司晓君，崔 佳
（哈尔滨师范大学 管理学院，黑龙江 哈尔滨 150025）
[摘要]大气颗粒物重金属污染严重威胁着生态环境和人体健康，是当前首要的大气污染物，受到国内外的广泛关注。 对大气颗粒物中重金属的污染分布特征、赋存状态、污染来源、生物有效性以及风险评价研究进行了综述，并对未来研究方向进行了展望。
[关键词]大气重金属；热点主题；研究进展
[中图分类号]X51 [文献标识码]A
大气颗粒物重金属是大气污染物中危害最大的组份之一，受到世界各国研究人员关注，其对生物明显的毒性效应威胁着生态环境和人体健康。医学研究表明，富集重金属的大气细颗粒物PM2.5会增加暴露人的死亡率。大气颗粒物重金属污染还存在着引发交叉污染的隐患。对于大气重金属的研究，国外开始于20世纪七八十年代，主要研究湖泊区域、重金属矿区、海域和沿海地区等，国内的研究则开始于20世纪的末期，主要研究对象为大中型城市。
近年来，相关学者对大气颗粒物重金属污染的关注程度越来越高，相关研究成果也越来越丰硕，目前的研究多集中在污染特征、来源解析、风险评价、化学形态以及毒理作用等多个方面。但是，由于研究起步时间相对较晚且研究视角不够多元，大气重金属污染研究尚未形成一个总体和全面的认识，因而相关综述类文献也层出不穷。本文从污染分布特征、赋存状态研究、污染来源解析、生物有效性研究以及风险评价几方面进行了详细综述，并对未来大气重金属污染研究方向进行展望，以期提供参考。
1 大气重金属污染特性
1.1 污染分布特征
大气颗粒物中的重金属含量是评估大气污染程度的重要指标，重金属在颗粒物中的分布存在时间、空间分布差异，与粒径大小有关。
大气颗粒物中重金属在时间分布上呈现季节性。杨毅红等发现珠海市大气PM2.5中的大部分重金属的浓度呈现为秋冬季高于春夏季，与何瑞东等对郑州市大气PM2.5中重金属的研究结果一致，而重金属Co却是夏季最高，冬春季次之，秋季最低。说明大气颗粒物中重金属含量随季节变化，但不同的重金属可能有不同的变化趋势。
我国大气重金属在大尺度空间分布上主要表现为南北差异，不同功能区大气颗粒物重金属含量表现为工业区>交通区>商业区>居民区>郊区。袁弘林等对西安市的研究表明，大气颗粒物重金属元素更容易聚集在商业集密区、交通繁忙区和居民集中区。从粒径分布来看，颗粒物粒径越小，重金属浓度越大，大约75%-90%重金属分布在大气细颗粒物中，且单个重金属元素分布具有其单独的规律。粒径分布是评估可吸入颗粒对健康是否构成危害的重要指标之一，较小的颗粒可以渗透到肺部较深的部位并带来更大的风险。
1.2 赋存状态研究
大气颗粒物中重金属元素往往以化学形态赋存，其化学活性和生物有效性随赋存状态不同而不同，化学活性和浓度决定其对环境和人体的毒性。采用分级提取法分析重金属的化学形态始于六七十年代，并且已经被演化为多种形式。张桂芹等基于BCR连续提取法分析济南城市主干道降尘中的重金属形态，发现具有较强化学活性的Zn的主要以乙酸可提取态存在，其在大气中的形态较活泼，以至于环境的变化可能对其有较大影响；Pb主要以可还原态存在，说明大气环境中的Pb一般相对稳定，潜在的活动性使其具有潜在的健康风险；而Cu和Hg主要存在可氧化物中，Cr和Ni主要以残余态赋存。马闯等对大气降尘中Pb元素化学形态的研究结果与张桂芹等一致。
1.3 污染来源解析
20世纪70年代起，相关学者开始进行大气颗粒物的来源解析研究。大气颗粒物所含的重金属种类、数量以及物理化学性质因其来源和形成条件的不同而存在差异，从而显示出不同的毒理特征。研究大气颗粒物中重金属的源解析方法主要有显微分析方法、富集因子法、因子分析法、元素示踪技术和化学质量平衡法等。吴红璇等通过主成分分析法和因子分析法得出，乌海市大气降尘中重金属主要来源于工业排放、燃煤、交通和煤矿开采。其中煤炭开采及运输贡献了77.58%的Cd，工业排放贡献22.42%；58.34%的 As元素来源未知，其他的As元素的来自于工业排放、燃煤、煤炭开采及运输。在对南极地区大气气溶胶中重金属的主要来源进行化学分析时，发现其主要来
[收稿日期]2020-12-29
