title: Μελέτη της δυναμικής της συγκέντρωσης μάζας των αιωρούμενων σωματιδίων (ΑΣ10) στο σταθμό του Ακρωτηρίου Χανίων: μελέτη εποχικότητας και πηγών προέλευσης
title: Studying dynamics of PM10 particles at Akrotiri station (Chania): seasonal investigation and source origins
Creators: name: Μπαλη Αμαλια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: Η μελέτη των αιωρούμενων σωματιδίων είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς η σοβαρότητα των επιπτώσεων τους στην ανθρώπινη υγεία, στα υλικά, στη χλωρίδα, στην πανίδα και στο κλίμα εξαρτάται από τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά τους, τη δυναμική και τις πηγές εκπομπής τους.
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων με αεροδυναμική διάμετρο ίση ή μικρότερη των 10 μm (ΑΣ10), στον σταθμό του Ακρωτηρίου των Χανίων, με σκοπό την ανάλυση της μεταβολής τους και τον προσδιορισμό των πηγών προέλευσής τους. Η συγκέντρωση των ΑΣ10 μετρήθηκε χρησιμοποιώντας 2 διαφορετικά όργανα, το SHARP Monitor και το DIGITEL Aerosol Sampler DPA14. Το SHARP Monitor μέτρησε σε πραγματικό χρόνο τη συγκέντρωση των ΑΣ10, συλλέγοντας δεδομένα για όλο το έτος 2022. Η χρήση του μοντέλου HYSPLIT και των δορυφορικών εικόνων βοήθησε στην εύρεση των ημερών με επεισόδια σκόνης. Παράλληλα, στο όργανο DIGITEL Aerosol Sampler DPA14 τοποθετήθηκαν φίλτρα για την εναπόθεση των αιωρούμενων σωματιδίων σε αυτά, για 20 ημέρες του Μαΐου του 2022. Η περαιτέρω επεξεργασία των φίλτρων για τη στοιχειακή ανάλυσή τους με φασματοσκοπία φθορισμού ακτινών Χ (X-ray fluorescence, XRF) χρησιμοποιώντας το TRACER 5i (Bruker) οδήγησε στην ανίχνευση των χημικών στοιχείων του κάθε δείγματος και στον ποσοτικό προσδιορισμό τους. 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι συγκεντρώσεις των ΑΣ10 κυμάνθηκαν από 7,3 έως 287,5 μg m-3 με τις υψηλότερες συγκεντρώσεις να αντιστοιχούν στον Απρίλιο, λόγω έντονων επεισοδίων σκόνης ενώ τον Δεκέμβριο οι χαμηλότερες. Συνολικά εντοπίστηκαν 50 ημέρες με επεισόδια σκόνης. Οι υπερβάσεις των νομοθετικών ορίων των ΑΣ10 οφείλονταν κυρίως σε αυτά τα επεισόδια σκόνης σε ποσοστό 80% και δευτερευόντως σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες της περιοχής. Οι παρατηρούμενες αυξημένες συγκεντρώσεις των ΑΣ10 το χειμώνα οφείλονταν στην οικιακή θέρμανση, την άνοιξη στα συχνά και έντονα επεισόδια σκόνης, το καλοκαίρι στις τουριστικές δραστηριότητες και το φθινόπωρο στην κυκλοφορία οχημάτων και την επαναιώρηση σκόνης από το δρόμο. Ακόμα, οι υψηλότερες συγκεντρώσεις των ΑΣ10, που παρατηρήθηκαν το πρωί και το μεσημέρι των καθημερινών και το απόγευμα, βράδυ των σαββατοκύριακων, και συνδέονται με τις ώρες αιχμής. 
Από τη στοιχειακή ανάλυση των δειγμάτων παρατηρήθηκαν αυξημένες συγκεντρώσεις του Na, Cl, Si, Ca και Al, δηλαδή των χημικών στοιχείων προερχόμενων από το θαλάσσιο περιβάλλον και τον φλοιό της Γης. Παράλληλα, βρέθηκε ότι το Al αποτελεί καλό δείκτη της μεταφερόμενης σκόνης από τη Βόρεια Αφρική. Συμπληρώνεται ότι οι άνεμοι πνέουν συχνά με κατεύθυνση κυρίως από τη θάλασσα και από την πόλη των Χανίων προς τον σταθμό Ακρωτηρίου.

description: The study of particulate matter is particularly important, as the severity of their effects on human health, materials, flora, fauna and climate is proportional to their physicochemical characteristics, dynamics and emission sources.
The objective of this thesis was the study of the concentration of particulate matter with an aerodynamic diameter equal to or less than 10 μm (PM10), at the Akrotiri station of Chania, to analyze their variability and determine the sources of origin. The concentration of PM10 was measured using 2 different instruments, the SHARP Monitor and the DIGITEL Aerosol Sampler DPA14. The SHARP Monitor measured the concentration of PM10 on-line, collecting data for the year 2022. Simulations with HYSPLIT model and satellite images helped to identify days with dust episodes. At the same time, filters were placed on the DIGITEL Aerosol Sampler DPA14 instrument whereby 20 samples were collected for 20 days during May 2022. Further processing of the filters for their elemental analysis with an X-Ray Fluorescence analyzer (TRACER 5i, Bruker) led to the identification and quantification of the chemical elements in each sample.
The results showed that the concentrations of PM10 ranged from 7.3 to 287.5 μg m-3 with highest concentrations found during April, due to intense dust episodes, while the lowest in December. Overall, a total of 50 days with dust events were identified. Exceedances of the legislative limits of PM10 were mainly due to these dust episodes with a frequency of 80% and secondarily to anthropogenic activities in the area. The observed increased concentrations of PM10 in winter were due to domestic heating, in spring due to frequent and intense dust episodes, in summer due to touristic activities and in autumn due to vehicular traffic and road dust resuspension. Diurnal analysis demonstrated higher concentrations of PM10, during morning and midday on weekdays and during afternoon and evening on weekends, all associated with peak hours.
Elemental analysis of the samples showed increased concentrations of Na, Cl, Si, Ca and Al, elements that primarily originate from the marine environment and the Earth's crust. At the same time, Al was found to be a good indicator of the transported dust from North Africa. It was also found that winds blow quite frequently from the sea and the city of Chania towards the Akrotiri station.