JÓTÉKONY ÉS KÁROS AEROSZOL RÉSZECSKÉK A LEVEGŐBEN

Átírás

1 JÓTÉKONY ÉS KÁROS AEROSZOL RÉSZECSKÉK A LEVEGŐBEN SALMA Imre ELTE Kémiai Intézet URL:

2 SZENNYEZETT LEVEGŐKÖRNYEZETBEN ÉLŐ SZEMÉLYEK SZÁMA ÉVBEN

3 AZ AEROSZOL a levegő kolloid rendszere: levegő + diszpergált szilárd és folyékony részecskék effektív átmérő: 3 nm és 100 μm között példák: por, füst, köd, pára, permet, szmog, vírusok, baktériumok, algák, spórák, virágpor természetes forrás: felszín aprózódása, felvert por, erdőtüzek, gázok reakciói antropogén: ipar, közúti közlekedés (+reszuszpenzió), hulladékégetés, közvetlen emisszió

4 342 W/m W/m W/m 2 CO 2 CH 4 CFC o C O 3 N 2 O H 2 O

5 AZ AEROSZOL KÖZVETLEN ÉGHAJLATI HATÁSA

6 KÖHLER- GÖRBÉK

7 AZ AEROSZOL ÉS A PLANETÁRIS ALBEDÓ

8 Raoult-tag Kelvin-tag = D RT M a p D p w w w w ρ σ 4 exp ) ( 0 ρ w = M w /V w és n s = V s ρ s /M s Φ = = w s w w w n n x a ν γ exp A KÖHLER-MODELL

9 AZ AEROSZOL VIZES EXTRAKTUMA ÉS A HUMUSSZERŰ ANYAG

10 A HULIS-OLDATCSEPP FELÜLETI FESZÜLTSÉGÉNEK VÁLTOZÁSA Felületi feszültség [mn/m] víz 43.7 mg/l 87.0 mg/l 177 mg/l 358 mg/l 543 mg/l 818 mg/l mg/l Idő [s]

11 AZ AEROSZOL KÖZVETETT ÉGHAJLATI HATÁSA

12 KÖHLER- GÖRBÉK

13 ÚJ AEROSZOL RÉSZECSKÉK KÉPZŐDÉSE

14 AZ ÉGHAJLATI KÉNYSZER évhez viszonyítva

15 FUTURE CLIMATE CHANGE ΔT = +0.7 C in 100 years GLOBAL WARMING GLOBAL DIMMING power underestimated human impact 10x more important climate may be more sensitive, extreme weather events aerosol and health being brought under control uninhabitable world? sustainable development, Kyoto protocol, nuclear energy, energy production and chemical industry based on agriculture/photosynthesis

16 AEROSZOL A BUDAPESTI METRÓBAN

17 FÖLDALATTI VASÚTI MIKROKÖRNYEZET 1896., egyik legrégebbi metró 33 km, 84% föld alatt, 40 megálló a tömegközlekedés 22%-át bonyolítja Astoria állomás, felújítva 2006-ban

18 MÉRŐMŰSZEREK ÉS MINTAGYŰJTŐK

19 A PM10 TÖMEG NAPI VÁLTOZÉKONYSÁGA Station closed Napi átlag 130 μg/m Mass concentration measured data 1-h smoothing HLV(24h)=50 μg/m :00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 Time [hh:mm] Concentration [μg/m 3 ]

20 JÁRATSŰRŰSÉG ÉS LEVEGŐMINŐSÉG :15 11:45 13:45 12:45 14:15 14:45 7:15 15:45 8:45 7:45 15:15 16:15 8:15 16: :15 19:45 10:15 18:45 10:45 11:15 18:15 12:15 17:15 17: :45 21:15 20:15 20:45 6 4:45 5:15 22:45 22:15 23:15 5:45 6:15 6:45 9:15 9:45 4 Number of trains [in 30 min] 2 R = PM10 mass concentration [μg/m 3 ]

21 EGYEDI SZERELVÉNYEK HATÁSA: NAGY (4 s) IDŐFELBONTÁSÚ MÉRÉSEK

22 KÉMIAI ÖSSZETEVŐK ÉS DÚSULÁSUK Aeroszolösszetevő Konc. (ng/m 3 ) PM frakció Kőzet EF Beltéri EF Konc. (ng/m 3 ) PM2.0 frakció Kőzet EF Beltéri EF BC Mg Al Si S Cl K Ca Ti Cr Mn Fe Ni Cu Zn Br DL Ba DL Pb PM (μg/m 3 )

23 EMISSZIÓS FORRÁSOK finon/durva arány (r) a tömeg esetében: a metróban, r = 0.39 a durva részecskék alkotják a PM10 méretfrakció 72%-át belvárosban, r = 0.61 (1996.) és 0.68 (2002.) aprítás és kopás dominál elemi szignatúrák, korrelációs analízis: pl., (Fe/Mn) PM = = (Fe/Mn) átlagos acélok mechanikus források: áramvezető sín és áramszedő sín és kerék szélerózió

24 EGÉSZSÉGÜGYI KÖVETKEZTETÉSEK Utazóközönség: átlagos PM10 koncentrációk > EU 24 h HLV = 50 μg/m 3 Európa sok városában gyakori túllépések EPA 24 h HLV = 150 μg/m 3 az expozíció időskálája, ca. 10 min! a metróbeli aeroszol részecskék jelentősen különböznek a kültéri belvárosi részecskéktől (nagyobbak, nehezebbek, főleg Fe-t és kevesebb kormot tartalmaznak) eltérő hatások Cr és Ni WHO éves egészségügyi határérték!??, speciáció, további vizsgálatok Alkalmazottak: 8h MMK belélegezhető inert porra μg/m 3 mindegyik fém esetében c < MMK

25 MORFOLÓGIA ÉS KÉMIAI FORMÁK

26 AEROSZOL KONCENTRÁCIÓK A VILÁG METRÓIBAN μg/m 3 egységben Város PM 10 méretfrakció PM 2.5 méretfrakció Tartomány Átlag Tartomány Átlag Peking Berlin Budapest Kairó Guangzhou Helsinki Hong Kong London Mexikóváros New York, N.Y. 62 Prága Róma Szöul Stockholm Tajpej Tokió

27 ÖSSZEFOGLALÁS légköri aeroszol: a természetes környezet része kapcsolatrendszer: éghajlat, az elemek biogeokémiai folyamatai, víz körforgása, levegőminőség és emberi egészség, épített környezet, légköri optika, látótávolság antropogén tevékenység: változások kutatás: ELTE Kémiai Intézetben is nincsenek külön-külön válaszok az emberiség nagy környezeti kérdéseire Earth System Science