Συσχέτιση των χημικών ιδιοτήτων με οπτικές και κλιματικές παραμέτρους των αιωρούμενων σωματιδίων στην ευρύτερη περιοχή των Αθηνών

 
Το τεκμήριο παρέχεται από τον φορέα :
Πανεπιστήμιο Κρήτης
Αποθετήριο :
E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2014 (EL)
Correlation of chemical properties with optical and climatic parameters of particulate matter in the area of Athens
Συσχέτιση των χημικών ιδιοτήτων με οπτικές και κλιματικές παραμέτρους των αιωρούμενων σωματιδίων στην ευρύτερη περιοχή των Αθηνών

Παρασκευοπούλου, Δέσποινα Β.

Γερασόπουλος, Ε.
Σπύρος, Α.
Στεφάνου, Ε.
Χατζηαναστασίου, Ν.
Κανακίδου, Μ.
Μιχαλόπουλος, Ι.
Περγαντής, Σ. Α.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση των συσχετισμών μεταξύ της χημικής σύστασης και των φυσικό-οπτικών ιδιοτήτων των αερολυμάτων, προκειμένου να κατανοηθεί ο κλιματικός τους ρόλος σε μία μεγαλούπολη στην ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου. Ως εκ τούτου, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις των μαζών, του στοιχειακού άνθρακα, οργανικού άνθρακα, των ιόντων και των μετάλλων (επιλεκτικά), στα δείγματα που συλλέχθηκαν σε 2 σταθμούς της Αθήνας (αστικό και περιαστικό). Σε εποχική βάση, ο EC εκπέμπεται από κυρίαρχες περιοχικές πηγές (53±12% του EC) ενώ, κατά τη διάρκεια του χειμώνα, επισημαίνεται η σημαντικότητα των τοπικών πηγών (71±8% του EC). Ο OC φθάνει στο 79±4% του ολικού άνθρακα, και η εκτιμώμενη σωματιδιακή οργανική ύλη (ΡΟΜ) αποτελεί το 24±6% των συλλεχθέντων λεπτών αερολυμάτων. Η υπολογισμένη μέση συγκέντρωση του υδατοδιαλυτού οργανικού άνθρακα (WSOC) είναι 1.5±0.9 μg m-3 και ο εκτιμώμενος λόγος WSOC/OC είναι 63±7%, αντανακλώντας την παρουσία «γερασμένων» αερο-λυμάτων στην τοποθεσία. Η λεπτομερής ανάλυση του ιοντικού κλάσματος μάζας δείχνει ότι τα θειικά μη-θαλάσσιας προέλευσης (nss-SO4-2) αποτελούν τα κύρια συστα-τικά ενώ, τα νιτρικά (NO3-) και αμμώνια (NH4+) συνεισφέρουν σε μικρότερο ποσοστό. Το ισοζύγιο χημικής μάζας δικαιολογεί, κατά μέσο όρο, το 96±11% και το 82±10% της μετρούμενης μάζας των αερολυμάτων, κατά την διάρκεια των επεισοδίων σκόνης και απουσία σκόνης, αντίστοιχα. Στη συνολική σωματιδιακή μάζα των ΡΜ2.5 συνεισφέρουν, κατά κύριο λόγο, η οργανική σωματιδιακή ύλη και η ιοντική μάζα (ΙΜ) ενώ, ακολουθεί η σκόνη και το νερό. Η χρήση μοντέλου PMF οδήγησε στην ταυτοποίηση έξι πηγών αερολυμάτων, με σειρά φθίνουσας συνεισφοράς: δευτε-ρογενής φωτοχημεία, έδαφος, χρήση ορυκτών καυσίμων, κυκλοφορία αυτοκινήτων, καύση βιομάζας και θαλάσσιο άλας. Επιπλέον, στον αστικό σταθμό, η σχετική συνει-σφορά των τοπικών EC, IM και POM είναι 52-56% το χειμώνα, σε αντίθεση με τη θερμότερη περίοδο του χρόνου, οπότε μόνο το 11% των EC, IM και POM είναι τοπι-κό. Η μέση τιμή του συντελεστή σκέδασης είναι 30.1±3.9 Μm-1 ενώ, ο μέσος όρος για το συντελεστή απορρόφησης προέκυψε 5.2±1.4 Μm-1. Ο συντελεστής σκέδασης επηρεάζεται σημαντικά από τα λεπτά σωματίδια και από τα περιεχόμενα σε αυτά θει-ικά ιόντα, ενώ ο συντελεστής απορρόφησης εξαρτάται, κυρίως, από την συγκέντρωση του EC στα λεπτά σωματίδια. Η μέση τιμή της ανακλαστικότητας μεμονωμένης σκέ-δασης (SSA) εκτιμάται ότι είναι 0.87±0.11. Οι ημερήσιες τιμές του συντελεστή σκέ-δασης που έχει μετρηθεί από το νεφελόμετρο και αυτού που έχει ανακτηθεί, σύμφωνα με τη χημεία, σε συνθήκες περιβάλλοντος και σε ξηρές συνθήκες, παρουσιάζουν καλή συσχέτιση μεταξύ τους ενώ, φαίνεται ότι η εποχική μεταβλητότητα του συντελεστή σκέδασης μπορεί να αναπαραχθεί ικανοποιητικά μέσω της χημικής σύστασης των αερολυμάτων. Υπολογίζεται ότι η σχετική συνεισφορά της πρόσληψης νερού στον ανακτώμενο συντελεστή σκέδασης συνεισφέρει κατά μέσο όρο 46±13%. Τέλος, μελετάται η επίδραση της σκόνης στην απορρόφηση της ακτινοβολίας και η συνει-σφορά της βρέθηκε ίση με 13% για το συνολικό μελετώμενο χρονικό διάστημα. (EL)
