| Περίληψη |
Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην χημική σύσταση της Σωματιδιακής Ύλης PM2.5
και PM10 σε τρεις κύριες Ευρωπαϊκές πόλεις; Αθήνα, Βαρκελώνη και Παρίσι. Δείγματα
συλλέχθηκαν από αυτές τις 3 περιοχές κάθε 3 ημέρες κατά την διάρκεια ενός έτους
(Άνοιξη 2022 – Άνοιξη 2023) στο πλαίσιο του RI-URBANS, που είναι ένα πρόγραμμα το
οποίο στοχεύει να αναπτύξει ένα σύστημα παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα,
συμπληρωματικό σε εκείνα που είναι ήδη διαθέσιμα, και να απαντήσει στην επιτακτική
ανάγκη για την ουσιαστική μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην Ευρωπαϊκή
Ένωση.
Τα δείγματα διανεμήθηκαν σε διάφορα εργαστήρια για όμοια ανάλυση. Αναλύσαμε την
ιοντική σύσταση ατμοσφαιρικών δειγμάτων PM2.5 και PM10 που συλλέχτηκαν σε σταθμούς
αστικού υποβάθρου στο Θησείο και την Βαρκελώνη με την χρήση συστήματος Ιοντικής
Χρωματογραφίας και τα υδατοδιαλυτά μέταλλα με τη χρήση Φασματομετρίας Μάζας
Επαγωγικά Συζευγμένου Πλάσματος για όλες τις τοποθεσίες. Δείγματα PM2.5 και PM10
από το Παρίσι αναλύθηκαν μόνο ως προς τα υδατοδιαλυτά μέταλλα. Για περαιτέρω
ανάλυση και σύγκριση αξιοποιήθηκαν τα διαθέσιμα δεδομένα κάθε περιοχής, όπως η
ιοντική σύσταση του Παρισίου και ο Μαύρος Άνθρακας για το Θησείο, καθώς και ο
Στοιχειακός και Οργανικός Άνθρακας κάθε τοποθεσίας ώστε να γίνει κλείσιμο μάζας.
Τα κύρια ιοντικά συστατικά που μετρήθηκαν με την χρήση συστήματος ιοντικής χρωματογραφίας κατιόντων και ανιόντων ήταν Na+, NH4+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, NO3-, HPO4-2, SO4-2, and C2O4-2.
Τα κύρια μέταλλα που μετρήθηκαν με Φασματομετρία Μάζας
Επαγωγικά Συζευγμένου Πλάσματος ήταν Mg, Al, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn,
As, Cd, Sb and Pb.
Τα πιο άφθονα ιόντα για όλες τις περιοχές ήταν τα SO4-2 και τα NO3-, με το Ca+2 να ακολουθεί και να είναι αξιοσημείωτα υψηλό στο Θησείο. Oι εποχιακές διακυμάνσεις των
ιόντων και συσχετίσεις των χημικών ειδών με κοινές πηγές εκπομπών βρίσκονταν γενικά
σε συμφωνία. Άλλο ένα θέμα συζήτησης ήταν το έλλειμμα χλωρίου, το οποίο βρέθηκε να
είναι σημαντικό κυρίως στην Βαρκελώνη. Ερευνήθηκαν οι λόγοι PM10/PM2.5 κάθε ιόντος
και βρέθηκαν μεγαλύτεροι για τα ιόντα με φυσικές πηγές, ενώ για τα ιόντα που
εκπέμπονται ανθρωπογενώς οι λόγοι ήταν πλησιέστεροι στην μονάδα και πιο όμοιοι
μεταξύ των περιοχών.
Έγινε σύγκριση των υδατοδιαλυτών και των ολικών μετάλλων κάθε τοποθεσίας σε σχέση
με τις μέσες συγκεντρώσεις μάζας τους και το Ca ήταν το πιο άφθονο και στις δύο
περιπτώσεις, με το Mg να ακολουθεί για τα διαλυτά και τον Fe για τα ολικά. Εφαρμόστηκε
στατιστική ανάλυση Pearson για το διαλυτό μέρος ώστε να ανιχνευθούν στατιστικά
σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ των στοιχείων και κατασκευάστηκαν διαγράμματα
γραμμικών συσχετίσεων για διαλυτά και ολικά Fe-Al και V-Ni, με τα πρώτα να
αντιπροσωπεύουν τα μέταλλα του φλοιού της γης και τα δεύτερα τα ανθρωπογενή, και οι
λόγοι τους συγκρίθηκαν με βιβλιογραφικές τιμές.
Οι λόγοι PM10/PM2.5 ανακτήθηκαν από γραμμικά διαγράμματα για τα διαλυτά και τα ολικά
μέταλλα, με τους λόγους των διαλυτών να είναι χαμηλότεροι για την πλειοψηφία των
μετάλλων. Επιπλέον, τα διαλυτά Cd και Pb είχαν υψηλότερες συγκεντρώσεις στα PM2.5 από τα PM10, το οποίο τράβηξε το ενδιαφέρον στην επίδραση της οξύτητας στην
διαλυτότητα των μετάλλων.
Οι συντελεστές εμπλουτισμού του φλοιού υπολογίστηκαν με το Al ως εδαφικό στοιχείο
αναφοράς και χρησιμοποιήθηκαν ως εργαλείο για την διάκριση μεταξύ εδαφικών και μη
εδαφικών στοιχείων. Mg, Ti, Mn, Fe και Co δεν ήταν εμπλουτισμένα σε όλες τις περιοχές.
Επιπρόσθετα, το λεπτό κομμάτι ήταν σημαντικά πιο εμπλουτισμένο, δηλαδή σε αυτό
υπήρχε συνεισφορά από πηγές πέρα από τον φλοιό της γης και την μεταφερόμενη σκόνη,
υπερβαίνοντας την τιμή των 10, με εύρος από 10.69 για το Mn στο Παρίσι έως 1990.57
για το Sb στο Παρίσι.
Η διαλυτότητα κάθε μετάλλου συγκρίθηκε με την συγκέντρωση μάζας του ολικού Al και με
την κατά προσέγγιση οξύτητα, η οποία εκτιμήθηκε μέσω του ισοδύναμου λόγου (SO4-2+NO3-) / (NH4++Ca+2) για καλύτερη κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν την
διαλυτότητα των στοιχείων στην ατμόσφαιρα. Τέλος, τα αποτελέσματα από το κλείσιμο
μάζας για κάθε περιοχή και μέγεθος της σωματιδιακής ύλης αναλύθηκαν για να
επισημανθούν οι κύριες πηγές συνεισφοράς στην μάζα, μαζί με την ερμηνεία της
εποχικότητας και των μέσων επιπέδων συγκέντρωσης της μάζας των PM2.5 και PM10
σωματιδίων.
|
Chemical characterization of aerosols around major European cities: water soluble ions and trace metals
