Röntgenspektrometriai módszerek alkalmazása városi környezetből származó aeroszol részecskék jellemzésére
A légszennyezettség egészségre gyakorolt hatása az egyik legfelkapottabb téma a klímaváltozás mellett a környezetünket taglaló értekezésekben. Ezen kérdéskört vizsgáló modellek számára szükség van a légköri aeroszolok részecskeszám és a tömeg szerinti méreteloszlásra egészen az ultrafinom részecskék tartományáig (dp< 100 nm), ezenbelül nagy jelentőséggel bír a részecskék kémiai összetételének méretfüggése. Az aeroszol részecskékben lévő fémek egészségkárosító hatásának tanulmányozása során fontos a légköri koncentráción kívül a kémiai forma meghatározása is.
A kutatás egy módszerfejlesztéshez járul hozzá, amely 70 nm - 10 µm tartományban frakcionált aeroszol részecskékből képes rövid (1-4 h) közötti mintavételezéssel elemi összetételt és egyes fémek kémiai állapotát roncsolásmentesen meghatározni. Kaszkádimpaktor és laboratóriumi totálreflexiós röntgenfloureszcencia (TXRF) kombinációjával 0,1 ng/m3 kimutatási határ érhető el átmeneti fémekre. Ezen idő- és méretfelbontás, illetve kimutatási határ alkalmassá teszi a módszert egyedi és rövid ideig fellépő emelkedett elem koncentráció kimutatására. [1]
A TXRF mérés roncsolásmentessége miatt az érdekesnek talált mintákból később további módszerek felhasználásával átfogóbb kép nyerhető. Elektronmikroszkóppal egyedi részecskék morfológiája és elemi összetétele meghatározható. Szinkrotronsugárzáson (SR) alapuló röntgenabszorpció finomszerkezete (XAFS) spekroszkópiával egyes fémek kémiai formái elkülöníthetők.[2]
Budapest különböző légszennyezettségű helyszínein vett aeroszol részecskéken teszteltem a kaszkádimpaktoros mintavétel és TXRF kombinációját, amelyből elemi koncentrációk szerinti méreteloszlást határoztam meg. Kiválasztott mintákon a réz és az ólom kémiai formáiról a trieszti Elettra SR laboratóriumában végzett XAFS mérésekkel szereztem információt.
[1] J. Osán et al., “Experimental evaluation of the in-the-field capabilities of total-reflection X-ray fluorescence analysis to trace fine and ultrafine aerosol particles in populated areas,” Spectrochim. Acta - Part B At. Spectrosc., vol. 167, May 2020, doi: 10.1016/j.sab.2020.105852.
[2] J. Osán et al., “Speciation of copper and zinc in size-fractionated atmospheric particulate matter using total reflection mode X-ray absorption near-edge structure spectrometry,” Spectrochim. Acta - Part B At. Spectrosc., vol. 65, no. 12, pp. 1008–1013, Dec. 2010, doi: 10.1016/j.sab.2010.11.002.
