共鳴シンクロトロンX線回折は、都市部の鉄が豊富な大気微粒子物質のマーカーを決定します

粒子状物質駆動型の健康問題は、その化学組成に強く関連しています。大気質管理にソース配分モデルを使用することの利点にもかかわらず、同様の化学物質プロファイルを持つ粒子状物質の場合、共線性効果、その応用の制限、またはソースの正確な分離を妥協するなどの制限にもかかわらず。また、受容体モデルは、適切に分類されたソースにオペレーターの専門知識に依存しています。これは、偏った結果につながる可能性のある主観的なプロセスです。高度に相関したソースの場合、特定のマーカーの識別は、適切なソース配分を達成するための最良の方法です。この研究では、共鳴シンクロトロンX線回折が大気粒子の分析に適用され、ブラジルのグレーターヴィトリアの地域の産業および車両源のマーカーを決定します。総懸濁粒子状物質、PM10、およびPM2.5サンプルは、鉄ベースの結晶相を示す共振シンクロトロンX線回折によって分析されました。化学元素種の使用と比較して、結晶相の同定は、特定の鉄ベースのソースマーカーを分類するための強化されたアプローチを提供しました。この研究では、α-FE2O3は、鉄鉱石、ペレット化、焼結などの鉄ベースの供給源で同定されました。メタリックFeは、爆発炉と鉄鋼製造で推測されました。FES2は石炭堆積物と相関していた。K2FE2O4は焼結排出に関連していた。異なるX線回折パターンを備えた元素炭素は、産業源と車両源の分化を可能にしました。ソースの識別における元素組成ではなくクリスタルの帰属により、ソース配分研究の精度が向上します。

Particulate matter driven health problems are strongly associated with its chemical composition. Despite the benefits of using source apportionment models for air quality management, limitations such as collinearity effects, restrict their application or compromise the accurate separation of sources, particularly for particulate matter with similar chemical profiles. Receptors models also depend on the operator expertise to appropriately classified sources, a subjective process that can lead to biased results. For highly correlated sources, the identification of specific markers is still the best way to achieve proper source apportionment. In this study, Resonant Synchrotron X-ray Diffraction has been applied to the analysis of atmospheric particles to determine markers for industrial and vehicular sources in the Region of Greater Vitória, Brazil. Total suspended particulate matter, PM10, and PM2.5 samples were analyzed by Resonant Synchrotron X-ray Diffraction showing high levels of iron-based crystalline phases. In comparison to the use of chemical elemental species, the identification of the crystalline phases provided an enhanced approach to classify specific iron-based source markers. For this study, α-Fe2O3 was identified with iron-based sources such as iron ore, pelletizing, and sintering; metallic Fe was inferred with blast furnaces and steelmaking; FeS2 was correlated with coal deposits; and K2Fe2O4 was associated to sintering emissions. Elemental carbon with different X-ray diffraction patterns enabled the differentiation of industrial and vehicular sources. The attribution of crystal rather than elemental composition in the identification of sources improves the accuracy of source apportionment studies.