[基金项目]国家自然科学基金青年项目（41701574）；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划（UNPYSCT-2017187）；哈尔滨师范大学博士启动基金 （XKB201404）。
[作者简介]司晓君（1996—），女，硕士研究生，研究方向：土地利用生态环境效应。
[通讯作者]崔佳（1985—），女，副教授，博士，研究方向：生态环境管理。
资源·环境
源于偏远的海上交通、当地的汽油燃烧（发电机和船）以及地壳运动；其中，Hf和Zr与地壳运动有关，
V和As与人为的局部污染有关，Ti和Mn与岛上陆地输入有关。
上海染料化工厂2 大气颗粒物中重金属的生物有效性及风险评价2.1 生物有效性研究
重金属的生物有效性是指重金属元素在生物体内的吸收、累积而产生的毒性效应。迄今，国内外学者利用苔藓、植物叶片、体内动物实验和体外模拟体液溶出试验等进行大气重金属的生物有效性研究。
20世纪50年代以后，大气污染指示植物的研究大量开展，这些指示植物包括树皮、草本植物、附生植物等。苔藓监测在监测方法和监测数据的分析上存在一定的局限性，今后的研究须将现代化的分析技术与生物监测进行有机结合。
浆纱机崔佳等测量了2011年北京海淀区信鸽肝、肾和肺组织中镉、铅和汞的浓度。发现鸽子的肺中观察到的灰、黑边缘区域是由于长期暴露于颗粒物而导致的，表明北京的信鸽正在积累对动物和人类有潜在毒性的环境污染物。
Aleksandr课题组调查铍化合物在人工肺泡巨噬细胞吞噬溶酶体模拟溶液中的溶解释放规律，以此来检验难溶的铍颗粒带来的肺部负荷是否是人类慢性铍肺病发展的必要条件。我国在体外模拟体液溶出试验方面的研究相对较少。
2.2 风险评价
评价大气颗粒物中重金属的生态风险和健康风险，对于保护公民的身体健康以及制定切实的环境保护措施具有重要意义。
健康风险评价主要采用土壤健康风险评价模型，魏巧珍等对兰州市大气PM2.5中重金属元素进行健康风险评价的结果说明，儿童受到的健康风险最大。在吸入、手口摄入及皮肤接触三种途径中，儿童的重金属非致癌值明显高于成人。与成人相比，儿童通常更多地接触与颗粒物相关的重金属。
国外的生态风险评价工作始于20世纪70年代，我国的生态风险评价工作起步较晚。生态风险评价方法目前使用较多的主要有：单因子指数法和内梅罗综合指数法、富集因子法、地累积指数法、潜在生态危害指数法等。张忠地等结合单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和潜在生态危害指数法三种方法，对开封市大气降尘中重金属污染的生态风险水平进行评价，发现Cd在三个功能区的潜在生态风险都相对较高，在商业区潜在生态风险最高，Mn、Cu、Cr、Al和V在各功能区的潜在生态风险都较低。
3 总结与展望
能源消耗不合理，快速工业化和城市化导致的大气污染是中国最严重的环境问题之一，大气颗粒物重金属污染的毒性效应对人体健康的影响不容忽视。大气颗粒物重金属污染方面已开展了大量研究，但以下几方面应进一步深入研究。
（1）加强大气颗粒物中重金属污染特征的研究，尤其应该以细颗粒物和超细颗粒物为主。现在众学者对于大气颗粒物重金属污染的研究已经在慢慢转向大气细颗粒物PM2.5，但是相关研究还是相对较少，超细粒子更少，更多的是对大气粗颗粒物的研究。
（2）进一步研究大气颗粒物中重金属的赋存状态，明晰重金属的溶出、迁移和形态转化规律，研究富集、吸收、去除重金属的方法。大气颗粒物中的重金属会因复杂的环境条件变化而发生化学反应生成新的污染物，从而影响生态环境和人体健康。
（3）深入研究大气颗粒物中重金属的毒理作用及生物有效性。注重重金属在动物和人体中的富集研究，进行动物体内实验和体外模拟体液溶出试验等，研究重金属在生物体内的迁移转化和毒理作用机制。对暴露于大气污染环境的人体内的重金属的生物有效性研究还相对较少；有毒重金属的存在形态和生物有效性是评估环境健康效应的重要参考依据之一。
（4）加强对小型城市、经济欠发达的农村地区的大气颗粒物重金属污染的分布特征、来源解析、生物有效性等方面的研究。目前的研究多集中在经济发达的大中城市，针对农村的研究很少。在广大的农村地区，垃圾焚烧、燃煤、秸秆焚烧、三废排放等均会产生大量的颗粒物，需重视地域和气候条件的差异导致的大气重金属污染状况的变化。
