近日，中國科學院廣州地球化學研究所博士后李銳與唐明金研究員等人對比分析了煤飛灰、垃圾焚燒飛灰與沙塵顆粒物中鐵（Fe）元素的含量、可溶性、存在形態及同位素組成。相關研究在線發表于《整體環境科學》（Science of the Total Environment）。
Fe是生命必需的營養元素，缺Fe限制了許多海洋地區的初級生產力。沙塵與人為源氣溶膠的大氣沉降是開闊大洋可溶性Fe的主要來源，對海洋初級生產力乃至全球氣候具有重要影響。但由于人為源氣溶膠鐵可溶性的不確定性，制約著我們準確評估海洋可溶性Fe的沉降通量。
該研究發現，垃圾焚燒飛灰的Fe可溶性最高，均值為1.98±0.43%，這也是垃圾焚燒飛灰Fe可溶性的首次報道；沙塵的Fe可溶性次之，均值為0.43±0.30%，這與數值模型中使用的Fe可溶性參數（<0.5%）保持一致；煤飛灰的Fe可溶性最低，均值為0.24±0.28%，遠低于模型中使用的Fe可溶性參數（4-21%），表明數值模型明顯高估了煤飛灰的可溶性Fe排放通量。
無定形Fe（包括顆粒物表面無定形態的Fe、水鐵礦以及納米Fe等）含量是影響Fe可溶性的重要因素：當顆粒物的無定形Fe含量低于3%時，Fe可溶性小于0.2%；而當無定形Fe含量>4%時，Fe可溶性明顯上升，且Fe可溶性與無定形Fe含量呈正相關關系。
該研究還發現，飛灰顆粒物中總Fe的同位素組成（δ56Fe：0.05‰至0.75‰）與沙塵（δ56Fe：-0.05‰至0.21‰）相近或比沙塵偏重，表明煤飛灰和垃圾焚燒飛灰并不是實際氣溶膠中Fe同位素組成偏輕的原因。結合早期研究發現，目前有限的關于人為源Fe同位素端元值的研究不足以解釋實際氣溶膠的Fe同位素組成，未來需進一步探究更多類型人為源氣溶膠中總Fe及可溶性Fe的同位素組成。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155974
附件下載：