河北典型农田大气重金属干沉降通量及来源解析

X592; 重金属是影响农田土壤环境质量和农产品品质的主要污染物,大气沉降是农田重金属的来源之一.长期以来,由于观测资料缺乏,对于我国农业区大气重金属的沉降量和来源认识一直不清楚.本研究基于河北典型农田连续1年的外场观测,测试分析了大气气溶胶9个粒径段中25种金属元素的含量,结合干沉降阻抗模型估算了这些金属的干沉降量,并利用PMF模型对其来源进行了解析.结果表明,该区域25种金属元素在细粒子(DP≤2.1μm,DP为空气动力学直径,下同)、粗粒子(2.19μm)中的质量浓度存在较大差异.重金属(如:Zn、Cd和Pb等)主要富集在细粒子,而地壳源的金属(如:Al、Fe和Th等)主要富集在粗粒子.大多数金属元素的浓度呈现冬春季高于夏秋季的变化特征.Cr是细粒子和粗粒子中质量浓度最高的重金属,其次为As、Zn、Pb、V和Sb.重金属中,Cr的大气干沉降量最高,达350.7 mg·m-2·a-1,其次是As、Sb和V,分别为153.4 mg·m-2·a-1、103.1 mg·m-2·a-1和102.3 mg·m-2·a-1.研究区域大气中金属元素的主要来源为道路扬尘、工业、矿尘、燃煤和机动车排放.巨粒子中的金属主要来自矿尘源(62.0％),细粒子中的金属主要来自燃煤、机动车和工业源(67.7％).颗粒物的粒径越小,人为排放源的贡献越大,重金属的污染风险(富集因子)也越高.农田重金属污染防治需要充分考虑大气沉降的输入及来源的变化.