Publication: Characterization of atmospheric particles in winter season by
single particle analysis
Abstract
KIŞ MEVSİMİNDEKİ ATMOSFERİK PARÇACIKLARIN TEK PARÇACIK ANALİZİ İLE KARAKTERİZASYONU Sonbahar/ Kış 2010/ 2011 (Kasım-Şubat) süresince, Marmara Üniversitesi kampüsünde atmosferik parçacıklar 0.4 μm gözenekli membran filtrelerde düşük hacimli örnekleyici ve PM10 çarpma aygıtı kullanılarak 24 saatlik periyodlarla toplanmıştır. Toplam 92 filtre örneği elde edilmiştir. Örnekler toplandıkları günlerin meteorolojik durumlarına göre (rüzgar yönü, hava kütle hareketleri and yağış) durumlarına göre sınıflandırılmıştır. Kütle konsantrasyonları sıcaklık ve bağıl nemin kontrol altında tutulduğu bir ortamda elde edilmiştir. Parçacıkların kütle konsantrasyonları 15 ve 169 μg/ m3arasında değişmektedir ve ortalaması 53 μg/ m3 olmuştur. Yağış ve yüksek rüzgar hızı olaylarının konsantrasyonda düşüşlere sebep olduğu açıkça gözlenmiştir. Seçilen parçacıkların, taramalı elektron mikroskobu - enerji dağınımlı görüngeölçeri (SEM-EDS) vasıtasıyla boyut dağılımları ve elemental kompozisyonları elde edilmiştir. SEM analizleri parçacıkların çoğunluğunun 1μm’nın altında olduğunu göstermektedir ve bu boyuttaki parçacıklar solunum sisteminde daha derinlere ulaşabilirler. Yağışlı ve kuru günler karşılaştırıldığında, yağışlı günlerde parçacık dağılımında küçük parçacıklara doğru bi kayış söz konusudur. EDS sonuçlarına göre karbon zengini parçacıklar, toplam parçacıkların çoğunluğunu teşkil etmektedir. Yaz mevsimiyle karşılaştırıldığında, kış mevsimi parçacık boyut dağılımlarında büyük parçalara yönelik bir kayma gözlemlenmiştir. Kış parçacıkları beş ana grupta toplanmıştır: karbon zengini parçacıklar, alüminosilikatlar, kalsiyum zengini parçacıklar, metalürjik parçacıklar ve deniz kökenli parçacıklar
CHARACTERIZATION OF ATMOSPHERIC PARTICLES IN WINTER SEASON BY SINGLE PARTICLE ANALYSIS During the Fall/ Winter 2010/ 2011 (November-February), particles were collected on membrane filters with 0.4 μm pore size using a low volume sampler and PM10 impactor for 24 hour sampling periods on the campus of Marmara University at Goztepe Istanbul. 92 filter samples were obtained in total. Samples were classified according to the meteorological conditions (wind direction, air mass trajectory and presence of precipitation). Mass concentrations were obtained via a microbalance system under controlled temperature and relative humidity conditions. Mass concentration of particles ranged between 15and 169μg/ m3, with an average value of 53 μg/ m3. Effects of the rain and high wind speed events were seen clearly on the reduction of the ambient mass concentrations. Selected samples were investigated via a scanning electron microscope–energy dispersive spectrometer (SEM-EDS) to obtain size distributions and elemental compositions of the particles. SEM analysis shows that majority of particles are smaller than 1 μm and those particles can penetrate deeper in respiratory system. Comparison of the number size distributions of winter particles in days with precipitation and dry days showed significant shift to the fine particle size range for days with precipitation. EDS results show that carbon rich particles constituted most of the particles. Hierarchical cluster analysis was used to identify different particle types. Five main particle groups are found: carbon rich particles, alimunosilicates, calcium rich particles, metallurgical particles and marine aerosols.
CHARACTERIZATION OF ATMOSPHERIC PARTICLES IN WINTER SEASON BY SINGLE PARTICLE ANALYSIS During the Fall/ Winter 2010/ 2011 (November-February), particles were collected on membrane filters with 0.4 μm pore size using a low volume sampler and PM10 impactor for 24 hour sampling periods on the campus of Marmara University at Goztepe Istanbul. 92 filter samples were obtained in total. Samples were classified according to the meteorological conditions (wind direction, air mass trajectory and presence of precipitation). Mass concentrations were obtained via a microbalance system under controlled temperature and relative humidity conditions. Mass concentration of particles ranged between 15and 169μg/ m3, with an average value of 53 μg/ m3. Effects of the rain and high wind speed events were seen clearly on the reduction of the ambient mass concentrations. Selected samples were investigated via a scanning electron microscope–energy dispersive spectrometer (SEM-EDS) to obtain size distributions and elemental compositions of the particles. SEM analysis shows that majority of particles are smaller than 1 μm and those particles can penetrate deeper in respiratory system. Comparison of the number size distributions of winter particles in days with precipitation and dry days showed significant shift to the fine particle size range for days with precipitation. EDS results show that carbon rich particles constituted most of the particles. Hierarchical cluster analysis was used to identify different particle types. Five main particle groups are found: carbon rich particles, alimunosilicates, calcium rich particles, metallurgical particles and marine aerosols.