Zdroje aerosolu PM1 v Annaberg- Buchholzi a Ústí nad Labem. Chemical mass balance model

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Zdroje aerosolu PM1 v Annaberg- Buchholzi a Ústí nad Labem. Chemical mass balance model"

Jiří Jelínek
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Zdroje aerosolu PM1 v Annaberg- Buchholzi a Ústí nad Labem Chemical mass balance model Jan Leníček, ek, Jiří Skorkovský,, Aleš Soukup Martin Kováč,, Ivan Beneš,

2 PM1 sampler Digitel DHA-80 Hi-Vol sampler Q and PUF filters 670 m3 in 24 hours Ústí, Annaberg summer and witer periods in the years 2012 and 2013

3 Frakce vzdušného aerosolu

4 Koncentrace PM1 v Ústí nad Labem a Annaberg-Bucholzi Koncentrace PM ug/m Řada1 0 UW US AW AS

5 CMB Model Matematický model sloužící k receptorovému modelování Základní pomínky pro fungující model jsou: Zahrnuje všechny v významné emisní zdroje, přispp ispívající k charakterizaci místa m odběru ru- receptoru Složen ení emisí je z různých r zdrojů rozdíln lné Sledované analyty spolu nereagují Počet zdrojů je menší než počet analytů

6 Organické markery použit ité při i modelování alifatické uhlovodíky C18-C33 C33 triterpenické uhlovodíky - hopany PAHs, oxo-pahs n-alkánové kyseliny (C14-C18) C18) 1-palmitin, 1-stearin1 cholesterol, sitosterol levoglukosan, mannosan, galaktosan trifenylbenzen, tereftalová kyselina 4-metylbenzoová kyselina nikotin

7 Separace na silikagelu Extrakt z filtru levoglukosan bazické látky 2 g silikagelu frakce n-hexan toluen-hexan DCM-hexan ethylacetát-hexan HCOOH-methanol alifatická PAH, nitro PAH oxo-pah, aldehydy alkoholy, steroly kyseliny, fenoly

8 Analýza alifatické frakce Chromatogram alifatické frakce venkovního ovzduší ší, GC-MS analýza, TIC (total( ion current) UCM- unresolved complex mixture nerozdělen lené organické látky, převp evážně izomery a homology rozvětvených nasycených a nenasycených uhlovodíků, cykloparafinů R-resolved hydrocarbons především nasycené nerozvětven tvené alifatické uhlovodíky (n-alkany alkany) Poměr r UCM/R je parametr pro indikaci původu organického aerosolu (spalování hnědého ho uhlí UCM/NA < 3, doprava UCM/NA cca 5) Alifatická frakce

9 Hopany triterpenické uhlovodíky se čtyřmi šestičlennými a jedním m pětip tičlenným kruhem součást st fosilních paliv Tvorba diagenezí a katagenezí organických látek l obsažených v buněč ěčných systémech (biohopanetetrol( biohopanetetrol) sumárn rní vzorec C 27 H 46 až C 33 H 58 mají 4 aža 8 stereoisomerů jsou emitovány do ovzduší z fosilních paliv Alifatická frakce

10 Analýza hopanů Vzorek ovzduší - tunel Panenská Vzorek ovzduší, Ústí nad Labem, léto významný zdroj - doprava Emise- domácí kotel- spalování hnědého uhlí Vzorek ovzduší ší, Ústí nad Labem, zima významný zdroj - spalování hnědého ho uhlí Alifatická frakce

11 Nový marker pro spalování hnědého ho uhlí Alifatická frakce Ústí n.l., zima Extrakt z hnědého uhlí GC-MS analýza EI spektrum Phyllocladane Zubrik 2009 Jehlička 2005

12 Spalování uhlí Ústí, Annaberg-zima 2012 Phyllocladane je specifický marker spalování hnědého ho uhlí 22R homohopane je marker pro dopravu a spalování uhlí Korelace indikuje významný zdroj-spalov spalování uhlí Analýza emisí z domácího topeniště na hnědé uhlí z Bíliny Phyllocladane / 22 R homohopane poměr = 35.7 phyllocladane ng/m3 phyllocladane ng/m Ústí winter 1 y = x R 2 = R-homohopane ng/m3 Annaberg winter R homohopane ng/m3

13 Glycerol-monopalmitat a cholesterol glycerol 1-monopalmitat1 cholesterol specifické markery vařen ení a smažen ení GMP ng/m Cooking y = x R 2 = cholesterol ng/m3 Nolte 1999 Zhao 2007

14 Levoglukosan Celulóza je polymer skládaj dající se z monomerů D-glukózy (n=7-12 tisíc) Termickým rozkladem vzniká 1,6-anhydro anhydro-ß-d-glukopyranóza (levoglukosan)

