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ICP-MS在城市道路尘土中非常规监测微量元素污染评价中的应用

文档作者：殷淑华１高博１李强２周怀东１王健康３黄勇１文档来源：１畅中国水利水电科学研究院水环境研究所２畅华北水利水电学院资源与环境学院３畅石河子大学水利建筑工程学院，		点击数：	更新时间： 2025年05月06日
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第３３卷，第１２期　　　　　　　　　　　　光谱学与光谱分析Vol畅３３ ，No畅１２ ，pp３３９６‐３４０１
２ ０ １ ３ 年１ ２ 月　　　　　　　　　　　　Spectroscopy and Spectral Analysis December ，２０１３ 　
ICP‐MS 在城市道路尘土中非常规监测微量元素污染评价中的应用
殷淑华１ ，高　博１ 倡，李　强２ ，周怀东１ ，王健康３ ，黄　勇１
１畅中国水利水电科学研究院水环境研究所，北京　１０００３８ 　
２畅华北水利水电学院资源与环境学院，河南郑州　４５００１１
３畅石河子大学水利建筑工程学院，新疆石河子　８３２０００
摘　要　采集了石河子城区３２ 个站点的道路尘土样本，测定了样品中１０ 种非常规监测微量元素（B ，Be ，
Bi ，Co ，Ga ，Li ，Sb ，Sn ，Tl ，V）的含量。并采用地积累指数法、元素相关性分析和主成分分析法对尘土中的
微量元素污染程度和来源进行了分析。结果表明：道路尘土中微量B ，Be ，Bi ，Co ，Ga ，Li ，Sb ，Sn ，Tl 和V
的平均含量分别为４１畅１１ ，１畅６８ ，０畅５２ ，１３畅５８ ，３６畅２６ ，２４畅９１ ，３畅３７ ，３畅６４ ，０畅４２ ，７２畅６６ mg · kg － １ 。其中，
Co ，Li 和Tl 的平均含量均低于新疆土壤元素背景值，B ，Be 和V 的平均含量和新疆土壤元素背景值相似，
Bi ，Ga ，Sb 和Sn 的平均含量高于新疆和世界土壤元素背景值。地积累指数计算结果表明：B ，Be ，Co ，Ga ，
Li ，Tl 和V 污染级数为０ ，说明无污染，而Sb ，Bi 和Sn 污染较为严重（污染等级分别为２ ，１ ，１） 。元素相关
性分析和主成分分析多元统计方法计算结果表明，Bi ，Co ，Sb 和Tl 主要是人为来源，B ，Be ，Li 和V 主要是
自然来源，而Ga 和Sn 可能受自然因素和人为因素的共同影响。
关键词　非常规监测微量元素；道路尘土；地积累指数；污染源；石河子
中图分类号：X８２１ 　　文献标识码：A 　　　DOI ：１０畅３９６４／j畅issn畅１０００‐０５９３（２０１３）１２‐３３９６‐０６
　收稿日期：２０１３‐０３‐２２ ，修订日期：２０１３‐０６‐１２
　基金项目：国家自然科学基金创新研究群体基金项目（５１０２１０６６）和国家重大科学仪器装备专项项目（２０１１YQ１４０１５００９）资助
　作者简介：殷淑华，１９６８ 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 ：yinsh＠ iwhr畅com
倡通讯联系人　　e‐mail ：gaobo＠ iwhr畅com
引　言
　　城市道路尘土是城市环境污染物的一种重要载体，对污
染物在城市环境中的迁移转化及归宿起着重要的作用［１］ ，并
且城市道路尘土中含有的有毒有害的微量元素和有机物
等［２ ，３ ］ ，可能对城市生态环境和居民健康带来潜在的威胁。
目前对城市道路尘土微量元素污染的研究多关注Pb ，Cu ，
Cd ，Hg ，As 等常规监测的微量元素，然而对Sc ，Ga ，Sb ，Tl
等非常规监测微量元素（seldom monitored trace elements ，
SMTEs）污染的研究较少。由于SMTEs 在环境中的毒性、持
久性以及难降解性而被认为是潜在污染物［４］ 。随着工业生产
对这类微量元素的不断需求，势必会增加环境中SMTEs 的
