Szervetlen komponensek méreteloszlása Nagyvárosi aeroszol

A nagyvárosban gyűjtött aeroszol minták mért szervetlen alkotóinak relatív mennyiségét az 5.

ábrán mutatom be.

A fenti ábra adatai alapján megállapítható, hogy a szulfátion méreteloszlása egymódusú, a szulfátion összes mennyisége (2,2 µgm^-3) a minta teljes tömegének 5,4%-át teszi ki. Az összes szulfátion mennyiségének 79%-a található az 1µm-nél kisebb mérettartományban. A szulfátionhoz hasonlóan az ammóniumion méreteloszlása is egymódusú görbével írható le és a finom tartományban találjuk összes mennyiségének 80%-át, mivel az ammónia többnyire a finom eloszlású frakcióban jelenlévő savas komponensek közömbösítése során kerül az aeroszolba, egyébként gázfázisban marad. Az általam mért koncentrációk (nmol/m³) összehasonlításából megállapítható, hogy az egész mérettartományban az ammóniumionok mennyisége nem elegendő a szulfátionok semlegesítéséhez. A hiányzó szulfát mennyisége a finom tartományban kénsavból, biomassza égetésből származó kálium-szulfátból, a durva tartományban a Na- illetve Ca-szulfátból származhat. A nitrátion esetében – a száraz tömegkoncentrációhoz hasonlóan – kétmódusú eloszlást figyeltünk meg, a finom tartományban elsősorban ammónium-nitrátként fordul elő. A kimutatott jelentős koncentráció arra utal, hogy a mintavétel alatt a hőmérséklet az ammónium-nitrát képződésének kedvezett, mivel a magasabb hőmérséklet elősegíti az ammóniára és a salétromsavra bomlást (Warneck, 1999). A durva tartományban a kalcium ionok is szerepet kapnak, mennyiségük a nitrát mennyiségével vethető össze. A közlekedés során (úttestről) és az építkezések során a légkörbe jutó részecskék is jelentősen hozzájárulhatnak a kalcium mennyiségének növeléséhez. Ezzel magyarázható, hogy a Budapestről származó aeroszol minták kalciumtartalma jelentősen meghaladja a háttérállomásról származó minták maximum értékeit. A többi azonosított komponens mennyisége elhanyagolható. A vízoldható szervetlen ionok a kondenzációs módusban a teljes tömeg 22%-át, a cseppmódusban 21%-át és a durva módusban pedig 15%-át adják.

Vidéki aeroszol

A Tihanyban gyűjtött aeroszol minták vízoldható szervetlen komponenseinek relatív mennyiségének méreteloszlását a különböző évszakokban a 6. ábrán láthatjuk. Mint az ábrából kitűnik, a szulfátionok méreteloszlása eltér a különböző évszakokban. Az összes szulfát mennyisége a téli időszakban a legtöbb (3,8 µgm^-3). A nyári mintákban az összes szulfátkoncentráció 2,2 µgm^-3, amelynek 96%-a az 1 µm alatti mérettartományban található. Az őszi méret szerinti eloszlás hasonló, mint a nyári, de a maximum érték alig harmada a nyári értékeknek. A többi évszaktól eltérően a tavaszi méreteloszlásban a szulfátionok relatív dúsulása figyelhető meg az 1 µm-nél nagyobb részecskékben. A Tihanyban gyűjtött aeroszol mintákban a nitrátionok méreteloszlásában évszakos változást figyelhetünk meg. A téli és tavaszi időszakban a nitrátion mennyisége a 0,5 µm-es részecskeméretnél egy maximummal rendelkezik, az őszi és nyári időszakban pedig kétmódusú eloszlás figyelhető meg. A nitrát első maximuma nyáron a

cseppmódusban, ősszel pedig a kondenzációs módusban mutatható ki, míg a második maximum mindkét esetben a durva mérettartományban található.

6. ábra: A vidéki aeroszol minták szervetlen komponenseinek méreteloszlása a különböző évszakokban.

