陕西省内矿山排放矿尘细颗粒物粒径分布与化学组成

二、陕西省内矿山排放矿尘细颗粒物粒径分布与化学组成

陕西省内地下矿排放的矿尘进入地表大气环境后,除了一部分沉降到地表环境系统中的粗颗粒物外,剩下部分经过积聚、生长、化学反应等过程形成的新颗粒物。它是大气细颗粒物PM2.5 的主要组成部分。

(一)矿尘颗粒物浓度、化学成分和粒径分布等的时空变化较大。在近地表空间,矿尘颗粒物的数浓度一般在102—105cm3之间,污染比较严重的地区较高。矿尘颗粒物的化学组分主要包括硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑炭(BC)以及有机碳(OC)等,其中,硫酸盐、硝酸盐、铵盐、BC 以及大部分都可转化成二次细颗粒物(SFPM)。不同时间、地点、气象条件,形成的SFPM 组成各异。SFPM 主要以核模和积聚模两种形态存在,但矿山集中度较高的地区的颗粒物数浓度比其他地区高出4—8 个数量级。(https://www.daowen.com)

(二)地下矿排放的是由矿石粉尘、岩石粉尘、气溶胶和有害气体组成的混合物。矿石粉尘和岩石粉尘统称为矿岩粉尘,是矿山生产过程中产生的并能长时间悬浮于空气中的矿石与岩石的细微颗粒;矿尘中的气溶胶和有害气体统称为矿井废气。矿井空气中常见的矿井废气包括二氧化碳(CO2)、氮气 (N2)、一氧化碳 (CO)、硫化氢 (H2 S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)、挥发性有机化合物(VOCs)、气溶胶(aerosol)、二次有机气溶胶(SOA)等。这些污染物中的很大一部分进入地表大气环境后会转化成SFPM。