浓度［５ ］ 。事实上，Sn 和V 是动物和人类必须的微量元素，由
于它们潜在的毒性，当环境中含量增加到一定程度时会对人
类健康产生威胁［６ ，７］ 。目前，Sb 和Tl 及其化合物已被美国
环境保护局（EPA）列为优先限制的污染物［８ ，９］ 。Bi 是动物和
人类非必需的微量元素，它会对动物机体产生毒性作用［１０］ 。
国内外学者对东部发达地区城市环境中道路尘土微量元素的
污染研究已有相关报道［３ ，１１］ ，然而对我国西部地区城市微量
元素污染，尤其是SMTEs 污染却未见报道。
新疆石河子市是以农业为主的城市，近年来随着产业结
构的调整，工业发展较为迅速，建立了化工厂，电厂等一批
有污染的工业，城市环境有可能面临SMTEs 污染的威胁。
因此，采用ICP‐MS 对石河子市道路尘土中的SMTEs（B ，
Be ，Bi ，Co ，Ga ，Li ，Sb ，Sn ，Tl ，V）的含量进行了分析测
定，并对它们的分布特征、来源及污染评价进行了研究，以
期为石河子城市环境治理提供基础数据和科学依据。
１ 　实验部分
1畅1 　样品采集
道路尘土样品于２０１２ 年８ 月采集，前期晴天累计天数
约为两周。按照石河子城市功能区的划分，在市区共布设了
３２ 个采样点，主要设置在石河子市城区主干道及部分次级
干道交汇处，具体点位见图１ 。每处采集３ ～ ４ 个样品，样品
重量约为５００ g ，混匀，装在自封的聚乙烯塑料袋中，在实验
室通风及室温的条件下自然风干一个星期，去除样品中的烟
头、碎屑，植物根茎等杂质。然后过２００ 目尼龙筛（ ≤ ０畅０６３
mm） ，将过筛后的样品装入密闭的自封聚乙烯袋中，以待样
品消解与分析。
Fig畅1 　Sampling sites of road dusts in Shihezi city
1畅2 　方法
所有实验用水由Milli‐Q 高纯水发生器制得（ ＞ １８畅２
M Ω · cm） 。HCl ，HNO３ 和HF 为微电子级（BV‐ Ⅲ 级，北京
化学试剂研究所） 。实验过程中所用器皿均采用２０％ HNO３
浸泡过夜，并用高纯水冲洗干净后备用。
尘土样品的前处理参考文献［１２］ 。准确称取样品４０ mg ，
置于容量为１０ mL 的聚四氟乙烯消解罐中。然后加入２ mL
HNO３ 和０畅２ mL H２ O２ ，超声１ h 后在电热盘上６０ ℃ 保温
２４ h 。蒸干样品后，加入２ mL ６ mol · L － １ 的HNO３ ，超声１
h 后保温过夜，然后加入２ mL HF 放在电热盘上，再６０ ℃
保温２４ h 。蒸干样品，加入１ mL ６ mol · L － １ HNO３ 和１ mL
HF 后，放入高压釜中１９０ ℃ 消解４８ h 。此消解程序可以保
证沉积物样品完全消解并得到澄清的溶液。稀释后，加入内
标，采用Elan DRC‐e 型ICP‐MS（美国Perkin‐Elmer 公司）测
定样品中微量元素B ，Be ，Bi ，Co ，Ga ，Li ，Sb ，Sn ，Tl ，V 的
含量。
质量控制：在分析沉积物和土壤样品的同时，采用相同
的分析程序分析了空白样品、平行样品以及沉积物标准物质
ESS‐１（GBW０７３１２ ，中国环境科学研究院标准物质研究所） 。
测定结果的相对标准偏差（RSD）低于１０％ ，各元素测定结果
均在标样的保证值范围之内。
1畅3 　评价方法
采用地积累指数法对石河子市道路尘土微量元素进行污
染程度评价。地积累指数法是德国学者Müller［１３］ 提出的用
于微量元素污染评价的方法，目前已经成为了微量元素污染
评价应用最为广泛的方法之一。该法比较直观地反映了外源
微量元素在环境介质中的富集程度，数据具有较高的可比
性。计算表达式为
Igeo ＝ log２
Ci
１畅５ Bi
　　表达式中，Ci 为石河子市道路尘土微量元素的实测含
量；Bi 为该微量元素的地球化学背景值；n 为常数，用于校
正由于自然成岩作用引起的地球背景值的变化，本工作中n
取值为１畅５ 。
地积累指数按照Igeo 值的计算结果共分为７ 级（０ ～ ６
级）［１４］ 。微量元素污染程度与Igeo 值的对应关系见表１ 。
