ABSTRACT:
In this paper, the sources of PM2.5 are quantified in the Holy City of Makkah, applying a Positive Matrix Factorisation (PMF) Model. High Volume System (HVS) samplers for Particulate Matter (PM) were used to collect PM2.5 24 hour (10 am - 10 am) samples at two locations from September 2013 to August 2014 in Makkah. IC technique (model: 850 Professional IC_ Metrohm USA) was used to detect the concentrations of water soluble cations and anions, such as sulphate (SO42-), phosphate (PO43-), nitrate (NO3-), ammonium (NH4+), chloride (Cl-), and fluoride (F-). ICP technique (model: 700 series ICP, OES spectrometers Agilent) was used to detect the concentrations of K, Al, Ba, Co, Cr, Cu, As, Mn, Cd, Ni, Pb, Se, Mo, Si, and Zn. Four main sources of PM2.5 were identified: (1) Fossil-fuel Combustion - generated by burning of petrol, diesel, and coal in vehicles, factories, houses and restaurants. This group includes directly emitted pollutants like Pb, Ni, Cd, Cl-, F- and secondary pollutants which are formed from the conversion of gaseous pollutants, such as SO2 and NOx to secondary aerosols like SO42- and NO3- particles. This source contributed about 60 % of PM2.5 in Makkah. (2) Industrial emissions - mainly industrial dusts generated by various industrial processes. These sources contributed 27 % of PM2.5. The dominant species were As, K, Se and Si. (3) Soil particles - mainly generated by large scale digging of mountains, construction - demolition and wind. Soil particles contribute about 12 % of PM2.5 and the main species were Cd, Cr and MO. (4) Miscellaneous – water-spray in the Holy Mosque and resuspension of roadside dust. Miscellaneous contribute about 2 % of PM2.5 in Makkah and are dominated by Mn and Zn. These results are mostly in agreement with previous studies carried out in other cities of Saudi Arabia.
الملخص العربي :
تطرق الباحث في هذا البحث إلى معرفة وجرد مصادر الأتربة المستنشقة الدقيقة(PM2.5) في مدينة مکة المکرمة بإستخدام نموذج مصفوفة فاکتوريساتيون الموجبة (PMF). وتم إستخدام جهاز تجميع بيانات الأتربة (HVS) لتجميع الأتربة کل 24 ساعة من الساعة العاشرة صباحاً وحتى العاشرة مساءً في موقعين متفرقين خلال الفترة من شهر سبتمير 2013م إلى شهر أغسطس 2014م في مدينة مکة المکرمة. کما تم إستخدام جهاز تقنية الأيون الکروموتغرافي موديل (850) لفحص عناصر الأنيونات والکتيونات مثل؛ السولفيت، الفوسفات، النيترات، أمونيوم، الکلورايد، الفلورايد. کذلک تم إستخدام جهاز تقنية الأيون الکروموتغرافي موديل (700) لفحص العناصر الکيميائية (K, Al, Ba, Co, Cr, Cu, As, Mn, Cd, Ni, Pb, Se, Mo, Si, Zn). وهناک أربع مصادر للأتربة المستنشقة الدقيقة تم تحديدها وهي (1) الإحتراق الغير کامل للوقود في السيارات، وأيضا إحتراق الوقود المنبعث من المصانع والمنازل والمطاعم، وهذا الإحتراق في الوقود أدى إلى إنبعاث بعض الملوثات في الهواء مثل؛ الرصاص والنيکل والکادميموم والکلورايد والفلورايد. وأيضاً تکون بعض الملوثات الثانوية نتيجة التفاعلات الکيموضوئية في الغلاف الجوية مثل؛ ثاني أکسيد الکبريت وأکاسيد النتروجين وتحويلها إلى مرکبات السولفيت والنيترات. تمثل هذه العناصر والمرکبات الکيمائية بواقع 60% من نسبة الأتربة المستنشقة الدقيقة. (2) إنبعاثات المصانع والتي تنتجت من عدة عمليات صناعية، مصادرها مختلفه مثل؛ الزرنيخ والکالسيوم والسيلنيوم، وتمثل حوالي 27% من نسبة الأتربة المستنشقة الدقيقة في مدينة مکة المکرمة. (3) الجسيمات المنبعثة من الغبار بواسطة إنتقالها من أماکن قريبة أو بعيدة ، وتمثل حوالي 12% من نسبة الأتربة المستنشقة الدقيقة، ومصادرها مختلفه مثل؛ الکادميوم والکلورين. (4) وهناک مصادر مختلفة من الأتربة المتولدة من الطرق والمشاة وغيرها مثل؛ المانجنيز والزنک وتمثل حوالي 2% من نسبة الأتربة المستنشقة الدقيقة في مدينة مکة المکرمة. وتعد هذه النتائج المتمثلة في هذه الدراسة متوافقة مع کثير من الدراسات في المملکة العربية السعودية.