[科普中國]-元素富集因子法

元素富集因子法簡稱“富集因子法”。用以表示大氣顆粒物中元素的富集程度，并判斷和評價(jià)顆粒物中元素來源(自然來源和人為來源)的因子。

定義元素富集因子法簡稱“富集因子法”。用以表示大氣顆粒物中元素的富集程度，并判斷和評價(jià)顆粒物中元素來源(自然來源和人為來源)的因子。

起源此法郭頓（G.E.Gordn）于1974年首先用于大氣顆粒物的研究。 1975年Duce等在研究大西洋以北30°高空中的物質(zhì)組成時(shí)，也用到了Zoller等提出的富集因子計(jì)算方法，得到了較好的研究成果。因此，研究大氣顆粒物中元素的富集程度，以分析、判斷人為源與自然源對顆粒物中元素含量的貢獻(xiàn)水平，表征顆粒物的來源，是氣溶膠解析元素來源的有效手段之一。

計(jì)算元素的富集因子是以定量評價(jià)污染程度與污染來源的重要指標(biāo)，它選擇滿足一定條件的元素作為參考元素（或稱標(biāo)準(zhǔn)化元素），樣品中污染元素濃度與參考元素濃度的比值與背景區(qū)中二者濃度比值的比率即為富集因子，計(jì)算公式為：

公式中Ci為元素i的濃度，Cr為被選定的參考元素的濃度。對于大氣，則(Ci/Cr)顆粒為顆粒中Ci元素的相對濃度；同樣，(Ci/Cr)背景為地殼中相應(yīng)元素的相對濃度。然后，把這兩種濃度相除，即為Ci元素的富集因子值，用EF表示。

富集因子法是一種雙重歸一化的計(jì)算方法，它能消除大氣顆粒物采樣、分析、風(fēng)速、風(fēng)向及離污染源遠(yuǎn)近等引起的各種不定因素的影響；所以，它比通常所得濃度（即為絕對濃度）進(jìn)行比較的結(jié)果更為可靠而確切。參比元素的選擇，一般選用地殼中普遍存在的而人為污染來源較少、化學(xué)穩(wěn)定性好、分析結(jié)果精確度高的低揮發(fā)性元素。國際上多用Fe（鐵）、Al（鋁）、Si（硅）、Ti（鈦）、Sc（鈧）等。上述地殼中元素含量（即地殼的元素豐度）可用地球化學(xué)上的數(shù)據(jù)，如選用梅森（B.Mason,1966）的，也有采用泰勒（S.R.Taylor）的。

案例用此法可判別美國印地安納的大氣顆粒物主要來源于工廠的排放物，而舊金山的大氣顆粒物多數(shù)來源于揚(yáng)塵。我國北京、天津地區(qū)用此法所得結(jié)果表明，鉛、硫、硒、鉻、釩等元素在顆粒物中富集較高，它們大多由人為活動(dòng)而來。Ni、Pb、Zn是與人類活動(dòng)密切相關(guān)的元素，Ni主要是由燃煤、冶煉和柴油車廢棄所致，Zn主要是由輪胎的磨損、鍍鋅材料和橡膠產(chǎn)品中鋅化合物的使用所貢獻(xiàn)的，Pb是燃煤或燃油飛灰中的典型元素。北京大氣顆粒物中平均約有50%（按重量計(jì)）來源于土壤或風(fēng)沙。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有29種元素在邊遠(yuǎn)清潔大氣中具有很高的EF值，其值自7直到4000(以Al作參比元素）這些元素按其EF值分組排列如下：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。這種現(xiàn)象首先在加拿大北部發(fā)現(xiàn)，后在南美洲，以至南極也曾發(fā)現(xiàn).對于這些元素的反常富集過程尚未研究清楚。各種自然過程都有可能造成某些元素的反常富集，例如天然巖石礦物的揮發(fā)、自然燃燒、火山活動(dòng) 、海面水滴微粒的形成、生物排放以及其他地面物理、化學(xué)和生物的作用。各種人類活動(dòng)當(dāng)然也有可能造成某些元素的反常富集，例如工業(yè)污染物和大規(guī)模爆炸試驗(yàn)等污染物的長距離傳輸?shù)?。至于城市大氣中某些元素的富集可能主要來源于人類活?dòng)，但是自然因素的影響也要具體分析考慮，輕易作出判斷往往會得出錯(cuò)誤結(jié)論1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

黃頭生 - 副教授 - 華北電力大學(xué)