煤矿区城市矿物气溶胶的SEM-EDX特征分析

采集煤矿区城市义马、平顶山、永城夏季大气PM10样品,采用带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)研究了PM10中的矿物颗粒组成、成因及来源。结果表明,矿区矿物颗粒按化学成分共有5种主要类型,分别为"富Si"、"富Ca"、"富S"、"富K"、"富Cl"型。其中平顶山地区"富Si"颗粒占百分比最高(78%),矿物颗粒硫酸盐化程度小;永城地区硫酸盐化程度中等,几乎所有的"富Ca"碱性碳酸盐颗粒都硫酸盐化成石膏;义马地区矿物硫酸盐化程度最大,除石膏以外,还有一定量硫酸铵形成。永城和义马地区还出现了一定量的"富K"(12.7%)和"富Cl"(10.6%)颗粒,与秸秆焚烧活动有关。通过对3个矿区城市PM10硫酸盐化程度对比可以发现,偏碱性的碳酸盐矿物、煤炭燃烧和秸秆焚烧燃烧释放出大量的酸性SO2以及较高的空气湿度,均有利于硫酸盐化的进行,硫酸盐颗粒的形成对煤矿区城市的区域性气候具有一定影响。

煤矿区城市PM_(10)元素组成特征及来源研究

采集河南省煤矿区代表城市平顶山市夏季和冬季的PM10样品,利用电感耦合等离子质谱测定PM10中Li,V,Cr,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,As,Rb,Sr,Mo,Cd,Sn,Sb,Cs,Ce,Ba,Tl,Pb,Bi,Ti,Mn等23种元素的全样和水溶部分的浓度.研究结果表明,平顶山市PM10中全样和水溶性元素的总浓度均为冬季大于夏季,除部分地壳元素之外,来源于人为污染特别是燃煤的Ni,Cu,Zn,As,Cd,Sn,Sb,Tl,Pb,Bi等元素的浓度也为冬季大于夏季.Rb,Cs,Mo,Cd,Sb,Tl,Mn,Co,Ni等元素以水溶状态存在,Ga,Sn,Ce,Pb,Bi,Ti等元素多以不溶状态存在.富集因子分析结果表明,PM10中Ni,Cu,Zn,As,Mo,Cd,Sn,Sb,Tl,Pb,Bi等元素主要来自人为污染,Li,V,Cr,Co,Ga,Ti,Mn等元素主要来源于地壳.因子分析结果表明,平顶山市夏季和冬季PM10主要来源于燃煤和地壳,分别占49.98%和36.97%.Ni,Cu是以生产煤炭为主的平顶山市PM10中的代表性元素.

灰霾天气下煤矿区气溶胶单颗粒特征

采用带能谱的透射电镜(TEM-EDX)分析煤矿区城市大气PM_(10)的类型和成分,并重点分析矿物颗粒的酸化机理及其在大气化学中的作用.结果表明:PM_(10)主要包括矿物颗粒、烟尘集合体、燃煤飞灰、碳质颗粒以及一些混合颗粒等.其中,矿物颗粒共有4种类型:原生不规则矿物,以粘上、碳酸盐为主,主要来源于地壳;核-壳结构矿物,为原生矿物与酸性气体反应的产物;规则矿物,以大气中直接结晶析出的K_2SO_4和CaSO_4为主;球形矿物,主要为表面覆盖一层水膜的(NH_4)_2SO_4.二次反应生成的矿物颗粒,不仅受SO_2和NO_x排放量的影响,还与PM_(10)的化学组成以及空气湿度有关.

扫描电镜下煤矿区大气PM_(10)微观形貌识别

采集河南省煤矿区义马、平顶山、永城大气PM10样品，使用场发射扫描电镜（FESEM）分析煤矿区PM10的微观形貌和来源．质量浓度分析结果表明，3个矿区夏季和冬季PM10的平均值在100～241μg／m^3之间，义马地区空气污染最严重．微观形貌分析结果表明：煤矿区大气PM10的类型可分为烟尘集合体、规则矿物颗粒、不规则矿物颗粒、球形颗粒及超细颗粒等几种类型，均具有不同的来源．颗粒物类型的多样性代表矿区污染的多源性和大气二次化学反应的复杂性．其中，烟尘集合体和规则矿物颗粒分别具有温室和制冷效应，二者环境效应具有相互制约的特点．有包壳的飞灰和空心飞灰是煤矿区特有的，其成因主要与燃煤作用有关．同一采样点不用季节PM10中不同颗粒数量百分比的变化不仅受冬夏两季燃煤量不同的影响，还受大气湿度、温度、风速等气象因素的影响；而不同采样点同一季节PM10中不同颗粒数量百分比不仅与气象因素有关，也受采样点附近主要污染源的影响．