The objective of the present work is the investigation of the correlation between chemical composition and physic-optical parameters of aerosol, in order to compre-hend their climatic role in a megacity that is located in the area of Eastern Mediterra-nean. Therefore, measurements of mass concentration, organic carbon, elemental car-bon, main ions and (selectively) metal concentrations were applied on samples that were collected at 2 sites in Athens (urban and suburban). On a seasonal basis, summer EC is formed by dominant regional sources (53±12% of EC) while, in winter the pre-vailing result of local sources is highlighted (71±8% of EC). OC reaches 79±4% of total carbon and the estimated particulate organic matter (POM) constitutes 24±6% of the collected fine particles. The calculated mean concentration of water soluble organ-ic carbon (WSOC) is 1.5±0.9 μg m-3 and the estimated ratio WSOC/OC is 63±7%, reflecting the presence of aged aerosol in the area. A detailed analysis of ionic mass fraction shows that nss-SO4-2 constitutes the major component while, NO3- and NH4+ contribute to a lesser extent. Chemical mass closure justifies on average 96±11% and 82±10% of measured aerosol mass, during dust events and in the absence of dust events, respectively. POM and ionic mass (IM) contribute mainly in the total particu-late mass, followed by dust and water. The application of PMF3.0 model led to the identification of six factors, in descending order: secondary photochemistry, soil, fossil fuel combustion, traffic, biomass burning and sea salt. Furthermore, in the urban station, the relative contribution of local EC, IM and POM is 52-56% in winter, in contrast to the warmer period of the year, when only 11% of EC, IM and POM is local. Daily values of scattering coefficient give an average of 30.1±3.9 Μm-1 while, the mean value of absorption coefficient is 5.2±1.4 Μm-1. Scattering coefficient is significantly affected by fine particles and the included sulphate ions while, absorption coefficient is mainly affected by EC concentration. The mean single scattering albedo (SSA) value is estimated to be 0.87±0.11. Daily values of scattering coefficient that is measured by the nephelometer and is reconstructed on dry and ambient conditions (based on chemical parameters) present good correlation while, the seasonal variability of the scattering coefficient is satisfactorily represented by aerosol chemical com-position. The water reception is estimated to contribute on average 46±13% to the re-constructed scattering coefficient. Finally, the effect of dust on absorption of radiation is studied and, its estimated contribution equals to 13%, during the whole studied period. (EN)

Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
text

Ion balance
PM25
Aerosol
Αερολύματα
Οργανικός και στοιχειακός άνθρακας
Chemical mass closure
Climatic role
Organic and elemental carbon
Κατανομή πηγών
Source apportionment
Ισοζύγιο χημικής μάζας
Optical properties
Κλιματικός ρόλος
Ιοντική ισορροπία
Οπτικές ιδιότητες

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

Ελληνική γλώσσα

2014-11-28


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Διδακτορικές διατριβές



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.