Atmospheric aerosols over two sites in a southeastern region of Texas

Authors


Abstract

Speciated samples of PM2.5 were collected at the Bayland Park and Orange sites in Southeastern Texas by US EPA (Environmental Protection Agency) from July 2003 to August 2005. A total of 256 samples for the Bayland Park site and 293 samples for the Orange site with 52 species were measured; however, 22 species were excluded because of too many below-detection-limit data. Among the 22 species excluded, 19 species are common to both sites. The two data sets were analyzed by positive matrix factorization (PMF) to infer the sources of PM observed at the two sites. The analysis identified ten common source-related factors: sulphate-rich secondary aerosol I, sulphate-rich secondary aerosol II, cement/carbon-rich, wood smoke, motor vehicle/road dust, nitrate-rich secondary aerosol, metal processing, soil, sea salt, and chloride-depleted marine aerosol. sulphate and nitrate mainly exist as ammonium salts. The two sulphate-rich secondary aerosols account for about 59% and 54% of the PM2.5 mass concentration at the two sites, respectively. The factor containing highest concentrations of Cl and Na was attributed to sea salt due to the proximity of the monitoring sites to the Gulf of Mexico. The chloride-depleted marine aerosol was related to the sea salt aerosol but was identified separately due to the chlorine replacement reactions. Basically, the factor of sulphate, nitrate, and soil at the two sites showed similar chemical composition profiles and seasonal variation that reflect the regional characteristics of these sources. The regional factors showed predominantly low frequency variations, however, the area-related and local factors showed both high and low frequency variations. Motor vehicle/road dust, sea salt, and chloride-depleted marine aerosol were likely to be area-related factors. Cement/carbon-rich, wood smoke, and metal processing factor were likely to be the local sources.

Abstract

Des échantillons d'espèces de PM25 ont été recueillis aux sites de Bayland Park et Orange dans le sud-est du Texas par l'US EPA (Environmental Protection Agency) entre juillet 2003 et août 2005. En tout, 256 échantillons de Bayland Park et 293 échantillons d'Orange avec 52 espèces ont été mesurés; cependant, 22 espèces ont été exclues en raison d'un trop grand nombre de données en dessous de la limite de détection. Parmi les 22 espèces exclues, 19 espèces sont communes aux deux sites. Les deux ensembles de données ont été analysés par factorisation à matrice positive (PMF) pour en déduire les sources de PM observées dans les deux sites. L'analyse a permis d'identifier dix facteurs reliés aux sources communes: aérosol secondaire I riche en sulfate, aérosol secondaire II riche en sulfate, espèce riche en ciment/carbone, fumée de bois, poussière de route/véhicule à moteur, aérosol secondaire riche en nitrate, traitement des métaux, sol, sel de mer et aérosol marin appauvri en chlorure. Le sulfate et le nitrate existent principalement comme sels d'ammonium. Les deux aérosols secondaires riches en sulfate représentent 59% et 54% de la concentration massique de PM25 aux deux sites, respectivement. Le facteur contenant les plus hautes concentrations de Cl et Na est attribué au sel de mer en raison de la proximité des sites de surveillance du Golfe du Mexique. L'aérosol marin appauvri en chlorure est relié à l'aérosol de sel de mer mais a été identifié séparément du fait des réactions de remplacement du chlorure. Essentiellement, le facteur de sulfate, de nitrate et de sol aux deux sites montre des profils de composition chimiques et une variation saisonnière qui reflètent les caractéristiques régionales de ces sources. Les facteurs régionaux montrent de façon prédominante de faibles variations de fréquence; cependant, les facteurs liés à la région et les facteurs locaux montrent à la fois des variations de fréquences élevées et faibles. La poussière de route/véhicule à moteur, le sel de mer et l'aérosol marin appauvri en chlorure sont probablement des facteurs reliés à la région. L'espèce riche en ciment/carbone, la fumée de bois et le facteur de traitement des métaux sont probablement des sources locales.

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