酒泉城区街道灰尘中铬含量分布特征分析

张春玲,许新兵,任小娜,赵 丽

(酒泉职业技术学院 化学工程系，甘肃 酒泉 735000)

1 引言

城市是人口集聚形成的较大居民点，而城市环境对人体的健康有着至关重要的影响。作为城市环境中大气圈、水圈、生物圈之间的过渡带，地表灰尘中污染物质的含量有着举足轻重的作用[1]。铬是生物体所必需的微量元素之一。铬的毒性与其存在价态有关，六价铬具有强毒性，有很强的致癌突变作用，已确认为致癌物，对皮肤有刺激性，并易被人体吸收而在体内蓄积。三价铬毒性较低，有弱的蓄积作用，对鱼类的毒性比六价铬高，二者在一定条件下可以转换。所以近来倾向于研究铬的总含量[2]。

2 材料与方法

2.1 土样的消解

称取已经过风干、过筛处理好的土样0.2 g于聚四氟乙烯坩埚中，加少量水润湿，加入10 mL浓盐酸，于电热板上低温加热，蒸发至约剩5 mL时加入10 mL浓硝酸，继续加热至近黏稠状，再加入10 mL氢氟酸并继续加热，同时不断摇动坩埚；最后，加入5 mL高氯酸并加热至白烟冒尽。消解好的样品要求：样品呈白色或淡黄色，倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用水冲洗坩埚内壁，温热溶解残渣，冷却后定容至100 mL容量瓶中，待测。

2.2 样品的测定-分光光度法

首先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价，然后在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540 nm，吸光度与浓度的关系符合朗伯比尔定律。

2.3 实验方法及测定

标准曲线的绘制如图1所示。

取9支50 mL比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00 mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1+1硫酸0.5 mL和1+1磷酸0.5 mL，摇匀。加入2 mL显色剂溶液，摇匀。5～10 min后，于540 nm波长处，用1 cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。

图1 标准曲线

水样的测定：取适量经预处理的水样与50 mL比色管中，用水稀释至标线，以下步骤同标准溶液测定。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查的Cr6+含量。

3 测定结果

铬位于元素周期表第四周期第Ⅵ副族中，铬的原子序数为24，外层电子构型为3d54s1。铬的原子价分比为2+、3+、6+。铬属于亲石元素，容易电离成离子或形成稳定的含氧酸阴离子，并主要以氧化物形式存在。铬矿物不超过十种，分别为氧化物、氢氧化物、硫化物和硅酸盐四大类。土壤中铬含量取决于母质、气候、生物以及土壤有机质含量等条件[3]。世界范围内土壤铬背景值为70 μg/g，变化范围为5～1500 μg/g。我国土壤铬元素背景值为57.3 μg/g，变幅为17.4～118.8 μg/g[4]。

由表1中可以看出，酒泉市区灰尘中铬元素的分布呈现由城郊向城区下降的趋势，但变化较小。酒泉市区灰尘中铬元素的含量与土壤背景值相差不大，分布也相对均匀。酒泉是一个农业城市，除自然因素外，含铬污水灌溉和化肥的大量使用是土壤中铬的重要来源。含铬灌溉水中的铬只有0.28%～15%为作物吸收，而85%～95%累积于土壤中，并几乎全部集中于土表[5]；而长期大量使用氮肥特别是大量施用铵肥，会使土壤逐渐酸化，造成土壤颗粒分散[6]。同时磷肥中含有较多的有害重金属，其中Cr元素的含量较高。且土壤的环境容量(Cr)又较低，因而施用这些肥料会引起土壤中Cr的较快积累，引起土壤中重金属铬的污染[7]。在气候干旱的条件下，土壤中的固体小颗粒物质会随着气流卷入空中，把大量沙粒等吹入城市近地层，在自身重力的作用下，降至路面，成为城市灰尘污染的主要方式[1]。

表1 各路段地表灰尘含铬量 μg/g

4 结论

通过实验，研究了酒泉市城区街道灰尘中铬含量的分布情况，结果表明：酒泉市区灰尘中铬元素的分布呈现由城郊向城区下降的趋势，但变化较小。酒泉市区灰尘中铬元素的含量与土壤背景值相差不大，分布也相对均匀。

酒泉是以农业为主的城市，除自然因素外，含铬污水灌溉和化肥的大量使用是导致土壤污染的主要原因，破坏了生态环境[8]。随着农田土壤颗粒分散的进行和铬元素的快速积累，最终引起土壤铬污染。而后农田地表土经过大气运输等过程，沉降落在城市地表，进入城市生态循环体系，引起城市环境污染。

AnalysisofDistributionCharacteristicsofChromiumContentinStreetDustofJiuquanCity

Zhang Chunling, Xu Xinbing, Ren Xiaona, Zhao Li

(DepartmentofChemicalEngineering,JiuquanInstituteofTechnology,Jiuquan,Gansu, 735000,China)

Abstract: The chromium content of the main street dust in Jiuquan is analyzed. The results show that the chromium content in urban street dust is relatively stable, with a mean value of 159.5ug/g. The content is little different from the soil background value and the distribution is decreasing from the suburb to the urban area.But the change is small.

Keywords: urban environmental; surface dust; chromium content