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济南市城市扬尘的微观形貌和化学组分特征分析

         
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城市扬尘作为大气颗粒物的主要来源之一,对环境空气质量的影响较大。为探究济南市不同区域城市扬尘物理特性、微观形貌和化学组分的季节变化特征,采集了济南市有代表性的四个区域(钢铁集聚区、城郊结合部、市区和县区)2021年不同季节的扬尘样品,分析了扬尘的比表面积、微观形貌、化学组分的变化特征。结果表明,春季扬尘颗粒粒径较小,比表面积较大;钢铁集聚区PM_(2.5)占比最高,为5.26%,比表面积为351.3 m^(2)·kg^(-1);其次为市区PM_(2.5)占比较高,为3.49%,比表面积为247.5 m^(2)·kg^(-1)。扫描电镜结果显示钢铁集聚区和市区扬尘颗粒主要有规则的“块状”“簇状”“片状”的矿物颗粒、不规则的“链状”和“蓬松状”的烟尘集合体以及“球状”燃煤飞灰颗粒,钢铁集聚区链状密集的烟尘集合体主要来源于机动车尾气和燃煤,市区聚合蓬松状烟尘集合体主要来源于机动车尾气;春季矿物颗粒比例较大,冬季密集链状烟尘集合体和燃煤飞灰较多,主要来源于机动车尾气和燃煤,其他季节聚合蓬松状烟尘集合体较多,主要来源于机动车尾气。各区域扬尘PM_(2.5)中水溶性离子Ca^(2+)、SO_(4)^(2-)和Na^(+)含量较高。4个区域中各季节AE/CE值均小于1,说明济南市扬尘PM_(2.5)呈碱性,市区冬季的AE/CE最高为0.36。扬尘PM_(2.5)中碳组分均以O_(C)为主,济南市各区域扬尘中O_(C)/E_(C)比值在5.4-17.5之间,均存在明显的二次有机碳的生成,且碳组分主要来自于燃煤和生物质燃烧排放。扬尘PM_(2.5)中金属元素Si、Al和Fe含量较高,主要受土壤风沙、燃煤和钢铁冶炼影响。

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