——霧霾中危害人類健康的罪魁禍?zhǔn)?p>

前期回顧

從我們第一期的文章中可以得知：一般的防霧霾口罩是由【無紡布-靜電濾棉-無紡布】三層組成的，且每層的顯微形貌相差很多。因此筆者猜測(cè)：在過濾霧霾的過程中，口罩每層所起的作用是不是不一樣呢？

序? 言

本期主題是揭開霧霾之紗，探究霧霾中危害人類健康的罪魁禍?zhǔn)?。通過掃描電鏡和Bruker公司的電制冷超快速分析能譜X-Flash6-30的【元素面分布功能】，對(duì)使用后的口罩內(nèi)不同層上的霧霾顆粒進(jìn)行了成分分析，來看看是否口罩的不同層數(shù)過濾的霧霾顆粒都不一樣，借此來幫助大家認(rèn)識(shí)防PM2.5口罩每層所起的作用。

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一、人工吸霾器——為顯微技術(shù)獻(xiàn)身說法

本期專題是我們可愛的電鏡應(yīng)用工程師戴著口罩在霧霾天氣“以身試法”，戴著防霧霾口罩在霧霾下走了1小時(shí)來進(jìn)行“樣品制備”的，想看看我們平時(shí)生活中吸入的霧霾顆粒到底都是什么？

左上：環(huán)湖一周步行路線圖；? 左下：吸霾取樣過程中實(shí)景拍攝圖片????

右：使用后的3M9501口罩

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從上圖我們可以看到，在如此嚴(yán)重的霧霾天氣下，活動(dòng)1小時(shí)后口罩外層就由白色變成了灰色。試想如果不帶口罩的話，這些顆粒都會(huì)直接被我們吸進(jìn)身體中，嚴(yán)重危害了人們的身體健康。

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二、不同口罩過濾層上的霧霾顆粒成分分析

1. 外層無紡布

使用過的防PM2.5口罩的外層無紡布的元素分布圖

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使用過的外層無紡布上有形狀各異的顆粒存在，大顆粒的尺寸近5um，小顆粒的尺寸小于1um。這顯示，外層無紡布除了阻擋空氣中的大粉塵顆粒外，還能阻擋一定含量的霧霾顆粒。能譜分析結(jié)果顯示吸附在外層無紡布上的顆粒的主要元素有Si、O、Fe、Al、C、Ca、Ti、K和Mg等。通過面分布的元素分析推斷：這些顆粒可能為硅酸鹽類礦物、硅/鋁氧化物、鐵氧重金屬化合物。

2. 外層靜電濾棉

使用過的防PM2.5口罩的外層靜電濾棉的元素分布圖

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使用過的外層靜電濾棉上有大量彌散分布的細(xì)小顆粒狀物質(zhì)，顯示外層的靜電濾棉起到了很好的阻擋霧霾顆粒的作用。通過BRUKER能譜的分析，能譜分析結(jié)果顯示吸附在外層靜電濾棉上的顆粒的主要元素有Fe、S和O等。通過面分布的元素分析推斷：這些顆?？赡転榱蛩徼F、硫化物和鐵氧重金屬化合物等。

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3. 內(nèi)層靜電濾棉

使用過的防PM2.5口罩的外層靜電濾棉的元素分布圖

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使用過的內(nèi)層靜電濾棉相對(duì)于外層的靜電濾棉，顆粒物要少很多。表明整個(gè)靜電濾棉在阻擋霧霾顆粒時(shí)起到了很好的的作用。能譜分析結(jié)果顯示吸附在內(nèi)層靜電濾棉上的顆粒的主要元素有Si、O、S、Fe等。這些顆?？赡転殇X硅化合物、硫化物、重金屬化合物等。

4. 內(nèi)層無紡布

使用過的防PM2.5口罩的內(nèi)層無紡布的元素分布圖

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通過尋找發(fā)現(xiàn)內(nèi)層無紡布上的顆?；旧弦呀?jīng)很難找到，僅有少部分顆粒物存在。能譜分析結(jié)果顯示吸附在內(nèi)層靜電濾棉上的顆粒的主要元素有Si、O、S、Al等元素存在。相對(duì)于之前的測(cè)試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)透過口罩的主要是硅、鋁等輕質(zhì)元素氧化物，重金屬元素的氧化物已經(jīng)沒有了。

三、后記

通過元素面分布的手段對(duì)顆粒物化合成分進(jìn)行定性分析，我們可以發(fā)現(xiàn)過濾霧霾的口罩上主要是硅酸鹽類輕質(zhì)元素化合物及含鐵的重金屬氧化物。外層無紡布擋住了大量的大尺寸顆粒，內(nèi)層靜電濾棉吸附了幾乎全部的帶電性的顆粒物，最后一層無紡布將遺漏的不帶電小顆粒也攔了下來。

同時(shí)筆者提醒：如果霧霾天不戴口罩，這些顆粒成分在平時(shí)的呼吸中都會(huì)被吸入我們的身體內(nèi)，給我們的健康帶來了極大的危害。

因此建議大家，在冬季霧霾多發(fā)的時(shí)期，盡量減少出門幾率，即便出門也要戴好防PM2.5的口罩，來保證個(gè)人的身體健康。

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下期主題三選一：

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A、霧霾中空氣懸浮顆粒的具體化合組成及含量。

B、空氣中落塵的形貌及化合物組成。

C、新話題——用顯微鏡解密“財(cái)富之謎”。