| Περίληψη |
Η μελέτη της πορείας των πτητικών υδρογονανθράκων αποτελεί αντικείμενο έντονου ενδιαφέροντος εξαιτίας της συνειδφοράς τους στην οξειδωτική ικανότητα της ατμόσφαιρας και στην παραγωγή νέων σωματιδίων. Η φωτο-οξείδωση των πτητικών υδρογονανθράκων με τις ρίζες ΟΗ και το όζον λαμβάνει χώρα κατά την διάρκεια της ηλιοφάνειας ενώ κατά την διάρκεια της νύχτας, η ύπαρξη των ΝΟ3 ριζών αποτελεί την κύρια αιτία. Παρά την σπουδαιότητα τους, οι εργασίες που πραγματοποιήθηκαν ως τώρα περιορίζονται στην μελέτη ορισμένων παραμέτρων υπό συνθήκες ατμοσφαιρικής προρομοίωσης, ενώ δεν υπάρχουν ολοκληρωμένες εργασίες σε πραγματικές συνθήκες.
Για την κατανόηση της σπουδαιότητας των δασικών ατμοσφαιρικών συστημάτων μελετήθηκε η σύσταση των οργανικών αερολύματων σε αστική, μη-αστική και δασική περιοχή όπου παρατηρήθηκαν έντονες διαφοροποιήσεις. Οι ανρωπογενείς δραστηριότητες εμπλουτίζουν τα μικρότερα σωματίδια σε αστικές περιοχές, με σημαντική συνεισφορά του καπνού των τσιγάρων ενώ τα μεγαλύτερα σωματίδια προέρχονται από άμεσες εκπομπές από την εφυμενίδα των φύλλων των ανώτερων φυτών. Αντιθέτως, η συσσώρευση της οργανικής ύλης στα σωματίδια με διάμετρο από 1.5 ως 7.2 μm υποδεικνύει ότι η σύσταση των οργανικών αερολυμάτων σε μη-αστικές περιοχές επηρεάζεται κυρίως από την προέλευση της αέριας μάζας. Τέλος, μεγάλες διαφοροποιήσεις παρατηρήθηκαν στην σύσταση των οργανικών αερολυμάτων σε δασική περιοχή, όπου πιστοποιήθηκε για πρώτη φορά σε πραγματικές συνθήκες, η παραγωγή νέων αερολυμάτων και κυρίως η χιμική σύσταση τους.
Για την μελέτη της παραγωγής των νέων αερολυμάτων σε δασικές περιοχές πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες σε δύο δάση. Ο προσδιορισμός της σύστασης του οργανικού κλασματος σε αέρια και σωματιδιακή φάση είχε ως αποτέλεσμα την ανίχνευση οργανικών ενώσεων που προέρχονται από την φωτο-οξείδωση των μονοτερπενίων με την βοήθεια της φασματοσκοπίας μάζας. Πιό συγκεκριμένα, επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη των δύο ισομερών μορφών (cis- και trans-) του 2,2-διμέθυλ-3-ακέτυλ-κυκλοβουτάνο-οξικού οξέος (πινονικό οξύ), του cis-2,2-διμέθυλ-3-καρβόξυ-κυκλοβουτάνο-οξικού οξέος (πινικό οξύ) και της 2,2-διμέθυλ-3-ακέτυλ-κυκλοβουτάνο-ακεταλδεΰδης (πινοναλδεΰδη) που προέρχονται από την φωτοοξείδωση του α-πινενίου ενώ ανιχνεύθηκε και η 6,6-διμέθυλ-δικυκλο[3.1.1]-επταν-2-όνη (νοπινόνη) που παράγεται από την φωτο-οξείδωση του β-πινενίου.
Οι συγκεντρώσεις του πινονικού οξέος στην σωματιδιακή φάση και ο αριθμός των σωματιδίων αυξάνονατι με ταυτόχρονη μείωση της διαμέτρου των παραγώμενων σωματιδίων υποδηλώνοντας την συμμετοχη του οξέος στην παραγωγή των νέων σωματιδίων. Οι συγκεντρώσεις του πινονικού οξέος στην αέρια φάση αυξάνονται κατά τις μεσημεριανές ώρες όπου η φωτοχημεία είναι έντονη αλλά η δημιουργία νέων σωματιδίων δεν είναι εφικτή λόγω υψηλής θερμοκρασίας. Το πινικό οξύ παρουσιάζει αντίθετη ημερήσια κατανομή σε σύγκριση με το πινονικό οξύ υποδεικνύοντας ότι υποβοηθά την συμπύκνωση των πυρήνων που έχουν δημιουργηθεί. Αντίθετα, η πινοναλδεΰδη και η νοπινόνη δεν συνιστούν πυρήνες για δημιουργία νέων σωματιδίων αλλά συνεισφέρουν στην συσσωμάτωση τους δημιουργόντας μεγαλύτερα σωματίδια.
Ο λόγος κατανομής των ενώσεων ανάμεσα στις δύο φάσεις (Κom) για το cis-πινονικό οξύ είναι 0.188, για το trans-πινονικό οξύ είναι 0.118, για το cis-πινικό οξύ είναι 0.170, για την πινοναλδεΰδη είναι 0.075 και για την νοπινόνη είναι 0.032 υποδεικνύοντας επίσης την συμμετοχή των καρβοξυλικών ενώσεων στον σχηματισμό νέων σωματιδίων.
|
In-Situ μελέτη του μηχανισμού σχηματισμού δευτερογενών οργανικών αερολυμάτων μέσω της φωτο-οξείδωσης των μονοτερπενίων
