On-line Monitoring of Atmospheric Inorganic Gases and Aerosols in the Southeastern and Northwestern U.S.
Aplikace | 2014 | MetrohmInstrumentace
Atmosférické anorganické plyny a aerosoly hrají klíčovou roli v radiativním forcení klimatu. Jejich chemické složení ovlivňuje hygroskopicitu částic, tvorbu oblaků a poskytuje informace o zdrojích znečištění. Real-time monitoring těchto složek je zásadní pro pochopení regionálních klimatických efektů a lidského vlivu.
Studie porovnává složení anorganických iontů v aerosolové fázi a přidružených plynech (HNO3 NH3 SO2) ve venkovské oblasti jihovýchodních USA a v městském prostředí severozápadního Pacifiku. K měření byla použita MARGA během kampaní SOAS v Centerville Alabama v létě 2013 a v Portlandu Oregon na podzim 2013. Hlavním cílem bylo odhalit vliv regionálních emisí SO2, vlhkosti a teploty na chemické složení aerosolů.
V Alabamě byly zaznamenány vyšší koncentrace sulfátů, odvozené z regionálních emisí SO2 z uhelných elektráren. Aerosol nevešel do plné neutralizace NH4 kationty, což vedlo k částečné kyselosti. V Portlandu dominovalo veškeré NO3 a SO4 neutralizované NH4, což naznačuje přebytek NH3. Diurnální cykly ukázaly v Portlandu stabilní aerosolovou frakci nitrátů, zatímco v Alabamě probíhalo aktivní přerozdělení HNO3 mezi plynnou a aerosolovou fází.
Analýza kationtových kontrakčních iontů a Cl ukázala v Portlandu vzorce odpovídající níže stárnutému mořskému aerosolu, zatímco v Alabamě se v určitých obdobích objevily poměry Na Mg Ca K typické pro minerální prach.
MARGA umožňuje simultánní kvantifikaci klíčových anorganických iontů v plynné i aerosolové fázi. To poskytuje komplexní data pro určení zdrojů, studium aerosolové hygroskopicity a modelování klimatických a imisních procesů.
Komparativní měření ve vnitrozemí Alabamy a městském Portlandu odkrylo zásadní rozdíly v složení anorganických aerosolů, jejich neutralizačním stavu a diurnálních cyklech. Výsledky podtrhují význam kontinuální in situ analýzy pro pochopení aerosolových procesů a zdrojů znečištění.
Iontová chromatografie
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceMetrohm
Souhrn
Význam tématu
Atmosférické anorganické plyny a aerosoly hrají klíčovou roli v radiativním forcení klimatu. Jejich chemické složení ovlivňuje hygroskopicitu částic, tvorbu oblaků a poskytuje informace o zdrojích znečištění. Real-time monitoring těchto složek je zásadní pro pochopení regionálních klimatických efektů a lidského vlivu.
Cíle a přehled studie
Studie porovnává složení anorganických iontů v aerosolové fázi a přidružených plynech (HNO3 NH3 SO2) ve venkovské oblasti jihovýchodních USA a v městském prostředí severozápadního Pacifiku. K měření byla použita MARGA během kampaní SOAS v Centerville Alabama v létě 2013 a v Portlandu Oregon na podzim 2013. Hlavním cílem bylo odhalit vliv regionálních emisí SO2, vlhkosti a teploty na chemické složení aerosolů.
Použitá metodika a instrumentace
- Vzorkování vzduchu pomocí cyklon PM10 a PM2 5 pro oddělení frakcí
- Denuder pro separaci plynných složek od aerosolů
- Steam Jet Aerosol Collector pro kondenzaci a sběr aerosolových částic
- Iontová chromatografie s iontově výměnnými kolonami a vodivostní detekcí
- Kolonka pro anionty Metrosep A Supp 10 75/4.0 eluent 7 mol L-1 Na2CO3 8 mmol L-1 NaHCO3 průtok 0.7 mL min teplota 25 stupňů Celsia objem vzorku 250 mikrolitrů
- Kolonka pro kationty Metrosep C4 100/4.0 eluent 3.2 mmol L-1 HNO3 průtok 0.7 mL min teplota 42 stupňů Celsia objem vzorku 500 mikrolitrů
Hlavní výsledky a diskuse
V Alabamě byly zaznamenány vyšší koncentrace sulfátů, odvozené z regionálních emisí SO2 z uhelných elektráren. Aerosol nevešel do plné neutralizace NH4 kationty, což vedlo k částečné kyselosti. V Portlandu dominovalo veškeré NO3 a SO4 neutralizované NH4, což naznačuje přebytek NH3. Diurnální cykly ukázaly v Portlandu stabilní aerosolovou frakci nitrátů, zatímco v Alabamě probíhalo aktivní přerozdělení HNO3 mezi plynnou a aerosolovou fází.
