2. MÉRÉSI MÓDSZEREK: MINTAVÉTEL ÉS KÉMIAI ANALÍZIS
2.1. Mintavétel
Disszertációmban részletesen elemzett aeroszol mintákat K-pusztán (46° 58′ É, 19° 33′ K), az Országos Meteorológiai Szolgálat Háttérlégszennyezettség-PpU ÈOORPiViQ J\ MW|WWN $ PpU iOORPiV D] $OI|OG|Q WDOiOKDWy .HFVNHPpWW O NP-re
pV]DNQ\XJDWL %XGDSHVWW O NP-re délkeleti irányban. A térség átlagos tengerszint feletti magassága 100- P N|]|WWL $ PpU iOORPiV HJ\ HUGHL WLV]WiVRQ N|]YHWOHQ V]HQQ\H] IRUUiVRNWyOWiYROKHO\H]NHGLNHODPHO\QHNN|YHWNH]WpEHQD]DHURV]ROPLQWiN D]~QUHJLRQiOLVNRQWLQHQWiOLVKiWWpUOHYHJ MHOOHP]pVpUHDGQDNPyGRW
A mintákat 2000 nyarán és telén valaPLQW WDYDV]iQ pV V]pQ J\ MW|WWN
(2. táblázat). Az aeroszol kémiai összetételének napszakos vizsgálata érdekében napi két
PLQWiW YHWWQN D QDSSDOLDN D QDSNHOWpW O QDSQ\XJWiLJ PtJ D] pMV]DNDLDN QDSQ\XJWiWyO QDSNHOWpLJ WDUWy LG V]DNUD YRQDWNR]QDN $ OHYHJ W D IHOV]tQW O P PDJDVViJEDQ OpY PLQWDYpWHOL FV|Y|Q NHUHV]WO HJ\ IRNR]DWWDO UHQGHONH] NLVQ\RPiV~ LPSDNWRURQ
szívtuk át (ELPI: Electrical Low Pressure Impactor, Dekati Ltd), 26,4 l min-1 áramlási
VHEHVVpJJHO$]DOXPtQLXPIyOLiUDJ\ MW|WW mintákat az elemzésig fagyasztószekrényben tároltuk.
Évszak Mintavétel ideje Nappali minták száma
Éjszakai minták
száma Analízis
Nyár 2000. 07. 29. – 2000. 08. 14. 13 13 TC, IO, WSOC
Tél 2001. 01. 31. – 2001. 02. 03. 4 4 TC, IO, WSOC
Tavasz 2001. 04. 02. –2001. 04. 06. 4 5 TC, IO, WSOC
V] 2001. 10. 23.- 2001. 10. 27. 4 4 TC, IO, WSOC
TC: összes szén, IO: szervetlen ionok, WSOC: vízoldható szén
2. táblázat: Mintavételi körülmények
A mintavételkor alkalmazott impaktor amellett, hogy a 0,03-10,77 µm-es mérettartományban folyamatosan méri a részecskék számának nagyság szerinti
HORV]OiViW OHKHW VpJHW DG DUUD KRJ\ D IRNR]DWRQNpQW |VV]HJ\ OW DHURV]RO UpV]HFVNpN
kémiai összetételét is meghatározzuk. Az egyes fokozatokhoz tartozó, aerodinamikai
iWPpU UHYonatkozó ún. alsó vágási értékeket (az egyes fokozatokon felfogott legkisebb részecskék mérete) és geometriai átlag vágási értékeket (adott fokozathoz tartozó geometriai átlagméret) a 3. táblázatban foglaltuk össze. A részecskék aerodinamikai
iWPpU MH PHJDGMD DQQDN D] HJ\VpJQ\L V U VpJ J|PE DODN~ UpV]HFVNpQHN D PpUHWpW DPHO\UHDOHYHJ EHQXJ\DQRO\DQN|]HJHOOHQiOOiVKDWPLQWDWpQ\OHJHVUpV]HFVNpUH
fokozat Alsó vágási méret
(µm) Geometriai
átlagméret (µm)
1 0,03 0,04
2 0,06 0,08
3 0,11 0,14
4 0,18 0,22
5 0,27 0,34
6 0,42 0,53
7 0,68 0,84
8 1,05 1,34
9 1,70 2,10
