Μελέτη ψευδοχουμικών ενώσεων στα αστικά αεροζόλ της κεντρικής και νότιας Ευρώπης: κατά-μέγεθος χημικός χαρακτηρισμός και οπτικές ιδιότητες
Creators: name: Βολιώτης, Αριστείδης Αναστασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Αεροζόλ
Ψευδοχουμικές ενώσεις
Οπτικές ιδιότητες
Aerosol
Humic-like substances
Optical properties

description: Τα τελευταία χρόνια, οι ατμοσφαιρικές ψευδοχουμικές ενώσεις (HUmic LIke Substances, HULIS) έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας λόγω της ισχυρής ικανότητας τους στην απορρόφηση της ακτινοβολίας. Ωστόσο, υπάρχουν εξαιρετικά λιγοστές εργασίες που να επικεντρώνονται στον χαρακτηρισμό τους, ενώ η κατανομή των οπτικών τους ιδιοτήτων δεν έχει μελετηθεί ποτέ. Στην παρούσα εργασία, συλλέχθηκαν δείγματα αιωρουμένων σωματιδίων ανά κλάσματα μεγέθους στο αστικό και περιαστικό περιβάλλον τεσσάρων Ευρωπαϊκών πόλεων κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Οι συγκεντρώσεις των HULIS κυμάνθηκαν μεταξύ 0.1 και 1.5 μg m-3 στα χονδρότερα και λεπτότερα σωματιδιακά κλάσματα, αντίστοιχα. Η συνεισφορά του ανθρακικού περιεχομένου των HULIS (HULIS-C) στο κλάσμα του υδατοδιαλυτού οργανικού άνθρακα (Water Soluble Organic Carbon, WSOC), ήταν παρόμοια με αυτή που έχει αναφερθεί στο αστικό περιβάλλον άλλων πόλεων, επηρεαζόμενες από την καύση βιομάζας. Επιπλέον, οι καλές συσχετίσεις των HULIS με δείκτες καύσης βιομάζας όπως και με δευτερογενή υδατοδιαλυτά ιοντικά συστατικά υποδεικνύει την σημαντικότητα τόσο των πρωτογενών όσο και δευτερογενών μηχανισμών σχηματισμού τους. Η κατά-μέγεθος ικανότητα απορρόφησης της μάζας (Mass Absorption Efficiency, MAE) παρουσίασε πτωτική τάση από τα μικρότερα στα μεγαλύτερα σωματιδιακά κλάσματα, με τιμές από 0.9 έως 1.9 m2 gC-1 στο υπόμικρό κλάσμα (&lt;1μm) και από ~0.4 έως 1.0 m2 gC-1 στο χονδρότερο (&gt;3μm). Τέλος, τα φάσματα υπερύθρου (FTIR-ATR), έδειξαν τη σημαντική παρουσία των αρωματικών και καρβοξυλικών λειτουργικών ομάδων στο κλάσμα των HULIS, σημειώνοντας περεταίρω την επιρροή της καύσης βιομάζας. Τα νέα ευρήματα της παρούσας εργασίας στην κατανομή των ιδιοτήτων των HULIS θα μπορούσαν να συνεισφέρουν στην καλύτερη κατανόηση της φύσης τους στα αστικά και περιαστικά περιβάλλοντα
description: Although HULIS have attracted the interest of the scientific community because of their strong light absorbing abilities, there are extremely limited studies reporting HULIS characterization, while as far as we are concerned, there is no information regarding their size-resolved optical properties. In this study, size-resolved aerosol samples collected in the urban and suburban environment of four European cities during winter. The concentration of HULIS was between 0.1 to 1.5 μg m-3 in coarser and finer particle size fractions, respectively. The contribution of HULIS-C to WSOC was 35-45%, which is typical for urban sites affected by biomass burning. The good correlations of HULIS with effective biomass tracers, as well as with secondary water soluble ions showed that HULIS had significant primary and secondary sources. Insightfully, the size-resolved Mass Absorption Efficiency (MAE) showed decreasing tendency from the finest torwards larger particles, ranging from 0.8 to 1.9 m2 gC-1 and from ~0.4 to 1.0 m2 gC-1, respectively. Moreover, the FTIR-ATR spectra acquired demonstrated the significant contribution of aromatic and carboxylic functional groups to HULIS fraction, pinpointing the influence of biomass burning. The new findings on HULIS size-resolved properties provided by this study might contribute to the better understanding of their nature in urban and suburban environments.