15 Spalování dřeva Poměr levoglucosanu a mannosanu R byl použit pro odhad spalování tvrdého a měkkm kkého dřevad % měkké = (14.8-Rlevo levo/man)/(0.112) Ústí nad Labem 76.9% měkkm kké Annaberg 89.2% měkkm kké Podíl l spalování dřeva na OC v ovzduší Ústí nad Labem 1.1% Annaberg 17.7% Annaberg-zima GC/MS analýza galaktosanu mannosanu and levoglukosanu Schmidl 2008 Alves 2012

16 CMB Model ci = mj xij ci koncentrace markeru i ve vzorku xij koncentrace markeru i v emisích ze zdroje j mj příspěvek k celkové hmotě PM ze zdroje j Chemical Mass Balance software EPA-CMB 8.2

17 Zdroje emisí PM1 Benzinové a dieselové motory (Schauer Spalování hnědého ho uhlí-dom domácí topeniště (Len Spalování hnědého ho uhlí-pr průmysl (Zhang 2008) Spalování dřeva (Fine 2004) Spalování plynu (Rogge 1993) Abrase z rostlin (Rogge 1993a) Kouřen ení (Rogge 1994) Grilování a smažen ení (Schauer 2001, Nolte 1999) Vařen ení-evropské a čínské (Zhao 2007) Spalování odpadků (Simoneit 2005) Pouliční prach (Rogge 1993) Schauer et al.1999, 2002) (Leníček ek 2010)

18 diesel gasoline

19 Brown coal combustion home heating industry

20 cooking grilling

21 gas combustion wood combustion

22 plant abrassion garbage combustion

23 SOURCE CONTRIBUTION ESTIMATES: R SQUARE 0.81 % MASS 95.2 CHI SQUARE 2.83 DEGREES FREEDOM 35 SOURCE EST CODE NAME SCE(ng/mł) Std Err Tstat YES TDT TDT YES TCN TCN YES CHR CHR YES WOK WOK YES WPI WPI YES COE COE YES COC COC YES GRI GRI YES GAS GAS YES GBC GBC YES PLA PLA YES ROD ROD YES SMO SMO T stat- poměr r mezi počáte tečním příspěvkem zdroje a standardní odchylkou. SCE / Std Err Cílené hodnoty > 2

24 Parametry modelu CMB Locality % mass R sq Chí sq % hmoty rozmezí 100± 20%. R sq ( ) slouží k posouzení odchylky v imisních koncentracích ch vyjádřených jako vypočten tené koncentrace pomocí lineárn rní regrese UW AW Chí sq (0-4.0) nejistota vypočtených koncentrací (suma mocnin rozdílů mezi vypočtenou a změř ěřenou koncentrací) US AS

25 Složen ení jemné frakce Organické látky Elementární uhlík NO 3 - Ostatní Kovy + NH 4 - SO 4 Sulfáty, nitráty, ty, amonné ionty - IC analýza Kovy - ICP/MS analýza Elementárn rní uhlík, organické látky OC/EC analyzátor PM1 - gravimetricky

26 Zdroje emise OC a PM Podíl OC v emisích ze zdrojů OC / PM mean 0 TDT TCC TCN CHS CHR CIN WOK WPI COE COC GRI GAS GBC PLA ROD SMO Zdroje jemného aerosolu Hildemann 1991

27 Složeni frakce PM1 zima 2012 Ústí nad Labem a Annaberg UW1 % PM1 AW1 % PM1 unknown, Traffic, unknown, Traffic, 1.32 Coal Home, Coal Home, Metals, 1.81 Metals, 2.07 Coal Industrial, 1.92 Secondary Aerosol, Coal Industrial, 2.86 Wood Combustion, 2.61 Cooking, 4.23 Secondary Aerosol, Wood Combustion, EC, 3.55 Smoking, 0.05 Plant Abrassion, 0.45 Gas, 4.25 Garbage, 4.09 Road Dust, 2.60 EC, 5.43 Smoking, 0.09 Plant Abrassion, 2.35 Road Dust, 3.21 Garbage, 4.18 Gas, 0.04 Cooking, 7.30

28 Složeni frakce PM1 léto l 2013 Ústí nad Labem a Annaberg US2 % PM1 AS2 % PM1 unknown, Traffic, 6.78 Traffic, 3.65 Coal Home, 8.94 Metals, 0.86 Coal Home, Coal Industrial, 2.03 unknown, Wood Combustion, 1.56 Secondary Aerosol, Coal Industrial, 6.17 Cooking, EC, 3.39 Smoking, 0.00 Wood Combustion, 4.30 Metals, 1.78 Gas, 0.08 Garbage, 0.72 Plant Abrassion, 0.84 Cooking, Secondary Aerosol, Road Dust, Gas, 0.19 EC, 3.23 Road Dust, Garbage, 1.05 Smoking, 0.00 Plant Abrassion, 0.40

29 Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Projekt Cíl3 Ultrajemné částice a zdraví

Projekt Cíl3 Ultrajemné částice a zdraví Jan Leníček, Martin Kováč Zdravotní ústav Ústí nad Labem Kontaminace složek životního prostředí UFP Počty částic 10-800 nm Kontinuální měření Projekt Cíl 3 Ultrajemné