Table 1 　Index of Geoaccumulation and
classification of pollution degree
Igeo 级数污染程度
≤ ０ ０ 无 ０ ～ １ １ 无 ～ 中 １ ～ ２ ２ 中 ２ ～ ３ ３ 中 ～ 强 ３ ～ ４ ４ 强 ４ ～ ５ ５ 强 ～ 极强 ＞ ５ ６ 极强 ２ 　结果与讨论
2畅1 　石河子市道路尘土中微量元素的含量水平
石河子市道路尘土中SMTEs 的浓度、新疆土壤元素背
景值以及世界土壤元素背景值见表２ 。由表可知，石河子市
道路尘土中Li ，Be ，B ，V ，Co ，Ga ，Sn ，Sb ，Tl ，Bi 的含量分
别为１９畅４３ ～ ３０畅５３ ，１畅２４ ～ ２畅１１ ，２７畅２８ ～ ５８畅５５ ，５８畅２９ ～
８１畅１６ ，９畅２４ ～ ９８畅２９ ，２７畅３３ ～ ５２畅０３ ，２畅１４ ～ ６畅５ ，２畅０７ ～
５畅２１ ，０畅３６ ～ ０畅６２ 和０畅２９ ～ ２畅４１ mg · kg － １ ，平均含量分别
为２４畅９１ ，１畅６８ ，４１畅１１ ，７２畅６６ ，１３畅５８ ，３６畅２６ ，３畅６４ ，３畅３７ ，
０畅４２ 和０畅５２ mg · kg － １ 。其中，石河子市道路尘土微量元素
中Li ，Tl 和Co 的平均含量均低于新疆土壤元素背景值，Be ，
B 和V 的平均含量和新疆土壤元素背景值接近，Ga ，Sn ，
Sb ，Bi 的平均含量均高于新疆和世界土壤元素背景值［１５］ ，分
别是新疆土壤元素背景值的２畅１ ，１畅７ ，３畅１ ，１畅９ 倍，是世界
土壤元素背景值的１畅８ ，０畅９ ，３畅３７ 和２畅６ 倍，其中Ga 和Sb
尤为突出，分别是新疆土壤元素背景值的１畅６ ～ ３ ，１畅９ ～ ４畅８
倍。此外，Co 和Bi元素含量的最大值分别是新疆土壤元素
背景值的６畅２ 和８畅９ 倍，说明尘土中这两种元素存在一定的
累积现象。
目前，国内其他城市关于SMTEs 的相关研究报道较少。
有研究者对徐州该类微量元素进行了研究［１６］ 。石河子市和
徐州市道路尘土中微量元素含量相比可以发现：石河子市道
路尘土中Co ，Ga ，Bi 的含量比徐州市道路尘土中的同类微
量元素含量高，而Li ，V ，Sn 的含量则低于徐州市，Be 和Sb
的含量，两个城市道路尘土中的含量相近。不同城市间微量
元素含量的差别，不仅与当地的土壤环境背景值相关，还可
能与人类活动（交通运输、工业生产等）有很大关系。
2畅2 　石河子市道路尘土中微量元素的含量分布
石河子市各采样点中Sb ，Bi ，Sn 和Ga 的微量元素含量
分布特征见图２ 。考虑到石河子市道路尘土中Li ，Tl ，Co ，
Be ，B 和V 的平均含量均低于或接近新疆土壤元素背景值，
因此，这６ 种微量元素的分布未进行进一步的讨论。由图２
可知，石河子市道路尘土不同采样点微量元素Sb ，Sn ，Bi 和
Ga 含量均不相同。Ga ，Sn ，Sb ，Bi 含量最高的地方分别出现
在采样点SHZ‐２０ ，SHZ‐１６ ，SHZ‐３２ 和SHZ － １ 处，分别为
第 １２期 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 光谱学与光谱分析 ３３９７
５２畅０３ ，６畅５０ ，５畅２１ 和２畅４１ mg · kg － １ ，含量最低的地方分别
出现在采样点SHZ‐２７ ，SHZ‐２８ ，SHZ‐２８ 和SHZ‐２９ 处，分
别为２７畅３３ ，２畅１４ ，２畅０７ ，０畅２９ mg · kg － １ 。其中Bi 的含量，
不同采样点含量差别较为显著。Bi 含量在SHZ‐１ 处是SHZ‐
２９ 处的８畅３ 倍。采样点元素含量的不同可能与采样点附近的
工业生产等人类活动有关系。
Table 2 　SMTEs concentrations in street dusts in Shihezi city ／（mg · kg－ 1 ）
元素最小值最大值平均值变异系数系数％ 新疆土壤元素背景值［１５］ 世界土壤元素背景［１５］ 徐州［１６］
