元素富集因子法简称“富集因子法”。用以表示大气颗粒物中元素的富集程度,并判断和评价颗粒物中元素来源(自然来源和人为来源)的因子。
定义元素富集因子法简称“富集因子法”。用以表示大气颗粒物中元素的富集程度,并判断和评价颗粒物中元素来源(自然来源和人为来源)的因子。
起源此法郭顿(G.E.Gordn)于1974年首先用于大气颗粒物的研究。 1975年Duce等在研究大西洋以北30°高空中的物质组成时,也用到了Zoller等提出的富集因子计算方法,得到了较好的研究成果。因此,研究大气颗粒物中元素的富集程度,以分析、判断人为源与自然源对颗粒物中元素含量的贡献水平,表征颗粒物的来源,是气溶胶解析元素来源的有效手段之一。
计算元素的富集因子是以定量评价污染程度与污染来源的重要指标,它选择满足一定条件的元素作为参考元素(或称标准化元素),样品中污染元素浓度与参考元素浓度的比值与背景区中二者浓度比值的比率即为富集因子,计算公式为:
公式中Ci为元素i的浓度,Cr为被选定的参考元素的浓度。对于大气,则(Ci/Cr)颗粒为颗粒中Ci元素的相对浓度;同样,(Ci/Cr)背景为地壳中相应元素的相对浓度。然后,把这两种浓度相除,即为Ci元素的富集因子值,用EF表示。
富集因子法是一种双重归一化的计算方法,它能消除大气颗粒物采样、分析、风速、风向及离污染源远近等引起的各种不定因素的影响;所以,它比通常所得浓度(即为绝对浓度)进行比较的结果更为可靠而确切。参比元素的选择,一般选用地壳中普遍存在的而人为污染来源较少、化学稳定性好、分析结果精确度高的低挥发性元素。国际上多用Fe(铁)、Al(铝)、Si(硅)、Ti(钛)、Sc(钪)等。上述地壳中元素含量(即地壳的元素丰度)可用地球化学上的数据,如选用梅森(B.Mason,1966)的,也有采用泰勒(S.R.Taylor)的。
案例用此法可判别美国印地安纳的大气颗粒物主要来源于工厂的排放物,而旧金山的大气颗粒物多数来源于扬尘。我国北京、天津地区用此法所得结果表明,铅、硫、硒、铬、钒等元素在颗粒物中富集较高,它们大多由人为活动而来。Ni、Pb、Zn是与人类活动密切相关的元素,Ni主要是由燃煤、冶炼和柴油车废弃所致,Zn主要是由轮胎的磨损、镀锌材料和橡胶产品中锌化合物的使用所贡献的,Pb是燃煤或燃油飞灰中的典型元素。北京大气颗粒物中平均约有50%(按重量计)来源于土壤或风沙。
已经发现有29种元素在边远清洁大气中具有很高的EF值,其值自7直到4000(以Al作参比元素)这些元素按其EF值分组排列如下:7一70,Cr、Cs、V、W、B、Ni、Ge;70一400,H、In、Cu、Mo、Bi、Zn、As;400一4000,I、Hg、S、CI、Au、Ag、Sn、Sb、pb、Br、Cd、Te、Se、C、N。这种现象首先在加拿大北部发现,后在南美洲,以至南极也曾发现.对于这些元素的反常富集过程尚未研究清楚。各种自然过程都有可能造成某些元素的反常富集,例如天然岩石矿物的挥发、自然燃烧、火山活动 、海面水滴微粒的形成、生物排放以及其他地面物理、化学和生物的作用。各种人类活动当然也有可能造成某些元素的反常富集,例如工业污染物和大规模爆炸试验等污染物的长距离传输等。至于城市大气中某些元素的富集可能主要来源于人类活动,但是自然因素的影响也要具体分析考虑,轻易作出判断往往会得出错误结论1。
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黄头生 - 副教授 - 华北电力大学元素富集因子法
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元素富集因子法简称“富集因子法”。用以表示大气颗粒物中元素的富集程度,并判断和评价颗粒物中元素来源(自然来源和人为来源)的因子。
- 来源: 科普中国科学百科
- 上传时间:2019-06-18