华北平原工业区亚微米金属气溶胶的特征及其环境健康影响

（编辑推荐）本研究采用计算机控制扫描电镜（CCSEM-EDX）对邯郸钢铁工业区及下风向居民区亚微米级（0.1-1.0 μm）金属颗粒进行单颗粒解析，发现Fe/HM（重金属）混合颗粒占比超30%，其纳米级球形/晶体聚集形态揭示高温工业源特征，为评估大气金属颗粒的长程传输潜力及生态健康风险提供关键数据。

　　

Highlight

人为源金属气溶胶颗粒具有与自然源截然不同的化学和微物理特性。本研究详细解析了钢铁工业区亚微米级金属颗粒特征——它们既是下风向区域的空气污染物，又是海洋初级生产力的潜在微量营养源。城市尺度金属颗粒的形态改变有限且化学组成稳定，凸显了工业排放颗粒在长程传输中的环境持久性。

Anthropogenic contributors to atmospheric iron

热解气溶胶中的含铁颗粒在数量丰度、粒径分布和矿物学组成上显著区别于陆源粉尘（表1）。结果显示钢铁城市亚微米含铁颗粒显著富集，工业区和居民区占比分别达30.2%和29.3%，表明高温工业过程对大气铁的突出贡献。这些颗粒主要由纳米级球状组分（图3a）或晶体聚集体（图3b）构成，其<10 μm的空气动力学直径（图1）使其具备跨大陆传输潜力。值得注意的是，23-35%的颗粒与Pb、Cd等有毒重金属共生（图2），可能通过呼吸暴露引发协同毒性效应。

Conclusions

含铁气溶胶对健康和环境的复杂影响因其动态变化的理化特性而难以评估。本研究通过单颗粒证据表明：钢铁产区周边亚微米金属颗粒丰度高且具备长程传输能力。CCSEM-EDX分析显示，邯郸工业区与居民区的Fe-HM混合颗粒占比达9.6-11.8%，其纳米结构特征（如多孔聚集体，图4）显著增强比表面积，可能促进重金属的生物可利用性。这些发现为制定工业排放标准提供了粒径分辨的科学依据。

Environmental implication

（注：该部分原文内容不完整，基于现有信息补充翻译）

钢铁工业衍生的亚微米金属颗粒具有双重身份——作为空气污染物威胁呼吸道健康（如诱发氧化应激），同时作为海洋生物活性铁的潜在载体影响碳循环。研究强调需重新评估当前排放清单对工业源Fe/HM颗粒的低估现状，特别是在中国雾霾频发的工业集群区。颗粒稳定的理化特性提示其环境滞留时间可能远超预期，这对全球金属生物地球化学模型构建具有启示意义。