Li １９畅 ４３ ３０畅 ５３ ２４畅 ９１ ９ ３０畅 ２ ２５ ３５畅 ６ Be １畅 ２４ ２畅 １１ １畅 ６８ ９ １畅 ６５ ０畅 ３ １畅 ７９ B ２７畅 ２８ ５８畅 ５５ ４１畅 １１ １６ ４０畅 ９ ２０ － V ５８畅 ２９ ８１畅 １６ ７２畅 ６６ ６ ７４畅 ９ ９０ ７６ Co ９畅 ２４ ９８畅 ２９ １３畅 ５８ １１４ １５畅 ９ ８ １１畅 ７ Ga ２７畅 ３３ ５２畅 ０３ ３６畅 ２６ １３ １７畅 ３ ２０ １５畅 ２ Sn ２畅 １４ ６畅 ５０ ３畅 ６４ ３３ ２畅 ２ ４ ５畅 １３ Sb ２畅 ０７ ５畅 ２１ ３畅 ３７ ２２ １畅 ０８ １ ３畅 ４６ Tl ０畅 ３６ ０畅 ６２ ０畅 ４２ １３ ０畅 ５２４ ０畅 ２ － Bi ０畅 ２９ ２畅 ４１ ０畅 ５２ ８３ ０畅 ２７ ０畅 ２ ０畅 ４２ 　　Note ：“ － ” data unavailable
Fig畅2 　Concentrations and distribution of SMTEs in roadside dusts ，Shihezi city
2畅3 　石河子市微量元素污染程度等级
不同参比值的选择会导致Igeo 值计算结果的不同，本研
究以新疆土壤元素背景值（表２）为参比值。石河子市道路尘
土SMTEs 的Igeo 值计算结果见表３ 。由表３ 可知，石河子
市所有采样点中Li ，Be ，B ，V ，Co 和Tl 的Igeo 值是０ ，无
污染，然而采样点SHZ‐３２ 即南一路与东六路处Co 的Igeo 值
是３ ，达到中到强度污染。Ga 在所有采样点以及Sn 在大部
分采样点的Igeo 值为１ ，在无到中等程度污染之间。石河子市
道路尘土中Sb 的Igeo 值在１ ～ ２ 之间，处于中等污染程度，Bi
的值在０ ～ １ 之间，处于无到中等污染程度，然而老街处Bi
的Igeo 值为３ ，是强度污染。南一路与东八路交叉口处的Co ，
Sb 和Bi 都属于中强度污染，该处附近的污染源是一燃煤型
发电厂。发现燃煤飞灰中含有一定量的Sb 元素［１７］ ，因此该
处微量元素污染有可能与发电厂大量燃煤有关。从总体上
看，石河子市的Li ，Be ，V ，B ，Co 和Tl 处于无污染程度，而
Ga ，Sb ，Bi 和Sn 都有不同程度的污染。
根据石河子市道路尘土中微量元素的平均含量计算了石
河子市道路尘土的Igeo 值，从表３ 可看出石河子市道路尘土
３３９８ 光谱学与光谱分析 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第 ３３卷
中微量元素污染以Sb 、Bi 和Sn 较为严重， Igeo 值为２ ，１ 和
１ ，污染程度是中到强度污染以及中等程度污染。Li ，Be ，B ，
V ，Co ，Ga 与Tl 污染级数为０ ，无污染。各金属元素的污染
程度顺序为：Sb＞ Bi＞ Sn＞ Ga＞ Be＞ B ＞ V ＞ Co ＞ Li＞ Tl 。
Table 3 　Index of geoaccumulation and classification of SMTEs pollution in road dusts
样品编号Sn
Igeo 级数
Sb
Igeo 级数
Bi
Igeo 级数
Co
Igeo 级数
Ga
Igeo 级数
SHZ‐１ １畅 ０ １ １畅 ５ ２ ２畅 ６ ３ － １畅 ０ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐２ ０畅 ２ １ １畅 ５ ２ ０畅 ２ １ － １畅 ２ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐３ ０畅 ９ １ １畅 ２ ２ ０畅 ０ ０ － １畅 １ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐４ － ０畅 ２ ０ ０畅 ８ １ － ０畅 ５ ０ － １畅 ２ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐５ － ０畅 ３ ０ ０畅 ９ １ ０畅 ２ １ － １畅 ２ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐６ － ０畅 ３ ０ ０畅 ８ １ ０畅 １ １ － １畅 ０ ０ ０畅 ２ １ SHZ‐７ ０畅 ３ １ １畅 ０ １ ０畅 ２ １ － １畅 ０ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐８ ０畅 ５ １ １畅 ４ ２ ０畅 ５ １ － １畅 ２ ０ ０畅 ７ １ SHZ‐９ ０畅 ７ １ １畅 ２ ２ ０畅 １ １ － １畅 ３ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐１０ ０畅 ４ １ １畅 ０ １ － ０畅 ２ ０ － １畅 ３ ０ ０畅 ４ １ SHZ‐１１ ０畅 ３ １ １畅 １ ２ － ０畅 ２ ０ － １畅 ３ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐１２ － ０畅 ３ ０ ０畅 ９ １ － ０畅 １ ０ － １畅 １ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐１３ ０畅 ３ １ １畅 ０ １ ０畅 ６ １ － ０畅 ７ ０ ０畅 ２ １ SHZ‐１４ － ０畅 ３ ０ ０畅 ９ １ － ０畅 ３ ０ － １畅 ２ ０ ０畅 ４ １ SHZ‐１５ ０畅 ２ １ １畅 ４ ２ ０畅 ２ １ － １畅 ２ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐１６ １畅 ０ １ １畅 ３ ２ ０畅 １ １ － １畅 １ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐１７ ０畅 ５ １ １畅 ５ ２ ０畅 ９ １ － １畅 ０ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐１８ － ０畅 ４ ０ ０畅 ８ １ － ０畅 ２ ０ － １畅 ０ ０ ０畅 ３ １ SHZ‐１９ － ０畅 １ ０ ０畅 ９ １ ０畅 ０ ０ － １畅 １ ０ ０畅 ３ １ SHZ‐２０ ０畅 ３ １ １畅 ０ １ ０畅 １ １ － ０畅 ９ ０ １畅 ０ １ SHZ‐２１ － ０畅 ２ ０ １畅 ０ １ － ０畅 ３ ０ － １畅 ４ ０ ０畅 ３ １ SHZ‐２２ － ０畅 ３ ０ ０畅 ８ １ － ０畅 ４ ０ － ０畅 ８ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐２３ ０畅 ２ １ ０畅 ７ １ － ０畅 ３ ０ － １畅 ２ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐２４ － ０畅 ３ ０ ０畅 ９ １ － ０畅 ３ ０ － １畅 ３ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐２５ ０畅 ０ ０ １畅 ３ ２ － ０畅 ２ ０ － １畅 ３ ０ ０畅 ６ １ SHZ‐２６ － ０畅 ３ ０ １畅 ２ ２ － ０畅 ３ ０ － １畅 １ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐２７ － ０畅 ５ ０ ０畅 ７ １ － ０畅 ２ ０ － １畅 １ ０ ０畅 １ １ SHZ‐２８ － ０畅 ６ ０ ０畅 ４ １ － ０畅 ２ ０ － １畅 ３ ０ ０畅 １ １ SHZ‐２９ － ０畅 ３ ０ ０畅 ６ １ － ０畅 ５ ０ － １畅 ３ ０ ０畅 ５ １ SHZ‐３０ － ０畅 ４ ０ ０畅 ５ １ ０畅 ８ １ － １畅 ２ ０ ０畅 ３ １ SHZ‐３１ ０畅 ３ １ ０畅 ６ １ － ０畅 ４ ０ － １畅 ４ ０ ０畅 ４ １ SHZ‐３２ － ０畅 １ ０ １畅 ７ ２ ２畅 １ ３ ２畅 １ ３ ０畅 ４ １ 平均值 ０畅 １４ １ １畅 ０５ ２ ０畅 ３６ １ － ０畅 ８１ ０ － ０畅 ４８ ０ 2畅4 　石河子市道路尘土中微量元素的来源分析
