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各国の交通公害モニタリングのために設置された実験圃場に堆積した固体粒子の地球化学的特性
Geochemical characteristics of solid particles deposited on experimental plots established for traffic pollution monitoring in different countries.
PMID: 32683034 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127575.
抄録
本研究の主な目的は、気候条件や交通構造の異なる5カ国の道路沿いに設置された特別なモニタリング圃場に堆積した固体粒子の鉱物学的、形態学的、化学的特性を明らかにすることであった。曝露後24ヶ月以内に、モニタリングプロットで使用されたマトリックスの組成が変化した。すべての場所で石英の含有率が減少し、地元の供給源からの入力により、他の鉱物相の割合が増加した。いくつかの場所では、地元の母岩や土壌侵食に関連する鉱物相の割合が増加した（例：ヘルシンキ、ベーブリンゲン）。他の場所では、路面の摩耗に関連する物質が特徴的であった（例：Gliwice、Opole）。すべてのモニタリング地点で蓄積された汚染物質の組成にはばらつきがあったが、共通した特徴は、曝露後のマトリックス中にテクノジェニックな磁性粒子が存在することであった。分析の結果、多数の金属や金属ロイドの担体である多孔質表面を持つ多数の不規則で角張った鉄酸化物粒子が試料中に存在していることがわかった。亜鉛、クロム、銅を含む角張った鉄酸化物は、通常、非排気ガスの交通排出物と考えられていますが、鉄酸化物の中には、亜鉛、クロム、銅を含むものもあります。また、試料中に見られるもう一つのタイプの鉄酸化物粒子は、排気ガスに関連した磁性球状粒子(20μm以下の小さな球状粒子)であった。結果の検討により、現在排出されている固体粒子が鉱物組成の既知のマトリックス上に蓄積されていることが確認され、路上汚染モニタリングのための試験方法の有効性が確認された。
The main aim of this research was to identify the mineralogical, morphological, and chemical characteristics of solid particles emitted by vehicular traffic and deposited on special monitoring plots located on the roadside of five countries with different climatic conditions and traffic structure. Within 24 months of exposure, the composition of the matrix used at the monitoring plots changed. Percentage quartz content decreased in all locations, and due to the input from local sources, the share of other mineral phases increased. In some locations, an increase in the share of mineral phases associated with local parent rock and soil erosion was noted (e.g. Helsinki, Böblingen). In other places, material associated with abrasion of the road surface was characteristic (e.g. Gliwice, Opole). The composition of pollutants accumulated at all the monitoring plots was varied, however the common feature was the presence of technogenic magnetic particles in the matrix after exposure. Analyses showed that numerous irregular, angular particles of iron oxides with porous surface, which are carriers for a number of metals and metalloids were present in the samples. Angular iron oxides containing zinc, chromium, and copper are usually considered as non-exhaust traffic emissions. Another type of iron oxides particles found in the samples were magnetic spherules related to exhaust emissions (smaller spherules, < 20 μm). Study of results confirmed the effectiveness of the testing method for roadside pollution monitoring related to currently emitted solid particles accumulated on matrix of known mineral composition.
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