Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην μελέτη των μη μεθανικών υδρογονανθράκων (NMHCs) στην ατμόσφαιρα της ευρύτερης περιοχής των Αθηνών. Για τον προσδιορισμό τους χρησιμοποιήθηκε αυτόματο σύστημα αέριας χρωματογραφίας στηριγμένο στην τεχνική της κρυοπαγίδευσης με ανιχνευτή ιονισμού φλόγας (GC-FID) και οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν από τον Οκτώβριο έως τον Δεκέμβριο του 2015.
Οι συγκεντρώσεις των NMHCs δείχνουν μία σημαντική αύξηση από τον Οκτώβριο προς τον Δεκέμβριο οπότε και παρατηρείται ακόμα και διπλασιασμός είτε τριπλασιασμός των επιπέδων τους. Η αύξηση αυτή αποδίδεται στις εκπομπές από καύσεις ξύλου για οικιακή θέρμανση, οι οποίες λαμβάνουν χώρα τον χειμώνα. Ακόμη, επιδεικνύουν σαφώς καθορισμένο ημερήσιο κύκλο χαρακτηριζόμενο από ένα πρωινό μέγιστο, το οποίο ακολουθεί ένα ευρύ μεσημβρινό ελάχιστο, και εν συνεχεία νυχτερινό ευρύ μέγιστο. Τα επίπεδα των μεγίστων διαφέρουν από μήνα σε μήνα, όπου τον Δεκέμβριο παρατηρείται υψηλότερο επίπεδο του νυχτερινού μεγίστου σε σχέση με το πρωινό.
Για τη μελέτη της επίδρασης της καύσης ξύλου, η περίοδος ανάλυσης χωρίστηκε σε περίοδο μη-καύσης ξύλου (nwb) και καύσης ξύλου (wb), με βάση την αύξηση του επιπέδου του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και του μαύρου άνθρακα (BC). Τη wb περίοδο παρατηρείται αύξηση των συγκεντρώσεων από 50% έως 70% (π.χ. το Βουτάνιο αυξάνεται κατά προσέγγιση από 2 ppb στα 6 ppb), ενώ δεν παρατηρείται σημαντική διαφορά στις συγκεντρώσεις τις εργάσιμες μέρες και τις αργίες κάθε περιόδου ξεχωριστά.
Από σύγκριση της τάσης των ημερήσιων κύκλων των NMHCs με τους αντίστοιχους των κλασμάτων του μαύρου άνθρακα από καύσεις ορυκτών καυσίμων και ξύλου (BCff και BCwb αντίστοιχα), το πρωινό μέγιστο αποδίδεται στις καύσεις ορυκτών καυσίμων, ενώ στο νυχτερινό συνεισφέρει και η καύση ξύλου.
Τέλος, από τις κλίσεις των ευθειών των συσχετίσεων των NMHCs με τους BCff και BCwb, προκύπτει ότι ο ρυθμός εκπομπής τους από καύσεις ορυκτών καυσίμων και καύση ξύλου είναι ο ίδιος την wb περίοδο, με εξαίρεση τους NMHCs με έως 3 άτομα άνθρακα, που εμφανίζουν λίγο μεγαλύτερο ρυθμό εκπομπής από την καύση ξύλου. Επιπλέον καθώς δεν υπάρχει διαφορά στον ρυθμό εκπομπής από καύσεις καυσίμων μεταξύ της wb και nwb περιόδου, διαπιστώνουμε ότι την wb περίοδο προστίθεται μία ακόμη πηγή NMHCs (η καύση ξύλου), ίδιας έντασης με την ήδη υπάρχουσα πηγή (καύση καυσίμων).
(EL)
The following work presents the first results of high-resolution and long-term measurements of non-methane hydrocarbons (NMHCs) in the atmosphere of the Great Athens Area (GAA). For their analysis an automate Gas Chromatography system based on the cryofocusing technique was used, which was coupled with a Flame Ionization Detector (GC – FID). The measurements took place from October till December 2015.
The concentrations of NMHCs show a significant increase from October to December. Especially in December, it is apparent a duplication or triplication of their respective levels. The increase is attributed to their emission from wood burning for domestic heating, which occurs during winter. Additionally, they exhibit a well defined daily cycle, which is characterized by a morning maximum, followed by an extended noon minimum, and eventually an extended night maximum. The levels of the maximum are different each month, but on December the night maximum is higher compared with the morning maximum.
In order to investigate the contribution of wood burning to the concentrations of NMHCs, the analysis period is divided into no-wood burning (nwb) and wood burning (wb) period, according to the increase of the concentration of carbon monoxide (CO) and black carbon (BC). At wb period there is an increase of the concentrations from about 50% to 70% (for example, butane’s concentration increases from 2 ppb to 6 ppb), while there is no difference between the concentrations of workdays and holidays.
From the comparison of the trend between the NMHCs daily cycles and the daily cycles of the BC fractions from fossil fuel burning and wood burning (BCff and BCwb respectively), it is indicated that the morning maximum of the concentrations is attributed to the fossil fuel burning exclusively. However, the night maximum is due to both fossil fuel and wood burning.
Finally, from the slopes of the regression between NMHCs with BCff and BCwb respectively, we came to the result that emission rate of NMHCs from fossil fuel and wood burning is the same the wb period. An exception seems to be the NMHCs with less than 3 carbon atoms, which presents a little higher emission rates from wood burning. Additionally, since there is no difference of the emission rates from the fossil fuel burning in both periods (nwb and wb), we conclude that during the wb period a new source of NMHCs, wood burning, is added to the previous sources, and also having the same intensity of emissions.
(EN)