10 2,60 3,30
11 4,20 5,41
12 6,97 8,66
13 10,77 -
3. táblázat: Az ELPI fokozatain felfogott legkisebb részecskék mérete és a fokozatokhoz tartozó geometriai átlagméretek
Az impaktRU(/3,P N|GpVHD]DHURV]ROUpV]HFVNpNIHOW|OWpVpQWHKHWHWOHQVpJL RV]WiO\R]iViQ pV HOHNWURPRV GHWHNWiOiViQ DODSXO iEUD $ PLQWDYHY EH EHOpS DHURV]RO UpV]HFVNpN HO V]|U HJ\SyOXV~ SR]LWtY HOHNWURPRV PH] Q PHU OHJHV LUiQ\EDQ
áramlanak át, amelynek sRUiQ D] LPSDNWRUED OpSpV HO WW HOHNWURPRVDQ IHOW|OW GQHN $]
HOHNWURPRV PH] W HJ\ GLyGD WtSXV~ NRURQD W|OW KR]]D OpWUH $ W|OWpVL ]yQD XWiQ
elektromos csapda helyezkedik el, amely eltávolítja az ionokat és a kb. 20 nm-nél kisebb töltött részecskéket. A részecskék ezután kerülnek a 13 fokozatú impaktorba,
DPHO\ DHURGLQDPLNDL iWPpU MN V]HULQW RV]WiO\R]]D NHW $] LPSDNWRU IRNR]DWDL
HJ\PiVWyO HOHNWURPRVDQ V]LJHWHOWHN $] HJ\HV IRNR]DWRNRQ |VV]HJ\ MW|WW W|OW|WW
részecskék elektromos áramot hoznak létre, amelyHW VRNFVDWRUQiV iUDPHU VVpJ-PpU PHJIHOHO FVDWRUQiMD UHJLV]WUiO $GRWW FVDWRUQiQ PpUW iUDPHU VVpJ DUiQ\RV D] DGRWW IRNR]DWRQ J\ MW|WW UpV]HFVNpN V]iPiYDO $ PpU EHUHQGH]pVEH EHpStWHWW V]iPtWyJpS D]
elektromos jeleket szám szerinti eloszlássá alakítja. A készülék az adatrögzítést 5 perces
LG IHOERQWiVVDO YpJ]L DPHO\ D UpV]HFVNHV]iP PpUHWHORV]OiV LG EHOL DODNXOiViQDN Q\RPRQN|YHWpVpWWHV]LOHKHW Yp
4. ábra: Az ELPI sematikus rajza
(J\VpJQ\L V U VpJ J|PE DODN~ UpV]HFVNpNHW IHOWpWHOH]YH D UpVzecskeszám méreteloszlása átszámítható felület és tömeg méreteloszlássá (5. ábra). A részecskék
el. Ennek okai az alábbiakban foglalhatók össze (Temesi et al., 2001).
- $] DHURV]RO |VV]HV W|PHJpQHN PHJKDWiUR]iVDNRU MHOHQW V EL]RQ\WDODQViJJDO NHOOV]iPROQLOiVGNpV EE
- (J\D]RQ PLQWD |VV]HV DONRWyMiW HOV VRUEDQ D Q\RPDQ\DJRN QHP WXGMXN
meghatározni.
- $ I |VV]HWHY N N|]O D V]pQWDUWDOP~ I OHJ D V]HUYHV DONRWyN |VV]es tömegének közvetlen mérése nem megoldott. (Csak a szén mennyiségét
PpUMN D YHJ\OHWHNEHQ OpY HJ\pE DWRPRNPROHNXOD FVRSRUWRN W|PHJpW
nem.)
- A részecskék vizet is tartalmaznak, amelyet közvetlenül nem tudunk mérni.
A részecskék vízfelvételét az aeroszoO UpV]HFVNpNHW DONRWy |VV]HWHY N
nedvszívó képességének figyelembe vételével lehet becsülni. Mivel a szerves
Vákuum szivattyú
vegyületek higroszkópos tulajdonságait kevéssé ismerjük, ezért a becslés bizonytalan.
A felsorolt okok miatt munkánk során az 1 g cm-3 részecske s U VpJHW DONDOPD]WXNDPHOO\HODV U VpJHWYDOyV]tQ OHJPD[LPiOLVDQ-kal) alulbecsültük.
