论文部分内容阅读
铅同位素由于其质量重、同位素间的相对质量差较小，在地球化学过程中一般不会受所在系统的温度、压力、pH值和生物等作用而发生分馏。由以上“指纹特征”的特点，铅同位素被作为指示元素来示踪环境污染物质的来源。本研究测定武汉市大气颗粒物中铅同位素比值示踪其铅污染来源。选取三个具有代表性的点位对武汉市大气情况进行监测，三个监测点分别为中国地质大学校内、汉口中山公园、东湖李家人湾。从2008年07月至2009年06月，采用聚丙烯滤膜连续采集三个监测点的大气颗粒物(TSP)，共采集样品40个。
研究采用193nm激光与电感耦合等离子体质谱联用分析大气颗粒物样品铅同何素比值。在测定大气颗粒物样品前，先测定一系列国际标样，探讨利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)直接测定固体样品铅同位素比值的精密度及其适用范围。结果表明，测定的Pb同位素比值的精密度与样品中Pb含量密切相关，对Pb含量大于40μg/g的样品，同位素比值206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb的精密度在1.0％以内，207Pb/206Pb、208Pb/206Pb的精密度在0.5％以内。大气颗粒物样品中Pb含量一般较高(几百～几千μg/g)。因此，采用LA-ICP-MS测定Pb同位素比值，能够鉴别污染来源，满足示踪的要求。
在扫描电镜下观察采集的滤膜样品，发现大气颗粒物只占滤膜表面的一小部分，并没有将滤膜表面完全覆盖。因此，应将空白滤膜部分进行扣除。扣除的比例采用统计学中数格子的方法进行，将每张电镜图划分为2500个小格子，把分布有大气颗粒物的格子逐一数出，然后计算分布有大气颗粒物的格子占格子总数的百分比。计算结果为滤膜表面分布有大气颗粒物的格子占格子总数的30％，因此，可认为大气颗粒物占滤膜表面的30％，其余的70％为空白滤膜部分。激光线扫描方式不仅可以使激光斑束始终处于最好的聚焦状态，有效降低元素的分馏效应，提高信号的稳定性，还可以降低对滤膜的剥蚀量，降低本底元素的干扰。因此，分析大气颗粒物样品时采用线扫描的剥蚀方式。为了使激光的每个脉冲都剥蚀在新鲜的样品表面，线扫时的斑点不重叠，斑径选为90μm，频率6Hz，线扫的速度为540μm/s。
测试结果表明，由于冬季取暖燃煤量增加，导致空气中颗粒物增多，三个采样点中李家大湾大气颗粒物浓度最高，污染严重。用Pb同位素示踪污染来源，李家大湾铅来源主要为燃煤飞灰和工业排放，中山公园和地质大学采样点铅来源主要为汽车尾气。