Chemical speciation and source apportionment of the atmospheric aerosol in Athens, Greece

Κατσικάρη, Σταυρούλα; Katsikari, Stavroula

dc.contributor.author	Κατσικάρη, Σταυρούλα	el
dc.contributor.author	Katsikari, Stavroula	en
dc.date.accessioned	2023-05-05T07:57:07Z
dc.date.available	2023-05-05T07:57:07Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57629
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25326
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	ΑΣ2.5	el
dc.subject	Χημική σύσταση	el
dc.subject	Επιμερισμός πηγών	el
dc.subject	Σωματιδιακή ρύπανση	el
dc.subject	PM2.5	en
dc.subject	Positive matrix factorization	en
dc.subject	Source apportionment	en
dc.subject	Chemical speciation	en
dc.title	Chemical speciation and source apportionment of the atmospheric aerosol in Athens, Greece	en
dc.title	Μελέτη της χημικής σύστασης του ατμοσφαιρικού αερολύματος στην Αθήνα και επιμερισμός πηγών σωματιδιακής ρύπανσης	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σωματιδιακή ρύπανση	el
heal.classification	Particle pollution	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-23
heal.abstract	Η Αθήνα χαρακτηρίζεται ως μία Ευρωπαϊκή χώρα με υψηλά επίπεδα σωματιδιακής ρύπανσης, με συνέπεια την πρόκληση σοβαρών προβλημάτων τόσο στον άνθρωπο όσο και στο περιβάλλον. Για την ανάπτυξη αποτελεσματικών μέτρων ελέγχου για τον έλεγχο της σωματιδιακής ρύπανσης, είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός της σύστασης του αερολύματος και η εύρεση των κύριων πηγών εκπομπής του. Για τον ανωτέρω σκοπό, στην παρούσα διπλωματική εργασία, λήφθηκαν 24ωρα δείγματα ΑΣ2.5 (αιωρούμενων σωματιδίων διαμέτρου έως και 2.5 um) από δύο σταθμούς στην Αθήνα. Ο ένας σταθμός αφορά στο αστικό υπόβαθρο και στεγάζεται στις εγκαταστάσεις του Εθνικού Κέντρου Έρευνας Φυσικών Επιστημών “Δημόκριτος”, ενώ ο δεύτερος αναφέρεται σε σταθμό κυκλοφορίας και βρίσκεται στο κέντρο της Αθήνας επί της οδού Αριστοτέλους. Χρησιμοποιήθηκε θερμο-οπτική ανάλυση και φθορισμός ακτινών Χ, ώστε να καταγραφεί η χημική σύσταση των σωματιδίων. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως στο σταθμό υψηλής κυκλοφορίας η συγκέντρωση αιωρούμενων σωματιδίων ήταν πολύ υψηλότερη συγκριτικά με εκείνη που βρέθηκε για τον σταθμό υποβάθρου. Επιπλέον, βρέθηκε πως ο οργανικός και στοιχειακός άνθρακας είναι τα συστατικά με την υψηλότερη συνεισφορά στην συνολική μάζα των αιωρούμενων σωματιδίων. Τα δεδομένα χημικής σύστασης χρησιμοποιήθηκαν περαιτέρω για την εύρεση των κύριων πηγών εκπομπής σωματιδιακών ρύπων, με εφαρμογή μεθοδολογίας επιμερισμού πηγών, και συγκεκριμένα με την μέθοδο θετικής παραγοντοποίησης μητρών (Positive Matrix Factorization analysis, PMF). Η μέθοδος εφαρμόστηκε για τρείς περιπτώσεις, τα δεδομένα από τον σταθμό αστικού υποβάθρου και από τον σταθμό κυκλοφορίας ξεχωριστά, και από την συνολική βάση δεδομένων και από τους δύο σταθμούς. Η βάση δεδομένων που αντιστοιχεί στην τελική λύση επιμερισμού πηγών αφορά στην κοινή βάση και των δύο σταθμών. Οι δύο επιμέρους λύσεις για κάθε σταθμό ξεχωριστά αξιοποιήθηκαν για την μελέτη της διαφοροποίησης των χημικών προφίλ των πηγών, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του κάθε σταθμού μέτρησης. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης οδήγησαν στην εύρεση επτά πηγών εκπομπής, που περιλαμβάνουν την σκόνη του εδάφους, το αλάτι της θάλασσας, την καύση βιομάζας, την καύση βαρέων κλασμάτων πετρελαίου, τις εκπομπές των αυτοκινήτων, τον σχηματισμό δευτερογενών θειικών και οργανικών ενώσεων και τις εκπομπές που προκαλούνται λόγω της κίνησης των οχημάτων. Οι εκπομπές των αυτοκινήτων είναι ο κύριος παράγοντας που συνεισφέρει στη μάζα των σωματιδίων όσον αφορά στον σταθμό κυκλοφορίας (46.9%), ενώ ο σχηματισμός δευτερογενών θειικών και οργανικών ενώσεων αποτελεί την κύρια πηγή συνεισφοράς στον σταθμό αστικού υποβάθρου (49.3%). Η καύση βιομάζας συνεισφέρει σημαντικά και στις δύο περιοχές και παρουσιάζει ιδιαίτερη αύξηση τους χειμερινούς μήνες, πιθανόν λόγω της αυξημένης χρήσης ξύλου ως καύσιμο στην οικιακή θέρμανση. Παρατηρώντας την χρονοσειρά της συγκέντρωσης της πηγής της σκόνης εδάφους, διαπιστώνονται ορισμένα μέγιστα, τα οποία στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για τυχόν ανίχνευση φαινομένων μεταφοράς σκόνης από χώρες της Αφρικής (Sahara dust events).	el
heal.abstract	Athens is a European city with high burden by particle pollution. For addressing health concerns and undertaking mitigation measures, the aerosol composition and sources should be identified. In this study, samples PM2.5 were collected at two sites, a traffic site (Aristotelous street, city center) and an urban background site (station at NCSR “Demokritos”), during 2019-2020 and analyzed using thermal-optical and XRF analysis. The results showed that the mean PM2.5 concentration was higher at the traffic site compared to the urban background site. Carbonaceous matter (organic and elemental) was the most abundant species in the total PM mass. The differences between the chemical profiles of the major anthropogenic and natural particulate matter sources in the two areas, with different levels of urbanization and traffic density within the same urban agglomeration, was obtained by Positive Matrix Factorization analysis. For both sites, seven sources were identified (Mineral dust, Traffic exhaust emissions, Traffic non-exhaust emissions, Biomass burning, Secondary sulphate and organics, Heavy oil combustion and Sea salt). The variation between the source profiles for each site was observed through comparison with the final solution, which corresponds to a PMF analysis of the combined database obtained by both urban background and traffic site. Traffic exhaust emissions was the major contributing source at the traffic site (46.9%), while the major contributor at the urban background site was secondary sulphate and organics (49.3%). Biomass burning influenced both sites, especially during the cold period, mainly due to residential heating. The peaks of daily soil dust contribution were used to identify potential African dust events at each site, using 5-day backward air mass trajectories by the Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT) Model.	en
heal.advisorName	Καβουσανάκης, Μιχάλης	el
heal.advisorName	Διαπούλη, Ευαγγελία	el
heal.advisorName	Kavousanakis, Mixalis	en
heal.advisorName	Diapouli, Evangelia	en
heal.committeeMemberName	Κακάλη, Γλυκερία	el
heal.committeeMemberName	Κόκκορης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Kakali, Glikeria	en
heal.committeeMemberName	Kokkoris, George	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	77 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false