应用ICP-MS测定城市道路尘土中铂族元素

关键词 电感耦合等离子体质谱仪 ；道路尘土 ；铂族元素 ；阳离子交换 ；污染评价 中图 分 类 号 ：Ｘ８２１ 文 献 标 识 码 ：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６４／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—０５９３（２０１６）０４—１２０２—０３
引 言
随着我 国城市化和工业化 的高速发 展 ，城 市交通 中机 动 车尾气排放所产生污 染是城市 大气 污染的一个 重要 污染源 。 为减少机动车 尾气 所排 放 出来 的各种 污染 物 （碳 氢化 合 物、 一 氧化碳 、氮氢化物 等）给城 市环境 带来 的污染 ，铂 族元 素 （钌 Ｒｕ、铑 Ｒｈ、钯 Ｐｄ、锇 Ｏｓ、铱 Ｉｒ、铂 Ｐｔ，简称 ＰＧＥｓ）中 Ｐｄ，Ｐｔ和 Ｒｈ作为一种有效催化剂成 分 ，目前 已广泛应 用在 汽 车尾气 的处理 装置 （三元 催 化转 化器 ）中。这 主要 是 因为 ＰＧＥｓ催化剂 的活性成分可 以将 汽车尾气所排 放出来 的大气 污染物 的排 放量减少 ９０ ，为保护城市大气环境起到 了重要 作 用 。然而 ，汽车三元催化转化器在使 用过程 中 由于机械磨 损 、化学反应等原 因也会 向环境 中排 放含 有 ＰＧＥｓ的微 粒 。 相关研究发现 ，三元催 化转化器 的使用 与环境 中 ＰＧＥｓ浓 度 的升高存在着明显的相关关 系［１ ］。而且 ，城市环境 中 ＰＧＥｓ 浓 度的升高将可能 对人体 健康 造成潜 在 的威胁＿３ ］。这种 现
第 ３ ６卷 ，第 ４期 ２ ０ １ ６年 ４月
光 谱 学 与 光 谱 分 析
Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａ１ Ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｖｏ１．３６，Ｎｏ．４，ｐｐ１２０２—１２０４ Ａｐｒｉｌ，２０１６
应 用 ＩＣＰ—ＭＳ测 定 城 市道 路 尘 土 中铂族 元 素
邹 晓雯 ，高 博 ，周 怀东 ，郝 红 ，徐东 昱。
１ 实验部分
１．１ 样 品 选择北京城 区的两个 大型社 区（回龙观和天通苑）为研 究
区域。采样时间为 ２０１０年 ｌ１月 ，对 两个社 区共 ２Ｏ条道路进 行 了道路尘 土样 品采 集 。样 品用 毛刷轻 扫 ，聚 乙烯铲 截取 ， 每条道路采集 ３～５个 尘土 样 品，均匀 混合 后装入 聚 乙烯样 品袋收集 。回龙观居 民社 区的采样 点位 置为 ：回龙观 音知东 路 、回龙观西大街 、龙锦二街 、文华 西路 、科 星路 、音知 路 、
象已经引起 了国外研究者的广泛关注 。 北 京作 为我国 的首都 ，机动 车保有 量 已超 过 ５００万 辆 ，
国 内外相关研究 已发现城市环境 中的 ＰＧＥｓ含量 出现不 同程 度的富集现象 ＿６＿。本研究 以北 京市 内大 型居 民社 区 内道路 尘土为研究对象 ，采用 王水 消解一阳离子 交换树脂 分离 ，电感 耦合等 离 子体 质 谱 仪 （ＩＣＰ－ＭＳ）测 定 的方 法对 道 路 尘 土 中 ＰＧＥｓ的含量进行 了测定分析 。
沙石和树 叶枝条等 杂质 ，自然状态下风干后在 １０５ ｏＣ下 烘至 恒重分别过 ６０目筛后装入聚 乙烯袋 中干燥保存 。
＊通 讯 联 系 人 ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｂｏ＠ ｉｗｈｒ．ｃｏｒｎ
第 ４期
光谱学与光谱分析
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龙禧 二街 、龙腾街 、龙 锦三街 、文华 路 ；天通苑 居 民社 区 的
采样 点位置 为 ：立 汤路 、中滩村 北二 街 、立 水桥东 二路 、太
平庄 中街 、太 平庄 北街 、太平庄 二街 、太平 庄 中一 街 、太平 庄东路 、立水桥北路 、中滩村 北三街 。采集 的样 品弃去 大块
１．中国水利水 电科学研究 院流域水循环模拟与调控国家重点实验室 ，北京 １０００３８ ２．中国水利水电科学 研究 院水环境研究所 ，北京 １０００３８
摘 要 自然条件下 ，铂族元 素（ＰＧＥｓ）一直被认为是表 生条件下 的痕量元 素 。但是 ，随着铂族元 素在机 动 车排放催化剂及其他方面 的广泛使用 ，最终导致 Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ会 排放到环 境中 。目前 ，铂 族元素 在环境 中存 在一定程度 的积累现象 ，机动车尾气催化转换器被认 为是其 污染 的主要来 源 。为研究北 京市城 区 内道路 尘 土铂族元素 的污染状况 ，于 ２０１０年 １１月采集 了北京市内大型居民社区 内的道路尘土样品 。样品先经王水热 消解 以及 阳离子交换树￣ （Ｄｏｗｅｘ ＡＧ５０Ｗ－Ｘ８）分离纯化后 ，采用 电感耦合等离子体质谱 仪 （ＩＣＰ－ＭＳ）分析 了 道路尘土样品 中三种铂族元素 （铂（Ｐｔ）、钯（Ｐｄ）和铑 （Ｒｈ））的浓度 。结果 表明 ：北京城 区 内居 民社 区道路尘 土 中 Ｐｄ，Ｐｔ和 Ｒｈ的含量范 围分别为 ：１４．２０￣１６１．８０，９．３９－７０．８Ｏ和 ３．１８￣ １７．０５ ｎｇ·ｇ～ ，其平均浓度 分别 为 ５Ｏ．７６，２３．８２和 ７．５４ ｎｇ·ｇ～ ，高 于北京市 土壤 背景值 ，说明北京城市居民社区 内道路尘土 中 ＰＧＥｓ 已经有 了一定程度 的富集 。其 中，Ｐｄ，Ｐｔ和 Ｒｈ分别高于北京土壤背景值 约 ４９．８，３２．６和 ５．１倍 。为了定量 评 价道路 尘土 中 ＰＧＥｓ的污染 状况 ，采用地积累指数法对北京市道路尘土进行 了评价 。地积 累指数法评价 结 果发 现 ：大型居 民社 区内道路尘土 中 ＰＧＥｓ污染程度 由强 至弱 的顺序依 次为 ：Ｐｄ＞Ｐｔ￣Ｒｈ，总体而言 ，北京 城区内大型居 民社区 内道路尘土存在较为 ２—２２。修 订 日期 ：２０１５—０３—１５ 基金项 目：水利部水利科技推广与标准化项 目（１２６１２３０１１１０３１，１２６１４３０１１２Ｏ５Ｏ）和国家重大科 学仪器装 备专项项 目（２Ｏ１１ＹＱ１４Ｏ１５ＯＯ９）资助 作者简介 ：邹 晓雯 ，女 ，１９６３年生 ，中国水利水电科 学研究 院水环境研究所高级工程师 ｅ－ｍａｉｌ：ｚｏｕｘｗ￣ｉｗｈｒ．ｃｏｒ ｎ