随着我国工业化及城镇化的快速发展,大气环境受到了严重污染,各地雾霾频发,引起了人们的广泛关注。作为我国许多主要城市的首要污染物,PM2.5已被国际癌症研究机构(IARC)列入一类致癌物。山东省省会济南市是我国典型的工业城市,也面临着严重的PM2.5污染。痕量元素占PM2.5的比重虽然较低,却会对人体健康产生严重危害。为了解济南市PM25上痕量元素的污染特征及健康风险,于2014年1月至2015年1月期间在济南城区进行了为期一年的PM25采样,并利用ICP-MS分析了其中的17种痕量元素,讨论了痕量元素的浓度特征、污染水平、污染来源及健康风险,并提出了污染源控制建议。PM2.5浓度分析结果显示,采样期间济南市PM2.5的日均浓度为131.4μg/m3,其中,采暖期间与非采暖期间的PM2.5日均浓度分别为163.2μg/m3和95.7μtg/m3,是世界卫生组织(WHO) PM2.5日均浓度安全值(25gg/m3)的6.5倍和3.9倍,也超过了我国《环境空气质量标准》(GB3095-2012)的二级浓度限值(75μg/m3),济南城市区域细颗粒物的污染十分严重。对济南PM25中17种痕量元素进行分析后发现,浓度最高的元素为Fe,平均浓度达到了1671.5ng/m3,占所测痕量元素的37.5%。其次为Al、Mg和Ca,这四种元素总共占了总元素的78.3%。除了这四种元素外,Zn与Pb元素也具有较高的浓度,分别达到了504.0ng/m3和181.0ng/m3。其余各元素的浓度高低顺序为Ba>Mn>Cr>Cu>V>Ni>As>Sr>Se>Cd>Co。通过对比国内外其他站点可知,济南城区PM2.5中主要毒性元素的浓度在世界范围内和我国国内均处于较高水平,属于元素污染较重区域。其中,Pb、Cr和Zn显示出极高的浓度水平,远高于国内外大部分城市,需要得到格外关注。相关性分析及PMF模型结果表明,济南城区大气PM25中的痕量元素主要来自四个来源,分别为燃煤源、工业源、交通源及土壤扬尘源。在采暖季,燃煤源占17种痕量元素总质量浓度的比例在31.4%到39.4%之间,为最主要污染源,其次为扬尘源,约贡献了总质量浓度的四分之一,工业与交通源的贡献最低,均在20%左右；在非采暖季,交通源对总质量浓度的贡献最高,达到了33.9%,燃煤、工业及扬尘源的贡献则分别为21.2%、26.6%和18.4%。通过美国EPA的健康风险评估模型对PM2.5中毒性元素进行的健康风险评估研究发现,As、Pb及Cr为研究区域内最危险的元素,对本地居民有严重的致癌和非致癌风险,Co、Ni、Cu、Zn及Cd的风险则处于可接受范围之内,不会单独对居民健康产生明显影响。PM2.5中毒性元素累加之后的非致癌和致癌风险值均远远高于可接受范围,当地居民尤其是儿童的身体健康受到了极大威胁。污染源风险评估结果表明,PMF模型解析出的四大主要污染源的健康风险大小依次为燃煤源、工业源、交通源和扬尘源,其中,燃煤源产生的健康风险占总风险的比例接近50%,远远高于其他来源。应将燃煤源作为最优先控制对象,通过能源结构调整等方法降低燃煤排放,以有效减轻毒性元素对当地居民的健康威胁。