Télen a kondenzációs és a cseppmódusban a nitrát mennyisége a téli háttéraeroszolban mért mennyiséghez képest rendre 47% és 63%-kal több, ami a lakossági fűtésből származó NOx

kibocsátással magyarázható. A káliumion mennyiségét évszakok szerint összehasonlítva, megfigyelhető, hogy a finom mérettartományban a téli és tavaszi mintákban nagyobb koncentrációban fordul elő, mint az őszi és nyári mintákban. Ez - hasonlóan a háttéraeroszolhoz - a téli fűtéssel és tavaszi mezőgazdasági hulladékégetésével magyarázható. A további három szervetlen kation (magnézium, kalcium, nátrium) esetében jellegzetes évszakos különbség nem figyelhető meg.

Háttéraeroszol

mérettartományban található. A többi évszak átlagos szulfátion mennyisége közel azonos, tavasszal: 1,7 µgm^-3, ősszel: 1,3 µgm^-3 és télen 1,5 µgm^-3. A nagyvárosi és a háttéraeroszol mintákban mért szulfátion méreteloszlását összehasonlítva megfigyelhető, hogy a K-pusztán gyűjtött mintákban a maximum érték minden évszakban a cseppmódusban (0,5-1 µm), míg a nagyvárosi aeroszol esetében a kondenzációs módusban (0,25 µm) található. Mindez arra utal, hogy a városi aeroszol mintákat frissen keletkezett részecskék alkotják, míg a háttéraeroszol esetében „öregedett” aeroszolról beszélhetünk.

7. ábra: A háttér aeroszol minták évszakonkénti, adott mérettartományba eső, relatív kémiai összetétele a mért szervetlen alkotókat figyelembe véve.

Az ammóniumion koncentrációjának nyári méreteloszlása megegyezik a szulfátionok nyári méreteloszlásával. A K-pusztán gyűjtött aeroszol minták esetében a nitrátionok méreteloszlásában évszakos különbségeket figyelhetünk meg. A téli mintákban mért összes nitrátion koncentráció (4,0 µgm^-3) jóval meghaladja a többi évszakban mért értéket (tavasz: 2,6 µgm^-3, nyár: 1,0 µgm^-3 ősz: 1,7 µgm^-3). A nagy koncentrációkülönbség a fűtésből származó nitrát-vegyületekkel, valamint a kis hőmérséklettel (gátolt az ammónium-nitrát bomlása) magyarázható. A téli időszakban a nitrátion koncentrációjának méreteloszlása egymódusú, melynek maxiuma a 0,5 µm-es részecskeméretnél található. Az átmeneti évszakokban a méreteloszlás kétmódusúvá válik, a nitrát mennyisége a téli koncentrációkhoz képest csökken – főként a 2 µm alatti mérettartományban – a tömeg nagyobb hányada a finom tartományban található. A nyári időszakból származó mintákra szintén a kétmódusú eloszlás jellemző, jelentősebb hányada (67%) az 1 µm-nél nagyobb

részecskékben található. Ez abból adódik, hogy a karbonát- és a kloridionokat a gázfázisú salétromsav Ca- és Mg-vegyületekben irreverzibilis folyamatban nitrátionokra cseréli. A káliumion méreteloszlásában megfigyelhető, hogy minden évszakban az 1 µm alatti mérettartományban található a maximum értéke, koncentrációja kicsi, (max. 0,9 nmol/m^-3), tél-ősz-tavasz-nyár sorrendben csökken. Ennek a magyarázata, hogy a kálium a legnagyobb mennyiségben a biomassza égetés során kerül a légkörbe (Huang et al., 2006). A kalciumionok koncentrációja a durva mérettartományban jelentős, évszaktól függően 2,5-8%-ban járul hozzá a minták összes tömegéhez. Koncentrációja a durva mérettartományban a tél-nyár-tavasz-ősz sorrendben nő. Ennek magyarázata, hogy a kalcium a talaj mállása során kerül a légkörbe, a téli időszakban a fagyott talaj és a hó gátolja a részecskék légkörbe jutását. A tavaszi és őszi talajmunkálatok során viszont a légkörbe jutó talajeredetű részecskék mennyisége jelentős