石河子市道路尘土中微量元素之间的相关性见表４ 。由
表可知，石河子市道路尘土中Li‐Be（０畅４８９） ，Li‐B（０畅５２３） ，
Li‐V（０畅５６５） ，V‐Tl（０畅４８３） ，Co‐Tl（０畅６７５） ，Co‐Bi（０畅５３７） ，
Sn‐Sb（０畅５５４） ，Sb‐Tl（０畅６７１） ，Sb‐Bi （０畅５６１）之间存在显著
正相关（ p ＜ ０畅０１ ） 。B‐V （０畅４０７ ） ， Co‐Sb （０畅４４８ ） ， Ga‐Sn
（０畅４３２） ，Ga‐Sb（０畅３７７ ） ，Sn‐Bi（０畅３６２） ，Tl‐Bi（０畅４２３）之间
存在显著正相关（p＜ ０畅０５） ，Be ，Li 和Co 存在显著负相关关
系（ － ０畅５２５ ， p ＜ ０畅０１ 和－ ０畅４１４ ， p ＜ ０畅０５） 。道路尘土中金
属元素的相关性越强，表示其污染源相似或接近。
　　主成分分析法在污染物来源分析中被广泛的应用［１８］ 。
石河子市微量元素的主成分分析结果见表５ 。对石河子市３２
个采样点的十种元素进行了主成分分析，提取了３ 个主要因
子，解释了总方差的７２畅８％ 。第一主成分的贡献率为
３１畅４％ ，特点是第一主成分在Sb ，Co ，Tl 和Bi 上有较高的
正载荷，主要支配着Sb 和Tl 的来源，部分支配着Co 和Bi
的来源。并且结合相关性分析可知，Co 和Bi 存在正相关关
系。近年来石河子市工业发展较为迅速，工业生产过程中产
生大量的Sb 和Co ，因此可以把因子１ 视为“人为因子” 。第
二主成分的贡献率为２５畅６７１％ ，在Li ，Be ，B 和V 上有较高
的载荷，分别为０畅８４ ，０畅８０ ，０畅６４ 和０畅５７ 。从元素含量上
看，Li ，Be ，B 和V 的含量与新疆土壤元素背景值接近，并
且Li‐Be ，Li‐B ，Li‐V 之间存在显著正相关关系，表明该组元
素来自于自然土壤母质［１９］ ，因子２ 可看作“自然因子” 。第三
主成分的贡献率为１５畅８％ ，主要特征是在Sn 和Ga 上有较
高的载荷，从地积累指数的计算结果知Ga 处于无到中等程
度污染，Sn 在部分采样点存在无～ 中等程度污染。而且，Sn
和Ga 存在显著的正相关关系，表明Sn 和Ga 受自然因素和
第 １２期 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 光谱学与光谱分析 ３３９９
Table 4 　Correlation analysis of SMTEs of road dusts in Shihezi city
Li Be B V Co Ga Sn Sb Tl Bi
Li １畅 ０００
Be ０畅 ４８９ 倡 倡 １畅 ０００ B ０畅 ５２３ 倡 倡 ０畅 ２９６ １畅 ０００ V ０畅 ５６５ 倡 倡 ０畅 ３２６ ０畅 ４０７ 倡 １畅 ０００ Co － ０畅 ４１４ 倡 － ０畅 ５２５ 倡 倡 － ０畅 ０７７ ０畅 ２５５ １畅 ０００ Ga － ０畅 ０３８ ０畅 ２７７ ０畅 １６３ ０畅 １２９ － ０畅 ０６１ １畅 ０００ Sn ０畅 ０３１ ０畅 ２３１ ０畅 ０６４ ０畅 ０４９ － ０畅 ０８１ ０畅 ４３２ 倡 １畅 ０００ Sb － ０畅 １０７ － ０畅 ０９６ ０畅 ２５９ ０畅 １５４ ０畅 ４４８ 倡 ０畅 ３７７ 倡 ０畅 ５５４ 倡 倡 １畅 ０００ Tl ０畅 １２２ － ０畅 １２７ ０畅 ２２１ ０畅 ４８３ 倡 倡 ０畅 ６７５ 倡 倡 ０畅 １７０ ０畅 ２５０ ０畅 ６７１ 倡 倡 １畅 ０００ Bi － ０畅 ２１６ － ０畅 １９６ ０畅 ０３１ ０畅 １５６ ０畅 ５３７ 倡 倡 ０畅 １０４ ０畅 ３６２ 倡 ０畅 ５６１ 倡 倡 ０畅 ４２３ 倡 １畅 ０００ Note ： 倡correlation of significant at the ０畅０１ level （two‐tailed） ； 倡倡correlation is significant at the ０畅０５ level （two‐tailed）