Analýza kationtových kontrakčních iontů a Cl ukázala v Portlandu vzorce odpovídající níže stárnutému mořskému aerosolu, zatímco v Alabamě se v určitých obdobích objevily poměry Na Mg Ca K typické pro minerální prach.
Přínosy a praktické využití metody
MARGA umožňuje simultánní kvantifikaci klíčových anorganických iontů v plynné i aerosolové fázi. To poskytuje komplexní data pro určení zdrojů, studium aerosolové hygroskopicity a modelování klimatických a imisních procesů.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Modelování zpětných trajektorií vzdušných mas pro přesnější lokalizaci zdrojů
- Thermodynamické modely pro predikci rozdělení mezi plynno a aerosolovou fází
- Rozšíření analýzy o organické kyseliny a stopové kovy
- Integrace dat do regionálních a globálních klimatických i kvality ovzduší modelů
Závěr
Komparativní měření ve vnitrozemí Alabamy a městském Portlandu odkrylo zásadní rozdíly v složení anorganických aerosolů, jejich neutralizačním stavu a diurnálních cyklech. Výsledky podtrhují význam kontinuální in situ analýzy pro pochopení aerosolových procesů a zdrojů znečištění.
Reference
- Portmann RW Solomon S Hegerl GC Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(18) 7324–7329 2009
- Goldstein AH et al Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(22) 8835–8840 2009
- Kennish MJ Ed Practical Handbook of Marine Science CRC Press Boca Raton Florida USA 3rd edition
- Lee TL Yu XY Ayres B Kreidenweis SM Malm WC Collett JL Atmospheric Environment 42 2720–2732 2008
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Metrohm 2060 MARGA
2021|Metrohm|Brožury a specifikace
2060 MARGA Continuous measurement of aerosols and gases in ambient air Ambient air quality – Critical for our health and the environment According to the World Health Organization, 92% of the world population lives in places where the WHO air…
Klíčová slova
aerosols, aerosolsgases, gasesair, airaerosol, aerosolambient, ambientwrd, wrdcation, cationanion, anionconductivity, conductivitysteam, steamcontinuous, continuoushono, honosjac, sjacannulus, annulusfractions
Determination of anions and cations in aerosols by ion chromatography Summary Particle-Into-Liquid-Sampler (PILS) Monitor for AeRosols and GAses (MARGA) The study of adverse effects of air pollution requires semi-continuous, rapid and accurate measurements of inorganic species in aerosols and their…
Klíčová slova
aerosols, aerosolspils, pilswrd, wrdsteam, steamdenuder, denudersupersaturated, supersaturateddroplets, dropletsaerosol, aerosolpreconcentration, preconcentrationwet, wetcations, cationssjac, sjacanions, anionsmarga, margasoluble
Ion Chromatography Solutions for Environmental Analysis
2024|Shimadzu|Příručky
C197-E004 Ion Chromatography Solutions for Environmental Analysis Ion Chromatography Solutions for Environmental Analysis Contents Overview of Environment Analysis 3 Relevance of Ion Chromatography in Environmental Analysis 4 Overview of Ion Chromatography 6 Introduction of Ion Exchange Chromatography 6 Shimadzu’s Ion…
Klíčová slova
ion, ionanalysis, analysischromatography, chromatographysuppressor, suppressorwater, waterenvironmental, environmentalanions, anionshexavalent, hexavalentsolutions, solutionschromium, chromiumdrinking, drinkingindex, indexconductivity, conductivityanion, anioncolumn
Air Monitoring
2016|Metrohm|Brožury a specifikace
Air Monitoring Semi-continuous determination of ambient air quality The Particle Into Liquid Sampler – a simple solution for the determination of ions in aerosol particles Combustion of fossil fuels for energy production pollutes the environment with large quantities of harmful…
Klíčová slova
pils, pilsaerosol, aerosolheavy, heavydetermination, determinationvoltammetric, voltammetricvoltammetry, voltammetryaerosols, aerosolsair, airmetal, metaltime, timemetals, metalsion, ionmagic, magiccontinuous, continuousresolution