大气降尘和TSP的地质化学特点及来源分析

论文摘要

用带能谱的环境扫面电镜（ESEM/EDS）和X-衍射技术（XRD）检测大气降尘中的颗粒物的微观形貌、化学组成和矿物组成。检测结果表明,颗粒物的形状包括球形的、片状的、不规则形状的和集合体状的,四种形状颗粒物的尺寸和数量均不相同,颗粒物的尺寸介于4μm到200μm之间。根据能谱检测结果,颗粒物可分为富含Al的、富含Si的、富含Ca的、富含C的颗粒物和集合体颗粒物。来源分析表明,这些检测的颗粒物主要起源于煤的燃烧、施工建设的扬尘、交通工具的损耗、也有部分颗粒物来源于生物降尘及大气的二次化学反应。大气降尘中的颗粒物元素组成的测试结果显示,大气尘的主要的组成元素是C,O,Si,Ca,Al,S,Mg,Fe和K,其含量分别是56.91%,27.82%,5.58%,4.28%,1.82%,1.34%,0.33%,0.38%和0.45%。大气降尘的矿物鉴定的结果表明,石膏、石英和方解石含量较高。云母、高岭石、蒙脱石、赤铁矿、透钙磷石、沸石、海泡石、长石、水泥石、地开石的含量较低,伊利石、绿泥石、锆石、56.91%,27.82%,5.58%,4.28%56.91%,27.82%,5.58%,4.28%、和是可能存在的成分。采用火焰原子吸收法（AAS）检测大气降尘中的Cr、Cu、Zn、Cd和Pb五种重金属,其含量分别是403.5、126、1541.5、2.5和348 ,这些检测出来的重金属的含量远高于参比的土壤背景值,综合分析表明,高含量的重金属主要来源于人为活动。用带能谱的高分辨率透射电镜（HETEM/EDS）和ESEM/EDS来检测TSP中的颗粒物,其中TSP是由自动采样器来采集的。HETEM/EDS主要用来检测TSP中细颗粒物（50 nm- 2μm）,检测结果表明,细颗粒物的形状主要呈现片状的、不规则形状的和集合体状的。EDS检测结果表明,这些细的颗粒物主要是富含Fe的颗粒物、富含Ca（ ）的颗粒物和富含Si的颗粒物。来源分析表明,TSP中的细颗粒物主要来源于煤的燃烧、车辆的损耗、土壤逸尘及水泥颗粒。ESEM/EDS主要用来检测TSP中的粗颗粒（4μm-50μm）。检测结果显示,这些粗颗粒物大多数有明显的晶体结构, EDS检测的结果显示,粗颗粒物可分为富含C的、富含富含56.91%,27.82%,5.58%,4.28%56.91%,27.82%,5.58%,4.28%56.91%,27.82%,5.58%,4.28%56.91%,27.82%,5.58%,4.28%的、富含的颗粒物和富含多种元素的集合体56.91%,27.82%,5.58%,4.28%来源分析表明,前四种颗粒物主要来源于交通车辆的磨损、煤的燃烧、生物燃烧和土壤扬尘,集合体颗粒物主要来源于大气的化学反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 大气尘的概念、组成及来源
• 1.1.1 大气尘的概念
• 1.1.2 大气尘的组成
• 1.1.3 大气尘的来源
• 1.2 大气尘的性质及污染
• 1.2.1 大气尘的性质
• 1.2.2 大气尘的污染
• 1.3 大气尘的危害
• 1.3.1 大气尘对健康的危害
• 1.3.2 大气尘对环境的危害
• 1.4 大气尘的研究状况
• 1.4.1 国内研究状况
• 1.4.2 国外研究状况
• 1.5 研究大气颗粒物的主要仪器
• 1.5.1 带能谱的环境扫描电镜技术（以下简称为:ESEM/EDS）
• 1.5.2 X-衍射技术（以下简称为:XRD）
• 1.6 研究的内容、目的及意义
• 1.6.1 研究的主要内容
• 1.6.2 研究的目的和意义
• 第2章 大气降尘的 ESEM/EDS 检测及来源分析
• 2.1 前言
• 2.2 样品的采样及制样
• 2.3 仪器的型号及图片采集
• 2.4 实验的结果和讨论
• 2.4.1 富含 Al 的颗粒物
• 2.4.2 富含 Si 的颗粒物
• 2.4.3 富含Ca 的颗粒物
• 2.4.4 富含C 的颗粒物
• 2.4.5 集合体颗粒物
• 2.5 大气降尘的化学组成
• 2.6 本章小结
• 第3 章大气降尘的矿物成分及重金属含量
• 3.1 前言
• 3.2 大气降尘的XRD 定性分析
• 3.2.1 样品的采集及制样
• 3.2.2 仪器的选择
• 3.3 实验的结果和讨论
• 3.3.1 衍射数据
• 3.3.2 衍射数据进一步分析
• 3.3.3 物相分析结果
• 3.4 大气降尘中重金属的含量
• 3.4.1 样品的采集及消解
• 3.4.2 实验的器材及过程
• 3.5 试验的结果和讨论
• 3.6 本章小结
• 第4 章 TSP 的ESEM/EDS 检测
• 4.1 前言
• 4.2 样品的采集
• 4.3 实验的步骤
• 4.4 实验的结果和讨论
• 4.4.1 富含C 的颗粒物
• 4.4.2 富含Si+ Ca- , Si+ Al- 和 Si-的颗粒物
• 4.4.3 集合体颗粒物
• 4.5 本章小结
• 第5 章 TSP 的带能谱的高倍率透射电镜检测
• 5.1 前言
• 5.2 透射电镜的组成和原理
• 5.3 样品的制备及仪器的选择
• 5.4 实验的结果和讨论
• 5.4.1 富含Fe 的颗粒物
• 5.4.2 富含Ca 的颗粒物
• 5.4.3 富含 Si 的颗粒物
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文
• 致谢