Μελέτη της φωτοχημικής ισορροπίας του όζοντος στο αστικό περιβάλλον της Θεσσαλονίκης
Creators: name: Τσούτσουρου, Χαρίκλεια Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Όζον
Φωτοχημική ισορροπία
Ρύπανση
Ozone
Photochemical balance
Pollution

description: Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο μελέτης τη φωτοχημική ισορροπία του όζοντος στο αστικό περιβάλλον της Θεσσαλονίκης. Το νέφος που παρουσιάζεται πάνω από την πόλη αρκετά συχνά κατά τη διάρκεια του έτους, ειδικά τα τελευταία χρόνια αποτελεί από μόνο του λόγο για να ασχοληθεί κανείς με το συγκεκριμένο θέμα. Η εργασία είναι πειραματική και μελετά τις μεταβολές των ρύπων της ατμόσφαιρας και συγκεκριμένα του όζοντος σε ένα διάστημα πέντε μηνών από τον Μάρτιο έως τον Ιούλιο για το έτος 2003 στη Θεσσαλονίκη. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων και των διαγραμμάτων προέρχονται από ένα φασματοφωτόμετρο του καθηγητή Μ. Blumthaler (Un. Medical Physics, Innsbruck, Austria) στο σταθμό μέτρησης του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) που ανήκει στο Δίκτυο Παρακολούθησης Αέρα της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος INSPECTRO (Influence of clouds on the spectral actinic flux in the lower troposphere). Η επιλογή του συγκεκριμένου σταθμού μέτρησης δεν είναι τυχαία αλλά ο σταθμός του ΑΠΘ ανήκει σε αστικό περιβάλλον με κακό πολεοδομικό σύστημα και οι συγκεντρώσεις του όζοντος επηρεάζονται κυρίως από την έντονη κυκλοφορία των οχημάτων και την οικιακή θέρμανση. Ύστερα από κατάλληλη επεξεργασία των τιμών μελετήθηκε και αναλύθηκε η χρονική μεταβολή (μεταβλητότητα) της συγκέντρωσης του όζοντος και διερευνήθηκε η απόκλιση των συγκεντρώσεων του τροποσφαιρικού όζοντος από τη φωτοχημική ισορροπία. Υπολογίστηκαν οι συνολικές συγκεντρώσεις των αέριων ρύπων σε καθημερινή βάση, ο λόγος Leighton (φ) και η συσχέτισή του με το όζον (Ο3) και το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2) αντίστοιχα, ο ρυθμός φωτόλυσης (jNO2) του ΝΟ2 και έγινε η σύγκριση των αρχικών συγκεντρώσεων του όζοντος από τα δεδομένα του σταθμού (πειραματικές μετρήσεις) με τις συγκεντρώσεις από την φωτοχημική ισορροπία (θεωρητικές μετρήσεις). Πραγματοποιήθηκαν και τα αντίστοιχα διαγράμματα τα οποία συμπεριλαμβάνονται στην εργασία και δίνουν μία καθημερινή εικόνα της κατάστασης της ατμόσφαιρας της πόλης εκείνου του χρονικού διαστήματος. Από τις ημερήσιες διακυμάνσεις του όζοντος, αλλά και από τα διαγράμματα του λόγου Leighton με το όζον προέκυψε ότι υπάρχει μεγάλη απόκλιση από τη φωτοχημική ισορροπία κατά το μετρούμενο διάστημα. Αυτό συμβαίνει διότι κατά τη θερινή περίοδο και κατά τις μεσημβρινές ώρες συγκεκριμένα, οι τιμές του όζοντος είναι μέγιστες λόγω της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας και της αυξημένης εκπομπής αέριων ρύπων λόγω κυκλοφοριακής κίνησης αφού οι εκπομπές των πρόδρομων ρύπων του όζοντος παραμένουν υψηλές καθ΄ όλη τη διάρκεια του έτους
description: The present study aims to study the photochemical balance of ozone in the urban environment of Thessaloniki. Clouds that occur over the city quite often during the year, especially in recent years, are in themselves a reason to deal with this issue. The work is experimental and studies the changes of air pollutants and in particular of ozone over a period of five months from March to July for the year 2003 in Thessaloniki. The data used to extract the results and charts were obtained from a spectrophotometer by Professor M. Blumthaler (Un. Medical Physics, Innsbruck, Austria) at the Aristotle’s University of Thessaloniki (AUTH) measurement station belonging to the Air Monitoring Network of the Region of Central Macedonia under the European Program INSPECTRO (Influence of clouds on the spectral actinic flux in the lower troposphere). The choice of this metering station is not accidental but the AUTH station is in an urban environment with poor urban planning and ozone concentrations are mainly influenced by heavy vehicle traffic and household heating. After appropriate treatment of the values, the time variation (variability) of the ozone concentration over the five months for 2003 was studied and the deviation of tropospheric ozone concentrations from the photochemical equilibrium was investigated. The total concentrations of gaseous pollutants on a daily basis were calculated, the Leighton's ratio (φ) and its correlation with ozone (O3) and nitrogen dioxide (NO2) respectively, the photolysis rate (jNO2) of NO2 and finally the initial concentrations of ozone from station data (experimental measurements) were compared with the concentrations from photochemical equilibrium (theoretical measurements). The corresponding diagrams included in the work were giving us a daily picture of the state of the atmosphere of the city at that time. From the daily fluctuations of ozone, as well as from the diagrams of the Leighton ozone diagram, the results revealed a large discrepancy between the photochemical equilibrium over the measured interval. This is because during the summer and in the midday hours in particular, the ozone values are high due to the effect of solar radiation and the increased emission of gaseous pollutants as the emissions of ozone precursors remain high throughout the period of the year