（5）需要开展更多的研究工作，以便能够对大气重金属污染进行最佳管控，从而减少这些可吸入颗
粒物对人体健康的影响。要完善相关政策和法律法规，建立更全面的监测体系，为大气重金属的污染防治打下坚实基础。
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司晓君，等：大气重金属污染研究综述
农艺·园艺
马艳丽照片
条件的还可以在田间使用斜纹夜蛾性诱剂，效果较好。蚜虫为害，选用70%吡虫啉水分散粒剂3g喷雾防治。红蜘蛛为害，发生初期选用15%哒螨灵微乳剂45ml喷雾防治。
美国影院击案3.1.5 采收及留种。新毛芋艿一般在中秋节采收上市，8月中旬陆续收获至10月底。有条件的可使用芋艿收获机，先用前置割灌机去除芋艿地上茎叶部分，再用芋艿收获机将整株芋艿整个翻到地面，然后去除泥土，收取子芋、孙芋，人工清理芋艿上的毛须，将芋艿按大小分级，摆放在阴凉处晾干。
种芋应从无病的田块中选择，要求顶芽充实、性状完整、芽红、无病斑虫害、充实度好、水分少、淀粉含量高的子芋。新毛芋艿一般采取窖藏，在高爽、干燥、闲置的田块，将挖出的种芋堆埋于田间，上面铺上稻草，盖泥，再在泥外面盖上稻草薄膜，密封。这样，本地可以安全贮藏越冬，直到翌年3月。
3.2 松花菜栽培
3.2.1 播种育苗。松花菜采用72孔穴盘基质育苗，每667m2大田需用穴盘35张，每穴播1粒种子，播后覆盖一层基质，并浇透水，搭好1～1.5m高的小拱棚，用遮阳网遮光保湿，移栽前7天，揭去遮阳网炼苗。当苗龄30d，叶龄4叶1心时定植。
3.2.2 整地做畦。新毛芋艿收获后，及时清理田园，利用机械深翻整地施入基肥，每667m2施商品有
机肥1000kg、15-15-15复合肥40kg及硼砂2kg。然后利用开沟起垄机，做成畦宽90cm、沟宽30cm的深沟高畦。
3.2.3 定植。定植时，选用叶片健壮而肥厚，节间短，叶柄短，无病斑虫斑，无损伤，根系发达的壮苗。筛选大小苗，大苗、小苗分别定植，注意种植深度与子叶齐平。每畦定植2行，行株距60cm×50cm，每667m2定植密度在2200株左右。定植后，及时浇足定根水，有条件的可以叶面喷施植物生长调节剂“根力士”，促发新根。
3.2.4 田间管理。松花菜活棵后，控制浇水，保持土壤见干见湿为宜。冬季上冻后，土壤干旱，尽量上午浇水，不仅可提高松花菜抗寒能力，而且能使植株健壮，叶片肥厚，叶片绿，植株基部黄叶干叶现象明显减轻，第二年花球增大显著，产量增加。
肥料追施使用薄肥勤施、重施蕾肥的原则。在定植后15天进行第一次追肥，每667m2施15-15-15复合肥15kg；结合中耕，在整个畦面封行前进行第二次追肥，每667m2施用15-15-15复合肥15kg；在现蕾初期进行第三次追肥，每667m2施16-16-16复合肥35kg，喷施0.3%硼砂溶液，有助花球膨大、洁白。冬季防冻，可以喷施“芸苔素内脂”或“植物防冻液”，不仅能提高植株抗寒力，还有助于后期花球增大，减少花球上夹叶现象。注意在中后期，不得使用碳酸氢铵或含碳酸氢铵的肥料追肥，否则花球易产生毛球。
3.2.5 病虫害防治。松花菜露地越冬，田间病虫害基数较低，无需过度用药防治，有需要的可略微化学防治，注意农药使用的安全间隔期。每667m2，蚜虫为害，用70%吡虫啉水分散粒剂2g喷雾防治；菜青虫为害，可用0.5%苦参碱水剂100ml或30%茚虫威水分散粒剂4g或1.8%阿维菌素乳油35ml喷雾防治，交替使用。
3.2.6 采收。一般在现球后20d左右，当花球周边的花茎疏松散开，开始向下反卷，即为鲜食松花菜最适采收期，如果花球用于脱水加工，收获期可以适当延迟。当花球拳头大小时，为保持花球白，避免阳光直射使花球变黄，可以折大叶覆盖。采收时，在花球基部保留3～5张叶片一起采收，避免花球在贮运过程中损伤或污染。
4 小结
太仓市璜泾镇推广应用的新毛芋艿-松花菜优质高效栽培模式，经济效益显著，新毛芋艿每667m2产量达2000kg以上，松花菜每667m2产量达3000kg以上，扣除成本，每667m2年效益达12000元以上，取得了产量效益双丰收，适宜在苏州范围，乃至长三角地区推广应用。
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