Επίδραση της οξύτητας της ατμόσφαιρας στη διαλυτότητα μετάλλων και θρεπτικών στα ατμοσφαιρικά αερολύματα
Authors: Νικολάου Παναγιώτα 
Published: September 2021

Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του ρόλου των αερίων μαζών και των πηγών προέλευσής τους, στην ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα της ανατολικής Μεσογείου, και πιο συγκεκριμένα του Φινοκαλιά της Κρήτης. Η μελέτη επικεντρώνεται στην επίδραση της οξύτητας της ατμόσφαιρας στη διαλυτότητα μετάλλων και θρεπτικών στα ατμοσφαιρικά αερολύματα και στις χημικές διεργασίες μεταξύ των φυσικών (σκόνη) και των ανθρωπογενών εκπομπών στην ατμόσφαιρα με σκοπό την εκτίμηση των επιπτώσεων τους στην ατμοσφαιρική εναπόθεση στους ωκεανούς. Για την επίτευξη του στόχου αυτού πραγματοποιήθηκαν δειγματοληψίες αιωρούμενων σωματιδίων και ξηρής εναπόθεσης σκόνης. Οι δειγματοληψίες των αιωρούμενων σωματιδίων πραγματοποιήθηκαν στο Φινοκαλιά της Κρήτης, όπου λειτουργεί ο περιβαλλοντικός σταθμός μετρήσεων του ΕΠΕΧΗΔΙ, και περιελάμβαναν τη δειγματοληψία δύο μεγεθών σωματιδίων. Η πρώτη και κύρια σειρά δειγματοληψιών αφορούσε αιωρούμενα σωματίδια ΡΜ10, τα οποία συλλέχθησαν σε φίλτρα χαλαζία (quartz) και τεφλόν, κατά την περίοδο από τον Οκτώβριο του 2012 μέχρι και το Μάρτιο του 2015. Η δεύτερη δειγματοληψία αφορούσε σωματίδια ΡΜ1, τα οποία συλλέχθηκαν σε φίλτρα χαλαζία κατά την περίοδο από τον Οκτώβριο του 2012 μέχρι και το Νοέμβριο του 2013. Στα δείγματα ΡΜ10 προσδιορίστηκε η χημική σύσταση ιόντων και μετάλλων με τη χρήση της ιοντικής χρωματογραφίας και της φασματομετρία οπτικής εκπομπής επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-OES), αντίστοιχα. Ταυτόχρονα, πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις προσδιορισμού της διαλυτής μορφής των θρεπτικών (Fe και P) ώστε να μελετηθεί η συμμετοχή διαφόρων πηγών, φυσικών και ανθρωπογενών, στην ατμοσφαιρική εναπόθεσή τους και κατ’ επέκταση στη βιοδιαθεσιμότητά τους στο θαλάσσιο οικοσύστημα. Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την επικουρική δειγματοληψία που πραγματοποιήθηκε στην Κορσική της Γαλλίας, ενώ εφαρμόστηκε η ανάλυση παραγόντων (Factor Analysis) στα αποτέλεσματά μας, για τη διακρίβωση των πηγών εκπομπής. Στα δείγματα ΡΜ1, προσδιορίστηκε η ιοντική σύσταση με τη χρήση της ιοντικής χρωματογραφίας και υπολογίστηκε η περιεκτικότητα σε νερό των σωματιδίων καθώς και η οξύτητά τους. Η δειγματοληψία της ξηρής εναπόθεσης σκόνης πραγματοποιήθηκε στο Ηράκλειο Κρήτης, σε υψόμετρο 20m και σε διάστημα 11 μηνών (Οκτώβριος 2012 – Νοέμβριος 2013). Τα δείγματα σκόνης προσδιορίστηκαν ως προς την περιεκτικότητά τους σε ιόντα και μέταλλα. Επιπλέον επεξεργάστηκαν καταλλήλως και προσδιορίστηκαν οι διαλυτές μορφές Fe και Ρ, σε διαφορετικές τιμές οξύτητας. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων διαλυτότητας χρησιμοποιήθηκαν με σκοπό την κατανόηση της «χημικής γήρανσης» της ερημικής σκόνης στην ατμόσφαιρα και πώς αυτή επηρεάζει τη διαλυτότητα των συστατικών της. Καθοριστικό ρόλο στην καλύτερη κατανόηση των διεργασιών και των παραγόντων που επηρεάζουν τις συγκεντρώσεις και τη διαλυτότητα των θρεπτικών στοιχείων στην ατμοσφαιρική εναπόθεση στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου, αποτέλεσε η διερεύνηση του ρόλου των αερίων μαζών και της πηγής προέλευσής τους, όπως υπολογίστηκαν από το NOAA Hysplit Model (Hybrid Single – Particle Langrangian Integrated Trajectory) και ο προσδιορισμός της οξύτητας των αερολυμάτων με τη χρήση του θερμοδυναμικού μοντέλου ISORROPIA II.