相差较大。其平均含量依次为FeCuMnZnPbNi。标准偏差依次为：FeMnZnCuPbNi。由此可见Fe、Mn、Cu、Zn的含量较高，Pb、Ni的含量较低；Fe、Mn的含量偏差较大，受各种条件的影响较大，而Cu、Zn的含量相对来说则比较稳定。具体数值见表3-2所示。表3-2样品中Cu、Zn、Mn、Fe、Pb、Ni重金属的含量浓度/mg/lMnCuFePbZnNi样品数1717待添加的隐藏文字内容317171717均值0.0670590.0976470.38-0.035290.037059-0.00529中位值0.020.080.13-0.02-0.01-0.01标准偏差0.1096450.
13、0500660.6416610.0353330.064330.00696最大值0.370.12.510.040.220.01最小值00.08-0.02-0.08-0.03-0.02各种重金属浓度变化为了能够更清楚的表示出各种重金属的浓度变化趋势，同时也为了分析其变化受其他因素的影响程度，我们绘制了各种重金属的浓度变化曲线图，如图3-1（a）、（b）、（c）、（d）所示。 （a） （b）图3-1各种重金属的浓度变化从图3-1可知：样品中Fe的浓度较高，且在样品7和11中浓度达到峰值；样品中Cu的含量较稳定，基本上均在0.08-0.10/l以内。在样品1中其浓度较大，为0.29/l；样品中Mn的浓
14、度较高，但远远低于Fe的浓度，且在样品5和11中浓度达到峰值；样品中Zn的浓度较高，且在样品5和17中浓度达到峰值。样品中Ni的含量较低，仅从样品3中检测出浓度为0.01mgl。其它样品中均未检出。虽然样品中Pb的浓度较低，且浓度变化整体上也较小，但是通过从图3-1（f）我们还是可以看出：尽管仅在样品3、6和10中监测出其浓度，但其含量还是有一定变化的。样品3中浓度较低（浓度为0.02mgl，而样品6和10中浓度均为0.04mgl）。对照他们的PH值可以发现后者的PH值较小，这说明Pb的浓度与PH值呈负相关，这点与祝慧英等【6】的结论是一致的。PH值与重金属浓度变化的关系为了能够更清楚的表示出
15、PH值与各种重金属的浓度变化的关系，我们绘制了PH值与各种重金属的浓度变化的关系曲线图，并计算出其相关系数，具体如图3-2（a）、（b）、（c）、（d）所示。图3-2PH值与重金属浓度变化的相关性3-2（a） 3-2（b）3-2（c） 3-2（d）由图3-2（a）、（b）、（c）、（d）可以看出：Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与PH值的相关性不大，但总体上呈正线性相关。其相关系数大小依次RMnRFeRZnRCu。由此得出：PH值对Mn浓度的变化影响较最大；Fe的影响次之；Cu最小。降雨量与重金属浓度变化的关系为了能够更清楚的表示出降雨量与各种重金属的浓度变化的关系，我们绘制了样品总体
16、积与各种重金属的浓度变化的关系曲线图，并计算出其相关系数，具体如图3-3（a）、（b）、（c）、（d）所示3-3（a） 3-3（b）3-3（c） 3-3（d）由图3-2（a）、（b）、（c）、（d）可以看出：Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与样品总体积的相关性不大，且总体上Cu、Zn呈正线性相关，Mn、Fe呈负线性相关。其相关系数大小依次RFeRMnRCuRZn。由此得出：样品总体积对Fe浓度的变化影响较最大；Mn的影响次之；Zn最小。4.结论通过以上的分析和讨论，得出以下如此结论：该地区春夏之交降水量适中。该地区的降雨酸度部分在5.6以下，大部分位于5.6-8.0之间，属于弱酸雨区。
17、该地区的降水中重金属含量相差较大。其中平均含量大小依次为FeCuMnZnPbNi。标准偏差依次为：FeMnZnCuPbNi。样品中Fe的浓度较高，且受PH值和降雨量的影响较大；样品中Cu的含量较稳定（基本上均在0.08-0.10/l以内），同时其浓度与降雨量呈正相关。样品中Mn的浓度较高，但远远低于Fe的浓度，且在样品5和11中浓度达到峰值；样品中Zn的浓度较高，且在样品5和17中浓度达到峰值。样品中Ni的含量较低，仅从样品3中检测出浓度为0.01mgl。其它样品中均未检出。虽然样品中Pb的浓度较低，且浓度变化整体上也较小，仅在样品3、6和10中监测出其浓度，但其含量还是有一定变化的。Pb的浓
18、度与PH值呈负相关，这点与祝慧英等【6】的结论是一致的Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与PH值的相关性不大，但总体上呈正线性相关。其相关系数大小依次RMnRFeRZnRCu。由此得出：PH值对Mn浓度的变化影响较最大；Fe的影响次之；Cu最小。Cu、Zn、Mn、Fe四种金属的浓度变化与样品总体积的相关性不大，且总体上Cu、Zn呈正线性相关，Mn、Fe呈负线性相关。其相关系数大小依次RFeRMnRCuRZn。由此得出：样品总体积对Fe浓度的变化影响较最大；Mn的影响次之；Zn最小。通过对雨水样品中的PH值和重金属浓度的监测和分析，可以推断：焦作地区目前一段时间空气污染程度较轻，其中重金属
19、含量较低，从某种意义上来说，这与当前焦作市的经济结构形式的转型有相当大的关系。参考文献1 周海东,张业健,李多松,等.论煤矿三废与环境保护J .煤矿环境保2002,16(3):5-8.2 刘天齐,孔繁德,刘常海,等.城市环境规划规范及方法指南M.北京 中国环境科学出版社,1994.175-187.3 李勉，韩广，李占斌. 焦作市区大气污染状况与防治措施J干旱环境监测，2002，16（1）：26-284李定策，齐永安。焦作市区大气环境承载力分析 焦作工学院学报（自然科学版）,2004,23(3)220-2235国家环境保护总局 空气和废气监测分析方法4中国环境科学出版社 2003年6祝慧英，金红，刘嵘，等 青岛市降水中的Pb及变化规律 中国环境检测，2001.1（2）45-47
