خصوصيات فيزيكي شيميايي و كاني شناختي ذرات گرد و غبار و هواويز غرب ايران (مطالعه موردي: شهرهاي آبادان و اروميه)

Physico-Chemical Properties and Mineralogical Assessment of Aerosols and Dust Particles throughout the Western Iran(Case Study: Abadan & Urmia Cities

در اين پژوهش خصوصيات فيزيكي شيميايي و كاني شناختي ذرات گرد و غبار و هواويزهاي شهرهاي اروميه و آبادان طي دوره زماني6 ماهه در سه دامنه اندازه ذرات TSP،PM10 و PM2/5 به كمك پراش پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مجهز به پرتو ايكس پاشنده انرژي (EDX) بررسي شد. نتايج پراش پرتو ايكس نشان داد كه بيشتر ذرات شامل كلسيت، كوارتز، كاني هاي رسي و كمي ژيپس در نمونه ها مي باشند؛ گرچه كاني ها با توجه به فصل، نوع نمونه گير، مكان نمونه برداري و مقدار نمونه در تفاوت بوده و با كاهش اندازه ذرات، ميزان كوارتز كم شده و مقدار كاني هاي رسي و ذرات سرب افزوده مي گردد. مطالعات ميكروسكوپ الكتروني روبشي اشكال مختلف ذرات اعم از كروي، صفحه اي، مكعبي، استوانه اي و منشوري با اندازه كمتر از 1 ميكرون تا 50 ميكرون، بيشتر به صورت نامنظم، زاويه دار و تا حدودي نيمه گرد تا گرد را نمايش مي دهد. نتايج پرتو ايكس پاشنده انرژي نيز عناصر Al، Mg، Na، Cl، P، S، Ca، K، Fe، Ti، C، O و Si را در نمونه TSP آبادان و اروميه در شرايط عادي تشخيص داد. با شروع گرد و غبار علاوه بر عناصر مذكور، عناصر As، Pb، Zn، Mn، Sc، W، Nd، Ce، La، Ba و Ni در هر سه دامنه اندازه ذرات نيز ديده مي شوند. نتيجه گرفته مي شود كه ميزان بالاي عناصر Ca، Si، Al، Na و K نشانه حضور كاني هاي كلسيت، كوارتز، هاليت، كاني هاي فيلوسيليكات و رسي است. در مجموع شهرهاي آبادان و نواحي حاشيه خليج فارس و درياي مَكران در مقايسه با شهر اروميه از نظر غلظت، كاني ها و عناصر، ميزان و تنوع بالاتري داشته و نشانه چند منبعي بودن گرد و غبار، هواي آلوده تر منطقه و ذرات معلق بيشتر مي باشد.

This study investigates the mineralogy and physico-chemical properties of atmospheric particulates collected at Abadan (southwestern Iran) near the Persian Gulf coast and Urmia (northwestern Iran) during ambient and dust events over 6 months (winter 2011; spring 2012). Particle sizes collected were: TSP (total suspended particulates); PM10 (particulates <10µm); and PM2.5 (particulates <2.5µm). Minerals were identified using X-ray diffraction (XRD); particle morphology and composition were examined by scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX). Major minerals detected are calcite، quartz، clay minerals and gypsum، with relative abundance related to sampling site، collection period، wind direction، sampling head، and total sample amount. The anomalously high calcite content appears a characteristic feature originated from calcareous soils of the region. SEM observations indicated a wide range of particle morphologies over the 1-50 µm size range، with spherical، platy، cubic، elongate and prismatic shapes and rounding from angular to rounded. Energy dispersive X-ray analysis of TSP samples from both sites for non-dusty periods indicated that the sampled mineral suite contained Al، Mg، Na، Cl، P، S، Ca، K، Fe، Ti، and Si، mostly reflecting calcite، quartz، aluminosilicates، clays، gypsum and halite. Additionally، As، Pb، Zn، Mn، Sc، Nd، W، Ce، La، Ba and Ni were detected in TSP، PM10 and PM2.5 samples collected during dust events.