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大量煤炭资源开发利用会产生一定的大气污染物,进而会影响矿区空气环境质量,甚至会影响附近城市的空气环境质量。本研究选取峰峰矿区为研究区域,采集不同季节不同天气条件下的气溶胶单颗粒,并利用带能谱的透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析颗粒物的形貌特征、粒径和化学元素组成。根据扫描电镜下气溶胶的微观形貌,将气溶胶划分为烟尘集合体、矿物颗粒、球形颗粒和其它颗粒四种类型;依据带能谱的透射电镜下的气溶胶微观形貌和元素组成,将气溶胶划分为烟尘集合体、硫酸盐/硝酸盐颗粒、飞灰、矿物颗粒和金属颗粒五种类型。透射电镜下微观形貌显示春季以不规则粒子为主,与春季气候干燥、风速大引发的空气扬尘有关;夏季近球形粒子较多,主要因为强烈的二次反应;秋季近球形粒子居多,秋季空气湿度大颗粒物容易发生老化;冬季样品为元宵节期间采集,多为燃放烟花爆竹产生的不规则粒子。矿区的大气颗粒物数量-粒径谱分布图多峰和单峰均有分布,以多峰分布为主。春季非霾天和霾天气溶胶粒径主峰值均在0.5-0.6μm之间;夏季霾天颗粒物粒径主峰值在0.9-1.0μm之间,非霾天主峰值在0.6-0.7μm之间;秋季霾天和非霾天颗粒物粒径主峰值均在0.6-0.7μm之间;冬季霾天颗粒物主峰值在0.3-0.4μm之间,非霾天峰值在0.7-0.8μm之间,冬季非霾天空气湿度大,颗粒物发生吸水性粒径明显比霾天颗粒物粒径大。分析颗粒物的针状比特征,夏季颗粒物圆形度好,老化严重。具有核壳结构的吸湿性粒子,夏季和秋季霾天相对非霾天的吸湿性更强。具有核壳结构的老化粒子,夏季和秋季霾天较非霾天老化程度严重。对比四季大气颗粒物的化学元素组成,Si、S、Na、Al、Ca、K元素均有分布,春季Si元素的含量高,与风沙大有关;夏季S元素的含量高,硫化现象严重,生物质燃烧导致K元素的含量较高;秋季几乎每个颗粒物都有Si和S的存在;冬季大部分颗粒物含少量S元素,采样期间正值元宵节,而烟花爆竹点燃后能生成K2S,导致46%的颗粒物含有K元素。单颗粒EDX能谱结果分析表明,峰峰矿区的矿物颗粒类型分为10种,分别为“富Si”、“富Ca”、“富K”、“富S”、“富Fe”、“富N”、“富Mg”、“富Na”、“富Al”和“富Cl”。观察四季矿物粒子中的Al+Ca+Fe-Si-S三角相图,发现夏季S含量高,较其它季节硫化现象明显。