人为因素的双重影响。因此，第三主成分可看作是“混合因
子” 。
Table 5 　Principal component analysis of SMTEs in road dusts
元素
因子（主成分）
１ ２ ３ Li － ０畅 ０４２ 0畅 843 － ０畅 ３３３ Be － ０畅 １２４ 0畅 796 ０畅 ２４１ B ０畅 ２７９ 0畅 644 － ０畅 ２２６ V ０畅 ４４５ 0畅 567 － ０畅 ４９３ Co 0畅 683 － ０畅 ５２８ － ０畅 ４０３ Ga ０畅 ３６９ ０畅 ３０１ 0畅 595 Sn ０畅 ４９９ ０畅 ２３１ 0畅 670 Sb 0畅 867 － ０畅 ０１５ ０畅 ２４４ Tl 0畅 851 ０畅 ０３５ － ０畅 ２８９ Bi 0畅 721 － ０畅 ２５０ ０畅 ０７５ 特征值 ３畅 １４１ ２畅 ５６７ １畅 ５７８ 方差贡献率／％ ３１畅 ４０６ ２５畅 ６７１ １５畅 ７７６ 累积方差贡献率／％ ３１畅 ４０６ ５７畅 ０７７ ７２畅 ８５３ ３ 　结　论
　　（１）对石河子城市道路中SMTEs 的含量及分布分析表
明，Li ，Tl 和Co 的含量低于新疆土壤元素背景值，Be ，B 和
V 的含量与背景值接近，而Ga ，Sn ，Sb 和Bi 的含量大于新
疆土壤元素背景值。
（２）地积累指数的计算结果表明，石河子市道路尘土
SMTEs 中Li ，Be ，B ，V ，Co 和Tl 的级数是０ ，没有污染，
其余元素属于无到中等污染程度。石河子市道路尘土中相关
微量元素存在一定的污染风险。各微量元素的污染程度依次
为：Sb＞ Bi＞ Sn＞ Ga＞ Be＞ B ＞ V ＞ Co ＞ Li＞ Tl 。
（３）相关性分析表明Li‐Be ，Li‐B ，Li‐V ，V‐Tl ，Co‐Tl ，
Co‐Bi ，Sn‐Sb ，Sb‐Tl ，Sb‐Bi 之间存在显著正相关（p ＜ ０畅０１） 。
B‐V ，Co‐Sb ，Ga‐Sn ，Ga‐Sb ，Sn‐Bi ，Tl‐Bi 之间存在显著正相
关（p ＜ ０畅０５） ，Be ，Li 和Co 存在显著负相关。
（４）主成分分析和相关性分析结果表明，Sb ，Co ，Tl 和
Bi 主要是人为来源，Li ，Be ，B 和V 主要是自然来源，Sn 和
Ga 受自然因素和人为因素的共同影响。
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Application of ICP‐MS in Assessing the Pollution of Seldom Monitored
Trace Elements in City Roadside Dusts
YIN Shu‐hua１ ，GAO Bo１ 倡，LI Qiang２ ，ZHOU Huai‐dong１ ，WANG Jian‐kang３ ，HUANG Yong１
１畅Department of Water Environment ，China Institute of Water Resources and Hydropower Research ，Beijing 　１０００３８ ，China
２畅School of Resources and Environment ， North China College of Water Resources and Hydropower ，Zhengzhou 　４５００１１ ，
China
３畅College of Water Conservancy &amp;amp; Architectural Engineering ，Shihezi University ，Shihezi 　８３２０００ ，China