5. ábra: Az aeroszol részecskék számának és tömegének méret szerinti eloszlása a nyári éjszakai mintákban
Mint minden aeroszol mintavétel során, az ELPI alkalmazásakor is néhány
KLEiYDONHOOV]iPROQXQN0F0XUU\$]HOV OHKHWVpJHVKLEDIRUUiVKRJ\DNLVHEE PpUHW pVQDJ\REEPRELOLWiV~UpV]HFVNpNHWPiUDNRURQDW|OW EHQÄHOYHV]tWMN´DW|OW H UpV]HFVNpN V]iPiUD KDWpNRQ\ LPSDNWRUNpQW P N|GLN (]W D hibát a szám szerinti koncentrációszámításnál figyelembe kell venni (Marjamäki et al., 2000). Mivel ezek a részecskék nem lépnek be az impaktorba, így a kémiai analízis során meghatározott aeroszol alkotók koncentrációja valamelyest kisebb, mint tényleges légköri koncentrációjuk. A részecskeveszteség a d < 20 nm-HV PpUHWWDUWRPiQ\EDQ MHOHQW V 0DUMDPlNL HW DO D]RQEDQ D] (/3, iOWDO J\ MW|WW PpUHWWDUWRPiQ\EDQ QP
felett) az elveszett részecskék száma csekély. További hibát eredményezhet, hogy néhány kevésbé illékony („semi-YRODWLOH´HOV VRUEDQV]HUYHVYHJ\OHWDPLQWDYHY EHQ
elpárologhat. Turpin és munkatársai (2000) által végzett vizsgálatok azonban
NLPXWDWWiN KRJ\ H KLED PpUWpNH HOKDQ\DJROKDWy (O IRUGXOKDW KRJ\ D UpV]HFVNpN HJ\
része lesodróGLN D PLQWDYHY IyOLiUyO (] D KLEDIRUUiV MHOHQW VHQ FV|NNHQWKHW NLNV]|E|OKHW KD D PLQWDYHY IyOLiW YDODPLO\HQ MyO WDSDGy EHYRQDWWDO JpOHN RODM VWE OiWMXN HO .pPLDL DQDOt]LV FpOMiEyO J\ MW|WW PLQWiN HVHWpEHQ D]RQEDQ
csak bevonat nélküli fóliák alkalmazhatók. Ismeretes, hogy a relatív nedvesség 0
0,04 0,08 0,14 0,22 0,34 0,53 0,84 1,34
DHURGLQDPLNDLiWPpU Pm)
befolyásolja a részecskék lesodródását (Stein et al., 1994, Chang et al., 1999). Az idézett
PXQNiN PHJHU VtWLN D]W D IHOWpWHOH]pVW DPHO\ V]HULQW D UHODWtY QHGYHVVpJWDUWDORP
növekedésével csökken a lesodródó részecskék száma, mivel a relatív nedvességtartalom növekedésével a higroszkópos részecskék egyre több vizet abszorbeálnak, „jól tapadó” oldatcseppeket alkotnak. A mintavétel során további hibát
MHOHQWKHWD]KRJ\NLVPpUHW QpKiQ\QP-es), nagy diffúziós együtthatójú részecskék
PHJMHOHQKHWQHND]LPSDNWRUIHOV DGXUYDUpV]HFVNpNHWIHOIRJyIRNR]DWDLQ0DUMDPlNL HW DO N|YHWNH]pVNpSSHQ D NpV]OpN D GXUYD UpV]HFVNpN V]iPV]HU
koncentrációját felülbecsülheti.
$ PLQWDYpWHO LGHMpQ D NO|QE|] PHWHRUROyJLDL DGDWRN K PpUVpNOHW UHODWtY
nedvességtartalom, rövidhullámú sugárzás, csapadékszint, szélsebesség, szélirány)
J\ MWpVH yUiV LG IHOERQWiVEDQ W|UWpQW Az évszakokhoz tartozó átlagos relatív
QHGYHVVpJWDUWDORPpVK PpUVpNOHWpUWpNHNHWDWiEOi]DWEDQ foglaltuk össze.
Relatív nedvességtartalom (%) + PpUVpNOHWÛ&
nappal éjszaka nappal éjszaka
Tavasz 46 68 14,4 6,8
Nyár 49 83 26,6 17,3
V] 61 85 8,7 4,5
Tél 73 81 0,8 -1,2
4. táblázat:ÈWODJRVUHODWtYQHGYHVVpJWDUWDORPpVK PpUVpNOHWDPLQWDYétel során K-pusztán