上海市公园绿地香樟树叶中汞含量时空变化及影响因素初探

发布时间：2017-10-14 20:30

  本文关键词：上海市公园绿地香樟树叶中汞含量时空变化及影响因素初探

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【摘要】：汞是一种具有严重生物毒性的全球性污染物,经生物富集和放大后会对人类健康产生严重危害。公园绿地是城市建设和城市生态系统重要的组成部分,也是城市环境独特的调节器和响应环境污染的敏感区。植物是城市生态系统中汞重要的输入输出途径,对公园绿地中汞的生物地球化学研究,不仅可以反映植物的生境特征,从而客观评价城市的环境质量。并且能够根据植物中汞污染状况和自然环境要素的关系,分析出影响树叶汞富集的因子及环境汞污染的来源,进而为城市汞污染的防治提供科学依据。本论文通过采集上海市公园绿地中各季节的香樟树叶、小羽藓和表层土壤进行汞及其他重金属的实验分析,运用地统计及多元统计方法,直观地比较了研究区树叶汞含量的时空变化、探究了植物中汞与气象环境因子的关系、以及树叶中汞等重金属的来源。通过以上研究,得出以下几点结论：1.上海市公园绿地香樟树叶中汞含量在0.0166～0.1326μg·g-1之间,平均值为0.0675μg.g-1。树叶汞含量较高,内梅罗综合污染指数显示研究区香樟树叶中汞污染水平达到2～3级别,为中重污染等级。叶汞综合污染水平在季节上表现为春季夏季冬季秋季。2.研究区树叶汞在四季的空间分布上整体相似,表现为西北高东南低的格局。春秋冬季节污染范围和程度较夏季大,地理空间上以青浦区—嘉定区—宝山区—中心城区为汞高浓度区域,浦东新区为汞浓度低值区。叶汞含量在季节上变化明显,表现为春季冬季秋季夏季,表明叶汞含量随生长期延长而不断累积。3.树叶汞含量在时空分布上与研究期间本地风向风速相对应。即风向上,各季节污染物高浓度地区基本处在下风向,夏季尤为明显。风速上,冬秋春季节由于风速较大,污染物分布范围较广,夏季风速相对较小,含汞污染物主要分布在城市典型工业区附近；上海市全年降水量的时空分布与叶汞含量具有明显的反相关关系。即时间上,夏秋季降水量集中且较大,春冬季降水量较小,而树叶汞含量在季节变化上表现为夏季最小,春季最大。空间上,降水量较大的区域树叶汞含量较低,降水量较小的区域树叶汞含量相对较高；上海市春季各区叶汞均值与区域降尘量均值、区域PM2.5均值分别做相关性分析显示,叶汞含量与PM2.5呈极显著正相关(P0.01),与区域降尘量相关性不大(P0.05)。4.上海市公园绿地表层土壤与小羽藓总汞含量分别在0.1155～0.3877μg.g-与0.0938～0.2789μg·g-1之间,平均值分别为0.2535 μg·g-1与0.1586μg·g-1,可见苔藓对汞的富集能力较香樟树叶强。表层土壤总汞含量与春季叶汞含量做相关性分析显示两者没有显著的相关性(P0.05),说明叶片富集的汞从土壤中吸收是有限的。小羽藓中各季度汞平均含量表现为冬季秋季夏季春季,与叶汞含量做相关性分析显示两者具有极显著的相关性(P0.01),说明树叶与苔藓对汞的吸收具有相似性,都是主要从大气中吸收的。本研究使用多元回归分析对汞等主要重金属的来源进行判定,结果显示拟合的统计学意义较差,原因可能与大气-土壤-树叶系统本身的复杂性以及各元素被吸收富集方式的差异性有关。5.树叶中汞与其它重金属的相关性分析显示,Hg与Cr、Fe、Mn、Pb和Zn呈极显著正相关(P0.01),与Cu呈显著正相关(P0.05),表明这些重金属可能来自同一来源。树叶中重金属的聚类分析表明,可以把树叶中的元素按距离的远近分为三类：第一类包括Ba、Ca、K和Na元素,这4种元素可能来自海洋气溶胶；第二类主要元素有Al、Sr和Mg元素,可认为来自本地扬尘；第三类主要包括Pb、Zn、Cr、Cu、Fe、Mn、Hg和Ni共8种元素,主要来自工业活动和交通,如化石燃料的燃烧和有色金属的冶炼。树叶中重金属的主成分分析表明,可以提取出四种主成分：第一主成分(F1)为工业及交通污染源,贡献率为37.328%,Hg、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn在该成分上具有较高的正载荷量；第二主成分(F2)为地面扬尘源,贡献率为17.885%,Al、Mg和Sr 3种元素在该主成分上具有较高的正载荷量；第三主成分(F3)为海洋气溶胶源,贡献率为13.809%,Ba和Ca在该主成分上占高正载荷量；第四主成分(F4)视为植物自身生长所需的营养元素,贡献率为9.506%,K和Na两种元素在该主成分上具有较高正载荷量。
【关键词】：上海市 公园绿地 树叶 汞 影响因素 来源
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X173
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 汞综述14-18
• 1.1.1 汞的基本地球化学性质14-15
• 1.1.2 环境中汞来源与循环15-18
• 1.2 选题依据与研究意义18-19
• 1.3 国内外研究进展19-23
• 1.3.1 植物中汞分布研究进展19
• 1.3.2 影响植物中汞含量因素研究进展19-22
• 1.3.3 植物中汞及其他重金属来源解析研究22-23
• 1.4 研究思路及框架23-26
• 1.4.1 研究目的23-24
• 1.4.2 研究内容24-25
• 1.4.3 技术路线25-26
• 第二章 研究区域与研究方法26-31
• 2.1 研究区域26-28
• 2.1.1 区域自然概况26
• 2.1.2 主要气象因子和空气质量概况26-27
• 2.1.3 采样点选取及概况27-28
• 2.2 材料与方法28-31
• 2.2.1 样品采集及预处理28-29
• 2.2.2 各种环境介质中重金属的测定方法29-30
• 2.2.3 气象环境数据获取30
• 2.2.4 数据处理与分析30-31
• 第三章 树叶中汞污染特征及污染水平评价31-37
• 3.1 树叶中汞的空间分布特征31-33
• 3.2 树叶中汞的季节变化特征33-34
• 3.3 树叶中汞的污染水平评价34-36
• 3.4 小结36-37
• 第四章 树叶中汞与气象环境因子的关系37-44
• 4.1 树叶中汞与风向风速的关系37-38
• 4.2 树叶中汞与降水量的关系38-40
• 4.3 树叶中汞与区域降尘量、PM_(2.5)的相关性分析40-43
• 4.4 小结43-44
• 第五章 树叶中汞及其他重金属来源分析44-56
• 5.1 树叶中汞与表层土壤中汞的关系44-45
• 5.2 树叶中汞与苔藓中汞的关系45-47
• 5.3 大气-土壤-树叶重金属贡献模型的构建47-49
• 5.4 树叶中汞与其他重金属相关性分析49-51
• 5.5 树叶中重金属含量的聚类分析51-52
• 5.6 树叶中重金属含量的主成分分析52-54
• 5.7 小结54-56
• 第六章 结论与展望56-59
• 6.1 结论56-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-67
• 附录67-68
• 致谢68-69

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本文编号：1033056