Abstract 　Seldom monitored trace element concentrations in road dusts colleted from Shihezi City were studied ．A total of ３２
sampling stations were selected ．The concentration of １０ seldom monitored trace elements （B ，Be ，Bi ，Co ，Ga ，Li ，Sb ，Sn ，Tl ，
V） were determined ．Their pollution degree and source identification were analyzed by using Geoaccumulation Index ，correlation
coefficient and principal factor analysis ．The results indicated that the mean concentrations of Li ，Be ，B ，V ，Co ，Ga ，Sn ，Sb ，Tl
and Bi were ２４畅９１ ，１畅６８ ，４１畅１１ ，７２畅６６ ，１３畅５８ ，３６畅２６ ，３畅６４ ，３畅３７ ，０畅４２ and ０畅５２ mg · kg － １ ，respectively ．The mean concentrations
of Li ，Tl ，Co ，Be ，B ，and V were lower than or similar to the soil background values of Xinjiang province ．However
，the mean concentrations of Ga ，Sn ，Sb and Bi were higher than the background values of Xijiang province and world soil ．
The results of Geoaccumulation Index indicated that the pollution degrees of Li ，Be ，B ，V ，Co ，Ga and Tl were zero ，and belonged
to the category of non‐pollution ．However the pollution of Sb ，Bi and Sn were considerably serious ，and their pollution
grades were ２ ，１ and １ respectively ．The source of SMTEs in road dusts of Shihezi City was identified by multivariate statistics
（principal component analysis and correlation analysis） ．The results showed that Sb ，Co ，Tl and Bi mainly originated from human
activities ，Li ，Be ，B ，V represented natural sources ，while Sn and Ga have the mixed sources of nature and human activities
．
Keywords 　Seldom monitored trace elements ；Roadside dusts ；Geoaccumulation index ；Pollution sources ；Shihezi city
（Received Mar畅２２ ，２０１３ ；accepted Jun畅１２ ，２０１３） 　　
倡Corresponding author

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