粒子状物質中の重金属成分の発生源について

質問

はじめまして。私は大学で大気環境について専攻しています。そこで研究をしていて行き詰りました。金属成分の発生源って主にどこから来るのか知りたいのです。Naは海塩粒子から、Vはディーゼル粒子から、などは調べて分かったのですが、その他Cr、K、Mn、Cu、Fe、Pbはどこから発生するのですか？かなり困っているのでよろしくお願いします。

回答No.4

noname#181872 · ベストアンサー

これはサンプリングしたロケーションによると思います。

海塩粒子の中でカリウムはナトリウムと比べて質量比で約3%です
（海塩組成比より）。また土壌粒子においても、カリウムは
ケイ素と比べると質量比で数%となります。

つまり、自然発生源のカリウムはナトリウムやケイ素などと
比べると、さほど多く排出されているわけではありません。
そのため、サンプリング地点のそばで野焼きあるいは廃棄物処理場などが
あった場合、それらから排出される人為起源のエアロゾル濃度が
相対的に高くなる可能性もあります。

クロムも同様で、製鉄所などが近くにある場合、クロムを含む
人為起源のエアロゾル濃度が高くなる可能性があります。

なお、以前、宇治でサンプリングを行ったデータでは、
カリウムは微小粒子が圧倒的に高く、クロムは若干
粗大粒子のほうが高くなりました。これは、クロムについては
大阪などの工業地帯から離れていたため、人為起源由来の
ものがさほど多くなかった。カリウムについては清掃工場が
近くに存在し、また近くで野焼きを行われていたことが
多く、その影響を受けてしまったと考えられます。

お礼

ありがとうございます。本当にクロムの発生源が分からず困っていました。大変参考になりました。また、分からないことがありましたら、ぜひよろしくお願いします。

回答No.3

noname#21649

古いサイエンスに米国主用都市で煤塵の分析をして.Cr,Mn,Pbは石炭燃焼が関係している。とあったかと思いますが.さて.いつのことやら。
Mn は無鉛ガソリンとして.オクタンカを上げるために使われています。

お礼

ありがとうございます。ガソリンからMnってでているのですね。大変参考になりました。

回答No.2

noname#181872

> ある文献でカリウムとクロム成分の割合がSPMよりPM2.5に大きいという結果を見たのですが、

これは、カリウム:クロムということではなく、
カリウム/全体、及びクロム/全体の割合がそれぞれ、SPMでの値より
PM2.5の値の方が大きい、ということでしょうか。

> 自然発生源による両者は粗大粒子に多く含まれると私は思われます。

自然発生源についてはそうだと思います。

> カリウム、クロム粒子そのものの粒径が小さいからなのでしょうか？

ここの言いたい事がよくわからなかったのですが…

補足

説明が曖昧で申し訳ありません。
＞ある文献でカリウムとクロム成分の割合がSPMよりPM2.5に大きいという結果を見たのですが、
＞これは、カリウム:クロムということではなく、
カリウム/全体、及びクロム/全体の割合がそれぞれ、SPMでの値よりPM2.5の値の方が大きい、ということでしょうか。

SPM中の成分に対するPM2.5の割合が大きい（0.8～0.9）という意味です。つまりこれらは自然発生源より人為的発生現による影響が大きいと捕らえられるのですが…

回答No.1

noname#181872

Cr、Mn、Feは鉱物に含まれています。つまり土壌粒子として
発生されます。ただし、Cuも含めて、下水処理施設の
活性汚泥中には多くの金属元素が濃縮されており、
この汚泥焼却炉から放出されるものも多くあります。
またFeに関しては製鉄所から放出される鉄球も多く
存在します。

Kは長石、雲母の成分となり、土壌物質に多く含まれています。
また、海塩粒子にもKは含まれています。さらには植物に
多く含まれることから、廃棄物を燃焼した場合に多く
排出されます。

Pbは自動車排ガスに多く含まれています。

しかし、ここで挙げたものは一般的なものであり、特異な環境では
変わった形態のものが存在します。例えばClに関しては、
通常は海塩粒子、一部HClガスの変質ですが、火山のそばで
粒子を採取した場合は、非常に高い自然起源の微小粒子
（当然、火山のHCl由来）が存在します。この粒子は
粒子径を調べることができれば海塩粒子と区別がつきます。

というわけで、単に元素だけで発生源を考えるのではなく、
周囲の環境や粒子径などさまざまなデータを用いて考えるべき
だと思います。

補足

詳しく回答いただきありがとうございます。ある文献でカリウムとクロム成分の割合がSPMよりPM2.5に大きいという結果を見たのですが、自然発生源による両者は粗大粒子に多く含まれると私は思われます。カリウム、クロム粒子そのものの粒径が小さいからなのでしょうか？もしよろしければお願いします。